Cascatas bienzimáticas para a síntese de β-hidroxiamidas quirais: avaliação de escopo de substratos - Castilho, Shirley Alves [UNESP] (2022)
A sociedade, bem como as indústrias química e farmacêutica modernas, têm exigido o desenvolvimento e a implementação de metodologias sintéticas que sejam eficientes dos pontos de vista energético, produtivo e ambiental. A fim de atender parte desta demanda, propomos neste trabalho o estudo de sistemas enzimáticos em cascata que possam ser aplicados na síntese de β-hidroxiamidas quirais de interesse econômico. A opção pelo uso de catalisadores enzimáticos atende ao princípio da química verde que recomenda o desenvolvimento de reações em condições catalíticas em detrimento às reações em condições estequiométricas, sempre que possível. Algumas vantagens competitivas são inerentes ao uso de biocatalisadores como o fato de serem originários de fontes renováveis de matéria-prima, serem biodegradáveis, requererem condições reacionais brandas, além de utilizarem solventes não tóxicos como os sistemas aquosos tamponados. Como os biocatalisadores são potencialmente regio-, quimio- e enantiosseletivos, o número de etapas reacionais é reduzido por não requerer etapas de proteção/desproteção de grupos funcionais. Aliado às estas vantagens, o uso de sistemas multienzimáticos em cascata ainda propicia menor geração de resíduos, uma vez que dispensa o isolamento e purificação dos intermediários sintéticos. Um trabalho anterior desenvolvido em nosso grupo de pesquisa estudou sistemas em cascata sequencial e simultânea para a síntese das β-hidroxiamidas quirais a partir da benzoilacetonitrila, tendo resultados bastante promissores utilizando as enzimas nitrilas hidratases e cetorredutases como catalisadores. Buscando avaliar o escopo de substratos para as cascatas desenvolvidas, o presente trabalho trata da avaliação das influências estereoeletrônicas de grupos doadores e retiradores de elétrons ligados nas posições orto, meta e para do anel aromático da benzoilacetonitrila sobre a atividade das enzimas envolvidas nas cascatas desenvolvidas anteriormente. Através das reações em cascata apresentadas neste trabalho, foi possível observar a supressão da atividade da cetorredutase frente à substratos orto e meta substituídos, sugerindo impedimentos estéricos, observados também para as nitrilas hidratases avaliadas. Assim, os substratos para-substituídos foram submetidos às reações em cascata, onde as β-hidroxiamidas para-substituídas foram obtidas com conversões acima de 87%.