Avaliação de selenoésteres como doadores acila irreversíveis em reações de resolução cinética enzimática

Abstract

Resumo: A obtenção de substâncias opticamente ativas empregando reações de resolução cinética enzimática é considerada uma estratégia bem estabelecida em síntese orgânica. Uma das principais abordagens é a transesterificação de álcoois quirais empregando lipases na presença de diferentes doadores acilas (ésteres enólicos, anidridos de ácidos, trihaloésteres, tióesteres). Apesar da ampla aplicação uma limitação importante é a possibilidade de reversibilidade da reação, dependendo da natureza do doador acila, que tem implicação direta no rendimento e nos valores de excesso enantioméricos das espécies envolvidas. Neste sentido, nesta dissertação selenoésteres foram avaliados como doadores acila em reações de resolução de álcoois empregando lipases como biocatalisadores. A fim de verificar se as lipases reconheceriam os selenoésteres como substratos/doadores acila, lipases comerciais foram avaliadas sendo que todas apresentaram atividade frente a estes compostos. Diferentes parâmetros como a estrutura química dos selenoésteres, diferentes nucleófilos, avaliação da razão doador acila/ substrato e da atmosfera de oxigênio na velocidade reacional, também foram avaliados. A maioria dos selenoésteres avaliados como doadores acila na reação do 1- feniletanol como nucleófilo, levou a obtenção dos compostos com altos excessos enantioméricos (ee > 99%) apresentando alta razão enantiomérica (E > 200) de maneira irreversível. Pode-se notar uma tendência no aumento da velocidade da reação com o aumento da quantidade de doador acila empregado na reação, mas o aumento da velocidade da reação proporcionado pela atmosfera de oxigênio possibilitou o emprego de menores quantidades de selenoéster na reação em escala preparativa, facilitando o processo de purificação dos compostos opticamente ativos e do disseleneto transformado na reação. Além disso, alguns estudos preliminares de selenoésteres quirais nas reações catalisadas pela CAL-B foram avaliadas, e o selenoéster propanoselenoato de 1-feniletila (7) foi observado com alto excesso enantiomérico (ee = 97%) e demonstrou ser uma rota promissora para a obtenção de disseleneteos quirais.

Abstract: The enzymatic kinetic resolution (EKR) is a well-established strategy for obtaining enantiomeric pure alcohols in organic synthesis. The main approach is the lipasecatalyzed transesterification and several acyl donors (enol esters, anhydrides, trihaloesters, thioesters) have been describing in literature to circumvent the unfavorable reaction equilibrium. In this context, we decided to evaluate selenoesters as new acyl donors in resolution of alcohols using lipases as biocatalysts. In order to verify if the lipases would recognize the selenoesters as substrates or acyl donors, some lipases were evaluated and all showed activity against these compounds, demonstrating a new example of catalytic promiscuity. Parameters like the structures of selenoesters and nucleophiles, acyl donor: substrate ratio and the oxygen atmosphere over the reaction velocity were evaluated. Most of the selenoesters evaluated as acyl donors in EKR of 1- phenylethanol led to the obtaining of the alcohol and the correspondent esters with a high enantiomeric excess (e.e. > 99%) and with a high enantiomeric ratio (E > 200). We also observed that in presence of an oxygen atmosphere the reaction rate increased, what allowed us to use a smaller acyl donor:substrate ratio in the preparative scale reaction, facilitating the purification process of the optically active compounds and the diorganoyl diselenide by-product. In addition, some preliminary studies of EKR of chiral selenoesters catalyzed by CAL-B were evaluated, and the selenoester Se-(1-phenylethyl) propaneselenoate (7) was observed with high enantiomeric excess (e.e. = 97%) proving to be a promising new route to obtaining chiral diselenides.