Biocatálisis aplicada a reacciones y síntesis de esteroides, amidas y lactonas de interés farmacológico, monómeros y polímeros acrílicos - Rustoy, Eduardo Miguel (2007)
Se desarrolló una ruta eficiente para la preparación a gran escala de cloruro del lapirio, un surfactante antimicrobiano de amplio-espectro. Tres de los pasos que conforman esta síntesis fueron enzimáticos. Debido al comportamiento quimioselectivo de los biocatalizadores, el cloruro del lapirio fue obtenido con un alto grado de pureza y un alto rendimiento, bajo condiciones suaves de reacción. La metodología enzimática diseñada disminuyó las consecuencias sobre el medio ambiente en comparación con la metodología clásica de obtención de cloruro de lapirio. Continuando con el uso de lipasas, se preparó una serie de ésteres derivados del 3,17β-estradiol a partir de una metodología enzimática. Se obtuvieron once productos 17- monoacilados (cinco compuestos de ellos novedosos) de una manera altamente regioselectiva por acilación de 3,17β-estradiol o por alcohólisis de los derivados diacilados correspondientes. Fue evaluada la influencia de varios parámetros experimentales tales como: relación agente acilante/3,17β-estradiol, relación enzima/sustrato y temperatura. Entre las lipasas probadas, la lipasa de Candida rugosa (CRL) resultó ser la más apropiada en la reacción de monoacilación, mientras que el uso de la lipasa de Candida antarctica tipo B (CAL B) permitió obtener los mejores resultados en la reacción de alcohólisis. Las ventajas presentadas por esta metodología, tales como: condiciones suaves de la reacción, economía y bajas consecuencias para el medio ambiente, hacen de la biocatálisis una manera conveniente de preparar derivados monoacilados de 3,17β-estradiol conteniendo el grupo 3-hidroxilo aromático libre. Algunos de estos compuestos son reconocidos como productos útiles en la industria farmacéutica. Por otra parte, se describe un procedimiento catalizado por lipasas para la preparación de N-(hidroxialquil)acrilamidas, útiles en electroforesis capilar. Las N- (hidroxialquil)acrilamidas fueron preparadas a partir de la reacción de aminólisis de acrilato de etilo y alcanolaminas. La reacción fue catalizada por lipasa de Candida antarctica tipo B (CAL B). La adición de inhibidores de radicales mejoró la quimioselectividad permitiendo obtener las amidas con altos rendimientos y elevada pureza trabajando a temperatura ambiente. Fueron obtenidos varios co- y terpolímeros que contenían, secuencias al azar, de poli(acrilato de etilo), poli(N-(2-hidroxietil)-acrilamida) y ácido poliacrílico. Estos productos fueron obtenidos utilizando acrilato de etilo como único monómero vinílico de partida. El proceso fue catalizado por CAL B. En presencia de etanolamina, la enzima catalizó no solamente la polimerización en cadena de acrilato de etilo, sino también la aminólisis y la hidrólisis de los grupos éster pendientes de la cadena poliacrílica. Los productos fueron caracterizados por espectroscopía FTIR y de RMN de 1H y 13C, y espectrometría de masa UV-MALDI-TOF. La actividad demostrada por CAL B en la reacción de polimerización es un nuevo ejemplo de promiscuidad enzimática. Finalmente, se aplicó una estrategia innovadora consistente en la combinación de enzimas puras y células enteras para preparar 3-carboxialquil-γ-butirolactonas enantioméricamente puras y varios alquilésteres del ácido 2-hidroxiglutárico a partir de ácido 2-oxoglutárico. El método implica dos pasos biocatalíticos consecutivos. En el primer paso, se convierte el ácido 2-oxoglutárico en los dialquilésteres correspondientes, dicha transformación fue catalizada por lipasas. En el segundo paso, por reducción microbiana de una serie de 2-oxoglutaratos de alquilo fue posible obtener 3-carboxialquil-γ-butirolactonas o 2-hidroxiésteres dependiendo de la longitud de la cadena de los sustituyentes alcoxilo de los ésteres y del estado fresco o liofilizado de las células del hongo Mucor rouxii. En esta parte del trabajo también fue estudiado el comportamiento de levaduras de Saccharomyces cerevisiae en las reacciones de descarboxilación, hidrólisis y reduccción de los 2-oxoglutaratos de dialquilo.