Aplicação do sistema de fluxo contínuo em reações de resolução cinética enzimática : obtenção de álcoois secundários opticamente ativos empregando a lipase B de Candida antarctica

Abstract

Resumo: A utilização de sistemas de fluxo contínuo em reações orgânicas oferece diversas vantagens, tais como reprodutibilidade, menores tempos de reação e rápido aquecimento. Devido a isso, esse tipo de sistema tem sido muito empregado em catálise incluindo, recentemente, a catálise enzimática. Portanto, devido à grande ascensão de sistemas de fluxo contínuo em biocatálise, a utilização desses sistemas na obtenção de compostos enantiopuros torna-se interessante, bem como a comparação com o sistema de batelada. Neste trabalho foi realizada a reação de resolução cinética enzimática (RCE) de álcoois benzílicos mediada pela enzima CAL-B, visando diminuir o tempo de reação observado em trabalho anterior, utilizando o sistema de batelada. Para isso, inicialmente avaliou-se a influência das condições reacionais, tais como solvente, temperatura e doador acila. Após a otimização das condições reacionais os álcoois foram submetidos à reação de RCE em batelada, sendo que foram necessários tempos de reação variando entre 1 e 9 horas para alcançar a conversão esperada dos álcoois 1-4. Com a utilização do sistema de fluxo contínuo, os tempos de reação foram reduzidos para 2 a 40 minutos. Todos os compostos foram obtidos com altos excessos enantioméricos (>99%) e todas as reações apresentaram razão enantiomérica >200. A aplicação de sistemas de fluxo contínuo se mostrou promissora para obtenção de álcoois enantiomericamente puros via reações de resolução cinética enzimática, visto que uma diminuição significativa no tempo de reação e um grande aumento da produtividade foram alcançados quando comparado ao sistema de batelada.

Abstract: The use of continuous-flow systems in organic reactions offers several advantages, such as reproducibility, lower reaction time and fast heating. Therefore, these systems have been employed in catalysis including, recently, enzymatic catalysis. Because of the great rise of continuous-flow systems in biocatalysis, the utilization of these systems in the achievement of enantiopure compounds becomes interesting, as well as the comparison between continuous-flow and batch systems. This research presents the enzymatic kinetic resolution (EKR) of benzylic alcohols mediated by CAL-B, aiming to reduce the reaction time that was observed in previous work, which employed batch system. It was valued the influence of reaction conditions, such as solvent, temperature and acyl donor. After the optimization, alcohols were submitted to batch EKR and the reactions of alcohols 1-4 have taken 1 to 9 hours to achieve the expected conversion rate. Using continuous-flow system, reaction time was reduced to 2 to 40 minutes in the reaction of alcohols 1-4. All compounds were obtained with high enantiomeric excesses (>99%) and all reactions showed enantiomeric ratio >200. The application of continuous-flow systems was promising for achievement of enantiopure alcohols by enzymatic kinetic resolution, whereas, reaction time decreased significantly and a great increase of productivity was reached in comparison to batch systems.