BR102020009167A2 - TERPOLYMER MICROPARTICLES, THEIR OBTAINING PROCESS AND THEIR APPLICATION AS A SUPPORT FOR ENZYME IMMOBILIZATION FOR TRANSESTERIFICATION REACTIONS - Google Patents

Abstract

A presente invenção situa-se no campo da química aplicada e referese à produção de materiais poliméricos microparticulados e multifuncionais, de morfologia esférica, obtidos a partir da polimerização dos monômeros vinílicos metacrilato de metila, pivalato de vinila e metacrilato de glicidila. Outra modalidade da presente invenção diz respeito ao processo de síntese de micropartículas esféricas de terpolímeros, caracterizados pela reação de polimerização em suspensão de monômeros vinílicos, sendo possível a incorporação do monômero multifuncional dimetacrilato de etilenoglicol como agente de ligação cruzada para a obtenção de superfícies porosas. Esta invenção apresenta como diferencial o fato de o material polimérico ser composto por micropartículas de morfologia esférica podendo conter superfícies lisas ou porosas. Ainda, por apresentarem o grupo epóxido, oriundo do metacrilato de glicidila, em sua composição estes materiais se tornam interessantes para serem aplicados como suportes para a imobilização de enzimas tanto por ligação covalente quanto por adsorção física, visto que apresentam uma certa hidrofobicidade. Desta forma, a presente invenção contempla também a aplicação destes terpolímeros microparticulados como suporte polimérico na imobilização de enzimas, sendo obtidas micropartículas de terpolímeros que contêm em sua superfície e/ou seus poros enzimas imobilizadas, e o seu uso em reações de transesterificação enzimática de óleos vegetais, visando à obtenção de ésteres etílicos de ácidos graxos.

The present invention is located in the field of applied chemistry and concerns the production of microparticulate and multifunctional polymeric materials, of spherical morphology, obtained from the polymerization of vinylic monomers methyl methacrylate, vinyl pivalate and glycidyl methacrylate. Another modality of the present invention concerns the synthesis process of spherical microparticles of terpolymers, characterized by the suspension polymerization reaction of vinyl monomers, being possible the incorporation of the multifunctional monomer ethylene glycol dimethacrylate as a cross-linking agent to obtain porous surfaces. This invention features as a differential the fact that the polymeric material is composed of microparticles of spherical morphology and may contain smooth or porous surfaces. Also, because they have an epoxide group, coming from glycidyl methacrylate, in their composition these materials are interesting to be applied as supports for the immobilization of enzymes both by covalent bonding and physical adsorption, as they have a certain hydrophobicity. Thus, the present invention also contemplates the application of these microparticulate terpolymers as polymeric support in the immobilization of enzymes, being obtained microparticles of terpolymers that contain immobilized enzymes on their surface and/or their pores, and their use in enzymatic oil transesterification reactions vegetables, aiming to obtain ethyl esters of fatty acids.

Description

MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, SEU PROCESSO DE OBTENÇÃO E SUA APLICAÇÃO COMO SUPORTE PARA IMOBILIZAÇÃO DE ENZIMAS PARA REAÇÕES DE TRANSESTERIFICAÇÃOTERPOLYMER MICROPARTICLES, THEIR OBTAINING PROCESS AND THEIR APPLICATION AS A SUPPORT FOR ENZYME IMMOBILIZATION FOR TRANSESTERIFICATION REACTIONS CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION

[001] A presente invenção situa-se no campo da química aplicada. Trata-se de micropartículas poliméricas obtidas via polimerização em suspensão, a partir de monômeros vinílicos, como metacrilato de metila, metacrilato de glicidila, pivalato de vinila e dimetacrilato de etilenoglicol, utilizadas como suporte polimérico na imobilização de enzimas e uso destes em reações de transesterificação de óleos vegetais.[001] The present invention lies in the field of applied chemistry. These are polymeric microparticles obtained via suspension polymerization, from vinyl monomers, such as methyl methacrylate, glycidyl methacrylate, vinyl pivalate and ethylene glycol dimethacrylate, used as polymeric support in the immobilization of enzymes and their use in transesterification reactions of vegetable oils.

ESTADO DA TÉCNICATECHNICAL STATUS

[002] Enzimas são biocatalisadores que apresentam propriedades, como alta especificidade, seletividade e atividade sob condições reacionais brandas. Além disso, são biodegradáveis, derivadas de fontes renováveis e geram menos resíduos, quando comparadas aos catalisadores químicos. As enzimas têm sido utilizadas em indústrias alimentícia, têxtil, de papel, farmacêutica, de cosméticos, química, de detergentes e na agricultura (CARDOSO et al. Quim. Nova, 32: 175, 2009; GARCIA-GALAN et al., Adv. Synth. Catal., 353: 2885, 2011; SHELDON & PELT, Chem. Soc. Rev., 42: 6223, 2013).[002] Enzymes are biocatalysts that have properties such as high specificity, selectivity and activity under mild reaction conditions. Furthermore, they are biodegradable, derived from renewable sources and generate less waste when compared to chemical catalysts. Enzymes have been used in the food, textile, paper, pharmaceutical, cosmetic, chemical, detergent and agricultural industries (CARDOSO et al. Quim. Nova, 32: 175, 2009; GARCIA-GALAN et al., Adv. Synth. Catal., 353: 2885, 2011; SHELDON & PELT, Chem. Soc. Rev., 42: 6223, 2013).

[003] Contudo, a aplicação de enzimas como catalisadores na indústria apresenta dificuldades, representando ainda um desafio atual. Isso se deve à sua solubilidade, instabilidade e inibição por produtos e/ou substratos. Ainda, enzimas são catalisadores onerosos e, quando utilizadas na forma livre, há dificuldade de separação do meio reacional, o que inviabiliza a sua recuperação e posterior reutilização. Além disso, o uso de enzimas livres ainda leva à contaminação do produto, o que é desvantajoso, principalmente na indústria alimentícia (BEZERRA et al., Appl. Polym. Sci., 32: 42125, 2015; GARCIA-GALAN et al., Adv. Synth. Catal., 353: 2885, 2011; GHATTAS et al., J. Mol. Catal. B, 110: 111, 2014).[003] However, the application of enzymes as catalysts in industry presents difficulties, still representing a current challenge. This is due to its solubility, instability and inhibition by products and/or substrates. Furthermore, enzymes are costly catalysts and, when used in free form, it is difficult to separate the reaction medium, which makes their recovery and subsequent reuse unfeasible. In addition, the use of free enzymes still leads to product contamination, which is disadvantageous, especially in the food industry (BEZERRA et al., Appl. Polym. Sci., 32: 42125, 2015; GARCIA-GALAN et al., Adv. Synth. Catal., 353: 2885, 2011; GHATTAS et al., J. Mol. Catal. B, 110: 111, 2014).

