APLICAÇÃO DE LÍQUIDOS IÔNICOS À BASE DE FOSFÔNIO NA BIOCATÁLISE

Abstract

Líquidos iônicos (LIs) têm atraído cada vez mais o interesse acadêmico e industrial devido às suas excelentes propriedades, tais como pressão de vapor negligenciável a depender do tipo, não inflamabilidade, elevada estabilidade química e térmica, assim como alta capacidade de manipular suas propriedades, por meio da combinação de diferentes cátions e ânions, para atender requisitos para aplicações específicas. Os líquidos iônicos à base de fosfônio (LIFs) são produzidos por meio da quaternização de um alquil fosfina com um análogo alcano, e estão comercialmente disponíveis desde 2008. Em algumas aplicações, os LIFs apresentam propriedades mais atrativas que LIs à base de imidazólio e piridínio, tais como estabilidade mais elevada e menor viscosidade. O uso combinado de líquidos iônicos para o aperfeiçoamento de biocatalisadores imobilizados tem recebido destaque nos últimos anos, entretanto, são raros os relatos na literatura sobre o uso de LIFs na biocatálise. Neste contexto, com interesse de obter novas alternativas para o desenvolvimento sustentável e eficiente de biocatalisadores imobilizados, este trabalho avaliou os efeitos da aplicação de sete líquidos iônicos à base de fosfônio com diferentes comprimentos de cadeias catiônicas ([P4444]+, [P444(14)]+ e [P666(14)]+) e distintos ânions ([Cl]-, [Br]-, [Deca]-, [Phosp]- e [NTf2]-) na biocatálise, em três distintas etapas: na atividade de lipase Burkholderia cepacia (LBC) (Etapa 1); na modificação superficial da sílica (Etapa 2); e na atividade da LBC imobilizada por adsorção física em sílica (Etapa 3). Os resultados mostraram que o aumento no comprimento da cadeia catiônica dos LIFs promoveu a diminuição 86% e 50% na atividade da LBC, quando os mesmos foram aplicados nas etapas 1 e 3, respectivamente. No entanto, quando estes LIFs foram aplicados na modificação da sílica (Etapa 2), observou-se que os LIFs com cadeias catiônicas mais longas causaram menores efeitos negativos sobre a atividade da LBC imobilizada. Em relação ao efeito do uso de LIFs com mesmo cátion e diferentes ânions, notou-se tendências semelhantes nas três etapas, com efeitos positivos (aumento da atividade enzimática) quando se selecionou LIFs com ânions mais hidrofóbicos. Em geral, o LIF de natureza mais hidrofóbica ([P666(14)]NTf2) promoveu maior acréscimo na atividade relativa da LBC em todas as etapas, com aumento de 37,6% para a LBC livre, incremento de 109,8% quando aplicado na modificação da sílica, e com influência mais acentuada (222,7%) quando o mesmo foi adicionado durante o processo de imobilização da enzima por adsorção física. Os efeitos da melhoria nas propriedades dos suportes e biocatalisadores imobilizados foram comprovados a partir das caracterizações morfológicas e físico-químicas.