ESTUDO DO CONTROLE ESTEREOQUÍMICO NA REDUÇÃO MICROBIAL DA 2-AZIDOPROPIOFENONA

Eugênia Cristina Souza Brenelli (PQ) e Fabiana Lima Silva (IC)

Universidade Federal Fluminense, Instituto de Química, Departamento de Química Orgânica

palavras chave: controle estereoquímico, aditivos, Saccharomyces cerevisiae

Álcoois oticamente ativos são blocos quirais de construção importantes na síntese de produtos naturais. Entre as metodologias utilizadas para a sua preparação, a redução microbial de cetonas, já provou ser um método bastante valioso¹. O microorganismo mais popular e mais frequentemente utilizado para este propósito é o fermento de pão (Saccharomyces cerevisiae). Na maior parte dos casos relatados os resultados são satisfatórios, com altos rendimentos químicos e alta estereosseletividade. Contudo, quando um outro estereocentro adjacente a carbonila está presente, a estereosseletividade da redução tem se mostrado pouco satisfatória. Vários métodos para controlar a diastereosseletividade das reduções microbiais de b-ceto ésteres estão relatados na literatura; entre estes podemos citar a utilização de enzimas isoladas², a modificação do substrato³, a utilização de outros microorganismos⁴ e a modificação nas condições reacionais, destacando-se o uso de aditivos⁵ a fim de regular a atividade enzimática, seja por inibição ou aceleração da mesma.

Azido álcoois vicinais são precursores diretos de amino álcoois, cuja estrutura está presente em numerosas substâncias com atividade biológica. A redução de 2-azidopropiofenona (1) por fermento de pão imobilizado em montmorilonita K10 (FPI) fornece uma mistura de isômeros syn e anti do 2-azido-1-fenil propanol (2) com um excesso diastereoisomérico (ed) de 15% em relação ao isômero anti. Tanto o isômero syn-2 como o isômero anti-2 são intermediários de substâncias com atividade biológica como a norpseudoefedrina e norefedrina (conforme o esquema abaixo). Assim, o objetivo deste trabalho é verificar se a adição de substâncias com capacidade para inibir ou acelerar a atividade enzimática do fermento de pão podem modificar a diastereosseletividade da redução de 1.

Para os experimentos foram utilizados, 17 g de FPI, 17 g de sacarose, 250 mL de solução de KCl a 2%, 1,5 mmol de aditivo, pré-incubados por 1 hora a 30 °C em banho do tipo Dubnoff, com posterior adição de 1 mmol do substrato. Após 48 horas, a suspensão foi filtrada e extraída com clorofórmio e após a evaporação do solvente o extrato bruto foi analisado por espectroscopia de ressonância magnética de hidrogênio para o cálculo do ed baseando-se nos dubletos correspondentes aos grupos metila de cada estereoisômero. Posteriormente os extratos brutos foram purificados por cromatografia em coluna ou preparativa para o cálculo do rendimento. Como aditivos foram utilizadas a metil vinil cetona (MVK), álcool alílico (AA), cloroacetato de etila (CLAE), cloroacetofenona (CLAF) conhecidos por inibir a atividade enzimática e ciclopentanol (CP) e isopropanol (IP) devendo acelerar a atividade enzimática. Os resultados obtidos estão resumidos na tabela 1.

Tabela 1 - Efeito de aditivos na diastereosseletividade da redução de 1 por FPI.

ADITIVOed/%CONVERSÃO/%Álcool Alílico (AA)5 - syn18Metil Vinil Cetona (MVK)2 - syn15Cloro Acetato de Etila (CLAE)^a5 - anti-Isopropanol (IP)11 - anti8Cloroacetofenona (CLAF)^a13 - anti-Nenhum15 - anti24Ciclopentanol (CP)16 - anti8^aa massa obtida no extrato bruto foi muito pequena para uma purificação e determinação da conversão.

A análise dos dados mostra que houve uma influência dos aditivos na estereosseletividade da redução de 1 pelo FPI, embora não muito significativa. Os aditivos CLAE e CLAF inibiram a reação de redução de modo importante pois a massa do extrato bruto obtida foi muito pequena. A maior parte dos aditivos deram preferencialmente o isômero anti, com exceção do álcool alílico que favoreceu o isômero syn. Pode-se observar também que os álcoois isopropanol e ciclopentanol que deveriam acelerar a atividade enzimática apresentaram uma queda na conversão da redução relativamente aos demais aditivos e ao branco. É possível que na presença da sacarose o aditivo não tenha exercido um papel mais efetivo, uma vez que açúcares podem afetar tanto o rendimento químico quanto a estereosseletividade de reduções microbiais. Entretanto, devemos destacar que no caso do FPI a redução não ocorre sem a presença do carboidrato.