Estudo computacional do controle enantiomérico da reação de acetilação do bisfenol catalisada por um tetrapeptídeo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Antonelo, Antonio Elias Gomes, 1988-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634432
Resumo: Orientador: Leandro Martínez
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Neste trabalho, realizou-se a caracterização conformacional do tetrapeptídeo catalisador envolvido numa reação de catálise assimétrica. A reação catalisada pelo tetrapeptídeo estudado consiste na acetilação do bisfenol. Essa reação é incomum pois se trata de uma indução assimétrica com alto rendimento, 80%, e excesso enantiomérico, 95%, sendo que foi realizada a temperatura de ?30 °C, em clorofórmio. Outras características marcantes dessa reação são a longa distância entre as hidroxilas enantiotópicas do substrato bisfenólico; e a distância do centro de proquiralidade ao sítio de funcionalização. Isto obriga que o catalisador interaja simultaneamente com o centro de proquiralidade e com a hidroxila que sofre a acetilação. Realizaram-se simulações de dinâmica molecular e observou-se a existência de duas conformações bastante distintas para o tetrapeptídeo catalisador: uma conformação estendida e uma compacta. Não foram observadas transições entre essas conformações nas simulações a temperatura de 243 K (temperatura experimental e otimizada para maior excesso enantiomérico), enquanto que nas temperaturas de 273 K e 300 K ocorreram transições de uma conformação para outra em algumas simulações. Utilizando o método adaptive biasing force (ABF), obtiveram-se os perfis de energia livre do tetrapeptídeo, os quais mostraram que as conformações estendida e compacta correspondem aos mínimos de energia e que, a 243 K, a conformação estendida é ligeiramente mais estável que a conformação compacta, enquanto que, a 273 K e 300 K, a conformação compacta é claramente mais estável, sugerindo que a conformação determinante para a enantiosseletividade da reação é a conformação estendidaAbstract: Asymmetric catalysis reactions are important for the pharmaceutical industry. A review from 1993 reported that about 56% of the drugs at that time were chiral compounds and about 88% were used as racemic mixtures. The asymmetric environment of cell receptors and enzymes might interact in different ways with each enantiomer. Thus, it is important to understand how a specific enantiomer could be synthesized. Here, we performed a conformational characterization of a designed tetrapeptide catalyst that is involved in an asymmetric catalysis reaction. This tetrapeptide catalyzes the acetylation reaction of a bis(phenol). The asymmetric induction reaction is performed in chloroform at 243 K with high yield, 80%, and enantiomeric excess, 95%. Other remarkable characteristics of this reaction are the long distance between the enantiotopic hydroxyls of the bis(phenol) substrate, the distance of the prochiral center to the site of functionalization. The catalyst must simultaneously interact with the prochiral center and the hydroxyl group that undergoes the acetylation. Using molecular dynamics simulations, we observed that the catalytic tetrapeptide adopts two different conformations: an extended conformation and a compact one. No transitions were observed between the conformations in the timescale of conventional simulations at 243 K (experimental temperature optimized for higher enantiomeric excess), whereas at 273 K and 300 K eventual transitions occurred. Using the Adaptive Biasing Force method (ABF), a free-energy profile of the conformations of the peptide was obtained for the three temperatures. The extended and compact conformations corresponded to the energy minima. At 243 K, the extended conformation is slightly more stable than the compact one, but at a higher temperature (273 K and 300 K), the compact conformation is clearly more stable. Our results suggest that the determinant conformation for the enantioselectivity of this reaction is the extended conformationMestradoFísico-QuímicaMestre em QuímicaCAPES[s.n.]Martínez, Leandro, 1979-Tormena, Cláudio FranciscoMello, Paula Homem deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAntonelo, Antonio Elias Gomes, 1988-20182018-07-13T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (80 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634432ANTONELO, Antonio Elias Gomes. Estudo computacional do controle enantiomérico da reação de acetilação do bisfenol catalisada por um tetrapeptídeo. 2018. 1 recurso online (80 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634432. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1058019Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-10-10T10:12:02Zoai::1058019Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2018-10-10T10:12:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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