síntese de feromônios - UFF

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
CENTRO DE ESTUDOS GERAIS
INSTITUTO DE QUÍMICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA ORGÂNICA
ALISSON FAGNER DOS SANTOS TRINDADE
APLICAÇÃO DE ULTRA-SOM EM HIDRÓLISE
ENZIMATICA DE ACETATOS ALQUÍLICOS E
ARÍLICOS:
SÍNTESE DE FEROMÔNIOS
Niterói
Novembro/ 2006

ALISSON FAGNER DOS SANTOS TRINDADE
APLICAÇÃO DE ULTRA-SOM EM HIDRÓLISE
ENZIMATICA DE ACETATOS ALQUÍLICOS E
ARÍLICOS:
SÍNTESE DE FEROMÔNIOS
Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em Química
Orgânica da Universidade Federal
Fluminense como requisito parcial para a
obtenção do Grau de Mestre em Química
Orgânica.
Orientador: Carlos Magno Rocha Ribeiro
Niterói
Novembro / 2006

ALISSON FAGNER DOS SANTOS TRINDADE
APLICAÇÃO DE ULTRA-SOM EM HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE
ACETATOS ALQUÍLICOS E ARÍLICOS:
SÍNTESE DE FEROMÔNIOS
Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em Química
Orgânica da Universidade Federal
Fluminense como requisito parcial para a
obtenção do Grau de Mestre em Química
Orgânica
BANCA EXAMINADORA
_______________________________________________________
Prof. Dr. Carlos Magno Rocha Ribeiro - Orientador - Presidente da Banca
UFF
_______________________________________________________
Prof. Dr. Maria Fernanda V. da Cunha
UFF
_______________________________________________________
Prof. Dr. Pedro Ivo Canesso Guimarães.
UERJ
Niterói
Novembro / 2006

Este trabalho foi realizado sob
orientação do professor Carlos Magno
Rocha Ribeiro, do Instituto de Química
da Universidade Federal Fluminense.

ÍNDICE
Resumo..........................................................................................................5
Abstract ........................................................................................................6
Lista de Abreviaturas.....................................................................................7
1. Introdução..................................................................................................8
2. Semioquímicos........................................................................................10
2.1 Definição e Classificação.......................................................10
2.2 Feromônios ............................................................................11
3. Feromônios, Histórico e algumas Sínteses (Sulcatol 7 e 2-metil-4-octanol
17)................................................................................................................15
3.1 Histórico da Síntese de Feromônios .....................................15
3.2 SULCATOL 7 (2-hidróxi-6-metilhept-5-eno)......................16
3.3 2-Metil-4-Octanol 17............................................................31
4. Enzimas...................................................................................................35
4.1 Histórico...............................................................................35
4.2 Aspectos mecanisticos..........................................................36
4.3 Classificação ........................................................................37
4.4 Hidrólise de Ésteres .............................................................38
5. Ultrasom..................................................................................................39
6. Objetivo...................................................................................................45
7. Metodologia.............................................................................................46
8. Resultados e Discussão...........................................................................49
8.1 Obtenção dos Álcoois 17, 25, 26 E 27 E ACETATOS 7a, 17a,
18a, 19a, 20a, 21a, 22a, 23a, 25a, 26a e 27a..............................49
8.2 Hidrólise Enzimática dos Acetatos Sob Ultrasom e Agitação
Magnética....................................................................................................52
8.3 Proposta de Continuidade.......................................................57
8.4 Analise das Conversões das Resoluções Enzimáticas............66
1

9. Conclusão................................................................................................83
10. Experimental.........................................................................................83
10.1 Materiais e Métodos............................................................83
10.2 Procedimento Geral Para Reação de Redução das Cetonas.85
10.3 Procedimento para Reação de Alquilação para Obtenção de
2-Metil-4-Octanol 17...................................................................................87
10.4 Procedimento Geral Para Reação de Acetilação dos Álcoois
Racêmicos...................................................................................................87
10.5 Procedimento Para Obtenção do Acetato de Pitiol 18.........92
10.6 Procedimento Para Obtenção do Hidróxiéster 24................93
10.7 Procedimento Para A Hidrólise Enzimática dos Acetatos
Alquílicos 19a, 20a, 21a, 22a E 23a...........................................................94
10.8 Procedimento Para a Hidrólise Enzimática dos Acetatos
Aromáticos 25a, 26a E 27a.........................................................................95
10.9 Procedimento Para Hidrólise Enzimática do Acetato de Sulcatol
7ª..................................................................................................................96
10.10 Procedimento Para A Hidrólise Enzimática do Acetato de
Transpitiol 18a ...........................................................................................97
10.11 Procedimento Para Hidrólise Enzimática do Acetato de 2metil-4-octanol
17a.....................................................................................98
11. Bibliografia..........................................................................................100
12. Anexos.................................................................................................111
2

“Não há nada que seja maior evidência de insanidade do que fazer a
mesma coisa dia após dia e esperar resultados diferentes.”
(Albert Einstein)
Este trabalho é dedicado a Deus e as pessoas mais importantes da minha
vida:
Minha esposa, meus pais e meus irmãos.
3

AGRADECIMENTOS:
A Deus pelo amor despejado a min e minha formação moral.
A minha esposa, Dayana Ferreira Souza Trindade, por todo o apoio,
carinho, amor e companheirismo.
Ao Prof. Dr. Carlos Magno Rocha Ribeiro, pela confiança, paciência
e respeito com os quais este trabalho foi conduzido.
A minha família, principalmente minha mãe Elenir dos Santos
Silvestre, meu pai Wagner Brum Trindade, meus irmãos Alexssander dos
Santos Trindade e Kamilla dos Santos Trindade e a meu sogro Argentino
Souza Abreu e minha Sogra Ana Valdete Ferreira Sousa. Por todo apoio e
amor concedidos.
Aos meus amigos Cristina Mitsue, Pablo Pinto Sousa e Fabiano
Fernandes Vieira por todo o companheirismo.
Aos demais amigos de laboratório e amigos da GQO.
Á CAPES pela bolsa concedida.
4

RESUMO
Este trabalho amplia o estudo das reações de hidrólise enzimática mediada por
ultrasom de acetatos primários, secundários e terciários modelos.
Os substratos avaliados neste trabalho foram o acetato de 1-metilpentila, acetato
de 1-metilhexila, acetato de 1-metiloctila, acetato de 1,5-dimetil-4-hexenila, acetato de
1-butil-2-propenila, acetato de 2-etil-hexila, acetato de 1-isobutilpentila, 1-feniletila,
acetato de ciclohexil(fenil)metila, acetato de 1,2,3,4-tetrahidro-1-nafitalenila e acetato
de 1-metil-1-(5-metiltetrahidro-2-furanil)etila. Alguns dos álcoois obtidos pela reação
de hidrólise enzimática (sulcatol, 2-metil-4-octanol, trans-pitiol, 2-heptanol e
feniletanol) são feromônios que podem ser utilizados no controle de pragas na
agricultura. As enzimas utilizadas para estas reações foram a “pig live” esterase (PLE),
Cândida rugosa lípase (CRL) e Aspergillus oryzae protease (AOP) e a Pseudomonas
cepacia protease (AOP).
Este trabalho demonstrou que o emprego do banho de ultrasom neste tipo de
hidrólise aumentou a velocidade das reações para os substratos alquílicos e arilicos
quando comparadas com a mesma reação de hidrólise enzimática usando-se agitação
magnética com as enzimas AOP, PLE e CRL, com exceção da hidrólise enzimática do
acetato de 1-isobutilpentila com a enzima PLE.
5

ABSTRACT
This work enlarge the study of the enzymatic hydrolysis mediated by ultrasound
primary, secondary and tertiary acetates models.
The substrates used in this reactions were: 1-methylpentyl acetate, 1-
methylhexyl acetate, 1-methyloctyl acetate, 1,5-dimethyl-4-hexenyl acetate, 1-butyl-2-
propenyl acetate, 2-ethyl-hexyl acetate, 1-isobutylpentyl acetate, 1-phenyletyl acetate,
ciclohexyl(phenyl)methyl acetate, 1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalenil acetate and 1-
methyl-1-(5-methyltetrahydro-2-furanyl)ethyl acetate. Some alcohols prepared by these
enzymatic hydrolysis are pheromones (sulcatol, 2-methyl-4-octanol, 1-phenylethanol
and 2-(5-methyltetrahydro-2-furanyl)-2-propanol), which can be used in the control of
insects. The enzymes valued in these reactions were: pig liver esterase (PLE), Candida
rugosa lipase (CRL) and Aspergilus oryzae protease (AOP).
In general way, the use of ultrasound bath lead to an appreciative decrease in the
reaction time of enzymatic hydrolysis reactions for alkyl and aryl acetates when
compared with the use of magnetic stirring in the same reactions, excepting when PLE
was used. in enzymatic hydrolysis of the 1-isobutylpentyl acetate.
6

AG: Agitação Magnética
AOP: Aspergilus oryzae protease
APT: Aspergillus oryzae protease
ccf: Cromatografia de camada fina
CRL: Cândida rugosa lípase
e.e : excesso enantiomérico
LISTA DE BREVIATURAS
NADH: nicotinamida adenina dinucleotideo
NADH: nicotinamida adenina dinucleotideo fosfato
PCL: Pseudomonas cepacia lípase
PLE: pig liver esterase
RMN 13 C: ressonância magnética nuclear de carbono-13
RMN 1 H: ressonância magnética nuclear de hidrogênio
DCM: diclorometano
THF: Tetrahidrofurano
US: Ultrasom
DMAP: dimetilaminopiridina
7

1. INTRODUÇÃO
Os sinais químicos emitidos por diversos organismos vivos estão envolvidos em
processos relacionados à sua dinâmica populacional como a reprodução, espaço,
agregação e defesa. 1,2,3 A atividade biológica destes sinais químicos está, na maioria
dos casos, intrinsecamente ligada ao seu arranjo estrutural e/ou pureza óptica. 4
A síntese das substâncias envolvidas nestes processos, pode ser realizada por
varias metodologias sintéticas das quais destacam-se o uso de blocos de construção
quírais, reduções químicas assimétricas, reduções enzimáticas assimétricas e
biotransformações, além da aplicação de hidrolases. 4
A Resolução de álcoois racêmicos é uma das mais interessantes metodologias
empregadas em síntese orgânica e vem sendo investigado por muitos pesquisadores. 5
Dentre os álcoois que têm sido alvo de resoluções destacam-se aqueles que são
feromônios, bem como, o uso de enzimas como uma das metodologias empregadas na
resolução de álcoois racêmicos.
As hidrólises enzimáticas descritas na literatura têm demonstrado bons
resultados para a resolução de álcoois, como, por exemplo, bons excessos
enantioméricos de suas reações e em boas conversões. 6 A catálise destas hidrólises
pode ser mediada tanto pela enzima isolada 7 como pelo microorganismo vivo. 61
1 Silverstein, R. M., “Insect Comunication”, T. Lewis (ed). 12 th Symposium of the Royal Entomological
Society of London. Academic Press, Londres. 1984.
2 Mori, K., Synthesis of Optically active pheromones. Tetrahedron, 1989, 45, 3233-3298. e referências
citadas.
3 Pickett, J. A., Wadhams, L. J., e Wooddcock, C. M., The Chemical Ecology of Aphids. Annu. Rev.
Entomol. 1992, 37, 67-90.
4 Mori, K. Pheromones: Synthesis and bioactivity. Chem. Comm. 1997, 6, 1153-1158.
5 Secundo, F., Ottolina, G., Riva, S., e Carrea, Giacomo. The Enantioselectivity of Lipase PS in
Clorinated Solventes Increases as a Function of Substrate Conversion. 1997, 8, 2167. e referências
citadas.
6 . Loughlin, W. A., Biotransformations in Organic Synthesis. Bioresource Technology, 2000,74, 49-62.
7 Abate,A., Brenna, E., Fuganti, C., Gatti, F. G., e Serra, S., Lipase-Catalysed Preparation Of
Enantiomerically Enriched Odorants. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2004, 32, 33–51.
8

As hidrólises mediadas por enzimas isoladas vêm sendo aplicadas a várias
categorias de substratos orgânicos. 7 De uma forma geral, estas reações têm uma
conversão máxima de 50% do racemato, onde o enantiômero compatível com a enzima
é hidrolisado. Contudo, resoluções dinâmicas foram relatadas como o acoplamento de
hidrólise com reações reversíveis de Michael. 8 Enzimas recombinadas por metagênese
também foram aplicadas a reações de hidrólise enzimática. 9
A aplicação de novas técnicas acopladas às hidrólises enzimáticas, como o uso
de ultrasom, vem revelando resultados importantes como o aumento significativo da
velocidade reacional sem prejuízo a enantioseletividade da enzima. 10,11,12 Desta forma,
resolveu-se ampliar o estudo, iniciado pelo nosso grupo de pesquisa, das reações de
hidrólise enzimática acoplados ao uso de ultra-som na síntese de álcoois quírais. Além
disso, foi decido aplicar esta metodologia na obtenção dos feromônios sulcatol 7
(feromônio de agregação da broca Gnathotrichus sulcatus) 13 e o 2-metil-4-octanol 17
(feromônio de agregação do Metamasius h. hemipterus) 14 .
Nos próximos capítulos serão apresentados alguns temas que são importantes
para a discussão desta dissertação, como semioquímicos, síntese de feromônios com
ênfase para as sínteses descritas dos feromônios sulcatol 7 e 2-metil-4-octanol 17,
enzimas e o uso de ultrasom nas reações de hidrólise enzimática. A seguir serão
descritos o objetivo e o planejamento para o estudo proposto, bem como os resultados
obtidos.
8
Pestei, J. A., Yin, J., Zhang, L., e Anzalone, L., Reversible Michael Reaction-Enzymatic Hydrolises: A
New Variant of Dynamic Resolution. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11075-11076.
9
Anna, M., e Bornscheuer, U. T., Site directed Mutagenesis of Reconbinant Pig Liver Esterase Yelds
Mutants With Altered Enantioselectivity. Tetrahedron: Assym. 2003, 14, 1341-1344.
10
Lin. G.; Liu. H., Ultrasound-Promoted Lipase-Catalyzed Reactions. Tetrahedron Lett. 1995,
36,34,6067.
11
Ribeiro, C., M., R., Elisa, N., P., e Brenelli, E., C., S. Ultrasound in Enzymatic Resolution of Ethyl 3hydroxy-3-phenylpropanoate.
Tetrahedron lett. 2001, 42, 6477.
12
Brenelli, E., C., S., Fernades, J., L., N. Stereoselective Acylations of 1,2-azidoalcohols With Vinyl
Acetate, Catalyzed by Lipase Amano ps. Tetrahedron: Asymm., 2003, 14,1255.
13
Byrne, K. J. Swigar, A. A., Silverstein, R. M., Borden, J. H. e Stokkink, E . Sulcatol: Population
Aggregation Pheromone In The Scolytid Beetle, Gnathotrichus Sulcatus. J. Insect. Physiol.1974, 20,
1895-1900
14
Rochat, D.; Malosse, C.; Lettere, M.; Ramirez-Lucas, P.; Einhorn, J.; Zagatti, P. C. R. Identification
Of New Pheromone-Related Compounds From Volatiles Produced By Males Of Four Rhynchophorinae
Weevils (Coleoptera, Curculionidae). Acad. Sci. Paris III 1993, 316, 1737.
9

2. SEMIOQUÍMICOS
2.1 Definição e Classificação
O termo semioquímico (do grego semeion que significa sinais) é aplicado às
substâncias químicas que promovem a comunicação entre os organismos vivos,
compreendendo tanto substâncias que fazem a comunicação entre indivíduos da mesma
espécie (intraespecifico) como aquelas que promovem a comunicação entre indivíduos
de espécies diferentes (interespecifico). Os feromônios representam uma subclasse dos
semioquímicos, pois são responsáveis somente pela comunicação intraespecifica e são
classificados conforme sua função, as principais são agregação, repulsão, alarme, sexual
e trilha ou orientação. 15,16 Já as substâncias pertencentes à subclasse dos aleloquímicos
são responsáveis pela comunicação entre indivíduos de espécies diferentes e são
classificados pelas vantagens e desvantagens que podem causar ao receptor e ou ao
emissor, são classificados em: alomômios (geram algum tipo de vantagem para o
emissor e não para o receptor), cairomônios (somente o receptor terá algum beneficio),
sinomônios (proporcionam benefícios para ambos, tanto para o receptor quanto para o
emissor) e apneumônios (sinais emitidos por material morto ou em decomposição).
Algumas substâncias especificas podem realizar a comunicação interespecífica e
intraespecífica, podendo estar inseridas em mais de uma das subclasses citadas acima 17
(Fluxogra 1).
15 Law J. H.,e Regnier F. E., Pheromones, Annual Review Of Biochemistry. 1971, 40, 533.
16 Nordlund, D. A. Semiochemicals: A Review of The Terminology. In: Semiochemicals: Their Role in
Pest Control; (Eds.: Nordlund, D. A.; Jones, R. L.; Lewis, W. J.) John Wiley and Sons, New York, 1981;
pp 13–28 e referências citadas.
17 Larsson, M. Natural Products From Nonracemic Building Blocks. In: Synthesis of Pine Sawfly
Pheromones; Mid Sweden University. 2005
10

2.2- Feromônios
Fluxograma 1: Classificação dos assinaladores químicos.
Os feromônios são originalmente definidos como substâncias secretadas por um
indivíduo e recebidas por um segundo indivíduo da mesma espécie em qual provoca
uma reação específica, como uma determinada resposta comportamental ou
desenvolvimento de um determinado processo 18 . O termo feromônio vem do grego
Pherein, que significa transferência, e hormon, que significa estimulação, excitação. A
ação dos feromônios entre os indivíduos pode ser comparada com a ação dos hormônios
como sinais internos em um organismo individual. 19
2.2.1 Aplicação e Bioatividade
A principal aplicação de feromônios ocorre, por exemplo, no controle de
superpopulações de insetos, que de alguma forma podem causar danos à produção de
alimentos e madeira, 20 por exemplo. O uso extensivo de vários inseticidas a base de
compostos orgânicos usuais no controle de insetos tem tido várias conseqüências não
desejadas; uma vez que estas substâncias podem não agir somente sobre o inseto que
está em desequilíbrio populacional, mas também em seus predadores e outras classes de
organismos. Além disso, muitos insetos desenvolvem resistência a estes defensivos
agrícolas. Estes problemas têm incentivado vários químicos e biólogos a desenvolver
18 Wyatt, T. D. Pheromones and Animal Behaviour, Cambridge, Oxford, 2003
19 Karlson, P.; Butenandt, A. Pheromones (Ectohormones) In Insects. Ann.. Rev. Entomol. 1959, 4, 39–58
20 Per E Månsson. P. E. Host Selection and Antifeedants in:Hylobius abietis Pine Weevils, Suécia
University of Agricultural Sciences, 2005
11

novas metodologias para o devido controle e manejo destes insetos. Por exemplo,
agentes de controle biológico como parasitas e insetos predadores têm sido usados já há
algum tempo. Recentemente, o controle de pragas tem sido complementado pelo uso de
feromônios. 21,22,23,24
Um dos avanços mais notáveis nas ciências dos feromônios nas duas últimas
décadas é a demonstração da importância da relação da quiralidade das substâncias
orgânicas com a bioatividade do feromônio (Figura 1). A relação estrutura-atividade das
substancias orgânicas podem ser divididas em dez categorias 4 :
Somente um enantiômero é bioativo, e o antipodo não inibe a
ação do feromônio – esta é a relação mais comum e representa aproximadamente
60% dos feromônios, por exemplo, o isômero (3-(S), 4-(R))-faranal (1) é o
feromônio de trilha da formiga do faraó, enquanto seu enantiômero não tem
qualquer atividade. 25
Somente um enantiômero é bioativo e o antipodo inibe a ação do
feromônio – o enantiômero (3-(R), 2-(S))-2-deciu-3-(5-metil-hexil) oxirano 2 foi
o primeiro feromônio estudado pertencente a este grupo. Em condições de
campo o macho das mariposas Lymantria díspar e Lymantria monacha
respondem ao (7(R),8(S))-2 contudo, a adição do (7(S),8(R))-2 diminui a
resposta significativamente na L. díspar, enquanto o mesmo não acontece na L.
monacha. 26,27
Somente um enantiômero é bioativo, e seu diasteroisomero inibe
a ação do feromônio – a serricornina (4(S),6(S),7(S))- 7-hidroxi-4,6-dimetil-3-
21 Dev., S.; Koul, O. Insecticides of Natural Origin; Harwood Academic Publishers: Amsterdam, 1997; p
vii
22 Cross, J. V.; Solomon, M. G.; Babandreier, D.; Blommers, L.; Easterbrook, M. A.; Jay, C. N.; Jenser,
G.; Jolly, R. L.; Kuhlmann, U.; Lilley, R.; Olivella, E.; Toepfer, S.; Vidal, S. Biocontrol of Pests of
Apples and Pears in Northern and Central Europe: 2. Parasitoids. Biocontrol Sci. Techn. 1999, 9, 314.
23 Klein, O., Kroschel. Biological Control of Orobanche Spp. With Phytomyza Orobanchia, A Review. J.
Biocont. 2002, 47, 245.
24 Solomon, M. G.; Cross, J. V.; Fitzgerald, J. D.; Campbell, C. A. M.; Jolly, R. L.; Olszak, R. W.;
Niemczyk, E.; Vogt, H. Biocontrol of Pests of Apples and Pears in Northern and Central Europe - 3.
Predators. Biocontrol Sci. Techn. 2000, 10, 91.
25 Kobayashi, M. Koyama, T., Ogura, K. Seto, S., Ritter F. J., e Brüggemann-Rotgans, I. E. M.,
Bioorganic Synthesis And Absolute-Configuration Of Faranal. J. Am. Chem. Soc., 1980, 102, 6602.
26 Iwaki, S., Marumo, S., Synthesis And Activity Of Optically-Active Disparlure. J. Am. Chem. Soc.,
1974, 96, 7842.
27 Vit´e, J, P., Klimetzek, D., Loskant, G., Hedden, R., and Mori, K., Chirality of Insect Pheromones -
Response Interruption By Inactive Antipodes. Naturwissenschaften, 1976, 63, 582.
12