[004] Nesse contexto, a imobilização é um método amplamente utilizado para a obtenção de catalisadores enzimáticos insolúveis no meio reacional, o que consequentemente permite sua reutilização. Essa técnica consiste na fixação de uma biomolécula em um suporte via ligações químicas ou interações físicas. Os métodos de imobilização de enzimas por interação com suporte mais difundidos são por adsorção física e por ligação covalente (JESUS et al. Quim. Nova, 20: 664, 1997).[004] In this context, immobilization is a method widely used to obtain insoluble enzymatic catalysts in the reaction medium, which consequently allows its reuse. This technique consists of fixing a biomolecule on a support via chemical bonds or physical interactions. The most widespread methods of enzyme immobilization by interaction with support are by physical adsorption and by covalent bonding (JESUS et al. Quim. Nova, 20: 664, 1997).

[005] A imobilização por adsorção física envolve interações fracas entre o suporte e a enzima, o que leva à dessorção das enzimas. A despeito disso, o processo de adsorção causa pequena ou nenhuma mudança conformacional na estrutura da enzima. Em contrapartida, imobilização por ligação covalente é baseada em ligações covalentes entre o suporte e enzimas, assim são as mais fortes, prevenindo a dessorção. Ainda, devido às fortes interações entre a enzima e o suporte, a grande vantagem desse método se deve à rigidez da estrutura enzimática que limita o movimento das enzimas quando submetidas a condições rigorosas, assim a atividade enzimática pode permanecer inalterada e a estabilidade, aprimorada (GROSOVÁ et al., Czech. J. Food. Sci., 26: 1, 2008; MATEO et al., Enzyme Microb. Tech., 40: 1451, 2007; SHELDON & PELT, Chem. Soc. Rev., 42: 6223, 2013).[005] Immobilization by physical adsorption involves weak interactions between the support and the enzyme, which leads to desorption of enzymes. Despite this, the adsorption process causes little or no conformational change in the enzyme structure. In contrast, covalent bond immobilization is based on covalent bonds between the support and enzymes, so they are the strongest, preventing desorption. Also, due to the strong interactions between the enzyme and the support, the great advantage of this method is due to the rigidity of the enzymatic structure that limits the movement of enzymes when subjected to rigorous conditions, so the enzymatic activity can remain unchanged and stability, improved ( GROSOVÁ et al., Czech. J. Food. Sci., 26: 1, 2008; MATEO et al., Enzyme Microb. Tech., 40: 1451, 2007; SHELDON & PELT, Chem. Soc. Rev., 42: 6223, 2013).

[006] O documento patentário japonês JP2017047365 descreve um suporte para imobilização de proteína, composto por partículas de zircônia. Estas partículas foram sintetizadas com o objetivo de formar poros de tamanhos pré-determinados, dentro da classificação material mesoporoso. Neste caso, se a proteína a ser imobilizada for uma enzima, a grande desvantagem desse material é a lixiviação das enzimas durante o procedimento reacional, visto que a única possibilidade de imobilização oferecida por este material é via adsorção física. Em contrapartida, a presente invenção descreve a obtenção de material microparticulado de morfologia esférica, de estrutura porosa ou não, constituído por uma matriz polimérica que traz em sua composição o metacrilato de glicidila (GMA). A presença de grupos epóxido nesse material o torna disponível para reagir com os grupos amina presentes na proteína, o que viabiliza a imobilização por ligação covalente. Assim, as interações suporte-enzima são mais fortes, o que leva à prevenção da lixiviação indesejada.[006] Japanese patent document JP2017047365 describes a support for protein immobilization, composed of zirconia particles. These particles were synthesized in order to form pores of predetermined sizes, within the mesoporous material classification. In this case, if the protein to be immobilized is an enzyme, the major disadvantage of this material is the leaching of enzymes during the reaction procedure, since the only possibility of immobilization offered by this material is via physical adsorption. On the other hand, the present invention describes the obtainment of microparticulate material of spherical morphology, with porous structure or not, consisting of a polymer matrix that contains glycidyl methacrylate (GMA) in its composition. The presence of epoxide groups in this material makes it available to react with the amine groups present in the protein, which enables immobilization by covalent bonding. Thus, the support-enzyme interactions are stronger, which leads to the prevention of unwanted leaching.

[007] O documento de patente chinês CN106834263 descreve nanopartículas poliméricas magnéticas de morfologia cascanúcleo empregadas na imobilização via ligação covalente da lipase proveniente de Thermomyces lanuginosus. O material descrito no referido documento apresenta uma síntese complexa, que engloba cinco etapas. Primeiramente, ocorre a síntese de nanopartículas de Fe3O4, seguida pela modificação da mesma pela incorporação de grupos vinílicos em sua superfície, inserção de grupos epóxido pela introdução de GMA na casca, abertura dos grupos epóxidos e, por fim, a síntese de partículas magnéticas ricas em níquel. A presente invenção apresenta um material polimérico que pode ser utilizado para a mesma aplicação na imobilização de enzimas por ligação covalente. A despeito disto, a preparação do material terpolimérico, de morfologia e tamanho controlados, apresenta uma síntese simples em batelada, na qual o grupo epóxido, também oriundo do GMA, é incorporado à matriz polimérica em apenas uma etapa reacional.[007] The Chinese patent document CN106834263 describes magnetic polymeric nanoparticles of cascanucleus morphology employed in the immobilization via covalent bonding of the lipase from Thermomyces lanuginosus. The material described in that document presents a complex synthesis, comprising five steps. First, there is the synthesis of Fe3O4 nanoparticles, followed by its modification by the incorporation of vinyl groups on its surface, insertion of epoxide groups by the introduction of GMA in the shell, opening of the epoxide groups and, finally, the synthesis of rich magnetic particles in nickel. The present invention presents a polymeric material that can be used for the same application in the immobilization of enzymes by covalent bonding. Despite this, the preparation of the terpolymeric material, with controlled morphology and size, presents a simple batch synthesis, in which the epoxide group, also from the GMA, is incorporated into the polymeric matrix in just one reaction step.

