Monensin A is an important commercially available natural product isolated from Streptomyces cinnamonensins that shows antibiotic and anti-parasitic activities. This molecule has a significant influence in the antibiotic market, but until now there are no studies on putative metabolite formations. Bioorganic catalysts applying metalloporphyrins and mono-oxygen donors are able to mimic the cytochrome P450 reactions. This model has been employed for natural product metabolism studies affording several new putative metabolites and in vivo experiments confirming the relevance of this procedure. In this work we evaluated the potential of 10,15,20-tetrakis (pentafluorophenyl) porphyrin metal(III) chloride [Fe(TFPP)Cl] catalyst models to afford a putative monensin A metabolite. Oxidation agents such as meta-chloroperoxy benzoic acid, iodosylbenzene, hydrogen peroxide 30 wt.% and tert-butyl hydroperoxide 70 wt.%, were used to investigate different reaction conditions, in addition to the analysis of the influence of the solvent. The quantification of total monensin A conversion and the structure of the new hydroxylated putative metabolite were proposed based on electrospray ionization tandem mass spectrometry analysis. The porphyrin tested, afforded moderate conversions of monensin A in all reaction conditions and the selectivity was found to be dependent on the oxidation/medium employed.

As ferroporfirinas comerciais cloreto de 5,10,15,20-tetraquis-(4-carboxifenil)porfirinaferro(III), cloreto de 5,10,15,20-tetraquis-(N-metil-4-piridil)porfirinaferro(III) e cloreto de 5,10,15,20-tetraquis-(2,3,4,5,6-pentafluorofenil)porfirinaferro(III) foram investigadas como modelo do citocromo P450 na oxidação dos azo corantes Disperse Black 3 (DB3), Disperse Orange 3 (DO3) e Methyl Yellow (MY). Iodosilbenzeno, tert-butil hidroperóxido e peróxido de hidrogênio foram utilizados como oxidantes. As reações de oxidação foram monitoradas por espectroscopia de absorção no UV-Vis em comprimento de onda característico de cada corante e identificação dos produtos por cromatografia líquida de alto rendimento (HPLC) e cromatografia gasosa-espectrometria de massas (GC-MS). Os sistemas catalíticos foram eficientes para a oxidação de todos os corantes formando os produtos 4-nitroanilina e 4,4'-dinitroazobenzeno; 4-metilamino-azobenzeno, 4-aminoazobenzeno e 4-nitroazobenzeno; e 4,4'-dinitroazobenzeno, respectivamente. Os produtos obtidos para todos os corantes são resultado da oxidação dos substituintes aminas terminais, e a ligação azo permanece intacta nestas reações para os corantes DB3 e MY. Para o corante DO3 ocorre a ruptura da ligação azo, resultando na formação da 4-nitroanilina. Produtos semelhantes são observados nos sistemas biológicos na oxidação do corante DO3, mostrando que os sistemas catalíticos estudados comportam-se como bons modelos biomiméticos.

The commercial ironporphyrins 5,10,15,20-tetrakis-(4-carboxyphenyl)porphyrin iron(III) chloride, 5,10,15,20-tetrakis-(N-methyl-4-pyridyl)porphyrin iron(III) pentachloride and 5,10,15,20-tetrakis-(2,3,4,5,6-pentafluorophenyl)porphyrin iron(III) chloride were investigated as cytochrome P450 models for the oxidation of the azo dyes Disperse Black 3 (DB3), Disperse Orange 3 (DO3) and Methyl Yellow (MY). Iodosylbenzene, tert-butyl hydroperoxide and hydrogen peroxide were used as oxidants. The oxidation reactions were monitored by UV-Vis absorption spectroscopy, by the observation of the absorption band characteristic of each dye, followed by product identification via high-performance liquid chromatography (HPLC) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The catalytic systems were efficient for the oxidation of the dyes, leading to 4-nitroaniline and 4,4'-dinitroazobenzene; 4-methylamino-azobenzene, 4-aminoazobenzene, and 4-nitroazobenzene; and 4,4'-dinitroazobenzene as oxidation products, respectively. The oxidation products resulted from the oxidation of the terminal amine in the case of all the dyes, and the azo bond remained intact for DB3 and MY dyes. For DO3 dye, the azo bond is broken resulting in the formation of 4-nitroaniline. Similar products were observed for the oxidation of DO3 in biological systems, showing that the catalytic systems studied herein are good biomimetical models.

Este trabalho descreve a imobilização por ligação covalente de uma ferroporfirina, cloreto de 5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirinaferro(III) (FeTFPP), sobre nanoesferas de maguemita cobertas com sílica aminofuncionalizada. O material resultante (nomeadoγ-Fe2O3/SiO2-NHFeP) foi caracterizado por espectroscopia no infravermelho por refletância difusa (DRIFTS) e espectroscopia de absorção UV-Vis. A atividade catalítica desta ferroporfirina magnética foi investigada em reações de oxidação de hidrocarbonetos (estireno, (Z)-cicloocteno e R-(+)-limoneno) e de um herbicida (simazina), utilizando-se peróxido de hidrogênio ou ácido metacloroperbenzóico. Os produtos das reações de oxidação de hidrocarbonetos e simazina foram analisados por cromatografia em fase gasosa (GC) e cromatografia líquida de alta resolução (HPLC), respectivamente. Este sistema catalítico provou ser eficiente e seletivo na oxidação dos hidrocarbonetos, levando a altos rendimentos na oxidação do estireno (89%), cicloocteno (71%) e (+)-limoneno (86%). Na oxidação da simazina catalisada pelo γ-Fe2O3/SiO2-NHFeP, obteve-se 100% de seletividade para um produto desalogenado (OEAT), enquanto a mesma reação em meio homogêneo levou à formação de diversos produtos de oxidação. O catalisador pode ser facilmente recuperado pela aplicação de um campo magnético externo e lavado ao final das reações. Nos estudos de reutilização do catalisador para a oxidação do (+)-limoneno, a atividade catalítica foi mantida em 90%, mesmo após 10 reações consecutivas.