nonanona 3 é o feromônio sexual feminino do bezouro do cigarro. E o
diasteroisomero (4(S), 6(S), 7(R))-7-hidroxi-4,6-dimetil-3-nonanona 3 inibe a
ação do enantiômero bioativo (4(S), 6(S), 7(S))- 7-hidroxi-4,6-dimetil-3-
nonanona 3. 28
O feromônio natural é constituído um único enantiômero, mas seu
enantiômero ou diasteroisômeros são bioativos – a barata alemã não discrimina
os quatro diasteroisômeros do feromônio sexual feminino enquanto o feromônio
natural produzido é o (3-(S), 11-(S))-2, 3,11-trimetil-1-nonacosene 4. 4
O feromônio natural é uma mistura enantiomérica, e ambos os
feromônios são ativos separadamente – a fêmea do besouro de Douglas-fir
produz seu feromônio de agregação numa proporção de 55:45 do isômero (R)- 1-
metil-2-ciclohexen-1-ol 5 e (S)-1-metil-2-ciclohexen-1-ol 5 respectivamente.
Nesta proporção o feromônio alcança a maior atividade, sendo que os
feromônios separados também têm atividade. 29
Os diferentes enantiômeros ou diasteroisômeros são usados por
espécies diferentes- o (S)-Ipsdienol 6 é um componente do feromônio do Ips
paraconfusus, enquanto outros besouros como o Ips calligraphus e Ipsus avulsus
respondem ao (R)-6. 30
Ambos os feromônios são necessários para se obter atividade - o
sulcatol 7 é o feromônio de agregação do Gnathotrichus sulcatus, e ambos os
enantiômeros não tem atividade quando separados. Tendo sua maior atividade
na razão de 65:35 do isômero (R) para (S) para este inseto. 40
Um enantiômero é mais ativo do que seu enantiômero oposto e
seus diasteroisômeros, mas uma mistura enantiomérica ou diastereoisomérica é
mais ativa que o enantiômero de maior atividade - isto acontece para o
feromônio de trilha da formiga Myrmica scabrinodis; o feromônio natural é
produzido em uma proporção de 9:1 do R: S-8, que tem uma atividade muito
28 Mori, M., Mochizuki, K., Kohno, M., Chuman, T, Ohnishi, A., Watanabe, H.,e Mori, K. Inhibitory-
Action of (4s,6s,7r)-Isomer To Pheromonal Activity of Serricornin, (4s,6s,7s)-7-Hydroxy-4,6-Dimethyl-
3-Nonanone. .J. Chem. Ecol., 1986, 12, 83.
29 Lindgren, B. S., Gries, G., Pierce, H. D., and Mori, K. Dendroctonus-Pseudotsugae Hopkins
(Coleoptera, Scolytidae) - Production Of And Response To Enantiomers Of 1-Methylcyclohex-2-En-1-
Ol. J. Chem. Ecol., 1992, 18, 1201.
30 Seybold, S. J., Ohtsuka, T., Wood, D. L., e Kubo, I., Enantiomeric Composition Of Ipsdienol - A
Chemotaxonomic Character For North-American Populations Of Ips Spp In The Pini Subgeneric Group
(Coleoptera, Scolytidae). J. Chem. Ecol., 1995, 21, 995.
13

maior que o R-octanol 8 ou a mistura racêmica, enquanto o S-8 não tem
nenhuma atividade. 31
Um enantiômero tem atividade em fêmeas e o outro em machos –
a fêmea da mosca da oliveira produz o feromônio (S)-2-(4-metoxi-butil)-
tetrahidro-oirano 9, enquanto no macho somente o feromônio (R)-9 tem
atividade. 32
Somente o isômero meso tem atividade- Na mosca tsé-tsé
somente o alkano meso (13R,26S)-10 vai ter atividade como feromônio sexual. 33
Como se pode observar a configuração dos feromônios é muito importante para
a sua atividade biológica, porém são isolados em baixíssima quantidade. Assim, a
síntese dos feromônios é de fundamental importância. A seguir serão discutidas
algumas sínteses aplicadas a feromônios.
O
O OH
(4S,6S,7S)-3
OH HO
(R)-5 (S)-5
O
(R)-9
(3S, 4R)-1
Me(H 2C) 17
OH OH
(R)-7 (S)-7
O
O
(S)-9
Me(CH 2) 11
Figura 1: Feromônios
(3S,11S)-4
31 Cammaerts, M. C., e Mori. K., Behavioral Activity Of Pure Chiral 3-Octanol For The Ants Myrmica-
Scabrinodis Nyl and Myrmica-Rubra L . Physiol. Entomol., 1987, 12, 381.
32 Haniotakis. G., Francke, W., Mori, K., Redlich. H., e Schurig, V., Sex-Specific Activity of "(R)-(-)-1,7-
Dioxaspiro[5.5]Undecane (S)-(+)-1,7-Dioxaspiro[5.5]Undecane, The Major Pheromone of Dacus-Oleae
(Diptera, Tephritidae). J. Chem. Ecol., 1986, 12, 1559.
33 McDowell. P. G., A. Hassanali and R. Dransfield, Activity of The Diastereoisomers of 13,23-
Dimethylpentatriacontane, the Sex-Pheromone of Glossina-Pallidipes, and Comparison With the Natural
Pheromone. Physiol. Entomol., 1985, 10, 183.
O
(7R,8S)-2
OH
(R)-6
OH
(R)-8
(13R,23S)-10
O
(CH 2) 11Me
14

3 FEROMÔNIOS, HISTÓRICO E ALGUMAS SÍNTESES (SULCATOL 7 E 2-
METIL-4-OCATANOL 17.)
3.1 Histórico da Síntese de Feromônios
A química dos feromônios se iniciou em 1959, quando Butenandt estabeleceu a
estrutura do bombycol 11, o feromônio sexual do bicho da seda. Posteriormente, na
década de 60 vários feromônios quírais foram identificados, como por exemplo, a exo-
brevicomina 12 que é o feromônio de agregação do besouro de pinheiros do oeste.
(CH 2)OH
O
11 12
Figura 2: Bombycol 11 e exo-brevicomina 12.
A primeira identificação absoluta de configuração de um feromônio natural por
síntese enantioseletiva foi feita por Mori em 1973, quando partindo do álcool (S)-2-
metil-butanol 13 obteve o (2Z)-8-metil-2-decen-1-ol (S)-14, o qual é o enantiômero do
feromônio natural. 34
13
OH
7 etapas
O
(S)-14
Esquema 1: Síntese enantioseletiva do (S)-14.
(CH 2)OH
Em 1974 três grupos independentes sintetizaram três feromônios de três
diferentes insetos. Riley e colaboradores sintetizaram o feromônio de alarme da formiga
cortadeira, e observaram que o isômero (S)-4-metil-heptan-3-ona 15 era 400 vezes mais
34 Mori, K., Absolute-Configurations of (-)-14-Methyl-Cis-8-Hexadecen-1-Ol And Methyl (-)-14-Methyl-
Cis-8-Hexadecenoate, Sex Attractant of Female Dermestid Beetle, Trogoderma-Inclusum Le Conte.
Tetrahedron Lett., 1973, 3869
15

ativo que o isômero (R)-15. 35 Já o grupo de Marumo sintetizou os enantiômeros do
feromônio2-decyl-3-(5-metil-hexil)-oxirano 16 da mariposa cigana. 36 Mori, por sua
vez, sintetizou os dois enantiômeros da exo-brevicomina 12 partindo dos enantiômeros
do ácido tártarico e demonstrou neste trabalho que somente a (+)-exo-brevicomina tinha
atividade. 37
O
(S)-15
O
Figura 3: Feromônios sintetizados pelos grupos de Marumo e Riley.
A síntese enantioseletiva de um feromônio quiral pode ser executada, por
exemplo, por um dos três seguintes métodos: derivação de um bloco de construção não
racêmico e de quiralidade conhecida, uso de reações químicas ou enzimáticas e o uso de
resolução química ou enzimática em uma das etapas da síntese.
3.2. SULCATOL 7 (2-hidroxi-6-metil-hept-5-eno)
O sulcatol 7 foi isolado pela primeira vez em 1974 do besouro Gnathotrichus
sulcatus. Este feromônio está presente em outros insetos como, por exemplo, o
Gnathotrichus retusus, Rhophalosiphum padi e o Gnathotrichus materiarius 13,38,39 . O
sulcatol 7 é um exemplo de feromônio que vem sendo aplicado no manejo de
infestações. Esta broca é uma infestação que causa muitos danos a florestas do México e
noroeste da América do Norte, causando uma diminuição significativa na produção de
fibras de celulose sendo o sulcatol 7 utilizado em armadilhas para o controle destas
35 Riley, R. G., Biological Responses of Atta Texana To its Alarm Pheromone and Enantiomer of
Pheromone Silverstein, R. M. e Moser, J. C., Science, 1974, 183, 760.
36 Iwaki, S., Marumo. S., Saito .T., Yamada, M. e K. Katagiri, Synthesis and Activity of Optically-Active
Disparlure. J. Am. Chem. Soc., 1974, 96, 7842.
37 Mori. K., Synthesis of Exo-Brevicomin, The Pheromone of Western Pine Beetle, To Obtain Optically
Active Forms of Known Absolute Configuration. Tetrahedron, 1974, 30, 4223.
38 Mori, K. Synthesis of Optically-Active Pheromones. Tetrahedron 1989, 45, 3233.
39 Flechtmann, C. A. H., Berisford, C. W. Identification of Sulcatol, a Potential Pheromone of the
Ambrosia Beetle Gnathotrichus Materiarius (col., scolytidae) . J. Appl. Entomol. 2003,127, 189.
16
16

pragas. Foi observado que este inseto responde a variadas razões dos enantiômeros de 7,
mas na presença de um único enantiômero não tem atividade alguma. Já o
Gnathotrichus retusus só responde ao enantiômero (S)-7. O sulcatol ainda pode agir
como repelente, na proporção 75:25 ((R):(S)) e como mistura racêmica, ao inseto
Rhopalosiphum padi que é uma praga em plantações de trigo. 40,41 Como pode-se
observar o sulcatol 7 é um feromônio que pode ser usado para o controle de mais de um
tipo de infestação, apenas ajustando a proporção dos enantiômeros presentes na mistura.
Muitas rotas sintéticas têm sido discutidas para a síntese do (R)- e (S)-sulcatol 7,
incluindo síntese usando material de partida quíral, resolução cinética por lípases,
redução assimétrica com S. cerevisae ou álcool dehidrogenases, ou ainda reações
reversas. 42,43,44,45
3.2.1-Síntese do sulcatol 7 a partir de precursores quírais.
A primeira síntese do sulcatol 7 foi realizada pelo grupo de Mori em 1975 46 .
Neste trabalho, partiu-se do ácido (S)- e (R)-glutâmico, os quais levaram ao (R)- e (S)-
sulcatol 7 respectivamente (Esquema 2).
40 Borden. J. H. Chonh, L., McLean, J. A., Slessor, K. N., e Mori, K. Gnathotrichus-sulcatus - synergistic
Response to Enantiomers of Aggregation Pheromone Sulcatol . Science, 1976, 192, 894.
41 Borden. J. H. Handley, J. R., McLean, Silverstein, , R. M., Chong, L., Slessor, K. N., Johnston, B. D.,
e Schuler, H. R. e Mori, K. Enantiomer-Based Specificity In Pheromone Communication By Two
Sympatric gnathoirichus Species (Coleoptera: Scolytidae). J. Chem. Ecol., 1980, 6, 445.
42 Mori, K. Pheromone Synthesis .41. A Simple Synthesis of (s)-(+)-sulcatol, the Pheromone of
Gnathotrichus-retusus, Employing Bakers-yeast for Asymmetric Reduction . Tetrahedron 1981, 37, 1341.
43 Nakamura, K.; Kinoshita, M.; Ohno, A. Structure of Solvent Affects Enantioselectivity of Lipase-
Catalyzed Transesterification. Tetrahedron 1995, 51, 8808.
44 Belan, A.; Bolte, J.; Fauve, A.; Gourcy, J. G.; Veschambre, H. J. Use of biological-systems for the
Preparation of Chiral Molecules .3. An Application in Pheromone Synthesis - Preparation of Sulcatol
Enantiomers. Org. Chem. 1987, 52, 256.
45 Fantin, G.; Fogagnolo, M.; Giovannini, P. P.; Medici, A.; Pedrini, P. Combined microbial oxidation
and reduction: a new approach to the highyield synthesis of homochiral unsaturated secondary alcohols
from racemates Tetrahedron : Asymmetry 1995, 6, 3047– 3053.
46 Mori, K. Synthesis of Optically Active Forms of Sulcatol. Tetrahedron 1975, 31, 3011.
17

H CO 2H
HO 2C NH 2
H CH 2I
O
O
H
OH
(S)-7 (R)-7
H CO2H H CH2OR 1 2 3
O
O
O
O
7´a R=H
7´b R=Ts
H
H
4
O
5
O
6
O
Esquema 2: (1) e (2), (3) Li, acetona, refluxo, t= 9h. (4) Ni Raney, CaCO3, ETOH, t.a. (5) i-
Bu2ALH (25% em n-hexano), THF, -60 ºC. (6) NaCH2SOMe e NaH (50 % em DMSO),
brometo de trifenilfosfonio, THF, t.a, T=1,5 h.
H
OH
OH
(S)-7
Em 1977 o grupo de Schuler realizou a síntese do sulcatol (R)- e (S)-7 partindo
de carboidratos. Neste trabalho foram utilizados dois carboidratos quírais, a L-fucose e a
2-deoxi-D-ribose, gerando assim duas rotas sintéticas. O carbono C-5 da L-fucose, que
tem a configuração (S), será o centro quíral C-2 do (S)-sulcatol 7 com a aplicação das
devidas reações, que podem ser observadas no Esquema 3. O centro C-4 da 2-deoxi-D-
ribose, que tem a configuração (R), é o carbono quíral C-2 do (R)- sulcatol 7 (Esquema
3) 47 .
47 Schuler, H., R., e Slessor, K. N. Synthesis of Enantiomeros of Sulcatol. Can. J. Chem. 1977, 55, 3280.
18

CHO
HO H
H OH
H OH
HO H
CH3 L-fucose
H
H
H
HO
CHO
H
OH
OH
H
CH3 2-deoxi-D-ribose
O
O
1
O
2 3
HO OCH3 O OCH
4
3 RO OCH 3
HO OH
O
OR
R= H
R=COC 6H 5
RO
OBz
R= H
R=CH 3SO 2
5
O
OCH3 6
O
OR
7
H
H
CHO
H
H
8
OBz
OH
R=CH3
R= H
OHCO H
CH3 ROH2C O OCH H2CI O
3
OCH3 a b c H2CI O OCH 3 d
RO
R = H
R =CH2SO3 R=p-CH3CH 6H4SO2 I
Esquema3: (1) metanol, HCl 0,5M, refluxo, 1,5h. (2) cloreto de zinco, H3PO4 concentrado,
acetona, t.a, 1,5h e cloreto de benzoila, piridina anidra, 2h. (3) ácido acético aquoso 50%,
70ºC, 1h e piridina anidra, cloreto de metanosulfonila, t.a, overnight. (4) iodeto de sódio,
zinco em pó, DMF, refluxo, 1h. (5) Pd em carbono 10%, H 2, metanol, t.a, 12h. (6) metanol,
KOH 0,5M, refluxo, 1h. e Dowex 50[H + ] ,agua destilada, 60 ºC, 3h (7) agua destilada,
periodato de sódio, 0ºC, 10 min. (8) iodeto de isopropiltrifenilfosfonio, n-butillitio em
hexano, THF, 0ºC, 1h. (a) HCL em metanol 0,01M, t.a, 30 min. e cloreto de
metanosulfonila, piridina seca, t.a, 15h (b) iodeto de sódio, DMF, 70ºC, 5h. (c) níquel
Raney, KOH, metanol, H2, t.a, 14h e Dowex 50[H + ], água destilada, 50 ºC, 1h. (d) iodeto de
isopropiltrifenilfosfonio, n-butillitio em hexano, THF anidro, 0ºC, 2h
O
OBz
CH
H H
H H
HO H
CH3 (S)-sulcatol
CH
H H
H H
H OH
CH3 (R)-sulcatol
O grupo de Slessor realizou a síntese do (R)-sulcatol 7 em 1979, partindo do (S)-
lactato de etila, via metiloxiranos quírais. Neste trabalho ele realizou uma abertura
enantioseletiva do epóxido com um reagente de Grignard alilico tendo como produto da
reação o (R)- sulcatol 7 em boa pureza óptica (Esquema 4). 48
H
OTs
CH 3 CO 2Et
BH 3
THF
H OTs KOH 50% H O
MgCl
OH
CH 3 CH 2OH
2-o-p-toluenosulfonil (S)-lactato (R)-sulcatol
Esquema 4: Síntese do sulcatol via metiloxiranos
48 Johnston, B. D., e Slessor, K. N. Facile Syntheses of Enantiomers of Sulcatol. Can. J. Chem. 1979, 57,
233.
CuI
19
OCH 3

Em 1982 o grupo de Takano realizou a síntese de ambos os enantiômeros do
(R)-sulcatol 7 partindo de um único precursor quíral, o ácido L-glutamico. Neste caso o
2-tosilato levou, através de redução ao produto o R-7 e por inversão de configuração do
tosilato e respectiva redução o S-7 (Esquema 5). 49 Takano e colaboradores também
realizaram a síntese de ambos os enantiômeros do sulcatol 7 tendo como material de
partida o D-manitol. Neste trabalho, foi obtido o tosilato chave mostrado no Esquema 5
que então levou a formação dos dois enantiômeros do sulcatol 7. 50
HO 2C
NH 2
CO 2H
OH
HO O
OH
OTr
OTs
AcOK-Ac 2O
LAH
OTs LAH HO H
Esquema 5: Síntese do S e R-7 a partir do ácido L-glutamico
H
OH
(S)-sulcatol 7
(R)-sulcatol 7
Em 1987 Takano e colaboradores obtiveram o (R) e (S)-sulcatol 7 a partir da
(R)-epicloridrina através de diferentes aberturas redutivas de epóxidos (Esquema 6). 51
HO
H
(R)-sulcatol 7
1)PhSH, n-BuLi, 2)NaOH
3)C 5H 9MgCl, CuI, 4)Na, NH 3
O Cl
R-epicloridrina
1) C5H9MgCl, CuI, 2) NaOH
LiAlH 4, THF.
Esquema 6: Síntese do (S) e (R)-7 a partir da (R)-epicloridrina
H
OH
(S)-sulcatol 7
49
Takano, S., Goto, E., Ogasawara, K. A Simple Enantioselective Synthesis of Both Enantiomers of
Sulcatol Using a Single Chiral Precursor. Chem. Lett. 1982, 12, 1913.
50
Takano, S., Hirama, M., E., Ogasawara, K, An Alternative Chiral Route to Sulcatol. Heterocycles.
1983, 20, 1363.
51
Takano, S. Yanamase M., Takahashi, M., e Ogasawara, K. Enantiodivergent Synthesis of Both
Enantiomer of Sulcatol and Matsutake Alcohol from (R)-epichlorohydrin, Chem. Lett. 1987, 10, 2017.
20