[008] Outros trabalhos que utilizam monômeros vinílicos como reagentes na síntese de suportes poliméricos para aplicações em imobilização de enzimas vêm sendo desenvolvidos. Bryjak e colaboradores (1997) apresentaram em seu trabalho estudos para obtenção de copolímeros baseados em monômeros como acrilato de butila, acrilato de etila, acrilonitrila, metacrilato de metila, acetato de vilina ou 2-hidroxipropil metacrilato, combinados com agentes de reticulação, como por exemplo, divinil benzeno, etileno glicol dimetacrilato ou trimetilol propane triacrilato (BRYJAK et al., Chem. Eng. J., 65: 249, 1997). Na presente invenção o suporte polimérico esférico e microparticulado apresenta metacrilato de glicidila na composição da matriz polimérica, cujos grupos epóxidos permitem sua interação com o grupamento amina presente na proteína, constituindo interações mais fortes entre o suporte polimérico e a enzima, como vantagem à prevenção de perda de enzima por lixiviação.[008] Other works that use vinylic monomers as reagents in the synthesis of polymeric supports for applications in enzyme immobilization have been developed. Bryjak et al. (1997) presented in their work studies to obtain copolymers based on monomers such as butyl acrylate, ethyl acrylate, acrylonitrile, methyl methacrylate, viline acetate or 2-hydroxypropyl methacrylate, combined with crosslinking agents, as per example, divinyl benzene, ethylene glycol dimethacrylate or trimethylol propane triacrylate ( BRYJAK et al., Chem. Eng. J., 65: 249, 1997 ). In the present invention, the spherical and microparticulate polymeric support has glycidyl methacrylate in the composition of the polymeric matrix, whose epoxide groups allow its interaction with the amine group present in the protein, constituting stronger interactions between the polymeric support and the enzyme, as an advantage to the prevention of enzyme loss by leaching.

[009] A síntese de partículas poliméricas contendo monômeros descritos no trabalho de Bryjak e colaboradores também foi desenvolvida por Liu e colaboradores (2013), visando sua aplicação para lipase de Candida lipolytica (LIU et al., J. Appl. Polym. Sci., 127: 4251, 2013).[009] The synthesis of polymeric particles containing monomers described in the work of Bryjak and collaborators was also developed by Liu and collaborators (2013), aiming its application to Candida lipolytica lipase (LIU et al., J. Appl. Polym. Sci. , 127: 4251, 2013).

[010] Qi e colaboradores (2015) descrevem o processo de síntese de micropartículas poliméricas magnéticas baseado nos monômeros glicidil metacrilato, etileno glicol dimetacrilato e 2-hidroxietil metacrilato, aliados aos agentes porogênicos acetato de butila e 1-octanol, além do iniciador organossolúvel azobisisobutironitrila e dos agentes de suspensão cloreto de sódio, poli(vinil pirrolidona) e poli(álcool vinílico), o diferencial do trabalho é o uso de ferritas nanoparticuladas (magnetita, Fe3O4) (QI et al., Polym. Eng. Sci., 55: 1039, 2015). Na presente invenção, o material terpolimérico é preparado em uma única etapa em batelada utilizando-se um iniciador organo-solúvel. Ademais, também apresenta pivalato de vanila em sua composição, cuja estrutura química contendo uma butila terciária representa uma vantagem adicional sob o ponto de vista de organização tridimensional das cadeias poliméricas resultantes.[010] Qi et al. (2015) describe the process of synthesis of magnetic polymeric microparticles based on the monomers glycidyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate, combined with the porogenic agents of butyl acetate and 1-octanol, in addition to the organ-soluble initiator azobisisobutyronitrile and the suspension agents of sodium chloride, poly(vinyl pyrrolidone) and poly(vinyl alcohol), the differential of the work is the use of nanoparticulated ferrites (magnetite, Fe3O4) (QI et al., Polym. Eng. Sci., 55 : 1039, 2015). In the present invention, the terpolymer material is prepared in a single batch stage using an organo-soluble initiator. Furthermore, it also has vanilla pivalate in its composition, whose chemical structure containing a tertiary butyl represents an additional advantage from the point of view of three-dimensional organization of the resulting polymeric chains.

[011] No trabalho de Kawamura e colaboradores (2017) é exemplificado o uso de monômeros vinílicos para obtenção de micropartículas poliméricas para aplicação em imobilização de enzimas (KAWAMURA et al., Lipase immobilization on polymeric supports and its application in transesterification reaction, In: Proceedings of XXI SINAFERM, 2017). Apesar de a presente tecnologia fazer uso de monômeros vinílicos de composição similar ao descrito no trabalho supracitado, a mesma distingue-se fundamentalmente pela natureza singular dos processos de polimerização utilizados, principalmente o processo de expansão de partículas em sistemas pressurizados à alta pressão e temperatura, que essencialmente se apropria beneficamente do efeito combinado do meio aquoso e do agente de expansão para formar micropartículas poliméricas porosas inéditas com propriedades físico-químicas e térmicas particulares, estáveis quimicamente no processo de (trans)esterificação de óleos vegetais na presença de solventes como o hexano, mediado por enzimas suportadas em sua matriz polimérica.[011] In the work of Kawamura et al. (2017) the use of vinylic monomers to obtain polymeric microparticles for application in enzyme immobilization is exemplified (KAWAMURA et al., Lipase immobilization on polymeric supports and its application in transesterification reaction, In:: Proceedings of XXI SINAFERM, 2017). Although the present technology makes use of vinyl monomers with a composition similar to that described in the aforementioned work, it is fundamentally distinguished by the unique nature of the polymerization processes used, mainly the process of expansion of particles in pressurized systems at high pressure and temperature, which essentially beneficially appropriates the combined effect of the aqueous medium and the blowing agent to form novel porous polymeric microparticles with particular physicochemical and thermal properties, chemically stable in the process of (trans)esterification of vegetable oils in the presence of solvents such as hexane , mediated by enzymes supported in its polymeric matrix.

[012] O documento patentário PI8304308 apresenta um método de síntese de uma membrana bioespecífica compatível com substâncias biológicas reativas para aplicações médicas. Este suporte polimérico biocompatível foi obtido através de formulações contendo em sua composição monômeros metacrilato de 2-hidroxietila e etileno glicol, com o par de agentes de iniciação bissulfito de sódio e persulfato de amônio. Na presente invenção, o suporte polimérico com morfologia esférica modulada é obtido em uma única etapa via processo de polimerização em meios dispersos contendo água como fase dispersa. O material terpolimérico apresenta como vantagens a elevada capacidade de imobilização de enzimas, graças aos grupos epóxidos que conduzem às interações mais fortes entre o suporte polimérico e a enzima, minimizando eventuais perdas de enzima por lixiviação, além de que a combinação do pivalato de vinila com o metacrilato de metila é fundamental para manutenção de propriedades térmicas e estruturais adequadas para aplicação como suporte de enzimas.[012] Patent document PI8304308 presents a method of synthesis of a biospecific membrane compatible with reactive biological substances for medical applications. This biocompatible polymeric support was obtained through formulations containing in its composition monomers of 2-hydroxyethyl methacrylate and ethylene glycol, with the pair of initiating agents sodium bisulfite and ammonium persulfate. In the present invention, the polymeric support with modulated spherical morphology is obtained in a single step via a polymerization process in dispersed media containing water as the dispersed phase. The terpolymeric material has the advantages of high enzyme immobilization capacity, thanks to the epoxide groups that lead to stronger interactions between the polymeric support and the enzyme, minimizing possible enzyme losses through leaching, in addition to the combination of vinyl pivalate with methyl methacrylate is essential for maintaining adequate thermal and structural properties for application as enzyme support.

