Síntese enzimática de ésteres de a-D-Glucose utilizando sólido fermentado contendo lipases de Burkholderia contaminans LTEB11

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Villalobos, Maribel Cordero
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1884/41944
Resumo: Orientadora : Profª Drª Nadia Krieger
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spelling Villalobos, Maribel CorderoGonçalves, Alan GuilhermeUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaKrieger, Nadia, 1952-2016-03-30T16:07:15Z2016-03-30T16:07:15Z2016http://hdl.handle.net/1884/41944Orientadora : Profª Drª Nadia KriegerCo-orientador : Prof. Dr. Alan GonçalvesDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 22/02/2016Inclui referências : f. 63-74Área de concentração: Quimica orgânicaResumo: Os derivados de carboidratos são precursores de várias moléculas com muitas aplicações na área médica. Para a síntese destes compostos, é necessário a preparação prévia de blocos estruturais a partir da modificação regiosseletiva de carboidratos. Este é um processo complexo devido ao fato de os carboidratos apresentam múltiplos grupos hidroxila com reatividade química semelhante, necessitando de várias etapas de adição e remoção de grupos protetores. Uma alternativa promissora para realizar este tipo de reações regiosseletivas é a catálise enzimática, que proporciona um elevado grau de seletividade em uma única etapa, aplicando condições experimentais brandas. Neste trabalho, foi desenvolvido um novo processo para a acetilação enzimática de metil-?-D-glucopiranosídeo (?-MetGlc) com acetato de vinila, em reação catalisada pelo sólido fermentado contendo lipases de Burkholderia contaminans LTEB11. O produto principal da reação, metil-?-D-6-O-acetilglucopiranosídeo, foi purificado por cromatografia flash em coluna com sílica, identificado por RMN e quantificado por CLAE. A eficiência da síntese enzimática em escala laboratorial (4 mL de meio reacional) foi avaliada em diferentes sistemas de reação que continham, em adição de ?-MetGlc, somente acetato de vinila puro (sistema livre de solvente), acetato de vinila com dimetilformamida (1:1) e acetato de vinila com líquido iônico [emim][MeSO3] (1:1). Foi demonstrado que a conversão do substrato claramente aumenta com o aumento da hidrofobicidade do solvente utilizado no meio reacional, atingindo-se a maior conversão de 65% no sistema livre de solvente em 72 h. Posteriormente, foi aumentada a escala de produção nesta condição, utilizando-se 1 L de meio reacional, atingindo-se 76% de conversão em 72 h, com rendimento experimental de 1,047 g de metil-?-D-6-O-acetilglucopiranosídeo (pureza 90%), maior quantidade reportada atualmente aplicando sólido fermentado. Os resultados mostram que o sólido fermentado produzido por Burkholderia contaminans LTEB11 é um biocatalisador de baixo custo, com potencial para ser aplicado na síntese industrial de ésteres de ?-D-glucose. Palavras-chave: Ésteres de ?-D-glucose, lipases, Burkholderia contaminans LTEB11, sólidos fermentados, acetilação regiosseletiva, metil-?-D-glucopiranosídeo, sistemas livres de solvente, aumento de escalaAbstract: Derivatives of carbohydrates are precursors of molecules with many applications in medicine. The synthesis of these compounds requires the preparation of appropriate building blocks, which is done by regioselective modification of carbohydrates. Since carbohydrates have multiple hydroxyl groups with similar reactivity, chemical methods for regioselective modification are complex, with several steps involving the addition and removal of protective groups. Enzymatic methods are promising for this kind of reaction since a high degree of selectivity can be obtained in a single step carried out using mild conditions. We developed a new method for acetylation of methyl-?-D-glucopyranoside (?-MetGlc) with vinyl-acetate, with the reaction being catalyzed by a fermented solid containing lipases from Burkholderia contaminans LTEB11. The main product of the synthesis, methyl-?-D-6-O-acetylglucopyranoside, was identified by NMR and quantified by HPLC. The efficiency of the synthesis at laboratory scale (4 mL of reaction medium) was evaluated in different reaction systems containing, in addition to ?-MetGlc, only vinyl acetate (i.e. a solvent-free system), vinyl acetate with dimethylformamide (1:1) and vinyl acetate with the ionic liquid [emim][MeSO3] (1:1). The conversion increased with increasing hydrophobicity of the solvent system used, with the highest conversion (65% in 72 h) being obtained in the solvent-free system. This system was scaled up to a 1-L reaction medium. A conversion of 76% in 72 h was obtained, with a yield of 1,047 g of methyl-?-D-6-O-acetylglucopyranoside (90% purity). This is the largest amount of this carbohydrate derivative produced by enzymatic catalysis with fermented solid reported in the literature to date. These results suggest that the fermented solid produced by Burkholderia contaminans LTEB11, which is a low-cost biocatalyst, could potentially be used for the industrial production of esters of ?-D-glucose. Keywords: ?-D-glucose esters, lipases, Burkholderia contaminans LTEB11, fermented solids, regioselective acetylation, methyl-?-D-glucopyranoside, solvent-free system, scale-up76 f. : il. algumas color.application/pdfDisponível em formato digitalQuímicaSíntese enzimática de ésteres de a-D-Glucose utilizando sólido fermentado contendo lipases de Burkholderia contaminans LTEB11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - MARIBEL CORDERO VILLALOBOS.pdfapplication/pdf2054308https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/41944/1/R%20-%20D%20-%20MARIBEL%20CORDERO%20VILLALOBOS.pdf7de1af52c074086bfe481d6dce347850MD51open accessTEXTR - D - MARIBEL CORDERO VILLALOBOS.pdf.txtR - D - MARIBEL CORDERO VILLALOBOS.pdf.txtExtracted Texttext/plain152025https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/41944/2/R%20-%20D%20-%20MARIBEL%20CORDERO%20VILLALOBOS.pdf.txtcfd14af630d4643ce55b2326d5a92afdMD52open accessTHUMBNAILR - D - MARIBEL CORDERO VILLALOBOS.pdf.jpgR - D - MARIBEL CORDERO VILLALOBOS.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1387https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/41944/3/R%20-%20D%20-%20MARIBEL%20CORDERO%20VILLALOBOS.pdf.jpgfc9e2c4961ba598ed424ec1d9d57ed40MD53open access1884/419442016-04-08 04:01:53.228open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/41944Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082016-04-08T07:01:53Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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