Em 2000 o (S)-sulcatol 7 foi sintetizado a partir do 3-(S), 7-dimetilocta-1,6-
dieno em uma síntese com quarto etapas com um baixo excesso enantiomérico (50%). 52
3.2.2 Obtenção de sulcatol 7 via aplicação de enzimas e ou microorganismos.
Em 1981 Mori e colaboradores realizaram a síntese do (S)-sulcatol 7 usando
microorgnismos. A etapa inicial envolveu a redução do acetoacetato de etila com S.
cerevisae tendo como produto de reação o (S)-3-hidroxibutanoato de etila, em 87 % de
pureza óptica. Após algumas reações o (S)-sulcatol 7 foi obtido com rendimento global
de 48% (Esquema 7). 53
O
CO 2Et
acetoacetato
de etila
S. cerevisae
H
OR
CO2Et A R= H
B R= THP
LAH, èter
H
OTHP
1)
MgBr
OR 2) THF, AcOH
A R= H
B R= Ts
H
OH
(S)-sulcatol 87% e.e
Esquema 7: Síntese do sulcatol 7 partindo da redução assimétrica de acetoacetato.
Em 1987 Stokes e colaboradores realizaram um estudo modelo da aplicação da
enzima PPL (“Pancreatic Porcine” Lípase) na transesterificação como metodologia de
resolução do sulcatol 7. Neste trabalho utilizaram-se vários ésteres como agente
esterificante e se observou que a enzima desidratada utilizando o éster laurato de
trifluoretila apresentou a melhor razão enantiomérica E=100% e o produto (R)
esterificado. 54
Em 1987 também, Belam e colaboradores obtiveram o (R)- e (S)-sulcatol 7 como
produto de reduções de sulcatona e de resolução do sulcatol 7 racêmico. Para a obtenção
do (R)-7 a partir da redução da sulcatona foram empregadas células integras de G.
candidum e A. niger obtendo em ambas 96% de e.e e a bactéria anaeróbica C.
52 Ishmuratov, G. Y., Kharisov, R. Y., Yakovlena, M. P., et. Al., Synthesis of (S)-6-methylhept-5-em-2ol,
the Agregation Pheromone of Gnathotrichus Sulcatus. Russ. Chem. Bull. 2000, 49, 717.
53 Mori, K. A Simple Synthesis of (S)-(+)-sulcatol, the Pheromone of Gnathotrichus retusus, Employing
Baker’s Yeast for Asymmetric Reduction. Tetrahedron 1981, 37, 1341.
54 Stokes, T. M., e Oehlschlager, A. C. Enzyme Reactions in Apolar Solvents: the Resolution of (+-)-
Sulcatol with Porcine Pancreatic Lipase. Tetrahedron lett. 1987, 28, 2091.
21

tyrobutyricum. O S-7 foi obtido através da aplicação de fermento de pão (94% e.e), da
bactéria C. tyrobutyricum (88% e.e), do álcool desidrogenase isolada (99% e.e) e de
células integras (100% e.e) da bactéria T. brockii na redução da sulcatona. O (R) e o (S)-
7 ainda foram obtidos pela transesterificação do 7 racêmico com a enzima PPL com
butirato de tricloroetanol. 55
Em 1989 Afonso e colaboradores realizaram a síntese dos dois enantiômeros de
sulcatol 7. Neste trabalho os autores reduziram com fermento de pão de 2-acetil-5-
metil-4-hexenoato de etila obtendo o respectivo 3-hidróxiacido enriquecido opticamente
que foi submetido a uma descarboxilação de Barton para formar 7. ·.
A sulcatona foi reduzida pelo grupo de Rothig em 1990 utilizando um processo
continuo, catalisado pelo álcool de-hidrogenase da Thermoanaerobium brocki, onde foi
utilizado cofator NADP(H) retido em uma membrana e regenerado por isopropanol
obtendo o sulcatol 7 como produto. 56
Ainda em 1990, o grupo de Ohta realizou a resolução do sulcatol em grande
escala utilizando o microrganismo Pichia miso IAM 4682 na redução da sulcatona
combinado a enzima PPL aplicada na transesterificação obtendo o (R)-sulcatol com
98% de e.e (Esquema 8). 57
O Pichia miso OH PPL
OAc OH
+
Esquema 8: redução seguida de transesterificação da sulcatona
55 Belan, A., Bolte, J., Fauvie, A., Gourcy, G. J., e Veschambre, H. Use of Biological Systems for the
Preparations of Chiral Molecules. 3. An Aplications in Pheromone Synthesis: Preparations of Sulcatol
Enantiomers. J. Org. Chem. 1987, 52, 256.
56 Rothig TR, Kulbe, K. D., Buckmann, F. Continuous Coenzyme-dependent Estereoselective Synthesis
of Sulcatol by Alcohol-Dehydrogenase. Biotech. Lett. 1990, 12, 353.
57 Sugai, T., Ohta, H. Preparation of Chiral Compound Using Enzymes. Biochemical Preparation of (R)-
sulcatol. Agric.Bio. Chem. 1990, 54, 1577.
(R)-7 (R)-7a
22

Em 1991 Mori e colaboradores obtiveram o (S)-7 pela redução microbiológica
do 2-metil-2-hepten-6-ona por Botrytis cinérea obtendo o enantiômero do sulcatol 7 em
60% dos voláteis e 90% de e.e (Esquema 9) 58 .
O OH
Botrytis cinerea
90%ee
(S)-7
Esquema 9: redução microbiológica da 2-metil-hepten-6-ona
Em 1992 Carrea e colaboradores realizaram um estudo sobre a influência de
alguns solventes na transesterificação do sulcatol com as enzimas PPL (“Porcine
Pancreatic” Lípase) e lípase PS frente ao agente acilante butanoato de trifluoretila. Estas
enzimas mostraram preferência pelo enantiômero (R) obtendo o melhor E (razão
enantiomérica) com o solvente benzeno. 59
Em 1993 foi descrita a primeira síntese do (S)-sulcatol 7 partindo de um
nitroalcano. O grupo de Barua utilizou o 4-metil-1-nitropent-3-eno como material de
partida que após varias etapas teve como produto a 6-metil-hept-5-en-2-ona, que então.
Após uma redução enantioseletiva com fermento de pão que originou o (S)-sulcatol 7
em 72% de rendimento (Esquema 10). 60
58 Schwab, E. Bernreuther, A., Puapoomchareon, P., e Mori, K. Stereoselective Formation of Metabolites
from 2-methyl-2-hepten-6-one by Botrytis cynerea. Tetrahedrom Asymm. 1991, 2, 471.
59 Secundo, F., Riva, S., e Carrea, G., “Effects of Medium and Reaction Conditions on the
Enantioselectivity of Lípases in Organic Solventes and Possible Rationales. Tetrahedron Asymm. 1992,
3, 267.
60 Sarma, B. K., e Barua, N. C., A Short Enantioselective Synthesis of (S)-sulcatol Using Nitroalkane
Synthon. Indian J. Chem. 1993, 32B, 615.
23

NO 2
O
4-metil-1-nitropent-3-eno
NO 2
O
1
NO 2
O
N
+
- [ ] CH3CHO O -
NO 2
O
2 3 O 4
HO H
OH
(S)-SULCATOL 7
Esquema 10: (1) DBU (2-equiv), THF. (2) PCC, CH2Cl2. (3) TBTH-AIBN, Tolueno. (4)
fermento de pão e H +
A utilização do microorganismo Rhizopus arrhizus foi empregada na síntese do
(R) e (S)-sulcatol 7 em 1993. Neste trabalho este microorganismo foi aplicado tanto na
redução da respectiva cetona tendo como produto o (S)-sulcatol 7, como na hidrólise do
respectivo acetato tendo como produto o (R)-sulcatol 7. (Esquema 11). 61
R=H
R=Ac
O
a) NaBH 4/ CH 3OH
b) Ac 2O/ piridina
OR
R. arrhizus
R. arrhizus
OH
(S)-sulcatol 7
OH
(R)-sulcatol 7
OAc
Esquema 11: Aplicação de Rhizopus arrhizus na síntese de sulcatol 7
A influência da água na transesterificação do sulcatol 7 com acetato de vinila
frente a lipoproteína lípase e lípase PS foi avaliado em 1993. Neste trabalho a atividade
61 Patil, P. N., Chattopadhyay, Udup, S. R., e Banerj, A. Biotransformation With Rhizopus arrhizus:
Preparation of Enantiomers of Sulcatol. Biotech. Lett. 1993, 15,,367.
24

da água teve pouca influencia sobre a enantioselectividade da enzima, mas teve uma
influência considerável na atividade da enzima (Tabela 1). 62
Tabela 1: Influência da concentração da água na enantioseletividade e na atividade das
enzimas Lípase PS e Lipoproteína Lípase
Entrada Enantioseletividade (E) *
1 Atividade
da água
Lípase
OS
Lipoproteína
Lípase
Atividade da Enzima
Lípase PS Lipoproteína Lípase
2 99%e.e
Esquema 12: Hidrólise enzimática do acetato de sulcatol com lípase PS
Em 1995 o grupo de Nakamura realizou um estudo cinético das reações de
transesterificação de álcoois com enzimas frente a vários solventes orgânicos. Esse
estudo tentou correlacionar o valor de E com alguns parâmetros dos solventes como
constante dielétrica, momento dipolar, logP, mas nenhuma destes parâmetros mostrou
62 Bovara, R., Carrea, G., Ottolina, G., e Riva, S. Water Activity Does not Influence the Enantioselectivity
of Lipase PS and Lipoprotein Lipase in Organic Solvents. Biotech. Lett. 1993¸15, 169.
63 Naoshima, Y., Kamezawa, M., Tachibana, H., Munakata, Y., Fujita, T., Kihara, K., e Raku, T.
Enzimatic Preparation of Enantiomerically Pure Alkan-2-and-3-ols by Lipase- Catalysed Hydrolisis With
Pseudomonas cepacia in the Presence of Organic Media. J. Chem. Soc. Perkin Trans 1 1993, 5, 557.
25

correlação linear para a reação de transesterificação do sulcatol 7 com lípase PS.
(Tabela 2). 64
Tabela 2: Transesterificação da sulcatona com lípase PS e correlação entre o solvente usado e o
valor de E
7
OH OAc
lipase PS, acetato de vinila
+
solvente organico,30ºC
(R)-7a
Entrada Solvente Log P E
1 Hexano 3,5 28,5
2 Ciclohexano 3,2 10,9
3 Tolueno 2,5 37,0
4 Benzeno 2,0 38,0
5 Diisopropil éter 1,9 21,3
6 Dietil éter 0,85 31,1
7 terc-butanol 0,80 18,5
8 Tetra-hidrofurano 0,49 24,9
(S)-7
Em 1996 Kruse e colaboradores obtiveram o (S)-sulcatol 7 a partir da redução da
sulcatona catalisada por enzimas imobilizadas em membrana obtendo um ótimo
reaproveitamento para o cofator NAD(H). 65
Em 1996 Janssen e colaboradores realizaram um estudo modelo da
especificidade e cinética na esterificação de ácidos graxos e sulcatol 7, em meio
orgânico, mediados por Cândida rugosa lípase (CRL). A esterificação do sulcatol 7,
catalisada por CRL, pôde ser descrita por um modelo Ping-Pong com competitiva
inibição pelo álcool. 66
64 Nakamura, K., Kinoshita, M., e Ohno, A. Structure Of Solvent Affects Enantioselectivity Of Lipase-
Catalyzed Transesterification. Tetrahedron, 1995, 51, 8799.
65 Kruse, W., Hummel, W., e Kragl, U. Alcohol-dehidrogenase-catalyzed Production of Chiral
Hidrofobic Alcohols. A New Approach Leading to a Nearly Waste-free Peocess, Rec. Trav. Chim. Pays-
Bas-J. Royal Nether. Chem.l Soc., 1996, 115, 239.
66 Janssen, A. E. M., Vaidya, A. M., e Halling, P. J. Substrate Specificity and Kinetics of Candida rugosa
Lipase in Organic Media. Enz. Micro. Tech. 1996, 18, 340.
OH
26

Em 1997 algumas bactérias anaeróbicas foram aplicadas na redução da sulcatona
obtendo o (S) e (R)-sulcatol 7 utilizando a glucose e o crotonato como fonte de energia.
Os melhores excessos enantioméricos foram obtidos com o microorganismo L. brevis
com crotonato como fonte de energia que chegou a 92% e.e do isômero (R)-7. 67
Ainda em 1997 Bastos e colaboradores sintetizaram o (S)-sulcatol 7 a partir da
redução da sulcatona catalisada com o álcool de-hidrogenase proveniente da
Thermoanaerobium brockii. 68
Em 1998 Fukunaga e colaboradores estudaram transesterificações mediadas por
complexos de lípase-detergente. Utilizaram várias enzimas como lípase P, PPL, Lípase
R associadas aos detergentes N,N-bis(3-D-gluconamidopropil)-3-(didodecil-L-
glutamatecarbonil)propanamida e N,N-bis(3-D-gluconamidopropil)-3-(ditetracil-L-
glutamatecarbonil)propanamida obtendo ambos os enantiômeros com bons e.e. 69
Bastos e colaboradores realizaram a síntese do (S)-7 a partir da redução
assimétrica da sulcatona, mediada por álcool de-hidrogenase de Thermoanaerobium
brockii (TBADH), cuja reação necessita do cofator NADPH para iniciar, como este
cofator é muito caro, foram desenvolvidos três metodologias para se regenerar tal
cofator. Na primeira utilizou-se o próprio TBADH oxidando o 2-propanol para
regenerar o NADH, os outros dois métodos utilizaram outras enzimas, a GDH oxidando
a glucose e a G6PDH oxidando a glucose-6-fosfato, como pode ser observado no
esquema 13. A melhor condição foi a que obteve 100% de conversão com 80h de
reação. 70 (Esquema 13).
67 Tidswell, E. C., Salter, G. J., Kell, D. B., e Morris, J. G. Enantioselectivity of Sulcatone Reduction by
Some Anaerobia Bacteria. Enz. Micro. Tech. 1997, 21, 143.
68 Silva,. F. M., Bastos, F. M., Oestreicher, E. G., Pinto, G. F., Jones Jr, J. e Paiva, L. M. C. Simple
Method for Monitoring Enzymatic Reactions by Direct Injection of the Médium Reaction in a Gás
Cromatograph Equipped with Packed Liner. Biotech. Tech. 1997, 11, 739.
69 Fukunaga, K., Maruoka, N., Sugimura, Y., Nakao, K., e Shimizu, T. Preparation of the Germini
Detergente-lipase Complexes and their high Enzymatic Activities in the Transesterifications in
Homogeneous Organic Solventes. Biotech. Lett. 1998, 20, 1161.
70 Bastos, F. D., Santos, A., G., Jones, J., JR., Oestreicher, E., G., Pinto, G., F., e Paiva, L., M., C. Three
Different Coupled Enzymatic Systems For in Situ Regeneration of NADPH. Biotech. Tech., 1999, 13,
661.
27

A)
B)
C)
O H OH
TBADH
O
NADPH NADP
TBADH
OH
O H OH
TBADH
GLUCOLACTONA
NADPH NADP
GDH
GLUCOSE
O H OH
TBADH
6PGLUCOLACTONA
NADPH NADP
G6PDH
GLUCOSE 6 FOSFATO
Esquema 13: Métodos de obtenção de (S)- sulcatol a partir de sulcatona com TBADH
Em 2000, Fukunaga desenvolveu um estudo sobre a preparação de complexos de
lípases e detergentes e aplicou estes complexos como catalisadores em
transesterificações em meio orgânico. O complexo BIG2C12CA/lípase P foi aplicado na
transesterificação do sulcatol 7 obtendo o isômero (S), em tolueno como solvente, em
49% de e.e como melhor resultado. 71
O grupo de Li realizou em 2000 a síntese do sulcatol partindo do 1-(4-metil)-
fenisulfonil-2-propanona. A cetona foi reduzida com fermento de pão ao álcool quíral 1-
(4-metil)-fenilsulfonil-2-propanol que foi alquilado e dessulfurado obtendo o (S)-
sulcatol como produto com 92% e.e. 72
Em 2001 Steireiber e colaboradores utilizaram enzimas pra a resolução
enzimática do sulcatol 7 racêmico, onde o racemato foi submetido a uma
transesterificação com acetato de vinila mediado pela lípase da Candida antártica.
71 Mine, Y., Fukunaga, K., Maruoka, N., Nakao, K., e Sugimura, Y., Preparation of Detergente-lipase
Complexes Utilizing Water-Soluble Amphiphiles in Single Aqueous Phase and Catalysis of
Transesterifications in Homogeneous Organic Solventes. J. Biosc. Bioeng., 2000, 90, 631.
72 Li, Y., Chem, Z. X., e Shi, C. Y. Synthesis of S-(+)-sulcatol by Enzymatic Reduction of Beta-
Ketosuifone. Chin. J. Org. Chem. 2000, 20, 388.
28

Posteriormente o álcool assim obtido foi submetido a uma inversão de Mitsunobo,
levando ao respectivo éster que foi reduzido obtendo assim o respectivo enantiômero
(Esquema 14). Neste trabalho usou-se microondas nas inversões de Mitsunobo,
melhorando o rendimento químico e diminuindo em muito o tempo reacional em uma
conversão de 99% 73 (Esquema 14).
4
OH
OAc
5
1
OH OAc
+
OH OAc
+
2
3
OH
(R)-7
OH
(S)-7
Esquema 14: Reagente e condições: (1) C. antarctica B lípase (35 mg/mmol), acetato de
vinila (2.7 equiv.), hexano, 30°C, 30 h; (2) DIAD (1,9 equiv.), PPh3 (2,3 equiv.), AcOH
(2,5 equiv.), 180ºC, 5min; (3) LiAlH4, THF, temperatura ambiente, 30 min; (4), Ac2O,
DMAP (cat.), CH2Cl2, 42°C, 12 h; (5) C. antarctica B lípase (40 mg/mmol), tampão
fosfato, pH 7.5, 30°C, 30 h
2
O grupo de Fukunaga realizou em 2003 um estudo sobre a influência da
atividade da enzima na transesterificação catalisada pela lípase co-liofilizada com
amphiphile em meio orgânico. A mistura racêmica do sulcatol 7 foi submetida a uma
reação de transesterificação com acetato de isopropenila em éter diisopropilico. O
melhor resultado foi obtido em D-BIG2C12CA na razão molar de D-BIG2C12CA/PCL de
100 obtendo 93% de e.e do enantiômero (R)-7. 74
73 Steinreiber, A., Stadler, A., Mayer, S., F., Faber, K., e Kappe, C., O. High-speed Microwave-promoted
Mitsunobu Inversions. Application Toward the Deracemization of Sulcatol . Tetrahedron lett. 2001, 42,
6283.
74 Mine, Y., Fukunaga, K., Yoshimoto, M., Nakao, K., e Sugimura, Y. Stereochemistry of a
Diastereoisomeric Amphiphile and the Species of the Lipase Influence Enzyme Activity in the
Transesterification Catalyzed by a Lipase-co-Lyophilizate With the Amphiphile in Organic Media.
Biotech. Lett. 2003, 25, 1863.
3
29

Em 2003 Tuter e colaboradores realizaram a resolução do sulcatol 7 através de
transesterificação catalisada por extrato enzimático de Nigella saliva, em vários
solventes. O melhor resultado foi observado com o uso de tolueno como solvente. Neste
caso houve uma conversão de 19,9 %. 75
3.2.3 Obtenção do sulcatol7 através de reações químicas não enzimáticas com
precursor aquíral.
Em 1982 Slessor reduziu 6-metil-5-hepten-2-one com boro-hidreto de sódio
obtendo o sulcatol 7 racêmico. 76
Em 1996, Davies e colaboradores realizaram a síntese do (R)-sulcatol 7 através
de uma adição conjugada estereoseletiva de lítio (R)-N-metil-(a-metilbenzil)-amida à
(E, E)-hexa-2,4-dienoato de t-butila, tendo como produto a respectiva n-oxidoamina
terciária. Esta oxima foi submetida a um rearranjo de Mesenheimer, o qual forneceu
hidroxilamina que com mais algumas reações levou ao (R)-sulcatol 7 (Esquema 15). 77
Ph N Li
A
CO 2But
MCPBA, CHCl 3,2OºC
R. Meisenheimer
a) A, THF, -78ºC
b) NH 4Cl(aq), -78-20ºC
Ph
N
OH
Ph
N
a) H 2, Rh/Al 2O 3, EtOH
b) POCl 3, Piridina
CO 2But
Ph
N
a)HCl, MeOH, 20ºC
b) MeMgBr, Et 2O , THF
a) Na, NH 3, THF
b)NH 4Cl
Esquema 15: Síntese do (R)-sulcatol 7 via adição conjugada e rearranjo de Meisenheimer
75
Tuter, M., Secundo, F., Riva, S., Aksoy, A., e Ustun, G. Partial Purification of Nigella sativa L. Seed
Lipase and its Application in Transesterification Reactions. J. American Chem. Soc. 2003, 80, 43.
76
Black, S. A. e Slessor, K. N. Sulcatol- Synthesis of an Agregation Pheromone. J. Chem. Educ.1982,
59, 255.
77
Davies, G., e Smyth, G. D. Asymetric Synthesis of (R)-hexane-1,5-diol, (R)-hex-3-ene-1,5-diol e (R)-6metilhept-5-em-2-ol
(sulcatol) Employing a Tandem Asymmetric Conjugate Addition and Stereospecific
Meisenheimer Rearrangement Protocol. J. Chem. Soc. Perkin Trans 1.1996, 20, 2467.
Ph
OH
N
7
OH
30