[013] O documento chinês CN102432744 descreve o processo de obtenção de microesferas de polímeros funcionais a base de monômeros glicidil metacrilato, ácido metacrílico e hidroxietil metacrilato, combinados ao agente de reticulação etileno glicol dimetacrilato; aos agentes porogênicos acetato de butila e n-octano; além do iniciador organossolúvel azobisisobutironitrila. A presente tecnologia difere da anteriormente citada já que as partículas poliméricas apresentam morfologia esféria controlada, porosa ou não. Além disso, a combinação entre os monômeros pivalato de vinila, metacrilato de metila e metacrilato de glicidila conferem ao suporte propriedades físico-químicas, térmicas e estruturais apropriadas para imobilização de enzimas.[013] The Chinese document CN102432744 describes the process of obtaining functional polymer microspheres based on glycidyl methacrylate monomers, methacrylic acid and hydroxyethyl methacrylate, combined with the crosslinking agent ethylene glycol dimethacrylate; to butyl acetate and n-octane porogenic agents; in addition to the organ-soluble initiator azobisisobutyronitrile. The present technology differs from the previously mentioned one since the polymeric particles present a controlled spherical morphology, porous or not. Furthermore, the combination of vinyl pivalate, methyl methacrylate and glycidyl methacrylate monomers provide the support with physicochemical, thermal and structural properties suitable for enzyme immobilization.

[014] O documento patentário chinês CN102898600 descreve partículas poliméricas de composição química similar àquela apresentada no documento CN102432744, como matriz polimérica para dispersão de nanopartículas magnéticas (magnetita) com superfície modificada.[014] The Chinese patent document CN102898600 describes polymeric particles of chemical composition similar to that presented in the document CN102432744, as a polymeric matrix for the dispersion of magnetic nanoparticles (magnetite) with a modified surface.

[015] O documento patentário chinês CN104558260 descreve o processo de obtenção de partículas poliméricas a base de estireno, divinil benzeno e hidroxietil metacrilate para uso como suporte catalítico para aplicação em polimerização de olefinas. Já o documento japonês JPH02228558 descreve o processo de obtenção de resinas poliméricas para uso como adsorventes em cromatografia para separação/detecção de moléculas orgânicas. Esse documento cita o uso de poliestireno, poli(metacrilato de metila) e poli(álcool vinílico) como adsorventes associados a moléculas funcionais como glicidil metacrilato e etileno glicol dimetacrilato para detecção de ciclodextrina. Ainda, o documento patentário japonês JPS57163394 apresenta o método de síntese de polímero para imobilização da coenzima dinucleótido de nicotinamida e adenina (DNA), cuja composição química contempla os monômeros metacrilato de metila e acrílico ácido, polimerizados através de processo de polimerização em emulsão com iniciador hidrossolúvel persulfato de potássio.[015] The Chinese patent document CN104558260 describes the process of obtaining polymeric particles based on styrene, divinyl benzene and hydroxyethyl methacrylate for use as a catalytic support for application in the polymerization of olefins. The Japanese document JPH02228558 describes the process of obtaining polymeric resins for use as adsorbents in chromatography for the separation/detection of organic molecules. This document cites the use of polystyrene, poly(methyl methacrylate) and poly(vinyl alcohol) as adsorbents associated with functional molecules such as glycidyl methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate for cyclodextrin detection. Furthermore, Japanese patent document JPS57163394 presents the polymer synthesis method for immobilizing the dinucleotide coenzyme of nicotinamide and adenine (DNA), whose chemical composition includes methyl methacrylate and acid acrylic monomers, polymerized through an emulsion polymerization process with initiator water-soluble potassium persulfate.

[016] Ademais, o documento estadunidense US4789692 descreve o processo de biocidas sólidos baseados em poli(etileno-co-ácido acrílico), poliestireno, polipropileno, elvaloy e poli(cloreto de vinila)/poli(álcool vinílico) contendo o biocida 10,10'- oxibisfenoxarsina (OBPA). Já o documento patentário USOO5976527 descreve o processo de obtenção de látex contendo nanopartículas poliméricas contendo como monômeros, metacrilato de metila, metacrilato de isobutila, etileno glicol dimetacrilato e metacrilamida, polimerizados com o auxílio do iniciador 4,4'-azobis-(4-ácido cianovalérico) e lauril sulfato de sódio com tensioativo no processo de polimerização em emulsão.[016] In addition, the US document US4789692 describes the process of solid biocides based on poly(ethylene-co-acrylic acid), polystyrene, polypropylene, elvaloy and poly(vinyl chloride)/poly(vinyl alcohol) containing the biocide 10, 10'-oxybisphenoxarsine (OBPA). The patent document USOO5976527 describes the process for obtaining latex containing polymeric nanoparticles containing, as monomers, methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate and methacrylamide, polymerized with the aid of the initiator 4,4'-azobis-(4-acid cyanovaleric) and sodium lauryl sulfate with surfactant in the emulsion polymerization process.

[017] A presente tecnologia difere-se das tecnologias supracitadas por combinar processos de polimerização a estratégias de operação específicas (temperatura, pressão, concentrações de espécies químicas, processos de polimerização) que combinadas aos monômeros vinílicos metacrilato de metila e pivalato de vinila e metacrilato de glicidila, aliados ao monômero multifuncional dimetacrilato de etilenoglicol com a função de favorecer ligações cruzadas, permite obter sob medida micropartículas poliméricas porosas com propriedades físico-químicas, térmicas e estruturais adequadas para aplicação como suporte de enzimas.[017] The present technology differs from the aforementioned technologies by combining polymerization processes to specific operating strategies (temperature, pressure, concentrations of chemical species, polymerization processes) that combined with vinyl monomers methyl methacrylate and vinyl pivalate and methacrylate of glycidyl, combined with the multifunctional monomer ethylene glycol dimethacrylate with the function of favoring cross-links, allows to obtain custom-made porous polymeric microparticles with physicochemical, thermal and structural properties suitable for application as support for enzymes.

[018] A escolha dos monômeros descritos na presente invenção é fundamentada em suas características físicoquímicas que permitem obter suportes poliméricos com características químicas e estruturais desejadas, destacando-se: i) resistência química e mecânica; ii) estabilidade térmica do suporte pela inserção de moléculas de metacrilato de metila; iii) efeito estérico devido à inserção de moléculas de pivalato de vinila; iv) a imobilização por ligação covalente é favorecida pelos grupos epóxidos presentes na estrutura do metacrilato de glicidila; v) o agente de ligação cruzada permite a obtenção de micropartículas porosas e resistentes à ação de solventes.[018] The choice of the monomers described in this invention is based on their physicochemical characteristics that allow obtaining polymeric supports with desired chemical and structural characteristics, highlighting: i) chemical and mechanical resistance; ii) thermal stability of the support by the insertion of methyl methacrylate molecules; iii) steric effect due to insertion of vinyl pivalate molecules; iv) immobilization by covalent bonding is favored by the epoxide groups present in the glycidyl methacrylate structure; v) the cross-linking agent allows obtaining porous microparticles resistant to the action of solvents.

