Reações de acilação enantiosseletiva de aminas e álcool alifáticos catalisadas por lipases

Abstract

Neste trabalho, as lipases comerciais LSD, LAY, LAK, LM, LCR, e as nativas de A. niger bruta e LRO, foram imobilizadas em filmes de amido de milho, na presença ou ausência de dextrana. Além destas lipases, também foram utilizadas a CALB e a RM-IM, que são adquiridas imobilizadas.Estes sistemas, foram utilizados na resolução enantiosseletiva da (±)2-etilhexilamina (58) e do (±)-mentol (64) na presença de acetato de etila ou vinila e propionato de vinila com agentes acilantes. Também foi realizada a acilação régiosseletiva do 2-aminoetanol (62) com acetato de vinila.Testes para a resolução de 58 foram realizados utilizando acetato de etila e diversas lipases em razões molares diferentes. Além disto, n-hexano foi combinado aos LIs [BMIm][BF4] e [BMIm][PF6]. Os melhores resultados obtidos foram de conversão, eep e E obtidos foram de 42,5 %, 28,8 % e 2,4, respectivamente, ao usar a LBC imobilizada em filme de amido de milho/dextrana, razão molar 1:2 (amina:acetato) e n-hexano puro como solvente.A acilação régiosseletiva de 62 foi realizada com acetato de vinila utilizando a CALB. Os dados obtidos entre os tempos de 0-20 h, mostraram que a reação não foi seletiva, e além do método escolhido para quantificação (EM) não ser o mais adequado, não foi possível a diferenciação entre 2 dos 3 possíveis produtos formados na reação.Na resolução enantiosseletiva do (±)-mentol com o acetato de vinila para a obtenção do acetato de mentila (73), entre as lipases testadas, a LAY foi a mais adequada. A reação foi otimizada em 35 ºC, 40 mg de LAY e razão molar 1:2 (álcool:acetato de vinila). Nessas condições, obtiveram-se valores de conversão, ees, eep, e E de 33,6 %, 50,3 %, >99 %, e >200, respectivamente. O solvente mais adequado dentre os testados foi o tolueno e a utilização de mistura entre tolueno e LIs ([BMIm][BF4],[BMIm][Cl], [BMIm][PF6], [BMIm][SCN] e [BMIm][Br]) não demostrou melhora na seletividade da reação. Dentre os amidos e suportes testados para a imobilização da LAY, o filme de amido de milho foi o mais adequado. Este foi usado por 4 vezes, com tempo de estocagem de 71 dias, sendo que 73 foi obtido com conversão, ees, eep, e E de 7,5 %, 8,2 %, >99 %, e >200, respectivamente.Na resolução de 64 com propionato de vinila, a lipase mais adequada, entre as testadas foi a LCR. Porém, após imobilização ocorreu uma grande perda na enantiosseletividade da lipase, e a reação apresentouvalores de conversão, ees, eep, e E de 30,3 %, 25,9 %, 59,5 %, e 5,1, respectivamente, em 48 h. Mesmo tendo otimizado a temperatura (45 °C), massa da LCR (50 mg) e razão molar dos reagentes (1:10), esta reação apresentou E<15, o que é considerado inadequado em uma resolução enzimática.Salienta-se que o uso de enzimas, e em especial as lipases, é de interesse na obtenção de compostos enantiomericamente puros. Porém, para cada substrato, as condições reacionais devem ser cuidadosamente analisadas.<br>

Abstract : In this work, the commercial lipases BCL, SDL AYL, AKL, ML, CRL, native from A.niger and ROL were immobilized in starch films in the presence or absence of dextran. In addition to these enzymes, CALB and the RM-IM, lipases acquired immobilized, were also usedThese systems were used in the enantioselective resolution of (±)-2-ethylhexylamine (58) and (±)-menthol (64) with vinyl and ethyl acetate or vinyl propionate, as acylating agents. The regioselective acylation of 2-aminoethanol (62) with vinyl acetate, was also performedSeveral tests were realized for the resolution of 58 with ethyl acetate and various lipases using different molar ratio. Besides, n-hexane was used in mixture with ILs [BMIm] [BF4] or [BMIm] [PF6]. The highest degree of conversion (42.5 %), eep (28.8 %) and E (2.4) were obtained using BCL immobilized in corn starch film/dextran, a molar ratio of 1:2 (amine: ethyl acetate) and pure hexane as solvent.The regioselective acylation of 62 was performed with vinyl acetate and CALB. The obtained data (0-20 h), showed that the reaction was not selective. In addition, the method chosen for the products measurements (MS) was not the most suitable and it was not possible to differentiate between the two of the three possible products formed in the reaction.In the enantioselective resolution of (±)-menthol with vinyl acetate for the preparation of menthyl acetate (73), AYL was the most appropriate lipase. The reaction was optimized in 35 °C, 40 mg of AYL and a molar ratio of 1:2 (alcohol:vinyl acetate). Under these conditions, the values of conversion degree, ees, eep and E were of 33.6 %, 50.3 %, >99 %, and >200, respectively. The results showed that the reaction was more efficient using pure toluene, and the use of toluene and ILs [BMIm][BF4], [BMIm][CI], [BMIm][PF6], [BMIm][SCN] and [BMIm][Br] mixtures did not present an improvement in the reaction selectivity.When starches from different sources or other supports were used for AYL immobilization, the best tested system was corn starch film. This system was used 4 times during 71 days of storage, and 73 was obtained with conversion degree, ees, eep, and E of 7.5 %, 8.2 %, >99 % and >200.In the resolution of (±)-menthol with vinyl propionate, the most suitable lipase, among the tested, for the preparation of menthyl propionate (75) was CRL. However, after immobilization a great loss in the lipase enantioselectivity was observed and the reaction presentedconversion degree, ees, eep, and E values of 30.3 %, 25.9 %, 59.5 %, and 5.1, respectively, in 48 h. Even after the optimization of the reaction conditions, such as temperature (45 °C), mass of CRL (50 mg) and molar ratio of reagents (1:10), this reaction presented E<15, which is considered inappropriate for an enzymatic resolution.It is worth of mentioning that the use of enzymes, in particular lipases, is of interest to obtain enantiomerically pure compounds. However, for each substrate, the reaction conditions must be carefully analyzed.