Biocatálisis en medio orgánico : Lipasas en la preparación de amidas y derivados de vitamina B6. Células enteras en la reducción de compuestos carbonílicos

• Autores: Mangone, Constanza Pía
• Año de publicación: 2003
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Baldessari, Alicia
• Materia: LIPASAS; VITAMINA B6; MEDIO ORGANICO; ACIDOS GRASOS; SURFACTANTES; AMIDAS SUSTITUIDAS; CELULAS ENTERAS; MUCOR ROUXII; LEVADURA; MICELIO; ESPORAS; CETOESTERES; LIPASES; VITAMIN B6; ORGANIC MEDIA; FATTY ACIDS; SURFACTANTS; SUBSTITUTED AMIDES; ONE-POT SYNTHESIS; WHOLE-CELLS; MUCOR ROUXII; YEAST; MYCELIAL; SPORES; KETOESTERS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Una serie de aciloxi derivados de piridoxina (l), uno de los tres miembros delgrupo de la vitamina B6, fueron preparados mediante reacciones de esterificación ytransesterificación catalizadas por lipasas en medio orgánico. En las condiciones de trabajo,las lipasas mostraron un comportamiento altamente regioselectivo catalizando la acilaciónde piridoxina únicamente en la posición 5 del anillo piridínico. La misma clase deselectividad fue observada en la alcohólisis de derivados acetilados de l al emplear lalipasa de Candida antarctica (CAL). La metodología enzimática permitió la síntesis deonce nuevos derivados de l, diez de ellos preparados a partir de ácidos grasos. Teniendo encuenta la actividad tensioactiva, su composición y lo poco contaminante que resulta elmétodo enzimático para su preparación, estos compuestos podrían ser útiles comoingredientes en formulaciones cosméticas o farmacéuticas o bien como aditivosalimentarios. Continuando el trabajo con lipasas, se describe un procedimiento enzimático muy eficientepara la preparación de carboxamidas N-sustituidas a partir de sus correspondientes ácidoscarboxílicos. El procedimiento consiste en un solo paso e involucra la formación in-situ deléster etílico y la subsecuente aminólisis del mismo. La metodología resultó aplicable a unagran variedad de ácidos carboxílicos: de estructura lineal, cíclicos, saturados e insaturados,dicarboxílicos, con otros grupos funcionales presentes (hidroxiácidos), etc. Además, laenzima mostró un comportamiento selectivo frente a aminas con más de un grupo fiincionalpresente. Finalmente, se presenta la reducción enantioselectiva de cetoésteres catalizadas por célulasenteras. Como biocatalizador se empleó al hongo Mucor rouxii, un microorganismo dimórfico que puede desarrollarse como micelio o como levadura dependiendo de lascondiciones de aireación del medio de cultivo. La morfología micelio catalizó el proceso demanera eficiente únicamente en agua, mientras que las levaduras, resultaron activas tantoen agua como en solventes orgánicos. Las esporas, producidas por el hongo comomecanismo de defensa y de preservación, también resultaron catalizadores eficientes yestereoselectivos del proceso reductivo. Asimismo, las técnicas de secado delmicroorganismo (liofilización y secado por corriente de aire caliente) resultaron muyconvenientes para la conservación de la biomasa de Mucor rouxii. Las células de levaduraliofilizada, rehidratadas en un pequeño volumen de agua, mantuvieron la misma eficienciay selectividad en las reducciones en medio orgánico que los cultivos frescos durante almenos 4 meses.
A series of acyloxy derivatives of pyridoxine (1), one of the three members of Vitamin B6 group, has been prepared by lipase-catalyzed esterification andtransesterification reactions of l with carboxylic acids or ethyl carboxylates in organicmedia. Lipases showed a remarkable regioselective behavior: acylation of pyridoxine onlyoccurred at C(5) of the pyridine ring. Moreover, acetylated derivatives of l were selectivelydeacetylated by enzymatic catalysis. This enzymatic approach allowed the preparation ofnovel fatty acids derivatives of l. The surfactant activity, composition and clean enzymaticmethodology applied to the preparation of these products make them useful as ingredientsin cosmetic and pharmnaceutical formulations or food additives. Continuing the work with lipases, an enzyme-catalde procedure is described for the onepotconversion of carboxylic acid into substituted amides via in-situ formation of the ethylester and subsequent aminolysis. This methodology proved to be general and can beapplied to open chain, cyclic, hydroxy-, dicarboxylic-, various chain length , andunsaturated acids. Moreover, the enzyme showed a regioselective behavior in relation toprimary and secondary amino groups. Finally, the efficient enantioselective reduction of a number of ketoesters by mycelial andyeast-like forms of the dimorphic fungus Mucor rouxii in a whole-cell process is presented. Mycelial cells, grown in aerobiosis, were efficient in water, whereas the yeast-like cells,grown in an anaerobic medium, were both efficient in water and in organic solvents. Thefungal spores, which are the physiologically resistant form of the fungus, also catalyzed thereductive process efficiently and in a stereoselective way. The freeze-dried yeast-like cells,rehydrated in a small volume of water, maintained the same efficiency and selectivity of thereaction in organic solvents as the fresh biomass up to at least 4 months.
Fil: Mangone, Constanza Pía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.