Influência do solvente na epoxidação químio-enzimática
do β-cariofileno
Jaqueline M. R. da Silva (PG), Maria da Graça Nascimento (PQ), Robson da Silva
(PG) e Giovanni F. Caramori (PQ)
Departamento de Química – Curso de Pós-Graduação – UFSC, Trindade – Florianópolis – SC – Brasil –
88040-900. * Autor para correspondência: Tel./Fax: +55-(48)3721-9968; e-mail:
[email protected]
Palavras-chave: lipases, epoxidação, cariofileno, busca conformacional
INTRODUÇÃO
Está bem estabelecido na literatura que a atividade
das enzimas é fortemente afetada pela escolha do
1-2
solvente orgânico. O Log P, é o parâmetro mais
útil para classificar os solventes em reações
biocatalisadas. Solventes com log P > 4,0, são os
mais eficientes e os com log P entre 2 e 4 são
moderadamente eficazes e os com log P < 2 muitas
vezes não são adequados para estas reações.1,3
Para avaliar este efeito, diversos solventes
orgânicos foram usados na epoxidação químioenzimática do β-cariofileno, com 50 mg de lipase
de Candida antarctica B, CAL-B (10.000 PLU/g),
ácido octanóico (1mmol) como doador acila e
peróxido de hidrogênio aquoso, 30% (5mmol) como
agente oxidante. (Esquema 1)
8h
CAL-B
24h
Entrada
Solvente(Log Pc)
2
3
2
3
1
n-Hexano (3,50)
>99
0
>99
0
2
Ciclo-hexano (3,20)
>99
0
76
24
CH3(CH2)6COOH
+
O
H2O2
H2O
1
Tabela 1: Efeito do solvente orgânico na epoxidação
a
quimio-enzimática do β-cariofileno
Conversão(%)b
3
Tolueno (2,50)
0
>99
0
>99
4
Clorofórmio (2,00)
62
38
0
>99
5
Diclorometano (0,93)
19
81
0
>99
6
Acetato de etila (0,68)
0
>99
0
>99
7
THF (0,49)
82
0
>99
0
8
Etanol (- 0,24)
98
0
>99
0
9
Acetonitrila (-0,33)
>99
0
29
71
O
O
CH3(CH2)6COOOH
correlações entre a polaridade dos solventes e os
produtos formados. Novos cálculos estão sendo
realizados a fim de buscar uma correlação entre a
formação de 2 e 3 e a polaridade do solvente.
2
3
Esquema 1: Epoxidação químio-enzimática do β-cariofileno.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
As reações foram mantidas sob agitação orbital
(150 rpm). Foram retiradas alíquotas em 8 e 24h, e
a formação do mono-epóxido 2 e/ou di-epóxido 3
foi quantificada por cromatografia gasosa (CG). As
conversões em 2 e/ou 3, estão apresentados na
Tabela 1 na presença de diversos solventes.
Em 8h, usando n-hexano, ciclo-hexano, THF, etanol
e acetonitrila, 2 foi obtido como único produto. Em
acetato de etila e tolueno 3 foi obtido
majoritariamente com a conv. >99%. Em 24h, nas
reações utilizando tolueno, acetato de etila,
clorofórmio, diclorometano, o produto 3 foi obtido
com conv. >99%.
Na presença de n-hexano,
THF, etanol apenas 2 foi formado com conv. >99%.
Pode-se observar que não houve correlação direta
dos valores de conversão com log P. Neste sentido
foram realizadas buscas conformacionais4 para
obter os confôrmeros de menor energia para 1, 2 e
3. Após a obtenção dos confôrmeros, simulações
4
envolvendo os solventes não apresentaram
(a)
(b)
Condições reacionais: β-cariofileno (2,5 mmol), H2O2 (5,0
mmol), ác. octanóico (1,0 mmol), CAL-B (50 mg),
Determinada por CG
(c) Referência 3
CONCLUSÃO
Estes resultados são muito interessantes e indicam
que a escolha do solvente e do tempo pode
promover a formação seletiva de um único produto.
Entretanto, não houve correlação direta com log P.
AGRADECIMENTOS
UFSC, CNPq, CAPES, INCT-Catálise e Novozymes
1
Silva, J.M.R.; Nascimento, M.G., Process Biochem., 47,517,
2012.
2
Milnera, S. E., Maguire A. R., ARKIVOC, 321,2012.
3
Laane, C., Boeren, S., Vos K., Veeger C., Biotechnol. Bioeng.,
30, 81,1987,.
4
Busca conformacional com o programa TINKLER; cálculos com
solventes: PCM, utilizando o pacote Gaussian 03.