Produção de benzoato de benzila por rota enzimática em meio orgânico

Abstract

Com a crescente utilização de tecnologias limpas no setor industrial pode-se dizer que os compostos obtidos por síntese enzimática são considerados naturais e, portanto, configuram um processo sustentável, bem como, apresentam aplicações em indústrias alimentícias, farmacêuticas e cosmética. Neste trabalho, foi avaliada a síntese enzimática do benzoato de benzila (BB) utilizando as lipases imobilizadas comerciais Novozym 435® e Lipozyme RM IM. Um estudo cinético prévio foi realizado visando determinar o tempo de reação (24 h) e a concentração de enzima (10 % baseado na massa total dos substratos). Um planejamento fatorial completo 22 foi proposto para avaliar o efeito da razão molar e da temperatura na conversão. Para a Novozym 435® a máxima conversão (32 %) foi obtida a 60 ºC, utilizando uma razão molar de 1:5 (álcool benzílico para anidrido benzóico). Já para a Lipozyme RM IM, a conversão máxima de 51 % foi obtida a 40 ºC e 1:5 (álcool benzílico para anidrido benzóico). A análise de variância (ANOVA) mostrou um efeito significativo positivo sobre a razão molar (p < 0,05). Os biocatalisadores apresentaram atividade enzimática até 5 ciclos de uso, porém com perda na conversão em produto. A purificação do benzoato de benzila ocorreu por meio de cromatografia em coluna aberta contendo sílica gel como fase estacionária e fase móvel uma mistura acetato de etila e ciclohexeno (1:14 v/v). Por fim, foi observada a ação antimicrobiana moderada para Staphylococcus aureus (CIM = 0,05 mg·µL-1).

Abstract : According to the increasing demand for clean technology in the industrial sector, the compounds obtained by enzymatic processes are considered natural and constitute a sustainable process for food, pharmaceutical, and cosmetic industries. In this study, the enzymatic synthesis of benzyl benzoate was evaluated using the commercial immobilized lipases Novozym 435® and Lipozyme RM IM. Previously, a kinetic study was carried out to determine the reaction time (24 h) and enzyme concentration (10 % based on the mass of substrates). A 22 full factorial design was proposed to evaluate the effect of molar ratio and temperature on conversion. For the Novozym 435®maximum conversion (32 %) was achieved at 60 ºC, applying a molar ratio of 1:5 (benzilic alcohol for benzoic anhydride). Maximum conversion of 51 % was obtained for Lipozyme RM IM at 40 ºC and 1:5 (benzilic alcohol for benzoic anhydride). Analysis of variance (ANOVA) showed a significant and positive effect on the molar ratio for the process (p<0,05). The biocatalysts demonstrated enzymatic activity up to 5 cycles of use, with product conversion loss. Benzyl benzoate purification was carried out through open-column chromatography containing silica gel as stationary phase, and mobile phase at a 1:14 ratio mixture of ethyl acetate for cyclohexene (v/v). Moderate antimicrobial action against S. aureus (MIC = 0,05 mg·µL-1) was obtained.