Ésteres de celulose: síntese, propriedades e preparação de mantas e esferas visando aplicações em imobilização de lipase - Polez, Roberta Teixeira (2019)
O presente estudo teve como uma das metas a esterificação da celulose de linter de algodão em meio homogêneo, usando como sistema de solvente N,N- dimetilacetamida/cloreto de lítio (DMAc/LiCl), e anidrido hexanóico ou cloreto de benzoíla como agentes esterificantes. A celulose de linter de algodão foi utilizada por ser uma fonte de rápido crescimento e considerada a celulose de maior pureza isolada de fontes vegetais. Na síntese de ésteres de celulose (hexanoato, benzoato, bem com ésteres mistos, hexanoato-benzoato de celulose) visou-se obter diferentes graus de substituição (GS = 1, 2 e 3) por meio do ajuste da razão Molag. esterificante/MolUAG. Os ésteres de celulose obtidos (caracterizados por FTIR, 1H RMN e TGA) foram utilizados como materiais de partida na preparação de mantas (mats) e esferas, o que correspondeu a uma segunda meta do estudo. As mantas de hexanoato de celulose foram obtidas por meio da técnica de eletrofiação a partir de soluções de N,N- dimetilacetamida/tetraidrofurano (DMAc/THF), e mantas de benzoato de celulose e hexanoato-benzoato foram preparadas a partir de soluções de ácido trifluoroacético (TFA). A eletrofiação resultou em redes de fibras ultrafinas (> 100 nm) em um amplo intervalo de diâmetro, por meio da variação das condições experimentais como taxa de fluxo (5,5, 15,5 e 45,5 μL.min-1), distância (5, 10, 15 e 25 cm), tensão (10, 15, 20 e 25 kV) e concentração (7, 9, 11, 13 e 15%). As micrografias(Microscopia Eletrônica de Varredura), indicaram que um menor fluxo de injeção favoreceu a formação de fibras ultrafinas de até 150 nm. As esferas foram obtidas por meio de gotejamento de uma solução de éster de celulose e acetona em contra solvente (água ou metanol). As esferas obtidas em água apresentaram diâmetros ligeiramente maiores e superfície menos rugosa, quando comparadas as esferas obtidas em metanol. Mantas e esferas de ésteres de celulose, selecionadas a partir dos resultados das respectivas caracterizações, foram utilizados como suporte para imobilização de lipases de Pseudomonas fluorescens (LPF) por encapsulamento, e posteriormente, aplicados na resolução cinética enzimática de cloridrinas racêmicas por meio de reação com acetato de vinila catalisada por lipase imobilizada, sendo esta etapa correspondente à terceira meta deste estudo. A resolução cinética foi analisada por Cromatógrafo a Gás acoplado a um detector de ionização de chama (CG-DIC) para a determinação dos parâmetros da reação. A lipase referência, não imobilizada, apresentou conversão moderada (c = 34%), excelente pureza enantiomérica (eep = 98%) e excelente razão enantiomérica (E = 212). Lipase imobilizada em mantas não apresentou atividade catalítica, provavelmente devido à tensão aplicada durante a eletrofiação, o que pode ter inativados as enzimas, e/ou devido à aplicação das mantas sobre suporte, o que pode ter prejudicado o acesso às enzimas. Para esferas de Hex 12 (15% LPF) obtidas usando água como contra solvente, os resultados se mostraram promissores, a conversão superior após 120h de reação (c = 40%) e pureza enantiomérica do produto 94%. Reutilizando as esferas em um segundo ciclo, observou-se uma redução de 24% da taxa de conversão de reação. A partir do conhecimento que se tem, este estudo pode ser considerado inédito, e pavimenta o caminho para aprofundamento de investigações sobre o assunto endereçado nele.