A REDUÇÃO ENZIMÁTICA DA CICLOEXANONA

[pic 1]

IGOR OCASAQUE DE F. B. MIRALDO N.º: 11.115.910-9

MATHEUS FARID MILAD BOU CHEBL N.º: 11.115.953-9

GABRIEL DIAS GRESPAN N.º: 11.115.952-1

        

REDUÇÃO ENZIMÁTICA DA CICLOEXANONA

Orientador: Profª Drª. Luz Consuelo G. A. Panzarini

São Bernardo do Campo

2018

SUMÁRIO

1 OBJETIVOS        3

2 INTRODUÇÃO        3

2.1 a biocatálise        3

2.2 redução enzimática        3

3 METODOLOGIA EXPERIMENTAL        4

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES        5

5 CONCLUSÕES        6

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        6

1. OBJETIVOS

Tem-se como objetivo do experimento a síntese do cicloexanol a partir da redução enzimática da cicloexanona, com uso da cenoura em meio aquoso, permitindo o conhecimento de uma das aplicações da biocatálise, processo muito usado atualmente.

1. INTRODUÇÃO

1. A BIOCATÁLISE

A biocatálise consiste no uso de catalisadores naturais (enzimas) para realizar transformações químicas em compostos orgânicos. É uma ferramenta bastante versátil e está cada vez mais presente na indústria química. As enzimas presentes em qualquer ser vivo podem ser utilizadas nos mais diversos tipos de reações orgânicas. [1]

Com o uso de enzimas, isoladas ou células inteiras, a catálise oferece diversas vantagens sobre os tradicionais catalisadores metálicos, e estão intrinsecamente ligados aos princípios da Química Verde. Esses biocatalisadores reduzem o custo de sínteses químicas, podendo ser produzidas em grande quantidade. [1,2]

Dentre estas características podem-se citar como exemplos: condições brandas de reação, pois o solvente utilizado geralmente é a água; o uso de reagentes degradáveis, uma vez que os catalisadores são enzimas de plantas, animais, ou são micro-organismos e podem ser decompostos no ambiente após o uso; as enzimas atuam sob condições de temperatura e pH mais amenas, assim também como em ambientes aquosos, indo em direção de processos mais verdes em grande escala; por último, as enzimas oferecem alta especificidade e seletividade, sendo químicos-, regio-, diastereo e enantio-seletivos, direcionando grupos funcionais específicos. [1,2]

1. REDUÇÃO ENZIMÁTICA

O experimento propõe a reação de redução (biocatálise) de uma cetona a um álcool secundário utilizando enzimas provenientes da cenoura (Daucus carota). Como forma convencional para reações de redução, um dos agentes redutores mais utilizados nesse tipo de reação é o boro-hidreto de sódio (NaBH4). Porém, a seletividade oferecida pelo uso da biocatálise é superior, mostrada no exemplo da Figura 1, aplicado a um reagente diferente do proposto no experimento (acetofenona).

Figura 1. Comparação da seletividade oferecida na redução da acetofenona utilizando boro-hidreto de sódio e utilizando a enzima da cenoura.

[pic 2]

Fonte: OMORI, A. T.; PORTAS, V. B; OLIVEIRA, C. S. [1]

O NaBH4 quando reage com cetonas pró-quirais, leva à formação de uma mistura racêmica R e S de álcoois (dois isômeros com 50% cada). No entanto, a mesma transformação química, utilizando pedaços de cenoura (Daucus carota) leva à formação majoritária de um dos produtos. [1]

1. METODOLOGIA EXPERIMENTAL

As cenouras foram inicialmente descascadas e cortadas em tiras, além de lavadas em água corrente, sendo o excesso de água removido com papel toalha. Após a lavagem, transferiu-se uma porção de 50g da cenoura para um erlenmeyer de 250 ml com 150 ml de água. Por fim, foi adicionado 1g de cicloexanona, o equivalente a aproximadamente 1 mL dessa substância, líquida a temperatura ambiente. Feitas as adições, o erlenmeyer foi levado a um equipamento de agitação (shaker), aonde foi mantido de 36 a 48 horas.

Na aula seguinte, realizou-se as extrações das fases orgânicas com um total de 100 ml de acetato de etila, em 4 extrações consecutivas com 25 ml cada. As fases orgânicas foram transferidas para um erlenmeyer, e foram secas com Na2SO4 anidro. Após isso, filtrou-se a amostra e o solvente foi evaporado em um equipamento rotaevaporador. Foi feito também um teste com 2,4-dinitrofenilhidrazina para identificação de cetona no meio reacional. Calculou-se o rendimento e uma amostra foi injetada em equipamento de cromatografia gasosa (CGMS) acoplado a um espectrômetro de massas.

1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Após a síntese do cicloexanol a partir da redução enzimática realizada pela cenoura, evaporou-se o solvente e a amostra foi injetada no cromatógrafo a fim de realizar a cromatografia gasosa (CG), representada pela figura 2, exibido abaixo:

Figura 2. Cromatograma da amostra obtida em laboratório[pic 3]

A partir do cromatograma, pôde-se estimar o rendimento do nosso procedimento, verificando que o pico correspondente a saída do cicloexanol está em um tempo de retenção de 4,368 min (primeiro pico). Dessa maneira, observa-se que o rendimento da reação foi aproximadamente de 46,47%, estimado pela porcentagem da área do pico correspondente ao produto cicloexanol em relação a porcentagem total das áreas (100%). Porém, sabe-se que esse suposto rendimento é aproximado, visto que ocorrem perdas no processo de evaporação.