Chem e colaboradores realizaram a síntese do (R)-sulcatol 7 partindo de sua
mistura racêmica, utilizando uma resolução química cinética e obtendo o enantiômero
(R)-com 99% de e.e. (Esquema 16). O racemato reage com o aldeído esteroidal quíral,
formando o produto ciclisado de apenas um enantiômero. O produto então pode ser
separado por cromatografia e reconvertido ao álcool. Neste trabalho também foi
estudado a habilidade catalítica de vários ácidos, sendo que o triflato de lantânio obteve
o melhor resultado (Esquema 16). 78
.
OH
St
CHO
Ln(OTf) 3
OH
CH
7 2CL2,4h 99% ee. 7
St=
O
Esquema 16: Resolução química do sulcatol 7 com aldeído esteroidal
3.3 2-Metil-4-Octanol 17
O 2-metil-4-octanol foi isolado pela primeira vez em 1993 do Metamasius h.
hemipterus. Este feromônio de agregação ocorre em muitas espécies de curculionidios.
Estes insetos causam danos agricultura, como na cultura da cana de açúcar, dentre
outras. 14,79
O feromônio (R)-17 e o seu enantiômero (S)-17 foram sintetizados em cinco
etapas pela primeira vez em 1996 pelo grupo de Mori. Neste trabalho foi relatado o uso
78 Chem, S., Hu, Q., e Loh, T. Highly Efficient Chemical Kinetic Resolution Of Bishomoallylic Alcohols:
Synthesis of (R)-Sulcatol. Organic Lett. 2004, 6, 3365.
79 Zarbin, P. H. G., Arrigoni, E. B., Reckziegel, A., Moreira, J. A., Baraldi, P. T., e Vieira, P. C.
Identification of Male-Specific Chiral Compound From the Sugarcane Weevil Sphenophorus Levis. J.
Chem. Ecol. 2003. 29, 377.
31

de (R)- e (S)-leucina como material de partida. O rendimento global destas sínteses foi
de 11% (Esquema 17). 80
O
H2N CHC
CH2 CHCH3 CH3 OH
(R) ou (S)-leucina
5 etapas
Esquema 17: Primeira síntese do 2-metil-4-octanol
OH
*
(R) ou (S)-17
Em 2002 o grupo de Zarbim realizou a síntese dos dois enantiômeros de 17,
tendo como material de partida o cloreto de isovaleril. O β-cetoester foi obtido através
da redução enantioseletiva da carbonila do 5-metil-3-hexanona com S. cerevisae e
álcool alilico produzindo o (S)-hidróxiéster com 99% de e.e, que foi submetido a mais
algumas etapas até se obter o (R)-17 com rendimento global de 20%. O isômero (S)-
hidróxiéster não pode ser obtido pela redução do β-cetoester, mas por uma inversão de
Mitsunobo do álcool 18, que então foi submetido às mesmas etapas subseqüentes
(Esquema 18). A etapa chave da síntese do (R)-17 é a redução enantioseletiva do β-
cetoéster obtido intermediariamente. Neste caso a redução foi realizada usando-se S.
cerevisae como agente redutor. 81
LiAlH 4,THF
85%
O O
OH
LiCH2CO2Et S. cerevisae
CO2ET CL 85%
alcool alilico
50%, ee=99% (S)-hidróxiéster
OH
TsCl/Et3N OH80% OH
CH3CH2MgBr OTs Li2CuCl4 OH
(R)-17
Esquema 18: síntese do (R)-17
80 Takenaka, M., Takikawa, H., Mori, K. Synthesis of the Enantiomers of 2-methyl-4-heptanol and 2methyl-4-octanol,
the Pheromone Components of the West Indian Sugarcane Borer. Liebigs Ann. 1996,
12,1963.
81 Baraldi, P. T., Zarbin, P. H. G., Vieira, C. P., e Correa, A. G. Enantioselective Synthesis of (R)- And
(S)-2-Methyl-4-Octanol, The Male-Produced Aggregation Pheromone of Curculionidae, species.
Tetrahedron Assimm. 2002, 13, 621.
32

Em 2004, Zarbin e colaboradores mais uma vez realizaram a síntese do (S)-17,
porém, usando outra rota. Nesta nova abordagem, o D-manitol foi usado como material
de partida, tendo-se o (R)-gliceraldeído acetonídeo como intermediário chave, o qual foi
obtido por uma clivagem oxidativa do diol proveniente do D-manitol (Esquema 19). 82
HO
O
O
Esquema 19: (1) SnCl2, 2,2 DMP. (2) NaIO4, NaHCO3, CH2Cl2. (3) CH3CH2CH2PPh3Br,
BuLi, THF. (4) H 2/Pd/CaCO 3, hexano. (5) Dowex® ácida W 50, H 2O. (6) TsCl, Piridina (7)
s-C3H7MgBr
OH OH
OH
1
O
O OH
O
2
O
O H
H
3
O
O H 4
OH OH
OH O
O
H
5 HO H 6 HO H 7
HO
TsO
Em 2003 Cho e colaboradores sintetizaram o feromônio (R)-17. A etapa chave
desta síntese foi a redução catalítica quíral do β-ceto-sulfeto 17b levando ao β-hidroxi-
sulfeto 17c. Este hidróxi sulfeto quíral seguido de várias reações levou a obtenção do
feromônio (R)-17 com um rendimento global de 70% (Esquema 20). 83
O
1 OH
2
Stolyl-p
Stolyl-p
17a 17c
3 4 OH
5 OH O 6
Stolyl-p
Stolyl-p
OH
7
HO H
O
O
Ar
Stolyl-p
OH O
Stolyl-p
(R)-17
Esquema 20: (1) (S)-MeCBS oxazaborolidina (0.1 equiv.), complexo de N-ethil-N-isopropilanilina–
borana (1.0 equiv.), THF, 25ºC, 98–99%. (2) 3,5-(NO 2) 2C 6H 3COCl (1.5 equiv.), TMEDA (1.0 equiv.),
CH2Cl2, 97–99%. (3) recristalização. (4) 2N NaOH, MeOH, temperatura ambiente, 98–99%. (5) m-CPBA
82 Zarbin,P.H.G., Princival, J. L., Santos, A. A., e Oliveira, A. R. M., Synthesis of (S)-(+)-2-Methyl-4-
Octanol: Male-Specific Compound Released by Sugarcane Weevil Sphenophorus Levis (Coleoptera :
Curculionidae) . J. Braz. Chem. Soc. 2004, 15, 331
83 Cho, B. T., e King, D. J. Efficient Synthesis of (R)- And (S)-3-Octanol, (R)-2-Dodecanol, (R)-2-
Methyl-4-Heptanol and (R)-2-Methyl-4-Octanol: the Pheromones of Myrmica Scabrinodis,
Crematogaster Castanea, C-Liengmei, C-Auberti and Metamasius Hemipterus. Tetrahedron, 2003, 59,
2457.
8,8%
33

(1.1 equiv.), CH2Cl2, temperatura ambiente, 92–95% (6) n-BuLi (2.8 equiv.), n-PrI (1.1 equiv.), THF, -
78–20ºC, 72–93%. (7) Raney Ni, MeOH, temperatura ambiente, 89–92%.
O grupo de Cho realizou novamente a síntese do (R)-2-metil-4-octanol (R)-17,
pela redução direta da cetona, ao invés do β-ceto-sulfeto, nas mesmas condições
utilizadas em 2002, pois neste caso o rendimento químico foi muito baixo (1%) ou
baixíssimo excesso enantiomérico. 84
84 Cho, B. T., e Kim, J. D. A Convenient Synthesis Of Optically Active Unhindered Aliphatic Alcohols
With High Optical Purity From Non-Racemic Beta-Hydroxy Sulfides. Bull. Korean Chem. Soc. 2004,
25, 1385.
34

4. ENZIMAS
As enzimas são proteínas, em sua maioria, ou moléculas de RNA que atuam
como catalisadores de vários processos químicos em sistemas biológicos 85 .
4.1 Histórico
Payen e Perzon, no ano de 1833, relataram pela primeira vez a existência de uma
enzima analisando uma precipitação que ocorreu em um extrato de malte. Três anos
após, Schwann ao extrair secreções estomacais com a finalidade de realizar estudos
sobre a digestão de carne observou que, a tripsina, era o componente ativo do suco
gástrico na digestão de proteínas. 86
Em 1848, Pasteur conclui que o processo de obtenção de álcool a partir do
açúcar por processos fermentativos, era catalisado por fermentos,ou seja, por estruturas
presentes nas células vivas, que até aquele momento, se acreditava não poderem ser
isolados do meio biológico em questão 85 .
Esta afirmação foi tida como verdade por muitos anos até que Buchner, em
1897, utilizou extratos de levedo para processar a fermentação do açúcar à álcool. Tal
descoberta provou que as enzimas (expressão introduzida por Kühne em 1876)
envolvidas na fermentação continuavam tendo atividade mesmo após serem removidas
das células vivas. Tal observação levou um grande numero de cientistas, empolgados
com os resultados obtidos por Buchner, a tentarem o isolamento de outras enzimas e
consecutivamente estudar suas propriedades catalíticas 85
Tais investidas na tentativa do isolamento de enzimas, resultaram no isolamento
e cristalização da urease, em 1926, pelo grupo de Summer. Este trabalho propiciou um
85 Lehninger,A.L.; Nelson, D.L.; Cox, M.M. Principios de Bioquímica, Sarvier, São Paulo,1995.
86 Schoffers, E.; Golebiowski, A.; Johnson, C.R. Enantioselective synthesis through enzymatic
asymmetrization Tetrahedorn 1996, 52, 3769
35

enorme avanço nos estudos das propriedades especificas das enzimas. Summer
demonstrou que os cristais da uréase eram constituídos por proteínas e, disse que todas
as enzimas eram formadas por proteínas. Esta afirmação não foi muito bem aceita pela
comunidade cientifica, visto que não existiam outros exemplos de enzimas isoladas para
confirmar tal fato. Entretanto, Northrop conseguiu cristalizar a pepsina e a tripsina,
isoladas do boi, e observou que estas enzimas também eram formadas por proteínas,
assim, a hipótese sugerida por Summer foi aceita. Atualmente, além das proteínas, se
conhece algumas enzimas que são constituídas por moléculas de RNA 85 .
4.2. Aspectos Mecanisticos
As reações catalisadas por enzimas ocorrem no interior dos limites de uma
cavidade presentes em suas estruturas moleculares, tais cavidades são conhecidas por
sítio ativo. As moléculas que se ligam a este sitio ativo sofrem algum tipo de
transformação provocada pela enzima em questão e são chamados de substratos 85 .
A formação do complexo enzima-substrato tem um papel muito importante nas
reações catalisadas por enzimas. A enzima tem a capacidade de distinguir entre dois
substratos competidores, podendo ter uma afinidade maior a um substrato em relação ao
outro. Logo, as reações enzimáticas, normalmente, tem alta especificidade devido a esta
característica 14 .
Em 1984, Fischer propôs que as enzimas tinham estruturas rígidas que eram
complementares ao substrato 86 .O que realmente acontece é um pouco diferente da
afirmação de Fischer, pois raramente esta complementaridade é perfeita, e a interação
entre uma enzima e um substrato frequentemente envolve a alteração estrutural em uma
ou ambas as moléculas. Este mecanismo foi chamado de ajuste induzido por Koshland
Jr., Em 1958, através dele pode-se explicar como uma mesma enzima pode catalisar
reações de mais de um tipo de substrato. 85,86,87,88.
87 Faber, K. Biotransformations in Organic Chemistry – a Textbook, Springer, Nova York, 1997
88 Santanielo, E.; Ferraboschi, P.; Grisenti, P.; Manzocchi, A. Chem. Rev. 1992, 92, 1071.
36

A especificidade da enzima perante dois substratos competitivos pode ser
compreendida pelas diferentes interações realizadas para a formação do complexo
enzima-substrato e, consequentemente, suas diferentes energias. O complexo
preferencialmente formado é o que possui a mais baixa energia 85 .
4.3. Classificação das Enzimas
As enzimas foram classificadas pela União Internacional de Bioquímica em seis
grupos, conforme o tipo de reações que catalisam. A Tabela 3 mostra estas
classificações. 87,88,89
Tabela 3: Classificação das enzimas
Classificação Tipo de reação que catalisa
Oxidorredutase Oxidação e redução
Transferase Transferência de grupamentos
Hidrolases Hidrólise, transesterificação e hidratação
Liase Adição e eliminação
Isomerase Isomerização
Ligase Formação de ligação
As enzimas mais utilizadas são as hidrolases e as oxirredutases, pois estas
enzimas têm altas seletividades e são compatíveis com uma variedade muito grande de
substratos. 88,90
89
Laib, T.; Zhu, J. Approach towards the total synthesis of cyclopeptide alkaloids. Tetrahedron Lett.
1998, 39, 283.
90
Czuk,R.;Glanzer,B.I.. Baker's yeast mediated transformations in organic chemistry Chem. Rev.1991,
91,49.
37

4.4 HIDRÓLISE DE ÉSTERES
As enzimas têm sido aplicadas em síntese orgânica principalmente com o intuito
de obter produtos enantioméricamente enriquecidos. Dentre as reações mediadas por
enzimas podemos destacar as reações de: 6,91
Hidrólise de ésteres primários,
Hidrólise de ésteres secundários,
Acetilação de 1,3-diols,
Acetilação álcoois alilicos e hidrólise de ésteres alilicos,
Redução de cetonas.
Como um dos objetivos desse trabalho é a síntese de feromônios, serão citados
apenas alguns exemplos de aplicação de enzimas na síntese de feromônios de um modo
geral.
O 1-feniletanol 25 é o feromônio da formiga Crematogaster nigriceps,e existem
várias sínteses citadas na literatura dos dois enantiômeros. Como exemplo pode
mencionar a síntese realizada em 2004 pelo grupo de Kaieda, onde utilizaram a enzima
manipulada geneticamente AOL (Aspergillus oryzae lípase) e imobilizada para
promover a transesterificação de 25. Esta reação forneceu o acetato de (R)-1-feniletila
25a e excessos de 90-95% e.e.(Esquema 20). A célula biocatalítica criada neste estudo
se mostrou ativa após 25 reutilizações (Esquema 21). 92
91 Abate, A., Brenna, E., Fuganti, Claudio., Gatti, F., G., e Serra, S., “Lipase-catalysed preparation of
enantiomerically enriched odorants”, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 2004, 32, 33–51.
92 Kaieda, M., Nagayoshi,. M., Hama, S., Kondo, A., Fukuda , H.Enantioselective Transesterification
Using Immobilized Aspergillus Oryzae Overexpressing Lipase. Appl. Microbiol. Biotech. 2004, 65, 301.
38

25
OH
O
+ lipase
O
OAc OH
+
(R)-25a (S)-25
Esquema 21: Esterificação enantioseletiva de 1-feniletanol 25 mediada por lípase.
O 2-heptanol é um feromônio da Friseomelita varia. Varias sínteses deste álcool
enriquecido enantioméricamente são descritas na literatura. Um exemplo é o trabalho de
Aragozzini e colaboradores que realizaram a resolução de vários álcoois secundários
através da transesterificação com células liofilizadas de Rhizopus oryzae obtendo bons
excessos enantioméricas. Dentre estes álcoois o (R)-2-heptanol 20 foi submetido à
transesterificação e obteve o respectivo éster com 97% de e.e. e o (R)-2-hexanol 19 com
95% de e.e. 93
93 Molinar, R., Mantegazza, L., Villa, R., e Aragozzini, F. Resolution of 2-alkanols by Microbially-
Catalyzed Esterification. J. Ferment. Bioeng. 1998, 86. 62.
39

5. ULTRA-SOM
A aplicação do ultra-som a processos químicos e a inúmeras inovações
tecnológicas vem despertando o interesse dos pesquisadores ao longo do tempo.
Principalmente no desenvolvimento de tecnologias limpas, que envolvam uma menor
quantidade de resíduos e um menor gasto de energia. 94
No inicio, uma série de estudos dos efeitos químicos do ultra-som foram
realizados na década de 1950, quando a produção de H2O2 indicou a evidência de
formação de radical na sonicação de soluções aquosas. 95 A tecnologia se desenvolveu
mais intensamente a partir da década de 1980 com as reações de organometálicos. 94
O ultra-som vem sendo aplicado a uma variedade muito grande de reações:
Reações com organometalicos - os excepcionais resultados
obtidos nas primeiras aplicações de ultra-som a uma variedade de reações
padrão com organometalicos deram um enorme estimulo ao
desenvolvimento da sonoquímica. 94 Por exemplo, uma simples reação de
Reformatsky com zinco, octanal e bromoacetato de etila teve como
produto o respectivo hidróxiéster com 95% de rendimento em 5 min a
temperatura ambiente quando sonicada, já sem a aplicação do ultra-som a
mesma reação teve um rendimento de 69% depois de 12 h à temperatura
ambiente. 94
Hidrogenação catalisada por metais – o ultra-som vem
sendo aplicado a catalisadores metálicos em pó para promover reações
mediadas por adsorção na face do catalisador. 94 A hidrosilação de estireno
a alquil-silanos na presença de Pt/C obteve um rendimento de 95% a
temperatura ambiente e 2h de sonicação, enquanto a reação tradicional
94 Cains, P. W., Martin, P. D., e Price, C. J. The Use of Ultrasound in Industrial Chemical Synthesis and
Crystallization. 1.Applications to Synthetic Chemistry. Org. Process Res. Develop. 1998, 2, 34.
95 Weissler, A. Formation of Hydrogen Peroxide by Ultrasonic Waves - Free Radicals. J. Am. Chem. Soc.
1959, 81, 1077.
40

necessita de elevadas temperaturas (> 100ºC) e pressões (> 5 Bar) para
conseguir rendimentos consideráveis. 96
Preparação de metal e cerâmica em pó – nos últimos anos,
métodos ultra-sônicos têm sido empregados na produção de uma variedade
de materiais particulados ultrafinos, amorfos e nanoestruturados para o uso
como catalisadores entre outras aplicações. 94 Partículas ultrafinas de
paládio tem sido preparadas pela sonicação de soluções aquosas de PdCl2
na presença de um agente de proteção como o poli(vinil-pirrolidona). 97
Reações de transferência de fase – o poder que o ultra-som
tem de executar um bom efeito de dispersão física, pode também ser
aplicado à mistura de fases heterogêneas. Do ponto de vista físico existem
duas classe deste tipo de reação; as que envolvem a dispersão de um
reagente sólido insolúvel, como a N-benzilação de indol na presença de
KOH e polietilenoglicol-metiléter, onde a aplicação do ultra-som obteve
um rendimento de 95% em 2 h, que pelo método clássico tem um
rendimento de 80% em 8h, 98 e as que envolvem a mistura de duas fases
líquidas imiscíveis.
Geração de radicais livres – a geração homolítica de
radicais livres por cavitação ultra-sônica é bem estabelecida para vários
processos químicos. 94 Dentro desta classe de reações se destaca a
aplicação no tratamento de efluentes e nas reações em soluções aquosas,
como na sonicação de solução de lactose que forma glucose, galactose e
ácido galactônico como produtos. 99
Síntese de polímeros – ultra-som tem sido aplicado tanto
em síntese de polímeros com organometálicos como na iniciação da
polimerização e copolimerização por radical. O uso do ultrasom na
polimerização por radical de estireno e metacrilato de metila tem sido
96
Han, B. H.; Boudjouk, P. Organic sonochemistry. Ultrasonic acceleration of the hydrosilation reaction
Organometallics 1983, 2, 770.
97
Okitsu, K.; Bandow, H.; Maeda, Y.; Nagata, Y. Sonochemical preparation of ultrafine palladium
particles. Chem. Mater. 1996, 8 (2), 315.
98
Davidson, R. S.; Patel, A. M.; Safdar, A.; Thornthwaite, D. The application of ultrasound to the nalkylation
of amines using phase transfer catalysis. Tetrahedron Lett. 1983, 24, 5907.
99
Heusinger, H. Comparison of the reactions induced by ultrasound and gamma rays in aqueous lactose
solutions. Ultrasonics 1990, 28 (1), 30.
41

investigado. 100,101 A sonicação de metacrilatode metila a 25ºC da uma
conversão de 13% do monômero após 4h, com a massa molecular
chegando ao máximo de 2,5x10 5 DA. 101
Reação de transferência de elétrons - a promoção de
reação de transferência de elétron com mecanismo via anion radical
através de uma reação tipo SN2 tem sido postulado 102 como base para a
maioria destas reações quando sonicadas.
Reações de cicloadição – várias cicloadições do tipo
Diels-Alder tem sido promovidas pela aplicação de ultra-som. A adição do
dieno 1-vinil-ciclo-hexeno ao dienófilo O-quinona obtém um rendimento
de 65% a pressão atmosférica quando sonicado, já a metodologia clássica
obtém um rendimento considerável somente a 11 Kbar de pressão. 103
Sonoeletroquímica – combinação de ultra-som e
eletroquímica tem sido aplicadas a várias reações. Uma destas aplicações é
a preparação de selenetos e teluretos de alquila. 104,105 A aplicação de
ultrasom na oxidação de ciclo-hexanecarboxilato altera a distribuição dos
produtos, quando sonicada obtém ciclo-hexeno (32%) e metilciclo-hexil
éter (34%) e sem ultra-som tem como produto biciclo-hexil (49%), ciclo-
hexanol (25%) e metilciclo-hexanoato (17%). 106
Reações enzimáticas – poucos são os trabalhos que
envolvem o uso do ultra-som em reações enzimáticas. A aplicação de
ultra-som em reações catalisadas por enzimas apresentou um aumento
significativo na velocidade das reações sem perda da enantioseletividade.
10,11,12
100
Kruus, P.; O’Neill, M.; Robertson, D. Robertson, D. Ultrasonic initiation of
polymerization.Ultrasonics 1990, 28 (5), 304.
101
Price, G. J.; Norris, D. J.; West, P. J. Polymerization of methyl methacrylate initiated by ultrasound
Macromolecules 1992, 25, 6447.
102
Luche, J.-L.; Einhorn, C.; Einhorn, J.; Sinisterra-Gago, J. V. Organic sonochenistry : A new
interpretation and its consequences. Tetrahedron Lett. 1990, 31 (29), 4125.
103
Lee, J.; Snyder, J. K. Ultrasound-Promoted Diels-Alder Reactions – Syntheses ofF Tanshinone-IIA,
Nortanshinone, and (+/-)-Tanshindiol-B. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1522.
104
Degrand, C.; Prest, R.; Nour, M. Electrochemical Synthesis OF Seleno and Telluro Derivatives in
MECN .Phosphorus Sulfur Relat. Elem. 1988, 38, 210.
105
Mason, T. J.; Lorimer, J. P.; Walton, D. J. Sonoelectrochemistry. Ultrasonics 1990, 28 (5), 333.
106
Chyla, A.; Lorimer, J. P.; Mason, T. J.; Smith, G.; Walton, D. J. . Modifying Effect OF Ultrasound
Upon THE Eletrochemical Oxidation of Cyclohexanecarboxilate. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1989,
603.
42