This work describes the covalent immobilization of an ironporphyrin, 5,10,15,20- tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin iron(III) chloride (FeTFPP), onto maghemite/silica magnetic nanospheres covered with aminofunctionalized silica. The resulting material (γ-Fe2O3/SiO2-NHFeP) was characterized by diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS) and UV-Vis absorption spectroscopy. The catalytic activity of this magnetic ironporphyrin was investigated in the oxidation of hydrocarbons (styrene, (Z)-cyclooctene and R-(+)-limonene) and an herbicide (simazine) by hydrogen peroxide or 3-chloroperoxybenzoic acid. Hydrocarbon and simazine oxidation reaction products were analyzed by gas chromatography (GC) and high performance liquid chromatography (HPLC), respectively. This catalytic system proved to be efficient and selective for hydrocarbon oxidation, leading to high product yields from styrene (89%), cyclooctene (71%) and R-(+)-limonene (86%). Simazine oxidation was attained with 100% selectivity for a dechlorinated product (OEAT), while several oxidation products were obtained for the same catalyst in homogeneous media. The catalyst can be easily recovered through application of an external magnetic field and washed after reaction. Catalyst reuse experiments for R-(+)-limonene oxidation have shown that the catalytic activity is kept at 90% after 10 consecutive reactions.

As metaloporfirinas de segunda geração (MePs), cloreto de [5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirinaferro(III)], FeP, e cloreto de [5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirinamanganês(III)], MnP, foram covalentemente ancoradas em suportes aminofuncionalizados, com o objetivo de preparar catalisadores sólidos seletivos para a oxidação de compostos orgânicos. Montmorillonita K10 funcionalizada com 3-aminopropiltrietoxissilano (Mont1) ou com 3-cloropropiltrietoxissilano seguida por reação com 1,6-diaminoexano (Mont2), e sílica gel funcionalizada com 3-aminopropiltrietoxissilano (Sil1) ou modificada com 3-cloropropiltrietoxissilano seguida por reação com 1,6-diaminoexano (Sil2) foram preparadas e caracterizadas por UV-Vis, IR, EPR, TGA e difratometria de raios X. As atividades catalíticas das MePs imobilizadas nestes suportes foram investigadas na oxidação de (Z)-cicloocteno, cicloexano e estireno por iodosilbenzeno (PhIO) ou H2O2. Os sistemas estudados foram catalisadores eficientes da oxidação de todos os substratos, especialmente utilizando PhIO como oxidante. Não se observou lixiviamento das MePs dos suportes, indicando que a ligação covalente é um método muito eficiente para a imobilização de catalisadores. As FePs imobilizadas foram catalisadores mais eficientes que as correspondentes MnPs, mesmo quando imidazol foi empregado como um co-catalisador para as MnPs ancoradas. Embora os rendimentos de produtos oxidados utilizando H2O2 tenham sido mais baixos que aqueles obtidos com PhIO, alguns sistemas heterogêneos envolvendo MePs foram mais eficientes que as correspondentes MePs em solução, tanto em termos de rendimento de produto quanto de seletividade.

The second-generation metalloporphyrins (MePs) [5,10,15,20-tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin iron(III)] chloride, FeP, and [5,10,15,20-tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin manganese(III)] chloride, MnP, were covalently attached to aminofunctionalized supports, with a view to preparing selective solid catalysts for the oxidation of organic compounds. Montmorillonite K10 functionalized with 3-aminopropyltriethoxysilane (Mont1) or modified with 3-chloropropyltriethoxysilane followed by reaction with 1,6-diaminohexane (Mont2), and silica gel functionalized with 3-aminopropyltriethoxysilane (Sil1) or modified with 3-chloropropyltriethoxysilane followed by reaction with 1,6-diaminohexane (Sil2) were synthesized and characterized by UV-Vis and IR spectroscopies, EPR, TGA, and X-ray diffractometry. The catalytic activities of the MePs immobilized on these supports were investigated for the oxidation of (Z)-cyclooctene, cyclohexane and styrene by PhIO or H2O2. The studied systems were efficient catalysts for the oxidation of all substrates, especially when PhIO was the oxidant. There was no MeP leaching from the supports, indicating that covalent binding is a very efficient method for catalyst immobilization. The immobilized FePs were more efficient catalysts than the corresponding MnPs, even when imidazole was employed as a cocatalyst for the supported MnPs. Although the yields of oxidized products obtained with H2O2 were lower than those achieved with PhIO, some heterogeneous MeP systems were more efficient than the parent MePs in solution, both in terms of product yield and selectivity.