[019] Diante do exposto, o Estado da Técnica não prevê ou sugere o desenvolvimento de micropartículas poliméricas obtidas via polimerização em suspensão, com controle de tamanho e porosidade, a partir de monômeros vinílicos, para uso como suporte na imobilização de enzimas para reações de transesterificação de óleos vegetais.[019] In view of the above, the State of the Art does not foresee or suggest the development of polymeric microparticles obtained via suspension polymerization, with size and porosity control, from vinyl monomers, for use as support in the immobilization of enzymes for reactions of transesterification of vegetable oils.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

[020] A presente invenção refere-se a materiais poliméricos microparticulados de morfologia esférica, obtidos a partir dos monômeros vinílicos metacrilato de metila, metacrilato de glicidila, pivalato de vinila na presença ou ausência de dimetacrilato de etilenoglicol.[020] The present invention relates to microparticulate polymeric materials of spherical morphology, obtained from the vinyl monomers methyl methacrylate, glycidyl methacrylate, vinyl pivalate in the presence or absence of ethylene glycol dimethacrylate.

[021] O processo de síntese das micropartículas esféricas de terpolímeros refere-se à reação de polimerização contendo a fase monomérica dispersa na fase aquosa, um iniciador de polimerização organossolúvel, na presença ou na ausência de agente de reticulação.[021] The synthesis process of spherical microparticles of terpolymers refers to the polymerization reaction containing the monomeric phase dispersed in the aqueous phase, an organ-soluble polymerization initiator, in the presence or absence of crosslinking agent.

[022] O método de polimerização adotado para a síntese da presente invenção é a polimerização em suspensão. Este sistema é caracterizado pela presença de uma fase aquosa contínua na presença de um agente de suspensão e uma fase orgânica contendo os monômeros e o iniciador, que é solúvel em pelo menos um dos monômeros. Em alguns materiais, também é adicionado à fase orgânica um agente porogênico ou um agente de expansão (solventes orgânicos, como: tolueno, npentano, n-hexano e n-heptano) com o objetivo de formação de microesferas poliméricas porosas na presença ou não do agente de ligação cruzada (dimetacrilato de etilenoglicol).[022] The polymerization method adopted for the synthesis of the present invention is suspension polymerization. This system is characterized by the presence of a continuous aqueous phase in the presence of a suspending agent and an organic phase containing the monomers and the initiator, which is soluble in at least one of the monomers. In some materials, a porogenic agent or an expanding agent is also added to the organic phase (organic solvents, such as: toluene, npentane, n-hexane and n-heptane) with the objective of forming porous polymeric microspheres in the presence or not of cross-linking agent (ethylene glycol dimethacrylate).

[023] O monômero pivalato de vinila é empregado com a finalidade de organizar a estrutura tridimensional da cadeia polimérica para evitar possíveis mudanças conformacionais. O monômero metacrilato de metila é inserido à cadeia polimérica com o objetivo de aumentar a resistência química e mecânica e estabilidade térmica.[023] The vinyl pivalate monomer is used in order to organize the three-dimensional structure of the polymer chain to avoid possible conformational changes. Methyl methacrylate monomer is inserted into the polymer chain in order to increase chemical and mechanical resistance and thermal stability.

[024] A utilização do metacrilato de glicidila na polimerização promove a inserção de grupos epóxido na estrutura polimérica final, o que favorece a imobilização por ligação covalente. Os grupos epóxidos reagem com os grupos amina presentes nas enzimas, o que promove a aberta do anel oxirano e leva à formação de um aminoálcool.[024] The use of glycidyl methacrylate in polymerization promotes the insertion of epoxide groups in the final polymeric structure, which favors immobilization by covalent bonding. The epoxide groups react with the amine groups present in the enzymes, which promotes the opening of the oxirane ring and leads to the formation of an amino alcohol.

[025] A presente invenção se destaca por apresentar morfologia esférica controlada e ainda pela possibilidade de formação de superfícies porosas, o que aumenta a área superficial do material a ser utilizado como suporte para imobilização de enzimas, visando posterior aplicação em reações de transesterificação de óleos vegetais. Essa característica se torna atrativa no ponto de vista de aplicação como suportes, visto que mesmo com a presença de grupos epóxido, que favorecem a imobilização de enzimas por ligação covalente, o material também apresenta características hidrofóbicas, possibilitando a imobilização por adsorção física.[025] The present invention stands out for presenting controlled spherical morphology and also for the possibility of formation of porous surfaces, which increases the surface area of the material to be used as support for enzyme immobilization, with a view to subsequent application in oil transesterification reactions vegetables. This characteristic becomes attractive from the standpoint of application as supports, since even with the presence of epoxide groups, which favor the immobilization of enzymes by covalent bonding, the material also presents hydrophobic characteristics, enabling immobilization by physical adsorption.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[026] A presente invenção pode ser melhor compreendida com base nas Figuras 1 a 3, cujas descrições estão apresentadas abaixo:[026] The present invention can be better understood based on Figures 1 to 3, whose descriptions are presented below:

[027] A Figura 1 apresenta uma imagem de microscopia eletrônica de varredura que mostra a morfologia das micropartículas esféricas do material.[027] Figure 1 presents a scanning electron microscopy image that shows the morphology of the spherical microparticles of the material.

[028] A Figura 2 apresenta uma imagem de microscopia eletrônica de varredura que mostra a superfície porosa de uma micropartícula.[028] Figure 2 presents a scanning electron microscopy image that shows the porous surface of a microparticle.

[029] A Figura 3 mostra a cinética de imobilização da lipase nos materiais poliméricos.[029] Figure 3 shows the kinetics of lipase immobilization in polymeric materials.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[030] A presente invenção refere-se a micropartículas de um terpolímero obtidas a partir dos monômeros vinílicos metacrilato de metila, metacrilato de glicidila, pivalato de vinila na presença ou não de dimetacrilato de etilenoglicol, usadas como suporte para obtenção de micropartículas de terpolímero que contêm em sua superfície e/ou em seus poros enzimas imobilizadas.[030] The present invention relates to microparticles of a terpolymer obtained from vinyl monomers methyl methacrylate, glycidyl methacrylate, vinyl pivalate in the presence or not of ethylene glycol dimethacrylate, used as support to obtain terpolymer microparticles that contain immobilized enzymes on their surface and/or in their pores.