O primeiro trabalho relatando o uso do ultra-som em reações de hidrólise
enzimática realizou a acilação do 1, 2, 3,4-tetra-hidro-1-naftol catalisado pela enzima
PPL com vinil acetato em benzeno-éter teve a constante de velocidade aumentada de
0,003 para 0,25 (Esquema 22) 10
OH
PPL, Acetato de vinila
Ultrasom
Esquema 22: Transesterificação mediada por ultrasom
OAc
O nosso grupo realizou a hidrolise enzimática do etil-3-hidróxi-3-
fenilpropanoato com o uso de ultra-som. Neste trabalho, na hidrolise deste éster foi
observado que o uso do ultrasom representou um aumento significativo na velocidade
reacional para as enzimas PCL, PLE e CRL (Esquema 23). 11
OH
CO 2Et
Tempo
minutos
PCL T.A
pH 7.0 ou 8.0
200
100
0
OH
Agitação M. Ultrasom
40% conversão
CO 2Et
Esquema 23: Hidrólise enzimática em PCL de etil-3-hidróxi-3-fenilpropanoato mediada por
ultrasom. Tempo em horas (eixo x)
+
OH
CO 2H
O grupo de Breneli realizou a acilação de 2-azido-1-(4-metóxifenil)
etanol com acetato de vinila catalisado pela enzima amano OS. Neste trabalho se obteve
uma conversão de 37% em 288 h em agitação magnética e quando sonicado a conversão
chegou a 42% em 82 h. (Esquema 24) 12
43

R
OH
N 3
O
O
lipase PS
R
OAc
Entrada R = OCH3 R = H
(S)
Método A.M. U.S. A.M. U.S.
1 Tempo (h) 288 82 659 62
2 Conversão(%) 37 42 29 45
Esquema 24: Hidrólise enzimática de azidoalcools mediado por ultrasom. (A. M. =
agitação magnética e U.S= ultra-som)
N 3
+
R
(R)
OH
N 3
44

6. OBJETIVO
Este trabalho tem como objetivo ampliar o estudo da influência do ultra-som na
hidrólise enzimática de acetatos, utilizando as enzimas PLE, AOP e CRL. Neste sentido
serão utilizados substratos alquílicos e aromáticos. Além disso, será aplicada esta
metodologia visando à obtenção de feromônios.
45

7. METODOLOGIA
Visando ampliar o trabalho iniciado pelo nosso grupo 11 , foi planejado investigar
o uso de uma série de acetatos (7a, 17a, 18a, 19a, 20a, 21a, 22a, 23a, 25a, 26a e 27a)
provenientes de álcoois alquilicos, secundários (7, 17, 19, 20,21 e 22) e primários (23) e
acetatos provenientes de álcoois secundários aromáticos (25, 26 e 27) para serem
submetidos a reações de hidrólise enzimática em ultrasom e agitação magnética.
OR
R=H 7
R= Ac 7a
OR
R=H 19
R= Ac 19a
OR
R=H 25
R= Ac 25a
OR
R=H 22
R= Ac 22a
OR
R=H 17
R= Ac 17a
OR OR
R=H 20
R= Ac 20a
OR
R=H 26
R= Ac 26a
RO
R=H 23
R= Ac 23a
O
OR
R=H 18
R= Ac 18a
R=H 21
R= Ac 21a
R=H 27
R= Ac 27a
Figura 4: Acetatos a serem submetidos as hidrólises e respectivos álcoois
Os álcoois quírais alquílicos e aromáticos serão obtidos através da resolução
enzimática catalisada por enzima sob agitação magnética e com o uso do ultra-som dos
respectivos acetatos racêmicos conforme já relatado pelo nosso grupo 11 . Os acetatos
racêmicos alquílicos e aromáticos serão obtidos por reação de acetilação clássica dos
respectivos álcoois racêmicos (Esquema 25). Como descrito na literatura 107 .
OR
46

OH
Hidrólise enzimática OAc Acetilação
´R * R AM ou US ´R R
´R R
Esquema 25: Retrosíntese da obtenção de álcoois quírais alquílicos e aromáticos
Os álcoois alquílicos secundários 2-hexanol 19, 2-heptanol 20 , 2-nonanol 21, 1-
octen-3-ol 22 e o álcool primário 2-etil-1-heptanol 23 são produtos comerciais. Os
álcoois racêmicos aromáticos 25, 26 e 27 serão obtidos através de reação de redução
clássica da respectiva cetona comercial (Esquema 26), conforme descrito na
literatura 107 .
OH
R
redução
Esquema 26: Retrosíntese da redução para obtenção dos álcoois racêmicos 25, 26 e 27
O álcool quíral sulcatol sete, feromônio da broca Gnathotrichus sulcatus, será
obtido através da resolução enzimática catalisada por enzima sob agitação magnética
e/ou ultra-som do respectivo acetato racêmico 7a. O acetato racêmico 7a será obtido por
reação de acetilação clássica 107 do respectivo álcool racêmico comercial 7 (Esquema
27).
7
OH Hidrólise OAc Acetilação
OH
*
AM ou US
7a
Esquema 27: Retrosíntese da obtenção do álcool quíral sulcatol 7
O álcool quíral pitiol 18, feromônio do besouro Pityophthorus pityographus,
será obtido através da resolução enzimática catalisada por enzima sob agitação
magnética ou ultra-som do respectivo acetato racêmico 18a. O acetato racêmico 18a
O
R
7
OH
47

será obtido por reação de ciclofuncionalização mediada por tálio do álcool comercial
racêmico sulcatol 7 (Esquema 28) conforme descrito na literatura 108 .
Hidrólise Ciclofuncionalização
O *
18
OH AM ou US O
18a
OAc
Esquema 28: Retrosíntese da obtenção de transpitiol 18
OH
sulcatol 7
O álcool quíral 2-metil-4-octanol 17, feromônio da broca Metamasius h.
hemipterus, poderá ser obtido através da resolução enzimática catalisada por enzima sob
agitação magnética ou ultrasom dos respectivo acetato racêmico 17a. O acetato
racêmico 17a será obtido por reação de acetilação clássica do respectivo álcool
racêmico 17. O álcool racêmico 17 será obtido através de uma reação de alquilação
com n-butil lítio do isovaleraldeído 107 . (Esquema 29).
OH
*
17
Hidrólise OAc Acetilação
AM ou US
17a
OH
alquilação
Esquema 29: Retrosíntese da resolução enzimática para a obtenção de 17.
17
O
H
48

8- RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste capítulo, inicialmente, serão discutidos os resultados das reações de
obtenção dos álcoois alquílicos e arílicos, seguido da obtenção dos seus respectivos
acetatos, os quais serão submetidos às hidrolises enzimáticas (item 8.1). Posteriormente
serão discutidas as reações de hidrólise enzimática dos acetatos preparados, sob ultra-
som e agitação magnética (item 8.2). As hidrólises enzimáticas serão discutidas na
seguinte ordem: hidrólises enzimáticas dos substratos alquílicos (item 8.2.1), hidrólise
enzimática dos substratos aromáticos (item 8.2.2), hidrólise enzimática do acetato de
sulcatol 7a e do acetato de pitiol 18a (item 8.2.3), e a hidrólise enzimática do acetato de
2-metil-4-octanol 17a (item 8.2.4). Na seqüência serão mostradas as propostas de
continuidade deste trabalho (item 8.3).
As analise espectroscópicas se encontram no item 8.4 deste capitulo, sendo que
os espectros correspondentes às substâncias relatadas podem ser encontrados no anexo.
8.1 OBTENÇÃO DOS ÁLCOOIS 17, 25, 26 E 27 E ACETATOS 7a, 17a, 18a,
19a, 20a, 21a, 22a, 23a, 25a, 26a e 27a.
Os álcoois 7, 19, 20, 21, 22 e 23, como mencionado anteriormente, são produtos
comerciais. Já os álcoois 17, 25, 26 e 27 foram sintetizados.
OH OH OH
OH
7 17 19 20
OH
25
OH
HO
21 22 23
OH
OH
OH
26 27
Figura 5: Álcoois a serem acetilados.
49

Assim sendo, os álcoois 25, 26 e 27 foram preparados através de reações de
redução clássicas 107 da respectiva cetona comercial (Esquema 30). Nestas reações, as
carbonilas sofrem uma adição de hidreto formando o sal correspondente que é
protonado posteriormente com adição de água, levando a formação do respectivo álcool.
As condições reacionais e reagentes empregados nesta reação estão descritas no item
10.2 .
O
O
O
LiAlH 4/Et 2O
N 2/t.a
LiAlH 4/Et 2O
N 2/t.a
LiAlH 4/Et 2O
N 2/t.a
Esquema 30: Obtenção dos álcoois aromáticos.
OH
25 (98%)
OH
26 (86%)
OH
27 (52%)
Já o álcool 17 foi obtido através de uma reação de adição nucleofilica de butil-
lítio à carbonila 107 . Nesta reação, a carbonila do isovaleraldeído sofre uma adição do n-
butil lítio levando ao respectivo sal de lítio, que posteriormente é protonado pela adição
de ácido diluído no final da reação. Neste caso há a formação do álcool 17 (Esquema
31). As condições reacionais e reagentes empregados nesta reação estão descritas no
item 10.3.
O
n-BuLi/ t.a.
OH
H
Et2O anidro
17 (62%)
Esquema 31: Obtenção do 2-metil-4-octanol 17
107 Vogel, A. I.; Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th ed., rev. Furniss, B. S.;
Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G.; Tatchell, A. R.; Longman: Londres, 1989.
50

Os álcoois foram preparados em bons rendimentos químicos, e foram
purificados por destilação e/ou cromatografia em coluna. As respectivas estruturas
foram confirmadas através de espectros de RMN 1 H, RMN 13 C e IV.
Os álcoois comerciais, 7, 19, 20, 21, 22 e 23, e os álcoois sintetizados, 17, 25,
26 e 27, foram submetidos a reações de acetilação clássica 107 (Esquema 32). As
condições e reagentes empregados nestas reações estão descritas no item 10.4. Nestas
reações, os acetatos foram formados por reação de substituição a nucleofilica do
anidrido acético.
R´
OH
R
OAc
Ac2O/TEA/N2 DMAP/ CH2Cl2 R´ R
OAc OAc OAc
OAc
7a (97%) 17a (82%) 19a (79%) 20a (90%)
OAc
21a (90%) 22a (90%) 23a (80%)
OAc
OAc
OAc
25a (96%)
OAc
AcO
26a (94%) 27a (98%)
Esquema 32: acetilação dos álcoois comerciais.
Os acetatos também foram obtidos com bons rendimentos químicos, e foram
purificados em coluna cromatográfica. As respectivas estruturas foram confirmadas
através de espectros de RMN 1 H, RMN 13 C e IV.
51

O acetato 18a, por sua vez, foi obtido através da reação de ciclofuncionalização
do sulcatol 7, usando triacetato de tálio, conforme descrito na literatura. 108 Nestas
reações, o tálio complexa com a insaturação formando um sitio deficiente de elétrons
que então reage com os elétrons livres da hidroxila levando á formação de um anel
pirânico (6 membros). Este intermediário, posteriormente sofre uma contração deste
anel pirânico levando a formação do produto 18a (Esquema 33). As condições e
reagentes empregados nesta reação estão descritas no item 10.6.
7
OH
Tl(Ac) 3
AcOH Acético
O
18a (87%)
OAc
Esquema 33: ciclofuncionalização do sulcatol 7.
O acetato 18a foi obtido em bom rendimento químico, e purificado por
cromatografia em coluna. As respectivas estruturas foram confirmadas através de
espectros de RMN 1 H, RMN 13 C e IV.
8.2 HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DOS ACETATOS SOB ULTRA-SOM E
AGITAÇÃO MAGNÉTICA
8.2.1 Hidrólise Enzimática dos Acetatos Alquílicos 19a, 20a, 21a, 22a e 23a .
Visando ampliar o estudo sobre a influência do banho de ultra-som em reações
de hidrólises enzimáticas, conforme mencionado anteriormente foi resolvido aplicar o
banho de ultra-som em uma série de acetatos alquílicos modelo. Com a finalidade de
comparar de comparar a diferença entre a influência do emprego do ultra-som e da
agitação magnética, foram realizadas as hidrólises enzimáticas pelos dois métodos.
Como em estudos prévios efetuados em nosso grupo, foi utilizada a enzima PLE
e pelo fato desta ter um custo reduzido e estar disponível no laboratório foi resolvido
108 Ferraz, H.; M.; C.; Sano, M.; K. e Ribeiro, C.; M.; R.; Uma Síntese Simples e Eficiente do Feromônio
Trans-pitiol e Derivados Utilizando Sais de Tálio. Química nova., 1993, 16, 548.
52

utilizá-la na hidrólise enzimática dos acetatos dos álcoois secundários saturados 19a,
20a e 21a; do acetato do álcool secundário insaturado 22a e do acetato do álcool
primário 23a, para observar sua generalidade neste tipo de reação.
Assim foi realizada a hidrólise enzimática, segundo metodologia descrita no
item 10.7, destes substratos em solução tampão fosfato pH 7,0, com a enzima PLE (2,5
mg) sob agitação magnética e com o emprego do ultra-som. Os rendimentos químicos
destas reações foram superiores a 90% (Esquema 34).
OAc
R´ R
PLE/ Tampão pH 7,0
AM ou US
OAc
R´ * R
R R´ R R´
7a CH3 C6H11 7a 7 CH3 C6H11
19a CH3 C4H9 19a 19 CH3 C4H9
20a CH3 C5H11 20a 20 CH3 C5H11
21a CH 3 C 7H 15 21a 21 CH 3 C 7H 15
22a C2H3 C4H9 22a 22 C2H3 C4H9
23a H C7H15 23a 23 H C7H15
Esquema 34: Hidrólises enzimáticas dos acetatos alquílicos
Os valores das conversões dos acetatos em seus respectivos álcoois foram
calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênio dos álcoois
e dos acetatos que se diferenciem no espectro de RMN 1 H. Os espectros usados para
estas análises foram obtidos a partir do bruto reacional das reações de hidrólise
enzimática e podem ser observados na Tabela 4. Estes valores estão discutidos no item
8.4.1.
+
R´
OH
*
R
53

OAc
Tabela 4: Hidrólises enzimáticas dos acetatos alquílicos
OAc
OAc
19a 20a
OAc
21a 22a 23a
Entrada Substrato Tempo
(minutos)
Conversão
(%)
AcO
Método
1 19a 55 3 AM
2 19a 55 21 US
3 20a 70 8 AM
4 20a 70 12 US
5 20a 90 10 AM
6 20a 90 14 US
7 21a 60 11 AM
8 21a 60 15 US
9 21a 75 12 AM
10 21a 75 18 US
11 21a 90 16 AM
12 21a 90 19 US
13 22a 30 2 AM
14 22a 30 6 US
15 22a 180 6 AM
16 22a 180 17 US
17 23a 30 11 AM
18 23a 30 13 US
19 23a 60 15 AM
20 23a 60 19 US
54

O uso do banho de ultra-som mostrou aumentar o rendimento em todos os
substratos alquílicos avaliados neste item, mas com intensidades diferentes (Gráfico 1).
Ainda no Gráfico 1, pode ser observado que o acetato do álcool primário 23a
apresentou uma maior conversão quando comparado com os acetatos de álcoois
secundários alquílicos de cadeia de tamanho semelhante.
C o n v e r s ã o %
20
15
10
5
0
OAc
8
12
Agitação Ultra-som
12
20a/70´ 21a/75 23a/60´
18
Substrato/ Tempo
Gráfico 1: Comparação da hidrólise enzimática em agitação magnética com ultrasom para os substratos
alquílicos
8.2.2 Hidrólise Enzimática dos Acetatos Aromáticos 25a, 26a e 27a
Visando ampliar o estudo com acetatos modelo sobre a influência do banho de
ultra-som em reações de hidrólises enzimáticas, foi usado o banho de ultra-som em uma
série de acetatos aromáticos (25a, 26a e 27a), e avaliar a influência da aplicação do
ultra-som nestas reações de hidrólise enzimática. As hidrólises enzimáticas, destes
substratos foram realizadas em solução tampão fosfato pH 7,0 e enzima PLE (2,5 mg)
sob agitação magnética ou ultra-som. segundo experimental descrito no item 10.8. Os
rendimentos químicos destas reações foram superiores a 90% (Esquema 35).
OAc
AcO
15
19
55

OAc
R
PLE/ Tampão pH 7,0
AM ou US
OAc
* R +
25a: R= CH3 25a: 25: R= CH3
26a: R= C3H6 26a: 26: R= C3H6
27a: R= C 6H 11 27a: 27: R= C 6H 11
Esquema 35: Hidrólises enzimáticas dos acetatos aromáticos.
Os valores das conversões dos acetatos em seus respectivos álcoois foram
calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênio dos álcoois
e dos acetatos que se diferenciem no espectro de RMN 1 H. Os espectros usados para
estas análises foram obtidos a partir do bruto reacional das reações de hidrólise
enzimática e podem ser observados na Tabela 5. Estes valores estão discutidos no item
8.4.2.
25a
OAc
Tabela 5: Hidrólises enzimáticas dos acetatos aromáticos
OAc
Entrada Substrato Tempo
26a 27a
(minutos)
Conversão
(%)
OAc
Método
1 25ª 30 2 AM
2 25ª 30 16 US
3 25ª 65 21 AM
4 25ª 65 28 US
6 26ª 90 28 AM
7 26ª 90 36 US
9 27ª 30 0 AM
10 27ª 30 0,4 US
OH
*
R
56

