Agentes quelantes potencialmente biodegradáveis e/ou biocompatíveis a partir de fontes biorrenováveis

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Bioorgânica

Ao longo deste relatório estão descritos estudos realizados na derivatização de alguns glúcidos (fontes biorrenováveis) tendo em vista a síntese de compostos potencialmente quelantes, biodegradáveis e/ou biocompatíveis. Como matérias primas renováveis, os glúcidos são um material de partida ideal, pelo que se optou por estudar várias transformações químicas da glucopiranose e da sacarose tendo em vista o objectivo pretendido. Paralelamente à aplicação pretendida de metodologias tradicionais procurou-se desenvolver metodologias sustentáveis tendo-se procedido à comparação dos respectivos resultados. A reacção da glucopiranose com etilenodiamina deu origem a 1-deoxi-1-etilenodiamino-β-D-glucopiranose com um rendimento de 91%, com uma eficiência atómica de 92,5%, mostrando ser um procedimento eficaz e sustentável. A derivatização da sacarose com cloroformatos permitiu obter a poli-substituição da sacarose, com uma economia de átomos média de 80%. A derivatização com etilisocianato à temperatura ambiente deu origem a um uretano, 2,3,4,6,1’,3’,4’,6’-octa-Oetilisocarbamatosacarose(89%) enquanto que sob irradiação de microondas obteve-se um rendimento mais baixo (69%), mas em contrapartida com uma redução do tempo de reacção de 28 horas para 15 minutos. Aplicando a reacção de Mitsunobu conseguiu-se mono-esterificar selectivamente a sacarose com os ácidos malónico e adípico e no caso do ácido succínico conseguiu-se a diesterificação. As reacções foram efectuadas à temperatura ambiente e sob irradiação de microondas, conseguindo-se com este último método reduzir o tempo de reacção de 7 dias para apenas 10 minutos. A eficiência atómica destas reacções é na ordem dos 50%. Foram ainda aplicadas duas metodologias de derivatização selectiva da sacarose recorrendo ao uso de grupos protectores. Nesse sentido a sacarose foi protegida na posição OH-6’ com TBDPS e posteriormente benzoilada ou benzilada nas restantes posições com hidroxilos livres. Posterior remoção do grupo protector permitiu libertar o grupo hidroxilo na posição 6’. O açúcar benzoilado foi esterificado com os ácidos malónico, adípico e succínico usando-se DCC como agente de acoplamento. No caso do ácido adípico conseguiu-se isolar um composto resultante do acoplamento de duas unidades de açúcar através duma ponte de adipilo. A economia atómica calculada neste processo é da ordem dos 18%. Quando se usou como grupo protector o grupo benzilo, a esterificação com o anidrido succínico ocorreu num rendimento global de 32% e com uma eficiência atómica de 20%. Os grupos benzilo foram removidos selectivamente por hidrogenação catalítica dando origem a 6’-O-(3- carboxipropanoil)sacarose, que é um composto potencialmente quelante.