Uso de técnicas não clássicas de ressonância magnética nuclear no planejamento e discriminação quiral de processos biocatalíticos

• Processo: 14/23362-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de março de 2015 - 28 de fevereiro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Márcio Santos da Silva
• Beneficiário: Márcio Santos da Silva
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Assunto(s): Ressonância magnética nuclear Biocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biocatálise | Discriminação quiral | Ressonância Magnética Nuclear | Biocatálise e Discriminação Quiral

Resumo

Dentre as diversas aplicações dos processos biocatalíticos, o emprego de enzimas na obtenção de compostos quirais apresenta grande destaque. Este fato se deve principalmente à reconhecida importância da quiralidade nos processos biológicos, devido as diferenças de afinidade que cada enantiômero apresenta por certos receptores ou enzimas. O planejamento e a otimização de reações biocatalíticas estão baseados nos mesmos princípios que as reações orgânicas tradicionais (substrato, pH, solvente, temperatura, entre outros). Contudo, as informações obtidas durante o planejamento e/ou otimização de processos biocatalíticos são limitadas pela complexidade inerente da enzima. Somado a isto, os métodos de discriminação quiral das moléculas obtidas, normalmente baseados em cromatografia líquida de alta performance com fase estacionária quiral (HPLC), são lentos e podem ocasionar a decomposição do produto, principalmente em substratos mais complexos.Existem diversas metodologias para o planejamento e otimização de processos biocatalíticos. Os métodos cinéticos são, indiscutivelmente, ferramentas úteis na elucidação de mecanismos reacionais. Todavia, com o avanço tecnológico e com estudos de interação enzima-substrato métodos mais práticos que fornecem respostas mais rápidas e precisas apresentam-se como alternativas atraentes. Estas técnicas permitem uma otimização mais eficiente obtendo um maior número de informações. Dentre as diferentes técnicas destacam-se a espectrometria de massas, espectroscopia de infravermelho, eletroforese e a ressonância magnética nuclear - RMN. Neste projeto, pretendo desenvolver protocolos de planejamento e discriminação quiral de reações biocatalíticas baseados em métodos de RMN não clássicos. Na primeira parte, realizaremos o planejamento da reação de resolução cinética enzimática de aminas por meio de RMN (STD, T1, T2 e Difusão) para medir as interações enzima-substrato. As técnicas apresentam vantagens como praticidade, rapidez e fornecem um número maior de informações sobre a reação como o mapa de interação do substrato (epitopo do substrato), o tipo de interação enzima-substrato que ocorre (interações de hidrogênio, eletrostática, aromáticas À, entre outras) e qual o enantiômero que será formado. O protocolo pode ser aplicado para diferentes enzimas e substratos, verificando a promiscuidade catalítica da enzima e efeito inibitório de substratos. Na segunda parte, será realizado a discriminação quiral por RMN de Telúrio, através do efeito de solvatação quiral (par de íons) para a determinação dos excessos enantioméricos. As moléculas contendo o átomo de Telúrio serão sintetizadas a partir da reação de resolução cinética enzimática de ésteres. Para a otimização da reação será empregado a RMN-1H para medir a cinética de reação. O método que será desenvolvido apresenta vantagens como praticidade, rapidez, precisão, não derivatização, recuperação dos compostos sintetizados e possibilidade de se trabalhar com compostos instáveis frente as condições de cromatografia, como os alguns compostos de Telúrio Alquílicos. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

VOGT, ANE GABRIELA; PERIN, GELSON; LUCHESE, CRISTIANE; DA SILVA, PATRICIA CECILIA; WILHELM, ETHEL ANTUNES; SILVA, MARCIO SANTOS. Organylselanyl -Amino Phosphonates: Synthesis, NMR Spectroscopic Study, and Antioxidant and Antinociceptive Activities. EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, v. 2018, n. 5, p. 627-639, FEB 7 2018. (14/23362-8)

SILVA, MARCIO S.; PIETROBOM, DANIEL. Simplification of Lipase Design in the Enzymatic Kinetic Resolution of Amines by Saturation Transfer Difference NMR. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 27, n. 10, p. 1918-1923, OCT 2016. (14/23362-8)

SILVA, MARCIO S.; PIETROBOM, DANIEL. Chiral discrimination of beta-telluride carboxylic acids by NMR spectroscopy. NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, v. 39, n. 11, p. 8240-8244, 2015. (14/23362-8)

SILVA, MARCIO S.. Recent Advances in Multinuclear NMR Spectroscopy for Chiral Recognition of Organic Compounds. Molecules, v. 22, n. 2, FEB 2017. (14/23362-8)

OLIVEIRA, SAMUEL S.; CUNHA, RODRIGO L. O. R.; SILVA, MARCIO S.. Se-77 and Te-125 NMR spectroscopy for enantiopurity determination of chalcogen amines. Tetrahedron Letters, v. 57, n. 41, p. 4556-4559, OCT 12 2016. (14/23362-8)