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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Brenelli, Eugênia Cristina Souza
Título: Redução de Alguns Compostos Carbonílicos Derivados de Fenil Cetonas Empregando-se Fermento de Pão (Saccharomyces cerevisiae)
Ano: 1994
Orientador: Prof. Dr. Paulo José Samenho Moran
Departamento: Química Orgânica
Palavras-chave: -
Resumo: Álcoois quirais são intermediários importantes na síntese de substâncias com atividade biológica, a saber, medicamentos, agroquímicos e feromônios. A redução assimétrica de cetonas proquirais por microorganismos, especialmente fermento de pão (Saccharomyces cerevisiae), é uma metodologia que tem se mostrado muito útil na obtenção de álcoois quirais em bons rendimentos químicos e ópticos. Neste trabalho estudou-se a redução assimétrica por fermento de pão de alguns compostos carbonílicos pertencentes às seguintes classes: fenil cetonas a-alquil substituídas, a-dicetonas, b-ceto ésteres e derivados de ceto ácidos a- substituídos. A redução do benzoilacetato de etila originou o (S)-(-)-3-hidróxi-1-fenilpropionato de etila em bons rendimentos químicos e ópticos, o qual pode ser utilizado como intermediário chave na síntese de substâncias ativas para o tratamento da depressão como por exemplo a fluoxetina. Reduziu-se também a 1-fenil-1,2-propanodiona, e verificou-se a obtenção exclusiva do 1,2-diol anti de configuração absoluta (1R,2S), em altos rendimentos químicos e ópticos.As reduções de (±)-2-bromopropiofenona, (±)-2-cloropropiofenona e (±)-2-azidopropiofenona produziram os diastereoisômeros syn e anti dos álcoois correspondentes, com excessos enantioméricos variáveis e geralmente com baixos rendimentos químicos, utilizando-se células livres de fermento de pão. O rendimento químico da redução da (±)-2-azidopropiofenona aumentou consideravelmente de 8% para 74% a 89% ao se empregar, na redução, o fermento de pão imobilizado (FPI) em crisotila e em montmorilonita K10 respectivamente. Houve também um aumento no excesso enantiomérico dos azido álcoois syn e anti e pôde-se fazer várias reutilizações do FPI. A hidrogenação catalítica utilizando Pd/C como catalisador, da mistura de azido álcoois syn e anti originou os correspondentes isômeros dos amino álcoois (1R,2R)-(-)- norpseudoefedrina e (1R,2S )-(-)-norefedrina, os quais tem sido empregados como supressores de apetite. Com todos os substratos estudados observou-se que os álcoois obtidos condiziam com a regra de Prelog, ou seja, o ataque do hidreto se deu através da face Re do substrato carbonílico, levando-se em consideração que o grupo fenila é maior que a porção alquila da molécula de substrato. Os excessos enantioméricos dos produtos da maioria das reduções foram determinados através de espectroscopia de ressonância magnética nuclear de próton na presença de um reagente de deslocamento quiral, Eu(hfc)3. De um modo geral as reduções assimétricas por fermento de pão dos vários substratos empregados neste trabalho forneceram álcoois quirais funcionalizados em bons rendimentos químicos e ópticos. Estes álcoois podem ser utilizados como precursores na síntese de substâncias quirais com atividade biológica. Outras vanta - gens da utilização do fermento de pão incluem a facilidade no manuseio, pronta disponibilidade e o baixo custo.
Abstract: Chiral alcohols are important intermediates for the synthesis of biologically active substances like pharmaceuticals, agrochemicals and pheromones. Microbial asymmetric reduction of prochiral ketones, especially baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae) is a very useful methodology to obtain chiral alcohols with high chemical and optical yields. In this work we investigated the baker's yeast asymmetric reduction of various carbonyl compounds including a-alkyl substituted phenyl ketones, a-diketones, b-keto esters and a-substituted keto acid derivatives. The baker's yeast reduction of ethyl benzoylacetate formed the ethyl (S)-(-)-3- hydroxy-1-phenyl propionate with good optical and chemical yields, which can be used as key intermediate in the synthesis of active substances like fluoxetine used for the treatment of depression. In the reduction of 1-phenyl-1,2-propano - dione we observed the exclusive formation of the 1,2-diol with relative and absolute configuration anti (1R,2S) either with high chemical and optical yields. The baker's yeast asymmetric reductions of (±)-2-bromopropiophenone, (±)-2- chIoropropiophenone and (±)-2-azidopropiophenone using free cells of the yeast, formed the diastereomers syn and anti of the respective alcohols with variables enantiomeric excesses and generally in poor chemical yields. The chemical yield of the reduction of (±)-2- azidopropiophenone was greatly improved from 8% to 74% and 89% when immobilized baker's yeast on chrysotile and on montmorillonite K 10 respectively, were used. The enantiomeric excesses of the azido alcohols syn and anti were also improved and the IMBY could be reused several times. The catalytic hidrogenation of the azido alcohols rnixture using Pd/C as catalyst, formed respectively the amino alcohols (1R,2R)-(-)- norpseudoephedrine and (1R,2S)-(-)-norephedrine, which have been used as apettite supressants. The Prelog's rule was observed in all baker's yeast reductions performed in this work, i.e. hydride transfer from the coenzyme occurred to the Re face of the carbonyl compound, taking into account that the phenyl group is larger than the alkyl moiety in the substrate molecule. The enantiomeric excesses of the chiral alcohols were determined through proton nuclear magnetic resonance with chiral lanthanide shift reagent Eu(hfc)3. Generally, the baker's yeast asymmetric reduction of the substrates employed in this work, gave functionalized chiral alcohols with good chemical and optical yields. These alcohols can be used as chiral building blocks in the synthesis of biologically active substances. Other advantages of using baker's yeast include easy handling, ready availability and low cost.
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