[031] Uma das possibilidades da presente invenção é a obtenção de um material polimérico que apresenta como diferencial a morfologia esférica microparticulada, conforme é observada na imagem de microscopia eletrônica de varredura na Figura 1. Essa característica permite que esse material seja utilizado como suporte para imobilização de enzimas e também possibilita a sua fácil separação do meio reacional, passível de reutilização. Além disso, o material possui característica inerte, o que o torna adequado à aplicação como suporte de enzimas. Ainda, a partir da síntese do material polimérico baseada na técnica de reticulação ou expansão, existe a possibilidade de obtenção de um material poroso, que possui uma área superficial maior quando comparada a materiais não porosos. Assim, possibilita uma maior retenção de enzimas no material, tornando-o um atrativo para tal aplicação.[031] One of the possibilities of the present invention is to obtain a polymeric material that presents as a differential the microparticulate spherical morphology, as seen in the scanning electron microscopy image in Figure 1. This characteristic allows this material to be used as support for enzyme immobilization and also allows its easy separation from the reaction medium, which can be reused. In addition, the material has an inert characteristic, which makes it suitable for application as an enzyme support. Still, from the synthesis of polymeric material based on the technique of crosslinking or expansion, there is the possibility of obtaining a porous material, which has a larger surface area when compared to non-porous materials. Thus, it allows for greater retention of enzymes in the material, making it attractive for such application.

[032] De forma geral, a síntese das partículas poliméricas via polimerização em suspensão ocorre de acordo com as seguintes etapas:

• A. Dissolução de um ou mais surfactantes (protetores coloidais) em água;
• B. Aquecimento, sob agitação, da solução aquosa obtida na etapa A;
• C. Dissolução do iniciador radicalar em um dos monômeros ou em um dos solventes orgânicos a serem utilizados na reação de polimerização;
• D. Dispersão dos monômeros e dos solventes orgânicos na solução obtida na etapa B sob aquecimento e agitação;
• E. Agitação da mistura reacional obtida na etapa D em modo isotérmico e atmosfera inerte não oxidativa ou na ausência de inertes;
• F. Filtração a vácuo e lavagem do material microparticulado com solução aquosa, seguida de solução contendo inibidor de polimerização;
• G. Secagem do material polimérico final.

[032] In general, the synthesis of polymeric particles via suspension polymerization occurs according to the following steps:

• A. Dissolving one or more surfactants (colloidal protectants) in water;
• B. Heating, with stirring, of the aqueous solution obtained in step A;
• C. Dissolving the radical initiator in one of the monomers or in one of the organic solvents to be used in the polymerization reaction;
• D. Dispersion of monomers and organic solvents in the solution obtained in step B under heating and stirring;
• E. Stirring of the reaction mixture obtained in step D in isothermal mode and inert non-oxidative atmosphere or in the absence of inerts;
• F. Vacuum filtration and washing of the microparticulate material with an aqueous solution, followed by a solution containing a polymerization inhibitor;
• G. Drying of the final polymeric material.

[033] Na etapa A, a concentração de surfactante utilizada apresenta-se na faixa entre 0,5 e 30,0 g/L, sendo preferencialmente 6,0 g/L e os surfactantes utilizados estão entre sais de sódio, de amônia e de potássio, poli(álcool vinílico), metil e etil celulose, alginatos, caseína, amidos, gomas, gelatina, poliéter glicol, poli(vinil pirrolidona), derivados de hidroxi-celulose, albumina, poli(ácido acrílico), poli(acrilato de sódio), copolímeros de estireno e anidrido maleico, sais de compostos orgânicos alifáticos, entre outros, além de misturas entre estes, sendo preferencialmente o poli(álcool vinílico).[033] In step A, the concentration of surfactant used is in the range between 0.5 and 30.0 g / L, preferably 6.0 g / L and the surfactants used are between sodium salts, ammonia and potassium, poly(vinyl alcohol), methyl and ethyl cellulose, alginates, casein, starches, gums, gelatin, polyether glycol, poly(vinyl pyrrolidone), hydroxy-cellulose derivatives, albumin, poly(acrylic acid), poly(acrylate of sodium), copolymers of styrene and maleic anhydride, salts of aliphatic organic compounds, among others, in addition to mixtures between them, preferably poly(vinyl alcohol).

[034] Na etapa B, a temperatura utilizada compreende a faixa de 25 °C a 120 °C, preferencialmente 80 °C, sob agitação magnética ou mecânica, com velocidade na faixa de 50 a 2200 rpm, sendo preferencialmente 850 rpm, e o sistema é mantido em refluxo a pressão atmosférica ou pressurizado, durante um tempo pré-determinado variando entre 10 minutos e 2 horas, sendo preferencialmente 30 minutos.[034] In step B, the temperature used comprises the range of 25 °C to 120 °C, preferably 80 °C, under magnetic or mechanical stirring, with speed in the range of 50 to 2200 rpm, preferably 850 rpm, and the system is maintained at reflux at atmospheric pressure or pressurized, for a predetermined time varying between 10 minutes and 2 hours, preferably 30 minutes.

[035] Na etapa C, a concentração de iniciador encontrase na faixa entre 1,0 e 30,0 g/L, sendo preferencialmente 12,7 g/L. Nesta etapa podem ser utilizados como iniciadores peróxidos e azo-compostos, sensíveis a ação de calor, luz ou radiação, entre eles, peróxido de benzoíla, peroxi benzoato de terc-butila, peroxicarbonato de diisopropila, peróxido de lauroíla, peróxido de decanoíla, azo(bis)isobutironitrila, azobis(dimetil-valetronitrila), peróxido de acetila, peroxibenzoato de terc-butila, sendo preferencialmente o peróxido de benzoíla, sendo possível também a utilização combinada de iniciadores.[035] In step C, the concentration of initiator is in the range between 1.0 and 30.0 g/L, preferably 12.7 g/L. In this step, peroxides and azo-compounds, sensitive to the action of heat, light or radiation, can be used as initiators, including benzoyl peroxide, tert-butyl peroxy benzoate, diisopropyl peroxycarbonate, lauroyl peroxide, decanoyl peroxide, azo (bis)isobutyronitrile, azobis(dimethyl-valetronitrile), acetyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, preferably benzoyl peroxide, the combined use of initiators being also possible.