Como é possível observar pelos resultados acima, o ultra-som demonstrou
aumentar a conversão das reações também em substratos aromáticos como o 25a e 26a .
Já a enzima PLE não obteve boas conversões com o substrato 27a, provavelmente
devido a sua baixa solubilidade no meio reacional impedindo assim a ação da enzima.
Mesmo com a baixa conversão o banho de ultrasom demonstrou discreto aumento na
conversão (Gráfico 2).
C o n v e r s ã o %
40
30
20
10
0
0,5
conversão/Tempo
(%/min.)
0,4
0,3
0,2
0,1
0
OAc OAc
21
28
0,43
Agitação Ultra-som
28
25a/65´ 26a/90´ 27a/30´
36
Substrato/ tempo
Gráfico 2: Comparação entre agitação magnética e ultrasom na hidrólise de acetatos aromáticos
Verifica-se no gráfico 3, onde é plotado substrato versus a conversão dividida
pelo tempo, que os acetatos aromáticos menos volumosos apresentaram uma maior
conversão que os mais volumosos tanto em agitação quanto em ultrasom.
OAc
0,323 0,311
Agitação Ultra-som
OAc
0,4
25a 26a
substrato
27a
Gráfico 3: Acetatos aromáticos x Conversão/tempo
0
OAc
0,4
0
OAc
0,013
57

8.2.3 Hidrolise Enzimática do Acetato de Sulcatol 7a e Acetato de Pitiol 18a .
A partir dos dados descritos anteriormente, o uso do ultra-som em reações de
hidrólise enzimática pode aumentar a velocidade deste tipo de reação para a enzima
PLE. Partindo deste fato, resolveu-se verificar a influência do ultra-som na hidrólise
enzimática do acetato de sulcatol 7a e acetato de pitiol 18a.
Assim, visando ampliar este estudo, foi aplicado o ultra-som em reações de
hidrólise enzimática catalisadas pelas enzimas CRL e AOP, além da PLE. Estas
enzimas foram escolhidas devido ao seu baixo custo, além de estarem disponíveis no
laboratório.
Assim foi realizado a hidrólise enzimática do acetato do sulcatol 7a, em solução
tampão fosfato pH 7,0 e as enzimas PLE, AOP e CRL sob agitação magnética e ultra-
som . Os rendimentos químicos dos brutos reacionais destas reações foram superiores a
90%, segundo metodologia descrita no item 10.9 (Esquema 36).
*
OAc
AM ou US
Tampão pH=7,0/ Enzima
OH
OAc
+
7a 7
Esquema 36: Hidrólise enzimática do acetato de sulcatol 7a
7a
Os valores das conversões do acetato de sulcatol 7a em seu respectivo álcool 7,
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênio dos
álcoois e dos acetatos que se diferenciem no espectro de RMN 1 H. Os espectros usados
para estas análises foram obtidos a partir do bruto reacional das reações de hidrólise
enzimática e podem ser observados na Tabela 6. Estes valores estão discutidos no item
8.4.3.
*
58

Entrada Tempo
Tabela 6: Hidrólises enzimáticas do acetato de sulcatol 7a
(Horas)
Conversão
(%)
7a
OAc
Enzima/quantidade Método
1 2 12 PLE / 6mg AM
2 2 20 PLE / 6mg US
3 3 35 PLE / 6mg AM
4 3 43 PLE / 6mg US
5 4 36 PLE / 6mg AM
6 4 48 PLE / 6mg US
7 4 18 CRL / 150mg AM
8 4 31 CRL / 150mg US
9 12 41 CRL / 150mg AM
10 12 46 CRL / 150mg US
11 25 49 CRL / 150mg AM
12 25 51 CRL / 150mg US
13 4 0 AOP / 100 mg AM
13 4 0 AOP / 100 mg US
15 10 0 AOP / 100 mg AM
16 10 0 AOP / 100 mg US
17 15 2 AOP / 100 mg AM
18 15 4 AOP / 100 mg US
Pode ser observado através dos resultados obtidos que a hidrólise do acetato de
sulcatol 7 com a enzima PLE, obteve valores superiores de conversões quando
comparados com os valores obtidos com as enzimas CRL e AOP em um mesmo tempo
reacional, tanto em agitação como em ultra-som. A enzima AOP apresentou baixas
59

conversões. Isto pode ser melhor visualizado no Gráfico 4 onde é comparado reações de
hidrólise enzimática em tempos reacionais semelhantes.
Conversão %
50
40
30
20
10
0
36
43
Agitação Ultra-som
18
31
PLE CRL AOP
Enzima
Gráfico 4: Hidrólise enzimática do 17a em agitação magnética e ultra-som em 4 horas de reação
É possivel observar que o ultra-som aumentou as conversões de todas as reações
de hidrólise enzimática do acetato de sulcatol 7a , tanto para a enzima PLE quanto para
as enzimas AOP e CRL. Os resultados podem ser melhor observados nos Gráficos 5, 6 e
7.
C o n v e r s ã o %
60
50
40
30
20
10
0
12
20
Agitação Ultra-som
35
43
0
36
2 3 4
Tempo (h)
Gráfico 5: ultra-som x agitação na hidrólise enzimática do acetato de sulcatol 7a com PLE.
0
48
60

C o n v e r s ã o %
60
50
40
30
20
10
0
18
31
Agitação Ultra-som
41
46
49
4 12 25
Tempo (h)
Gráfico 6: ultra-som x agitação na hidrólise enzimática do acetato de sulcatol 7a com CRL.
C o n v e r s ã o %
5
4
3
2
1
0
Agitação Ultra-som
0 0 0 0
4 10 15
Tempo (h)
Gráfico 7: ultra-som x agitação na hidrólise enzimática do acetato de sulcatol 7a com AOP.
A hidrólise do acetato do pitiol 18a foi realizada primeiramente com 6 mg de
enzima e 3 horas de reação não obtendo o álcool desejado. Posteriormente foram
utilizados 10 mg e ainda assim não se observou conversão. Assim utilizou-se 20 mg de
PLE e 250 mg de CRL e tempos reacionais maiores. Após 15 horas de reação tanto em
2
51
4
61

agitação magnética como em ultra-som não foi observado a formação do álcool,
somente após 7 dias de reação foi observado a formação do álcool em agitação
magnética (4% de conversão com PLE e 9% de conversão com AOP). Este elevado
tempo reacional (7 dias) impossibilitou a utilização do ultra-som nas reações de
hidrólise enzimática do acetato de pitiol 18a.
É importante lembrar que o sulcatol 7 e o pitiol 18 são feromônios dos insetos
Gnathotrichus sulcatus e Pityophthorus pityographus, respectivamente. Conforme foi
discutido no item 3.2 (pág. 10)
8.2.4 Hidrólise Enzimática do Acetato de 2-Metil-4-Octanol 17A
Visando ampliar o estudo, realizou-se a hidrólise do acetato do 2-metil-4-octanol
17a. Assim foi possivel avaliar a influência do ultra-som na hidrólise enzimática de
mais um substrato e obter o respectivo álcool enriquecido opticamente. Utilizou-se as
enzimas AOP, PLE e CRL na hidrólise do acetato 17a . Podendo assim avaliar para
mais um substrato a influência do ultra-som na hidrólise enzimática catalisada por
diferentes enzimas.
Assim foi realizado a hidrólise enzimática do acetato de 2-metil-4-octanol 17a
em solução tampão fosfato pH 7,0 e as enzimas PLE, AOP e CRL sob agitação
magnética e ultra-som segundo metodologia descrita no item 10.10. Os rendimentos
químicos dos brutos reacionais destas reações foram superiores a 90% (Esquema 37).
OAc
17a
Enzima/Tampão pH=7,0
AM ou US
OAc
*
17a
+
OH
17
Esquema 37: Hidrólise enzimática do acetato 17a
Os valores das conversões do acetato de 2-metil-4-octanol 17a em seu respectivo
álcool 17 foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos
*
62

hidrogênio dos álcoois e dos acetatos que se diferenciem no espectro de RMN 1 H. Os
espectros usados para estas análises foram obtidos a partir do bruto reacional das
reações de hidrólise enzimática e podem ser observados na Tabela 6. Estes valores estão
discutidos no item 8.4.4.
Entrada Tempo
Tabela 7: Hidrólises enzimáticas do acetato 17a
Conversão
OAc
Enzima/quantidade Método
(horas) (%)
1 1 12 PLE / 2,5mg AM
2 1 9 PLE / 2,5mg US
3 2 18 PLE / 2,5mg AM
4 2 12 PLE / 2,5mg US
5 3 21 PLE / 2,5mg AM
6 3 20 PLE / 2,5mg US
7 6 2 AOP/ 100mg AM
8 6 3 AOP/ 100mg US
9 6 7 CRL/ 150mg AM
10 6 9 CRL/ 150mg US
Pode ser observado através dos resultados obtidos que a hidrólise do acetato de
2-metil-4-octanol 17a com a enzima PLE obteve valores superiores de conversões
quando comparados com os valores obtidos com as enzimas CRL e AOP em um mesmo
tempo reacional, tanto em agitação como em ultra-som.
Os resultados demonstraram que a hidrólise do acetato 17a teve um aumento na
conversão com o banho de ultra-som para as enzimas CRL e AOP. Mas,
inesperadamente, a enzima PLE apresentou melhores resultados com agitação
magnética. Os resultados podem ser melhor observado no gráfico 8.
63

c o n v e r s ã o %
20
15
10
5
0
18
12
Agitação Ultra-som
7
PLE/2 CRL/6 AOP/6
9
Enzima/ tempo (h)
Gráfico 8: Ultra-som x Agitação das hidrólises do acetato 17a
8.3 PROPOSTA DE CONTINUIDADE.
Assim, como proposta de continuidade deste trabalho, é verificado que a
aplicação do ultra-som neste tipo de reação deva ser testada em outros substratos para
que haja uma maior compreensão a respeito da sua influência na ação das enzimas. Por
exemplo, utilizar substratos que tenham a porção aromática substituída com
substituintes de diferentes polaridades, e verificar a influência da posição da
substituição, utilizar substratos alquílicos de cadeias maiores e com substituintes polares
como derivados de aminoácidos, nitrilas, etc.
Analisar a influência do ultra-som com outras enzimas, como as lípases de maior
eficiência, por exemplo, a enzima PCL. Além disso, utilizar enzimas suportadas.
Analisar a influência na enantioseletividade nas reações realizadas neste
trabalho, calculando os excessos enantioméricos das reações em agitação e ultra-som.
2
3
64

Como foi descrito anteriormente, as enzimas hidroliticas catalisam inúmeras
reações de transesterificação, é sugerido a analise da influência do banho de ultra-som
nesta classe de reações.
Seria importante o estudo de outras condições reacionais, com o uso de outras
soluções tampão e em pH diferentes, o uso de co-solventes como etanol e acetona. O
desenvolvimento de uma metodologia que possa ter o controle exato da temperatura do
banho de ultra-som e a influência desta nesta classe de reações.
Avaliar a influência do ultra-som na hidrólise enzimática de outros ésteres que
não acetatos. Como por exemplo o hidróxiéster 3-hidróxi-5-metil-hexanoato de etila 24,
lembramos que o éster 24 já foi utilizado na síntese do feromônio 2-metil-4-octanol 17.
Visando este estudo este hidróxiéster foi preparado para futuramente ser avaliada sua
hidrólise enzimática mediada por ultra-som.
O álcool quíral 2-metil-4-octanol 17 poderá ser obtido através da alquilação do
hidroxiácido 24a seguida de redução. O hidroxiácido 24a enriquecido opticamente
poderá ser obtido através de uma reação de hidrólise enzimática sob ultra-som ou
agitação do hidróxiéster racêmico 24. O hidróxiéster 24 será obtido através de uma
reação de Reformatzki entre o isovaleraldeído e bromoacetato de etila (Esquema 38),
conforme literatura 109 .
OH O Hidrólise
OH O Reformatsky O
*
24a
OH AM ou US
24
O
H
+ Br
Esquema 38: Retrosíntese da resolução enzimática para obtenção de 24a
O hidróxiéster 24 foi obtido com 54% de rendimento químico, conforme
metodologia descrita no item 10.5 (pág. 87).
109 Ribeiro, C.; M.;R.; Santos, E.; S.; Jardim, A.; H.; O.; Maia, M.; P.; Silca, F.; C.; Moreira, P.; D.; e
Ferreira, V.; F. Asymmetric Reformatsky reaction: application of mono- and dihydroxy carbohydrate
derivatives as chiral ligands. Tetrahedorn Asymm. 2002, 13, 1703.
O
O
65

8.4 ANALISE DAS CONVERSÕES DAS RESOLUÇÕES ENZIMÁTICAS
O valor da conversão dos acetatos em seus respectivos álcoois foram calculados
pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênio com deslocamento
químico distinguível dos álcoois e dos respectivos acetatos como pode ser observado
nos espectros de RMN 1 H dos brutos reacionais. O valor das conversões das resoluções
enzimáticas serão discutidos na seguinte ordem: substratos alquílicos (item 8.7.1),
substratos aromáticos (item 8.7.2), acetato de sulcatol 7a e acetato de pitiol 18a (item
8.7.3) e acetato de 2-metil-4-octanol 17a (item 8.7.4).
8.4.1- Análise das conversões dos acetatos alquílicos
A conversão do acetato 19a em álcool 19 das hidrólises foram calculados pela
proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-2 do álcool e H-2 do
acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos, possibilita a análise das
conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H do bruto reacional. O
pico referente ao H-2 no acetato apresenta um deslocamento químico de 4,83 ppm
enquanto o H-2 do respectivo álcool aparece em 3,79 ppm (Figura 6).
Figura 6: Hidrogênios H2 do álcool 19 e acetato 19a.
66

Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H-2 do
álcool 19 e H-2 do acetato 19a é importante para o calculo da conversão, será mostrado
somente a região de 3,6 – 4,9 ppm do espectro do bruto reacional das reações de
hidrólise enzimática usando ultra-som e agitação magnética (Figura 7).
PLE/ Agitação Magnética /55´/3% PLE/ Ultra-som /55´ /21%
Figura 7: Hidrólises do acetato 19a
A conversão do acetato 20a no respectivo álcool 20 das hidrólises enzimáticas
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-2
do álcool e H-2 do acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos,
possibilita a análise das conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H
do bruto reacional. O pico referente ao H-2 no acetato apresenta um deslocamento
químico de 4,89 ppm enquanto o H-2 do respectivo álcool aparece em 3,80 ppm (Figura
8).
Figura 8: Espectros do 20 e 20a .
67

Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H-2 do
álcool 20 e H-2 do acetato 20a é importante para o calculo da conversão, será utilizado
somente a região de 3,6 – 5,0 ppm do espectro do bruto reacional das reações de
hidrólise enzimática usando ultra-som e agitação magnética (Figura 9).
PLE/ Agitação Magnética /70´/8% PLE/ Ultra-som /70´ /12%
PLE / Agitação Magnética /90´/10% PLE/ Ultra-som /90´ /14%
Figura 9 : Hidrólises do acetato 20a
A conversão do acetato 21a no respectivo álcool 21 das hidrólises enzimáticas
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-2
do álcool e H-2 do acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos possibilita
a análise das conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H do bruto
68

eacional. O pico referente ao H-2 no acetato apresenta um deslocamento químico de
4,89 ppm enquanto o H-2 do respectivo álcool aparece em 3,80 ppm (Figura 10).
Figura 10: Espectros do 21 e 21a
Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H-2 do
álcool 21 e H-2 acetato 21a é importante para o calculo da conversão, será utilizado
somente a região de 3,6 – 5,0 ppm do espectro do bruto reacional das reações de
hidrólise enzimática usando ultra-som e agitação magnética (Figura 11).
PLE / Agitação Magnética /60´/11% PLE/ Ultra-som /60´ /15%
69

PLE / Agitação Magnética /75´/12% PLE/ Ultra-som /75´ /18%
PLE / Agitação Magnética /90´/16% PLE/ Ultra-som /90´ /19%
Figura 11: Hidrólises do acetato 21a
A conversão do acetato 22a no respectivo álcool 22 das hidrólises enzimáticas
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-3
do álcool e H-9 do acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos possibilita
a análise das conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H do bruto
reacional. O H-3 do acetato não foi utilizado por aparecer junto com os hidrogênios da
ligação dupla. O pico referente ao H-9 no acetato apresenta um deslocamento químico
de 2,07 ppm enquanto o H-3 do respectivo álcool aparece em 4,09 ppm . neste caso a
razão é de 1:3 do H-3 para o H-9 (Figura 12).
70

Figura 12: espectros do 22 e 22a .
Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H-3 do
álcool 22 e H-9 do acetato 22a é importante para o calculo da conversão, utilizou-se
somente a região de 2,0 – 4,3 ppm do espectro do bruto reacional das reações de
hidrólise enzimática usando ultra-som e agitação magnética (Figura 13).
PLE / Agitação Magnética /30´/2% PLE/ Ultra-som /30´ /6%
71

PLE / Agitação Magnética /180´/6% PLE/ Ultra-som /180´ /17%
Figura 13: Hidrólises do acetato 22a
A conversão do acetato 23a no respectivo álcool 23 das hidrólises enzimáticas
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-1
do álcool e H-1 do acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos possibilita
a análise das conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H do bruto
reacional. O pico referente ao H-1 no acetato apresenta um deslocamento químico de
3,98 ppm enquanto o H-1 do respectivo álcool aparece em 3,55 ppm (Figura 14).
Figura 14: espectros do 23 e 23a
Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H-1 do
álcool 23 e acetato 23a é importante para o calculo da conversão, utilizou-se a região de
3,4 – 4,1 ppm do espectro do bruto reacional das reações de hidrólise enzimática usando
ultra-som e agitação magnética (Figura 15).
72

PLE / Agitação Magnética /30´/11% PLE/ Ultra-som /30´ /13%
PLE / Agitação Magnética /60´/15% PLE/ Ultra-som /60´ /19%
Figura 15: Hidrolises do acetato 23a .
8.4.2 Analise das conversões dos acetatos aromáticos
A conversão do acetato 25a no respectivo álcool 25 das hidrólises enzimáticas
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-1
do álcool e H-1 do acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos possibilita
a análise das conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H do bruto
reacional. O pico referente ao H-1 no acetato apresenta um deslocamento químico de
5,88 ppm enquanto o H-1 do respectivo álcool aparece em 4,89 ppm (Figura 16).
73

Figura 16: espectros de 25 e 26a
Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H1 do
álcool 25 e H1 do acetato 25a é importante para o calculo da conversão, utilizou-se
somente a região de 4,7- 6,0 ppm do espectro do bruto reacional das reações de
hidrólise enzimática usando ultra-som e agitação magnética (Figura 17).
PLE / Agitação Magnética /30´/2% PLE/ Ultra-som /30´ /16%
PLE / Agitação Magnética /65´/21% PLE / Ultra-som /65´/28%
Figura 17: hidrólises do acetato 25a
74

A conversão do acetato 26a no respectivo álcool 26 das hidrólises enzimáticas
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-1
do álcool e H-1 do acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos possibilita
a análise das conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H do bruto
reacional. O pico referente ao H-1 no acetato apresenta um deslocamento químico de
6,00 ppm enquanto o H-1 do respectivo álcool aparece em 4,79 ppm (Figura 18).
Figura 18: espectros do 26 e 26a
Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H-1 do
álcool 26 e H-2 do acetato 26a é importante para o calculo da conversão, usou-se a
região de 4,6- 6,1 ppm do espectro do bruto reacional das reações de hidrólise
enzimática usando ultra-som e agitação magnética (Figura 19).
PLE / Agitação Magnética /90´/28% PLE / Ultra-som /90´/36%
Figura 19: Hidrolise enzimática do acetato 26a
A conversão do acetato 24a no respectivo álcool 24 das hidrólises enzimáticas
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-1
do álcool e H-1 do acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos possibilita
75

a análise das conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H do bruto
reacional. O pico referente ao H-1 no acetato apresenta um deslocamento químico de
5,49 ppm enquanto o H-1 do respectivo álcool aparece em 4,37 ppm (Figura 20).
Figura 20: espectros do acetato 27a
Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H-1 do
álcool 27 e H-1 do acetato 27a é importante para o calculo da conversão, foi utilizado
somente a região de 4,2- 5,6 ppm do espectro do bruto reacional das reações de
hidrólise enzimática usando ultra-som e agitação magnética (Figura 21)
PLE / Agitação Magnética /30´/0% PLE / Ultra-som /30´/0,4%
Figura 21: hidrólises do acetato 27a
76

