III Encontro Paranaense de Engenharia e Ciência
Toledo – Paraná, 28 a 30 de Outubro de 2013
Biorredução de Cetonas Empregando Saccharomyces Cerevisiae
Michelly Pellá1*; Maurício Ferreira da Rosa.
(1) GIPeFEA - Universidade Estadual do Oeste do Paraná – UNIOESTE, Campus Toledo-PR.
[email protected]
Resumo: Devido ao grande interesse da industria farmacêutica nas reações enantiosseletivas, este trabalho estudou
o emprego de micro-organismos na redução enantiosseletiva de cetonas. Para este fim foi empregado a levedura
Saccharomyces cerevisiae devido a sua fácil disponibilidade e por haver vários relatos na literatura de sua
capacidade biorredutora. Como substrato foi empregado a acetofenona. Apesar das várias tentativas os resultados
obtidos não foram satisfatórios, pois não foi possível observar, por cromatografia em camada delgada, a formação
de produto. Michelly C. G. Pellá1*
Palavras – Chave: biocatálise, levedura, enantiosseletividade.
indutores de quiralidade obtém-se como
produto álcoois racêmicos (Figura b).
INTRODUÇÃO
Na química orgânica as metodologias
sintéticas que levem a produção de um único
enantiômero a partir de uma molécula
aquiral são denominadas enantiosseletivas.
A procura por reagentes que possam ser
utilizados com essa finalidade, denominados
indutores de quiralidade foi e tem sido alvo
de pesquisas em muitos laboratórios de
pesquisa. Infelizmente muitos desses
reagentes apresentam como desvantagem a
utilização de metais pesados apresentando,
portanto, alta toxicidade como também
elevado custo.
Nesta área a biocatálise aparece como
uma alternativa promissora para esta
finalidade. Recentes revisões na literatura
(PAMES
&
BÄCKVALL,
2003;
URDIALES, ALFONSO, GOTOR, 2005;
HALL & BOMMARIUS, 20011) dão uma
visão da importância desta área na síntese
orgânica, podendo ser aplicada em diferentes
tipos de conversões, em condições mais
amenas, menor toxicidade e custos
consideravelmente mais baixos.
Uma das reações a qual este tipo de
catálise pode ser aplicado é a redução de
cetonas. Quando realizadas com reagentes
redutores clássicos, tais como NaBH4 ou
LiAlH4, geram-se como produtos álcoois
racêmicos (Figura a). Entretanto quando a
reação é realizada na presença de reagentes
O
R1
OH
[H]
R2
R2
R1
(R) + (S)
Figura a – Esquema de uma reação de redução
O
OH
[H]
OH
ou
R1
R2
R1
R2
R1
Figura b – Esquema de uma reação de redução
enantiosseletiva
Trabalhos encontrados na literatura
mostram que a levedura Saccharomyces
cerevisiae pode atuar como indutora de
quiralidade na redução de cetonas
(MILAGRE et al., 2005; ENGELKING et
al., 2006; HU, XU, NIE, 2010).
Esta levedura, além de facilmente
obtida, não apresenta perigo à saúde humana
e nem ao meio-ambiente, apresentando
também baixo custo.
Este trabalho tem como objetivo
empregar a levedura S. cerevisiae na
redução de cetonas aromáticas, procurando
otimizar as condições reacionais visando
expandir sua aplicação para outras cetonas
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que possam levar a produtos com maior
valor agregado.
MATERIAIS E MÉTODOS
As reações foram realizadas tendo por
base o experimento descrito por Bettelheim
& Landsberg (2001) com adaptações.
Em um frasco de 250 mL, foram
reunidos 40g de sacarose e 0,5g Na2HPO4 e
150 mL de água. Após a completa
solubilização
dos
reagentes
foram
adicionados 8g de levedura comercial
(Fleischmann), mantendo-se o sistema sob
agitação e temperatura constante (30°C).
Após 15 minutos foram adicionados 2,5 mL
de acetofenona solubilizado em 5 mL de
etanol. O sistema foi mantido sob agitação
constante e temperatura controlada em
shaker (Alpax / MK 1208) por 48h.
Após este período, foram adicionados
á solução 20g de celite e NaCl até a
saturação. Em seguida a mistura foi filtrada
à vácuo e o filtrado submetido a extração
com solvente (clorofórmio). O extrato foi
seco com Na2SO4 anidro e armazenado.
As cromatografias em camada
delgada
(CCD)
foram
realizadas
empregando-se
placas
de
alumínio
recobertas de sílica gel 60 F254 com
espessura de 0,2 mm (Riedel-deHäen) tendo
hexano-acetato de etila (1:1) como eluente.
Figura d: CCD’s das amostras
Pôde-se verificar que, pelos resultados
apresentados, a mancha correspondente ao
meio reacional não apresentou deslocamento
independente da mistura eluente empregada.
A mistura eluente na qual o padrão
(acetofenona)
apresentou
maior
deslocamento (Rf = 0,94) foi hexano-acetato
de etila (1:1).
Assim tendo-se por base unicamente
as análises de CCD não é possível afirmar
que ocorreu a formação de produto. As
amostras foram enviadas para análise por
cromatografia em fase gasosa, porém ainda
não temos os resultados.
CONCLUSÕES
Não se pode afirmar, a partir das
análises de CCD que a biorredução da
acetofenona aconteceu, visto que nenhum
deslocamento da amostra foi observado na
plaquinha.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A reação de (bio)redução esperada está
representada na Figura c abaixo.
O
OH
sacarose
S. cerevisiae
Agradecimentos
Michelly Pellá agradece a Fundação
Araucária pelo auxílio financeiro na forma
de bolsa de iniciação científica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Figura c – Esquema reacional da biorredução da
acetofenona
BETTELHEIM, F. A. & LANDSBERG, J. M.
Laboratory experiments for General, Organic
and Biochemistry, 4th edition, Harcourt College
Publishers. Philadelfia, PA, EUA. 2001.
A Figura d representa o resultado da
CCD obtida com o meio reacional após a
extração.
ENGELKING, H.; PFALLER, R.; WICH, G.;
WEUSTER-BOTZ, D. Reaction engineering
-ketoester reductions with whole cells
of recombinant Saccharomyces cerevisiae.
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cerevisiae entrapped in alginate fibers with
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37, p.121-125, 2005.
HALL, M.; BOMMARIUS, A. S. Enantioenriched
Compounds via Enzyme-Catalyzed Redox
Reactions. Chemical Reviews, v. 111, p. 40884110, 2011
HU, Q.; XU, Y.; NIE, Y. Highly enantioselective
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enantiopure (R)-phenyl-1,2-ethanediol using
Saccharomyces cerevisiae of remarkable reaction
stability. Bioresource Technology, v. 101, p.
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PAMIES, O.; BÄCKVALL, J.-E. Combination of
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