Fungos endofíticos isolados das folhas de Handroanthus Impetiginosus como biocatalisadores estereosseletivos eficientes para a produção de blocos construtores quirais

Abstract

Recentemente, grande atenção tem sido dada à síntese enantiosseletiva de compostos opticamente puros, utilizando metodologias ecológicas, devido à crescente demanda por medicamentos modernos, ingredientes alimentares e agroquímicos. Álcoois opticamente puros são úteis como blocos de construção para a síntese de compostos bioativos e podem ser transformados em outras funcionalidades sem racemização. As transformações químicas mediadas por células inteiras de micro-organismos têm algumas vantagens sobre os procedimentos químicos clássicos, incluindo baixo custo, alta versatilidade e eficiência quimio-, régio- e estereosseletiva. O objetivo deste estudo foi identificar novas cepas endofíticas para serem usadas como biocatalisadores na redução de cetonas pró-quirais à álcoois quirais com excelentes taxas de conversão (Conv.) e excesso enantiomérico (e.e.). Sete linhagens de fungos endofíticos foram isoladas das folhas de Handroanthus impetiginosus (Ipê roxo) e mostraram estereosseletividade na conversão de acetofenona (21) em 1-feniletanol (21a). Inicialmente, os resultados mostraram que todas as cepas reduziram 21, porém em diferentes graus de conversão e e.e. Dentre as avaliadas, Talaromyces purpurogenus H4 apresentou excelente desempenho com excelente conversão (> 99,9%) e bom e.e. (82,8%). T. purpurogenus H4 revelou uma preferência pela formação de (S)-1-feniletanol, que pode ser usado como precursor da síntese de aromas naturais. Visando aumentar as taxas de conversão e excesso enantiomérico da biorredução de 21, foi realizado um estudo de otimização analisando os parâmetros: pH do meio, tempo reacional, temperatura da reação, co-solvente, quantidade de substrato e a quantidade de fungo empregada. A reação realizada nas condições otimizadas apresentou (%Conv.) e (%e.e.) equivalentes a 97% e 96%, respectivamente. As condições otimizadas foram testadas na biotransformação de 6 (seis) derivados da acetofenona, dentre os estudados, a 4’-nitro acetofenona (25) apresentou a maior taxa de conversão (52,2%), e a 4’-metóxi acetofenona (24) o maior excesso enantiomérico (91,0%). A reação em escala preparativa foi realizada apenas para 21, resultando num rendimento isolado de 73% e e.e de 96%. Esses resultados tornam o T. purpurogenus H4 um candidato interessante na síntese destes e de outros precursores quirais.

Recently, great attention has been paid to the enantioselective demonstration of optically pure compounds, using ecological methods, due to the growing demand for modern medicines, food ingredients and agrochemicals. Optically pure alcohols are useful as building blocks for samples of bioactive compounds and can be transformed into other functionalities without racemization. Chemical transformations mediated by whole cells of microorganisms have some advantages over chemical procedures, including low cost, high versatility and chemical chemistry, regal and stereoselective. The aim of this study was to identify new endophytic cepes for use as biocatalysts in the reduction of pro chiral ketones to chiral alcohols with high conversion rates (Conv.) And enantiomeric excess (e.e.). Seven lines of endophytic fungi were isolated from the leaves of Handroanthus impetiginosus (Ipê purple) and showed stereoselectivity in the conversion of acetophenone (21) into 1-phenylethanol (21a). Initially, the results show all the reduced strains 21, but in different degrees of conversion e.e. In addition, Talaromyces purpurogenus H4 shows excellent performance with excellent conversion (> 99.9%) and good e.e. (82.8%). T. purpurogenus H4 showed a preference for the formation of (S) -1- phenylethanol, which can be used as a precursor to the exposure of natural aromas. Aiming to increase conversion rates and excess bioreduction value by 21, an optimization study was carried out analyzing the parameters: pH of the medium, reaction time, reaction temperature, co-solvent, amount of substrate and amount of fungus used. The reaction performed under the optimized conditions presented (% Conv.) e (% e.e.) equals 97% and 96%, respectively. The optimized conditions were tested in the biotransformation of 6 (six) acetophenone compounds, among those studied, a 4'-nitro-acetophenone (25) exhibited the highest conversion rates (52.2%) and 4'-methoxy-acetophenone (24) the largest enantiomeric excess (91.0%). A preparative scale reaction was performed only for 21, resulting in an isolated yield of 73% e.e. 96%. These results make T. purpurogenus H4 an interesting candidate in demonstrating these and other chiral precursors.