8.4.3 Analise das conversões dos acetatos de sulcatol 7a
A conversão do acetato 7a no respectivo álcool 7 das hidrólises enzimáticas
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-2
do álcool e H-2 do acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos possibilita
a análise das conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H do bruto
reacional. O pico referente ao H-2 no acetato apresenta um deslocamento químico de
4,90 ppm enquanto o H-2 do respectivo álcool aparece em 3,82 ppm (Figura 22).
Figura 22: Espectro do sulcatol 7 e acetato de sulcatol 7a.
Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H-2 do
álcool 7 e H-2 do acetato de sulcatol 7a é importante para o calculo da conversão,
utilizou-se somente a região de 3,5 – 5,0 ppm do espectro do bruto reacional das reações
de hidrólise enzimática usando ultra-som e agitação magnética (Figura 23) .
PLE/ Agitação Magnética/2 horas/12% PLE/ Ultra-som/2 horas/20%
77

PLE/ Agitação Magnética/3 horas/35% PLE/ Ultra-som/3 horas/43%
PLE/ Agitação Magnética/4 horas/36% PLE/ Ultras-om/4 horas/48%
CRL/ Agitação Magnética/4 horas/18% CRL/ Ultra-som/4 horas/31%
CRL/ Agitação Magnética/12 horas/41% CRL/ Ultra-som/12 horas/46%
CRL/ Agitação Magnética/25 horas/49% CRL/ Ultra-som/25 horas/51%
78

AOP/ Agitação Magnética/4 horas/0% AOP/ Ultra-som/4 horas/0%
AOP/ Agitação Magnética/10 horas/0% AOP/ Ultra-som/10 horas/0%
AOP/ Agitação Magnética/15 horas/2% AOP/ Ultra-som/15 horas/4%
Figura 23: Hidrólise enzimática do acetato de sulcatol
8.4.4 Analise das conversões do acetato de 2-metil-4-octanol 17a .
A conversão do acetato 17a no respectivo álcool 17 das hidrólises enzimáticas
foram calculados pela proporção das integrais dos picos referentes aos hidrogênios H-4
do álcool e H-4 do acetato. O fato de terem deslocamentos químicos distintos possibilita
a análise das conversões das hidrólises enzimáticas no espectro de RMN 1 H do bruto
79

eacional. O pico referente ao H-4 no acetato apresenta um deslocamento químico de
4,97 ppm enquanto o H-4 do respectivo álcool aparece em 3,66 ppm (Figura 24).
Figura 24: espectros do 17 e 17a
Desta maneira, como somente a região que compreende os hidrogênios H-4 do
álcool 17 e H-4 do acetato 17a é importante para o calculo da conversão, utilizou-se
somente a região de 3,5 – 5,2 ppm do espectro do bruto reacional das reações de
hidrólise enzimática usando ultra-som e agitação magnética (Figura 25) .
PLE/ Agitação Magnética /1 hora /12% PLE/ Ultra-som /1 hora /9%
PLE/ Agitação Magnética /2 horas /18% PLE/ Ultra-som /2 horas /12%
80

PLE/ Agitação Magnética /3 horas /21% PLE/ Ultra-som /3 horas /20%
CRL /Agitação Magnética /6 horas /7 % CRL /Ultra-som /6 horas /9 %
AOP /Agitação Magnética /6 horas /2 % AOP /Ultra-som /6 horas /3 %
Figura 25: Hidrólises enzimáticas do acetato de 2-metil-4-octanol 17a
81

9. CONCLUSÃO
Através dos resultados obtidos nas reações de hidrólise enzimáticas, com as
enzimas: PLE, CRL e AOP, estudadas neste trabalho, é possivel concluir que:
Todas as enzimas escolhidas foram capazes de promover a hidrólise dos
substratos, apesar de elevado tempo reacional na hidrólise do substrato
18a.
Os substratos aromáticos 25a e 26a apresentaram maiores conversões
que os demais substratos avaliados neste trabalho.
Os substratos apresentaram um aumento nas conversões pelo uso do
banho de ultra-som quando comparado com o uso da agitação magnética
com as enzimas estudadas, exceto com o substrato 17a que mostrou uma
menor velocidade, quando comparado à agitação, quando foi aplicado o
banho de ultra-som com a enzima PLE, mas com as enzimas AOP e CRL
o banho de ultra-som aumentou a velocidade reacional.
As reações de hidrólise enzimáticas realizadas neste trabalho mostraram que os
feromônios sulcatol e 2-metil-4-octanol podem ser obtidos por hidrólise enzimática
mediada por ultra-som, assim como os outros substrato alquílicos e aromáticos.
82

10. EXPERIMENTAL
O estudo da aplicação de ultrasom na hidrólise enzimática de acetatos, se
iniciara com ma série de acetatos alquilicos 19a, 20a, 21a, 22a e 23a e aromáticos 25a,
26a e 27a.
As hidrólises enzimáticas serão promovidas pelas enzimas PLE, CRL e AOP,
conforme estudo realizado pelo nosso grupo 11 . A escolha destas enzimas deve-se ao seu
baixo custo, disponibilidade no laboratório e por terem sido muito utilizadas 88 .
Os acetatos serão obtidos por sua vez, pela acetilação dos respectivos álcoois
usando anidrido acético, DMAP e dicloro-metano, conforme descrito na literatura 107 . O
acetato de pitiol será obtido por uma reação de ciclofuncionalização 108 .
Os álcoois 19, 20, 21, 22 e 23 são álcoois comerciais, enquanto os álcoois 25, 26
e 27 serão obtidos pela redução clássica, com LiAlH4 em éter anedio, conforme descrito
na literatura 107. . O álcool 24 será obtido por reação de alquilação com n-butillitio em
éter anedio conforme literatura 107 . O hidróxiéster 24 será obtido por reação de
Reformatsky.
10.1 MATERIAIS E MÉTODOS
O monitoramento das reações químicas foi feito através de cromatografia em
camada delgada (CCD) nas quais foram utilizadas cromatofolhas de sílica gel 60 F254
em alumínio (Merck Darmstadt). A purificação de alguns produtos foi realizada em
coluna cromatográfica na qual foi usada sílica gel 230-400 mesh (60 A).
O ultrasom Cole-Parmer foi utilizado nas reações enzimáticas.
83

Os espectros na região do infravermelho (IV) foram obtidos pela analise das
substâncias no espectrômetro Perkin-Elmer 1420, na forma de filme líquido em células
de NaCl (amostras líquidas) ou como pastilhas de KBr (Amostras sólidas), conforme
necessidade.
Os espectros de ressonância nuclear magnética de prótons (RMN 1 H) e de
carbono (RMN 13 C) foram realizados em um espectrômetro Varian_Unity Plus 300. Os
deslocamentos químicos (δ) estão relatados em parte por milhão (ppm), em relação ao
tetrametilsilano (TMS), utilizado como padrão interno e a constante de acoplamento (J)
em Hertz (Hz). O número de hidrogênios foi calculado a partir das integrações relativas
das áreas dos sinais, e suas multiplicidades descritas como: s_simpleto; sl_simpleto
largo; d_dupleto; dd_duplo dupleto; dt_duplo tripleto; t_tripleto; q_quarteto;
m_multipleto.
As enzimas: “Porcine liver” esterase (PLE), E 3128, 300 unidades/mg de
proteína; Candida rugosa lípase (CRL) tipo VII, L 1754, 835 unidades/mg de sólido;
Aspergilus oryzae protease (AOP) tipo XXIII, P 4032, 3,6 unidades/mg de sólido; foram
adquiridas da Sigma.
Os demais reagentes e solventes usados são comercializados pelas indústrias
químicas: Aldrich, Merck, Nuclear e Vetec.
Os solventes utilizados foram destilados e secos, quando necessário, de acordo
com os processos descritos na literatura. 110
As soluções tampão foram preparadas conforme descrito na literatura. 111
110 Perrin, D.D; Armarego, W. L. F. Purification of laboratory chemicals, Pergamon Press, Oxford, 1980.
111 Morita, T., Assumpção, R. V. manual de soluções, reagentes & solventes – padronização, preparação,
purificação, Edgard Blücher, São Paulo, 1990.
84

CETONAS
10.2 PROCEDIMENTO GERAL PARA REAÇÃO DE REDUÇÃO DAS
A um balão de 150 mL de 2 bocas sob atmosfera de N2 adicionou-se 15
mmol da respectiva cetona e 60 mL de éter etílico, então a mistura foi mantida sob
agitação magnética em banho de gelo. A seguir foram adicionados lentamente
16,5 mmol de LiAlH4 e o banho de gelo foi retirado. O sistema foi mantido sob
agitação magnética a temperatura ambiente.A reação foi interrompida pela adição
de água seguida da adição de solução de NaOH 15% formando um precipitado. A
mistura foi filtrada e extraída com acetato de etila e posteriormente concentrada
em rotaevaporador.Os produtos foram purificados em coluna cromatográfica;
eluente: hexano/ acetato de etila com variação do gradiente obtendo o produto
(Tabela 8).
Tabela 8: Redução das cetonas aromáticas
Entrada Cetona Tempo de Álcool obtido
reação (h) (%)
1 1-feniletanona 96 98
2 3,4-di-hidro-1(2H)-naftalenona 96 86
3 Ciclo-hexil(fenil)metanona 24 52
1) 1-feniletanol 25
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 3350; 3085; 3029; 2973; 2875; 1493; 1203; 760; 699.
RMN 1 H ( 300MHz, CDCl3), δ (ppm) 112 : 1,50 (3H, d, j=6,3 Hz); 1,81
(1H, sl); 4,90 (1H, q, j= 6,3Hz); 6,31 (5H, m).
145,7.
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm) 112 : 25,1; 70,3; 125,3; 127,4; 128,4;
112 Bianchi, D.; Cesti, P.; Battistel, E. Anhydrides as acylating agents in lipase-catalyzed stereoselective
esterification of racemic alcohols J. Org. Chem. 1988, 53, 5531.
OH
85

2) 1,2,3,4-tetra-hidro-1-naftalenol 26
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 3349; 3061; 3019; 2935; 2864; 1489; 1453; 773; 738.
RMN 1 H ( 300MHz, CDCl3), δ (ppm): 1,87 (5H, m); 2,77 (2H, m); 4,78
(1H, t, j= 4,6Hz); 7,27 (4H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm): 18,7; 29,1; 32,2; 68,0; 126,1;
127,5; 128,6; 128,9; 137,0; 138,7.
3) Ciclo-hexil(fenil)metanol 27
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 3390; 3084; 3028; 2923;2851; 1492; 1450; 1066; 759; 701.
OH
RMN 1 H ( 300MHz, CDCl3), δ (ppm): 1,12 (6H,m); 1,72 (5H,m); 1,99
(1H, m); 4,37 (1H, d, j=7,1 Hz); 7,31 (5H,m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm): 26,0; 26,1; 26,4; 28,8; 29,3; 44,9;
79,4; 126,6; 127,4; 128,2; 143,6.
OH
86

10.3 PROCEDIMENTO PARA REAÇÃO DE ALQUILAÇÃO PARA
OBTENÇÃO DE 2-METIL-4-OCTANOL 17
A um balão de 100 mL de duas bocas foi adicionado 30 mmol (3,2mL) de
isovaleraldeído e 30 mL de éter etílico anidro. Então a mistura foi mantida sob agitação
em banho de gelo. Foi adicionado lentamente a esta solução 46 mL de solução de BuLi
1,6 M. O banho de gelo foi retirado e a mistura levada à temperatura ambiente e
mantida sob agitação por 15 h. A mistura foi novamente colocada em banho de gelo e a
reação interrompida pela adição de água. Então a reação foi extraída com éter etílico e
concentrada em rotaevaporador. O produto foi destilado e recolhida a fração que saiu a
164ºC e purificada em coluna cromatográfica em sílica com o eluente: hexano/ acetato
de etila com variação do gradiente obtendo o produto com 62% de rendimento.
1) 2-metil-4-octanol 24.
Líquido incolor
OH
IV (cm -1 ): 3368; 2956; 2930; 2871; 1467; 1147.
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm) 83 : 0,91 (9H, m); 1,32 (9H, m); 1,76
(1H, m); 3,67 (1H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm) 83 : 14,1; 22,0; 22,8; 23,5; 24,6; 27,8;
37,8; 46,8; 70,0.
10.4 PROCEDIMENTO GERAL PARA A REAÇÃO DE ACETILAÇÃO DOS
ÁLCOOIS RACÊMICOS
A um balão de 150 mL de 2 bocas, sob atmosfera de N2 e com agitação
magnética, foram adicionados, sob banho de gelo, 15 mmol do álcool e 84 mL de DCM
seco e agitados por cerca de 10 minutos até a temperatura estar em torno de 4ºC. A
seguir foram adicionados uma ponta de espátula de DMAP, 30 mmol de trietilamina e
30 mmol de anidrido acético. Então o banho de gelo foi retirado e a mistura foi mantida
87

sob agitação. A reação foi interrompida pela adição de água e consecutiva agitação por
30 minutos. A extração foi feita com DCM e consecutiva lavagem com solução de HCl
a 5% e solução de NaCl saturada. A fase orgânica foi seca com Na2SO4 anedio e
concentrada em rotaevaporador. Os produtos foram purificados em coluna
cromatográfica; eluente: hexano/ acetato de etila/ trietilamina com variação do gradiente
obtendo o produto (Tabela 9).
Tabela 9: Reação de acetilação
Entrada Álcool Tempo de reação (h) Acetato obtido (%)
1 Sulcatol 7 19 97
2 2-metil-4-octanol 17 24 82
3 2-hexanol 19 24 79
4 2-heptanol 20 5 90
5 2-nonaol 21 5 95
6 1-hepten-3-ol 22 72 90
7 2-etil-1-hexanol 23 22 80
8 1-feniletanol 25 24 96
9 1,2,3,4-tetra-hidro-1-naftalenol 26 20 94
10 Ciclo-hexil(fenil)metanol 27 18 98
1) acetato de 1,5-dimetil-4-hexenila 7a ( acetato de sulcatol )
Líquido incolor
O
O
7a
IV (cm -1 ): 2974; 2930; 1739; 1131;
RMN 1 H ( 300MHz, CDCl3), δ (ppm) 113 : 1,22 (3H, d, j= 6.1 Hz);
1.57 (8H, m); 2.01 (2H, t, j=7,4 Hz); 2,05 (3H, s); 4,89 (1H, m); 5,09 (1H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm) 113 : 17,6; 19,9; 21,4; 24,0;
25, 7, 353,9; 70,6; 123,4; 132,1; 178.
113 Kita, Y.; Takebe, Y.; Murata, K.; Naka, T.; Akai, S. Convenient Enzymatic Resolution of Alcohols
Using Highly Reactive, Nonharmful Acyl Donors, 1-Ethoxyvinyl Esters. J. Org. Chem. 2000, 65, 83.
88

2) acetato de 2-metil-4-octanol 17a.
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 2957; 2933; 2872; 1737; 1127; 1141; 1170.
O
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm): 0,89 (9H, m); 1,28 (5H, m);
1,55 (4H, m); 2,04 (3H,s); 4,97 (1H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm): 14,0; 21,3; 22,2; 22,6; 23,2;
24,6; 27,4; 34,5; 43,3; 72,7; 170,9.
3) acetato de 2-hexanol 19a.
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 2935; 2862; 1736; 1124.
O
O
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm): 0,90 (3H, t, j=6,8Hz); 1,20
(3H, d, j= 6,1Hz); 1,30 (4H,m); 1,53 (2H, m); 2,03 (3H, s); 4,83 (1H, sexteto,
j=6,3 Hz).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm): 14,0; 19,9; 21,4; 22,5; 27,5;
35,6; 71,0; 170,8.
4) Acetato de 1-metil-hexila 20a.
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 2933; 2861; 1738; 1124.
O
O
O
89

RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm) 114 : 0,89 (3H, t, j=6,84 Hz);
1,20 (3H, d, j=6,1 Hz); 1,29 (6H, m); 1,5 (2H, m); 2,03 (3H, s); 4,89 (1H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm) 114 : 13,9; 19,9; 21,5; 22,5;
25,0; 31,6; 35,8; 71,0; 170,7.
5) Acetato de 1-metil-octila 21a.
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 2929; 2857; 1739; 1124.
O
O
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm): 0,88 (3H, t, j=6 Hz); 1,2
(3H, d, j=6,3 Hz); 1,27 (10H, sl); 1,53 (2H,m); 2,03 (3H, s); 4,89 (1H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm):14,1; 20,0; 21,4; 22,6; 25,4;
29,2; 29,4; 31,8; 36,0; 71,1; 170,8.
6) Acetato de 1-butil-2-propenila 22a.
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 2973; 2929; 1783; 1128.
O
O
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm): 0,90 (3H, t, j=6,9Hz); 1,31
(4H,m); 1,61 (2H, m); 2,07 (3H, s); 5,20 (3H, m); 5,78 (1H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm): 13,9; 21,1; 22,4; 27,1; 33,8;
74,8; 116,4; 136,5; 170,4.
114 Tamami, B.; Goudarzian, N.; Kiasat, A. R. Polymer Supported zinc Borohydride as a Chemoselective
Reducing Agent for Reductive Acetylation of Aldehydes .Eur. Polym. J.1997, 33, 977.978.
90

7) Acetato de 2-etil-hexanol 23a.
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 2960; 2931; 2874; 2861; 1743; 1121.
O
O
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm): 0,89 (6H, m) 112 ; 1,33 (8H,
m); 1,57 (1H, m); 2,05 (3H, s); 3,98 (2H, dd, j= 1,3 e seis Hz).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm) 112 : 10,9; 19,9; 20,9; 22,9;
23,6; 28,8; 30,3; 38,6; 66,8; 171,3.
8) Acetato de 1-feniletanol 25a.
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 3034; 2982; 2934; 1743; 762; 699.
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm) 112 :1,54 (3H, d, j= 6,59 Hz);
2,07 (3H, s); 5,88 (1H, q, j= 6,59 Hz); 7,31 (5H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm) 112 : 21,3; 22,1; 72,2; 126,0;
127,8; 128,4; 141,6; 170,2.
9) Acetato de 1,2,3,4-tetrahidro-1-nafitalenol 26a.
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 3023; 2940; 2869; 1731; 1119; 764; 741.
O
O
O
O
91

RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm):1,91 (4H, m); 2,08 (3H, s);
2,80 (2H, m); 6,00 (1H, t, j= 4,2Hz); 7,20 (4H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm): 18,7; 21,4; 28,9; 69,9;
126,0; 128,0; 129,1; 129,3; 134,5; 137,8; 170,7.
10) Acetato de ciclo-hexil (fenil) metanol 27a.
Líquido incolor
IV (cm -1 ): 3064; 3032; 2929; 2853; 1740; 1072; 759; 700.
O
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm): 1,12 (6H, m); 1,74 (5H, m)
2,06 (3H, s); 5,49 (1H, d, j= 8,05Hz); 7,29 (5H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm): 21,2; 25,8; 25,8; 26,2; 28,9;
42,9; 80,2; 127,1; 127,6; 128,2; 139,5; 170,4.
PITIOL 18
10.5. PROCEDIMENTO PARA OBTENÇÃO DO ACETATO DE
A um balão de 100 mL foram adicionados 18 mL de acido acético glacial,
6 mmol (0,77g) de sulcatol e 7,2 mmol (2,75g) de triacetato de tálio. A reação foi
mantida sob agitação magnética, a temperatura ambiente, por 3 h. A reação foi
interrompida pela adição de água e solução de bicarbonato de sódio 10% e
extraída com acetato de etila. A fase orgânica foi lavada com solução saturada de
NaCl e concentrada em rotaevaporador. O produto foi purificado em coluna
cromatográfica; eluente: hexano/ acetato de etila/trietilamina com variação do
gradiente obtendo o produto com 87% de rendimento.
O
92

1) Acetato de 1-metil-1-(5-metiltetra-hidro-2-furanil) etila 18a
Líquido levemente amarelado
IV (cm -1 ): 2973; 2873; 1735; 1088.
O
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm) 108 : 1,23 (3H, d, J= 6,0Hz);
1,68 (4H, m); 1,45 (3H, s); 1,47 (3H, s); 1,99 (3H, s); 4,08 (1H, dd, J= 7,7 Hz e
6,7 Hz); 4,05 (1H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm) 108 : 21,1; 21,8; 22,0; 22,5;
27,6; 34,2; 76,3; 84,0; 84,1; 171,0.
10.6 PROCEDIMENTO PARA OBTENÇÃO DO HIDRÓXIÉSTER 24
A um balão de 250 mL de três bocas, sob atmosfera de N2, foram
adicionados 20 mL de THF anidro e 40 mmol (2,62 g) de zinco e mantidos sob
refluxo. A esta mistura foi adiciona lentamente uma solução de 20 mmol de
isovaleraldeído (2,2 mL), 40mmol de bromoacetato de etila (6,7 mL) e 80 mL de
THF anidro. A reação foi mantida sob refluxo por 4h e a temperatura ambiente
por mais 18 h. A reação foi interrompida pela adição de água e solução de ácido
sulfúrico 5%, extraído com acetato de etila, lavado novamente com solução de
ácido sulfúrico 5% e com solução de bicarbonato de sódio 10%. A fase orgânica
foi seca com sulfato de sódio anidro e concentrado em rotaevaporador. O produto
foi purificado em coluna cromatográfica; eluente: hexano/ acetato de etila com
variação do gradiente obtendo o produto com 54% de rendimento.
O
O
93