[036] Na etapa D, os monômeros vinílicos utilizados podem ser selecionados, para conferir características físico-químicas e estruturais moduláveis, entre metacrilato de metila, pivalato de vinila, metacrilato de glicidila, acetato de vinila, acrilato de butila, ácido acrílico e seus derivados, ácido metacrílico e seus derivados, acrilato de etila, acrilonitrila, óleos vegetais acrilados e metacrilatos, ácidos graxos acrilados e metacrilatos derivados de óleos vegetais, ésteres de cadeia longa derivados de óleos vegetais funcionalizados com grupos acrilatos ou metacrilatos, sendo preferencialmente o metacrilato de metila, pivalato de vinila, metacrilato de glicidila.[036] In step D, the vinyl monomers used can be selected, to give physicochemical and modular structural characteristics, among methyl methacrylate, vinyl pivalate, glycidyl methacrylate, vinyl acetate, butyl acrylate, acrylic acid and its derivatives, methacrylic acid and its derivatives, ethyl acrylate, acrylonitrile, acrylated vegetable oils and methacrylates, acrylated fatty acids and methacrylates derived from vegetable oils, long chain esters derived from vegetable oils functionalized with acrylate or methacrylate groups, preferably methacrylate methyl, vinyl pivalate, glycidyl methacrylate.

[037] Na etapa D, fração da fase orgânica em relação à fase aquosa adotada na presente invenção está entre 5 e 60%, sendo preferencialmente 30%.[037] In step D, fraction of the organic phase in relation to the aqueous phase adopted in the present invention is between 5 and 60%, preferably 30%.

[038] Ainda na etapa D, os monômeros multifuncionais que atuam como agentes de ligação cruzada estão entre o dimetacrilato de etilenoglicol, divinilbenzeno e 1,4-bis(4- vinil fenoxi)butano, sendo preferencialmente o dimetacrilato de etilenoglicol.[038] Still in step D, the multifunctional monomers that act as cross-linking agents are between ethylene glycol dimethacrylate, divinylbenzene and 1,4-bis(4-vinyl phenoxy)butane, preferably being ethylene glycol dimethacrylate.

[039] Os solventes orgânicos (agentes porogênicos e/ou de expansão) na etapa D estão compreendidos entre pentano, hexano, heptano, octano, nonano, tolueno, benzeno, entre outros, sendo possível uma combinação entre eles, sendo preferencialmente o tolueno.[039] Organic solvents (porogenic and/or expansion agents) in step D are comprised between pentane, hexane, heptane, octane, nonane, toluene, benzene, among others, being possible a combination between them, preferably toluene.

[040] A etapa E consiste na reação de polimerização em suspensão para a síntese de micropartículas de terpolímeros. A reação ocorre em modo isotérmico que compreende a faixa de temperatura entre 30 e 100 °C, sendo preferencialmente a 85 °C, em tempos reacionais de polimerização variando entre 5 e 400 minutos, sendo preferencialmente 360 minutos. A agitação é mantida na faixa de 50 a 2200 rpm, preferencialmente a 850 rpm.[040] Step E consists of the suspension polymerization reaction for the synthesis of terpolymer microparticles. The reaction takes place in an isothermal mode comprising a temperature range between 30 and 100 °C, preferably at 85 °C, with polymerization reaction times ranging between 5 and 400 minutes, preferably 360 minutes. Agitation is maintained in the range of 50 to 2200 rpm, preferably at 850 rpm.

[041] Na etapa E, o processo pode ser conduzido na presença de vapores reacionais ou em atmosfera gasosa inerte, como gases como o nitrogênio e/ou o argônio, além de solventes orgânicos, que atuam como agente porogênico e/ou de expansão para a formação de micropartículas porosas, tais como pentano, hexano, heptano, octano, nonano, tolueno, benzeno, sendo preferencialmente o tolueno.[041] In step E, the process can be conducted in the presence of reaction vapors or in an inert gaseous atmosphere, such as gases such as nitrogen and/or argon, in addition to organic solvents, which act as a porogenic and/or expansion agent for the formation of porous microparticles, such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, toluene, benzene, preferably toluene.

[042] O aquecimento da mistura, descrito nas etapas B, D e E, compreende o uso de um banho térmico de água, óleo ou quaisquer fluidos de aquecimento, líquidos, gasosos ou misturas líquido/gás, além de mantas de aquecimento ou resistências elétricas sob as condições de temperatura e tempos reacionais citados. O processo de solubilização e/ou dispersão da fase orgânica na fase aquosa pode ser conduzido em sistemas acoplados a condensadores de refluxo ou em sistemas pressurizados, sob agitação magnética ou mecânica.[042] The heating of the mixture, described in steps B, D and E, comprises the use of a thermal bath of water, oil or any heating fluids, liquids, gases or liquid/gas mixtures, in addition to heating blankets or resistances under the conditions of temperature and reaction times mentioned. The process of solubilization and/or dispersion of the organic phase in the aqueous phase can be carried out in systems coupled to reflux condensers or in pressurized systems, under magnetic or mechanical stirring.

[043] Na etapa F, o polímero microparticulado é filtrado a vácuo e lavado com água pura ou uma solução aquosa de surfactantes para eliminação de quaisquer quantidades de monômero residual. Uma segunda lavagem é feita com uma solução aquosa de inibidor de polimerização, recémpreparada, para inibir uma polimerização posterior.[043] In step F, the microparticulate polymer is vacuum filtered and washed with pure water or an aqueous solution of surfactants to eliminate any amounts of residual monomer. A second wash is done with a freshly prepared aqueous polymerization inhibitor solution to inhibit further polymerization.

[044] Na etapa F, a solução aquosa de surfactantes pode ser preparada a partir de surfactantes iônicos, não-iônicos e zwitteriônicos, tais como dodecil sulfato de sódio, betaína de alquilsulfonatos, cloreto de dialquil-dimetilamônio, cloreto de dodecil amônio, brometo de deciltrimetil-amônio, tetradecil sulfato de sódio, decanoato de sódio, p-dodecil benzeno sulfonato de sódio, sais de compostos orgânicos alifáticos, além de misturas entre estes protetores coloidais, sendo preferencialmente o dodecil sulfato de sódio. O inibidor de polimerização usado está entre hidroquinona (1,4-dihidroxibenzeno), 4-tercbutil catecol, di-terc-butil metil fenol, monometil eter hidroquinona, entre outros, sendo preferencialmente a hidroquinona (1,4- dihidroxibenzeno).[044] In step F, the aqueous solution of surfactants can be prepared from ionic, non-ionic and zwitterionic surfactants, such as sodium dodecyl sulfate, alkylsulfonate betaine, dialkyl-dimethylammonium chloride, dodecyl ammonium chloride, bromide of decyltrimethyl-ammonium, sodium tetradecyl sulfate, sodium decanoate, sodium p-dodecyl benzene sulfonate, salts of aliphatic organic compounds, in addition to mixtures between these colloidal protectors, preferably sodium dodecyl sulfate. The polymerization inhibitor used is among hydroquinone (1,4-dihydroxybenzene), 4-tert-butyl catechol, di-tert-butyl methyl phenol, monomethyl ether hydroquinone, among others, preferably hydroquinone (1,4-dihydroxybenzene).