1) 3-hidróxi-5-metil-hexanoato de etila 24
OH O
Líquido levemente amarelado
IV (cm -1 ): 3427; 2956; 2871; 1733.
RMN 1 H (300MHz, CDCl3), δ (ppm): 0,93 (6H, d, j= 6,6Hz);
1,22 (4H,m); 1,49 (1H, m); 1,81 (1H, m); 2,40 (2H, m); 3,13 (1H, sl); 4,18 (2H, q,
J= 7,2 Hz); 4,14 (1H, m).
RMN 13 C (75 MHz, CDCl3), δ (ppm): 13,9; 21,9; 23,0; 24,2; 41,6;
45,1; 60,4; 65,9; 172,9.
10.7) PROCEDIMENTO PARA A HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DOS
ACETATOS ALQUILICOS 19a, 20a, 21a, 22a E 23a
A 1 mmol do acetato , em um balão de 25 mL, foram adicionados 10 mL de
solução tampão de fosfato pH=7,0 e a 50 unidades (2,5 mg) da enzima (PLE (“Pig liver”
esterase)). A reação permaneceu sob agitação ou ultrasom, após o tempo pré-
estabelecido à reação foi diluída com 20 mL de água destilada e extraída com éter
etílico, seca com sulfato de sódio anidro e concentrada em rotaevaporador.
As conversões foram determinadas pela proporção das integrais dos picos do
espectro de RMN 1 H referentes ao álcool e o acetato (Tabela 10).
Entrada Substrato Tempo
Tabela 10: Hidrólises dos acetatos alquílicos.
(minutos)
O
Conversão
(%)
Método
1 19a 55 3 AM
2 19a 55 21 US
3 20a 70 8 AM
94

4 20a 70 12 US
5 20a 90 10 AM
6 20a 90 14 US
7 21a 60 11 AM
8 21a 60 15 US
9 21a 75 12 AM
10 21a 75 18 US
11 21a 90 16 AM
12 21a 90 19 US
13 22a 30 2 AM
14 22a 30 6 US
15 22a 180 6 AM
16 22a 180 17 US
17 23a 30 11 AM
18 23a 30 13 US
19 23a 60 15 AM
20 23a 60 19 US
10.8) PROCEDIMENTO PARA A HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DOS
ACETATOS AROMÁTICOS 25a, 26a e 27a
A 1 mmol do acetato , em um balão de 25 mL, foram adicionados 10 mL de
solução tampão de fosfato pH=7,0 e 50 unidades (2,5 mg) da enzima (PLE (Pig liver
esterase)). A reação permaneceu sob agitação ou ultrasom, após o tempo pré-
estabelecido à reação foi diluída com 20 mL de água destilada e extraída com éter
etílico, seca com sulfato de sódio anidro e concentrada em rotaevaporador.
As conversões foram determinadas pela proporção das integrais dos picos do
espectro de RMN 1 H referentes ao álcool e o acetato (Tabela 11).
95

Entrada Substrato Tempo
Tabela 11: Hidrólises enzimáticas dos acetatos arílicos
(minutos)
Conversão
(%)
Método
1 25a 30 2 AM
2 25a 30 16 US
3 25a 65 21 AM
4 25a 65 28 US
5 26a 90 28 AM
6 26a 90 36 US
7 27a 30 0 AM
8 27a 30 0,4 US
9 27a 330 2 AM
10 27a 480 2 US
10.9) PROCEDIMENTO PARA A HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DO
ACETATO DE SULCATOL 7a
OAc ENZIMA
TAMPÃO pH=7,0
OH
Esquema 39: Hidrólises do acetato de sulcatol 7a
*
+ *
OAc
A 1 mmol do acetato 7a, em um balão de 25 mL, foram adicionados 10
mL de solução tampão de fosfato pH=7,0 e a enzima (PLE (Pig liver esterase), AOP
(Aspergillus Oryzae Protease), CRL (Candida rugosa lípase)) (Tabela 3). A reação
permaneceu sob agitação ou ultra-som, após o tempo pré-estabelecido à reação foi
diluída com 20 mL de água destilada e extraída com éter etílico, seca com sulfato
de sódio anidro e concentrada em rotaevaporador.
As conversões foram determinadas pela proporção das integrais dos picos
do espectro de RMN 1 H referentes ao álcool e o acetato 7ª (Tabela 12).
96

Tabela 12: Resultados da Hidrólise Enzimática do acetato do sulcatol 7a
Entrada Tempo (horas) Conversão (%) Enzima/
quantidade
Método
1 2 12 PLE / 6mg AG
2 2 20 PLE / 6mg US
3 3 35 PLE / 6mg AG
4 3 43 PLE / 6mg US
5 4 36 PLE / 6mg AG
6 4 48 PLE / 6mg US
7 4 18 CRL / 150mg AG
8 4 31 CRL / 150mg US
9 12 41 CRL / 150mg AG
10 12 46 CRL / 150mg US
11 25 49 CRL / 150mg AG
12 25 51 CRL / 150mg US
13 4 0 AOP / 100 AG
13 4 0 AOP / 100 US
15 10 0 AOP / 100 AG
16 10 0 AOP / 100 US
17 15 2 AOP / 100 AG
18 15 4 AOP / 100 US
10.10) PROCEDIMENTO PARA A HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DO
ACETATO DE TRANSPITIOL 18a
ENZIMA
+
O OAc TAMPÃO pH=7,0 O * OAc O * OH
Esquema 40: Hidrólise do acetato de pitiol 18a
97

A 1 mmol do acetato 18a, em um balão de 25 mL, foram adicionados 10 mL de
solução tampão de fosfato pH=7,0 e a enzima (PLE (Pig liver esterase), AOP (Aspergillus
Oryzae Protease), CRL (Candida rugosa lípase)) (Tabela 3). A reação permaneceu sob
agitação ou ultra-som, após o tempo pré-estabelecido à reação foi diluída com 20 mL de
água destilada e extraída com éter etílico, seca com sulfato de sódio anidro e
concentrada em rotaevaporador.
As conversões foram determinadas pela proporção das integrais dos picos do
espectro de RMN 1 H referentes ao álcool e o acetato (Tabela 13).
Tabela 13: Hidrólise do acetato de pitiol 18a
Entrada Tempo (horas) Conversão (%) Enzima/quant
idade
Método
1 15 0 PLE / 20mg AG
2 15 0 PLE / 20mg US
3 48 0 PLE / 20mg AG
4 168 4 PLE / 20mg AG
5 422 19 PLE / 10mg AG
6 24 0 CRL / 250mg AG
7 1687 9 CRL / 250mg AG
10.11) PROCEDIMENTO PARA A HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DO
ACETATO DE 2-METIL-4-OCTANOL 17a
OAc OAc
Enzima
OH
Tampão pH=7,0
+
*
Esquema 41: Hidrólises do acetato de 2-Metil-4-Octanol 18a.
A um mmol do acetato 17a, em um balão de 25 mL, foram adicionados 10 mL
de solução tampão de fosfato pH=7,0 e a enzima (PLE (Pig liver esterase), AOP
(Aspergillus Oryzae Protease), CRL (Candida rugosa lípase)) (Tabela 3). A reação
*
98

permaneceu sob agitação ou ultra-som, após o tempo pré-estabelecido à reação foi
diluída com 20 mL de água destilada e extraída com éter etílico, seca com sulfato de
sódio anidro e concentrada em rotaevaporador.
As conversões foram determinadas pela proporção das integrais dos picos do
espectro de RMN 1 H referentes ao álcool e o acetato (Tabela 14).
Tabela 14: Hidrólise do acetato de 2-metil-4-Octanol 17a
Entrada Tempo (horas) Conversão Enzima/quant
idade
Método
1 1 12 PLE / 2,5mg AG
2 1 9 PLE / 2,5mg US
3 2 18 PLE / 2,5mg AG
4 2 12 PLE / 2,5mg US
5 3 21 PLE / 2,5mg AG
6 3 20 PLE / 2,5mg US
8 6 2 AOP/ 100mg AG
9 6 3 AOP/ 100mg US
10 6 7 CRL/ 150mg AG
11 6 9 CRL/ 150mg US
99

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110

12. ANEXOS
H2´, H3´, H4´, H5´ E H6´
7.37
7.26
5.36
3´
4´
2´
5´
1´
6´
3
OH
1
CH3 2
1479.3
1472.7
1466.4
1460.1
4.925 4.875
H1
4.89
4.91
1.00
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0
Espectro 1: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do 1-feniletanol 25.
C1'
145.74
C3´e C5´
128.44
125.33
C4´
127.41
C2´e C6´
Chloroform-d
H 3
1.81
H2
1.51
1.49
1.53 3.29
144 136 128 120 112 104 96 88 80 72 64 56 48 40 32 24
Espectro 2: RMN 13 C (75MHz) do 1-feniletanol 25.
C1
70.34
452.7
446.3
1.500
C2
25.09
111

Espectro 3: Infravermelho do 1-feniletanol 25
H 1 ´, H 2 ´, H 3 ´ e H 4 ´
7.44
7.19
4.00
7.11
H 1
1439.4
1434.6
1430.2
4.825 4.775
4.79
0.89
8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 -0.5
2.81
2.75
Espectro 4: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do 1,2,3,4-tetrahidro-1-naftalenol 26.
2´
3´
1´
4´
2
3
1
OH
4
2.10
6
5
1.98
1.68
5.30
0.00
112

137.04
138.72
128.92
128.59
127.47
126.08
Chloroform-d
32.18
29.17
136 128 120 112 104 96 88 80 72 64 56 48 40 32 24
Espectro 5: RMN 13 C (75MHz) do 1,2,3,4-tetrahidro-1-naftalenol 26.
Espectro 6: Infravermelho do 1,2,3,4-tetrahidro-1-naftalenol 26.
77.00
C 1
68.04
C 6
C 4
C 5
18.73
113

H 2 ´, H 3 ´, H 4 ´, H 5 ´ e H 6
7.31
7.34
7.26
5.00
H1
1313.6
1306.5
4.400 4.350
4.35
4.38
1.00
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 -0.5
3´
4´
2´
5´
1´
6´
H 2 , H 3 , H 7 e H 7 ´
1.85
1.97
2.01
1.74
7.32
H7 ´
OH
1
1.59
3
1.39
1.35
2
1.16
6.29
7
4
H 6 , H 5 e H 4
Espectro 7: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do Ciclohexil (fenil) metanol 27.
C 1 ´
143.59
C 4 ´
128.17
127.40
126.61
127.5
99.96
Chloroform-d
144 136 128 120 112 104 96 88 80 72 64 56 48 40 32 24
Espectro 8: RMN 13 C (75MHz) do Ciclohexil (fenil) metanol 27.
C 1
79.39
77.00
44.94
0.86
C 2
6
5
TMS
26.41
26.08
25.99
26.25
29.29
28.81
26.08
25.99
114

Espectro 9: Infravermelho do Ciclohexil (fenil) metanol 27.
H3C 1
10 11
CH3 OH
2
3
4
5
6
8
3.68
3.63
1.00
CH3 9
H 2 . H 3 , H 5 , H 6 ,H 7 e H 8
H 4 H 11
1.82
1.77
1.73
7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 -0.5
Espectro 10: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) 2-metil-4-octanol 24.
1.03
1.43
1.37
1.32
9.75
H 1 , H 9 e H 10
1.19
0.91
0.94
0.90
9.42
115

C 4
CH 4
69.91
23.39
22.65
21.93
104 96 88 80 72 64 56 48 40 32 24 16 8 0
Espectro 11: RMN 13 C (75MHz) do 2-metil-4-octanol 24.
Espectro 12: Infravermelho do 2-metil-4-octanol 24.
C 3
46.64
C 5
37.62
C 2
27.69
24.49
C 9
13.97
116

H3C 1
O
2
O
8
3
CH3 9
4
5
10
CH3 6
H 2 H 5
5.10
5.07
4.91
4.89
0.92
CH3 7
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 -0.5
H 9
2.05
2.01
1.98 1.70
1.60
1.47
4.75
8.34
370.3
364.2
1.25 1.20 1.15
1.23
1.21
H 10 , H 7 e H 4
Espectro 13: RMN 1 H (300 MHz, CDCL3) do acetato de sulcatol 7a.
C 8
170.79
C 6
132.11
C 5
123.42
Chloroform-d
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20
Espectro 14: RMN 13 C (75 MHz) do acetato de sulcatol 7a.
77.00
C 2
70.66
H 3
H 1
2.99
C 3
35.91
23.98
25.69
19.97
21.38
17.58
117

Espectro 15: Infravermelho do acetato de sulcatol 7a.
H3C 1
H 4
5.01
4.97
4.93
1.00
11
CH3 2
3
O
4
O
9
5
CH3 10
6
7
CH3 8
5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0
H 10
2.04
2.98
H 3 e H 5
1.64
1.55
1.46
1.36
1.28
4.17
1.20
5.27
0.92
0.89
H 2, H 6 e H 7
H 1 , H 8 e H 11
Espectro 16: RMN 1 H (300 MHz, CDCL3) do acetato de 2-metil-4-octanol 17a.
0.87
9.24
118

C 9
170.88
Chloroform-d
C4 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Espectro 17: RMN 13 C (75 MHz) do acetato de 2-metil-4-octanol 17a .
Espectro 18: Infravermelho do acetato de 2-metil-4-octanol 17a .
77.00
72.72
C 3
43.35
C 5
34.46
27.41
23.16
22.61
22.19
24.65
21.28
22.0
13.99
119

1482.8
1476.4
1470.3
1463.5
1457.4
1451.0
4.95 4.90 4.85
H 2
4.90
4.88
0.99
H3C 1
O
2
O
7
3
CH3 8
4
5
CH3 6
3.97 3.29
5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
2.03
3.00
1.62
1.53
1.42
Espectro 19: RMN 1 H (300 Mz, CDCL3) do acetato de 2-hexanol 19a .
C 7
170.66
H 8
2.09
364.5
358.4
1.22
1.19
1.31
H 1
H 4 e H 5
1.175
262.5 269.3
276.1
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Espectro 20: RMN 13 C (75 MHz) do acetato de 2-hexanol 19a .
C 2
70.91
H 3
C 3
35.49
27.43
22.39
0.90
0.90
H 6
3.02
19.82
13.85
120

Espectro 21: Infravermelho do acetato de 2-hexanol 19a.
1.00
H3C 1
H 2
4.94
4.92
4.90
4.88
4.86
4.84
O
2
O
8
3
CH3 9
4
5
6
CH3 7
6.093.30
5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
H 9
2.03
3.02
1.61
1.56
1.48
1.40
1.94
H 2
364.0
357.9
1.200
H 4 , H 5 e H 6
Espectro 22: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do acetato do 2-heptanol 20a .
H 3
1.21
1.19
1.29
272.2
0.90
0.89
H 7
265.6
0.91
0.86
3.10
258.8
121

C 8
12871.8
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Espectro 23: RMN 13 C (75MHz) do acetato de 2-heptanol 20a .
Espectro 24: Infravermelho do acetato de 2-heptanol 20a .
C 2
5349.5
C 3
2695.9
2375.8
1880.3
1689.8
1494.2
C 7
1044.6
122

1481.6
1475.3
1469.0
1462.3
1456.2
1450.1
4.95 4.90 4.85 4.80
H 2
4.94
4.92
4.88
4.83
1.00
H3C 1
O
2
O
10 CH3 11
4
3 5
6 7
8
CH3 9
5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
H 11
2.03
3.00
H 4 , H 5 , H 6 , H 7 e H 8
Espectro 25: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do acetato do 2-nonanol 21a .
C 10
170.80
C2 Chloroform-d
H 3
1.56
1.47
1.93
1.27
363.7
357.4
H 1
1.21
1.19
3.20
1.2001.150
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Espectro 26: RMN 13 C (75MHz) do acetato de 2-nonanol 21a .
77.00
71.06
C 3
35.90
29.18
25.39
31.76
22.62
19.93
H 9
0.88
0.90
0.86
C 9
14.06
2.86
123

Espectro 27: Infravermelho do acetato de 2-nonanol 21a .
H2C 1
2
O
3
H 2
5.83
5.72
1.00
O
8
4 5
CH3 9
5.26
5.14
3.10
6
H 1 e H 3
CH3 7
6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
Espectro 28: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do acetato de 1-hepten-3-ol 22a .
H 9
2.07
3.57
H 4
1.61
2.22
H 5 e H 6
1.30
4.30
276.2
269.3
262.5
0.90
0.90
0.92
H 7
0.88
3.18
124

C 8
170.35
C 2
136.54
116.40
C3 Chloroform-d
180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Espectro 29: RMN 13 C (75MHz) do acetato de 1-hepten-3-ol 22a .
Espectro 30: Infravermelho do acetato de 1-hepten-3-ol 22a .
C 1
77.00
74.80
33.80
27.12
22.36
21.14
C 7
13.86
125

2.13
H 1
4.000 3.975
H3C 8
3.99
3.99
3.97
3.97
3.99
3.99
3.97
3.97
O
7
O
1 2
H3C 10
9
3
4 5
6
CH3 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
H 8
2.05
3.00
1.61
1.59
1.57
1.55
1.53
1.38
1.36
H 2
1.04
H 3 , H 4 , H 5 e H 9
Espectro 31: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do acetato de 2-etil-1-hexanol 23a .
C 7
171.19
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Espectro 32: RMN 13 C (75MHz) do acetato de 2-etil-1-hexanol 23a .
C 1
66.76
C 2
38.52
1.28
8.78
30.20
28.75
22.80
23.56
20.81
H 6 e H 10
0.89
0.92
0.87
6.37
C10 C6 13.87
10.79
126

Espectro 33: Infravermelho do acetato de 2-etil-1-hexanol 23a .
Espectro 34: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do acetato de 1-feniletanol 25a.
127

C 3
170.24
C 1 ´
141.60
128.41
126.01
Chloroform-d
77.43
77.00
76.57
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20
Espectro 35: RMN 13 C (75MHz) do acetato de 1-feniletanol 25a .
Espectro 36: Infravermelho do acetato de 1-feniletanol 25a.
C 1
72.24
C 4
22.13
C 2
21.27
128

H 1 ´, H 2 ´, H 3 ´ e H 4 ´
7.33
7.20
7.10
4.00
2´
3´
1´
4´
1802.1
1798.3
1793.9
6.025 5.975
H 1
6.01
6.00
5.98
0.98
2
O
3 4
1
O
7
6
5
CH3 8
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
H 2
2.83
2.76
1.97
H 8
2.07
2.11
1.97
H 5 e H 4
Espectro 37: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) acetato de 1,2,3,4-tetrahidro-1-nafitalenol
26a .
C 7
170.68
C 2
137.83
C 3
134.46
129.35
128.00
125.98
C1 Chloroform-d
77.42
77.00
76.57
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20
Espectro 38: RMN 13 C (75MHz) do acetato de 1,2,3,4-tetrahidro-1-nafitalenol 26a .
69.90
1.81
7.42
C 6
28.88
C 5
21.40
18.72
129

Espectro 39: Infravermelho do acetato de 1,2,3,4-tetrahidro-1-nafitalenol 26a .
2185.9
2177.1
5.00
3´
4´
2´
5´
H 2 ´, H 3 ´, H 4 ´, H 5 ´ e H 6 ´
1´
6´
1640.2
1648.3
O
9
8 CH3 7
1 6
2
H 1
5.475
0.94
1640.2
1648.3 O
3
4
5
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 -0.5
618.4
3.00
518.6
457.5
418.7
406.3
370.9
344.3
265.2
Espectro 40: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) acetato de ciclohexil (fenil) metanol 27a .
H 9
5.56
6.23
130

C 8
170.29
C 1 ´
139.56
127.00
128.01
77.33
76.90
76.48
28.85
26.14
25.74
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Espectro 41: RMN 13 C (75MHz) acetato de ciclohexil (fenil) metanol 27a .
Espectro 42: Infravermelho do acetato de ciclohexil (fenil) metanol 27a .
C 1
80.15
C 2
42.78
C 9
21.08
131

Espectro 43: RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do 3-hidróxi-5-metilhexanoato de etila 24 .
Espectro 44: RMN 13 C (75MHz) do 3-hidróxi-5-metilhexanoato de etila 24 .
Espectro 45: Infravermelho do 3-hidróxi-5-metilhexanoato de etila 24.
132

Espectro 46 RMN 1 H (300 MHz, CDCl3) do acetato de pitiol 18a .
Espectro 47: RMN 13 C (75MHz) acetato de pitiol 18a .
133

Espectro 48: Infravermelho do acetato de pitiol 18a .
134