[045] A etapa G consiste na eliminação de eventuais espécies voláteis presentes na fase amorfa do material. Nesta etapa a secagem do sólido obtido da etapa F compreende o uso de dispositivos que promovem a mudança de fase dos componentes voláteis tais como estufa de recirculação de ar, estufas, bombas de vácuo, rotaevaporador, aquecimento em mantas e chapas térmicas, sendo secas preferencialmente em estufas de recirculação de ar em um intervalo de temperatura de 40 °C a 130 °C, sendo preferencialmente realizada a 50 °C.[045] Step G consists of the elimination of any volatile species present in the amorphous phase of the material. In this step, the drying of the solid obtained from step F comprises the use of devices that promote the phase change of volatile components such as air recirculation oven, ovens, vacuum pumps, rotaevaporator, heating in blankets and thermal plates, being preferably dried in recirculating air ovens in a temperature range from 40 °C to 130 °C, preferably at 50 °C.

[046] O modus operandi representado na presente invenção não limita o escopo da mesma. Por exemplo, as concentrações dos surfactantes e a agitação das misturas podem ser moduladas (individualmente ou combinadas) para controlar o tamanho médio da partícula e a distribuição de tamanho de partícula. De forma similar, a geometria do impelidor (pás de agitação) também pode ser das mais variadas, de forma, que o controle de tamanho de partícula e de sua distribuição de tamanho também pode ser efetuada pela seleção do impelidor com diferentes geometrias, usados individualmente ou em combinação de geometrias distintas.[046] The modus operandi represented in the present invention does not limit the scope of the same. For example, the concentrations of surfactants and the agitation of mixtures can be modulated (individually or in combination) to control the average particle size and particle size distribution. Similarly, the geometry of the impeller (stirring blades) can also be of the most varied, so that the control of particle size and its size distribution can also be carried out by selecting the impeller with different geometries, used individually. or in combination of different geometries.

[047] De forma análoga, as reações de polimerização podem também ser conduzidas em modo de operação batelada, semi-batelada ou contínuo, sendo que não existe limitação para ordem de adição das espécies que constituem a mistura reacional, podendo ser adicionados individualmente ou na forma de misturas. O tamanho, a geometria e o tipo de material utilizado para confecção dos vasos de reações também não caracterizam uma limitação do escopo da presente invenção. Desta forma, o uso de um reator de vidro com capacidade de 250 mL ou de um reator de alta pressão de operação em aço de 900 mL para teste em escala de bancada, destinados ‘a produção de quantidades reduzidas de material, não limita o escopo da presente invenção. Outros sistemas com diferentes configurações podem ser empregados, tais como, reatores de volumes variados (em menor ou maior escala em relação ao descrito na presente invenção), confeccionados em vidro, em aço, ou outras ligas metálicas, encamisados, equipados de trocadores internos e condensadores externos, etc.[047] Similarly, the polymerization reactions can also be conducted in batch, semi-batch or continuous mode of operation, and there is no limitation for the order of addition of the species that make up the reaction mixture, and they can be added individually or in the form of mixtures. The size, geometry and type of material used for making the reaction vessels also do not characterize a limitation of the scope of the present invention. Thus, the use of a glass reactor with a capacity of 250 mL or a 900 mL high pressure steel operating reactor for bench scale testing, intended for the production of reduced quantities of material, does not limit the scope of the present invention. Other systems with different configurations can be used, such as reactors of varying volumes (in a smaller or larger scale compared to that described in the present invention), made of glass, steel, or other metallic alloys, jacketed, equipped with internal exchangers and external capacitors, etc.

[048] Outra modalidade da invenção consiste no uso das partículas terpoliméricas para imobilização de lipases para aplicação como catalisadores heterogêneos em reação de transesterificação do óleo de soja.[048] Another modality of the invention is the use of terpolymeric particles for immobilization of lipases for application as heterogeneous catalysts in soybean oil transesterification reaction.

[049] A imobilização de enzimas na superfície e/ou poros das micropartículas de terpolímeros, de forma geral, ocorre em duas etapas, a primeira de imobilização por adsorção física em que uma solução enzimática é preparada, em tampão de pH 7, e em seguida as micropartículas são adicionadas sob agitação, e a segunda por imobilização covalente em que o sólido obtido na etapa anterior é adicionado a um tampão de glicina de pH 10 e mantido sob agitação e temperatura controlada. O processo de imobilização de enzimas faz parte do estado da técnica e é melhor descrito no Exemplo 5.[049] The immobilization of enzymes on the surface and/or pores of terpolymer microparticles, in general, occurs in two steps, the first of immobilization by physical adsorption in which an enzyme solution is prepared, in a pH 7 buffer, and in then the microparticles are added under stirring, and the second by covalent immobilization in which the solid obtained in the previous step is added to a pH 10 glycine buffer and kept under stirring and at a controlled temperature. The enzyme immobilization process is state of the art and is best described in Example 5.

EXEMPLOSEXAMPLES

[050] Os exemplos descritos a seguir têm por finalidade mostrar com mais detalhes alguns exemplos da presente invenção. É importante enfatizar que esta invenção não se limita aos exemplos descritos a seguir, podendo ser utilizada não somente nas aplicações descritas, mas também em quaisquer variações equivalentes.[050] The examples described below are intended to show in more detail some examples of the present invention. It is important to emphasize that this invention is not limited to the examples described below, it can be used not only in the applications described, but also in any equivalent variations.

EXEMPLO 1: SÍNTESE DE MICROPARTÍCULAS DOS POLÍMEROS VIA POLIMERIZAÇÃO EM SUSPENSÃOEXAMPLE 1: SYNTHESIS OF POLYMER MICROPARTICLES VIA SUSPENSION POLYMERIZATION

[051] As reações de polimerização são conduzidas em um reator de borossilicato encamisado, cujo volume é de 250 mL. Ao reator, é adicionado 17,5 mL de água destilada e 99,2 mL da solução de poli(álcool vinílico) 6 g/L. As reações de polimerização são conduzidas utilizando uma fração mássica composta por 70% de fase aquosa e 30% de fase orgânica.[051] The polymerization reactions are conducted in a jacketed borosilicate reactor, whose volume is 250 mL. To the reactor, 17.5 ml of distilled water and 99.2 ml of the 6 g/L poly(vinyl alcohol) solution are added. The polymerization reactions are carried out using a mass fraction composed of 70% aqueous phase and 30% organic phase.

[052] Em seguida, o meio reacional é aquecido a 85 °C sob agitação mecânica a 850 rpm. Quando o meio reacional atinge a temperatura almejada, são adicionados os monômeros em quantidade variáveis, sendo o metacrilato de metila (MMA) na faixa de 25 a 35 g, o metacrilato de glicidila (GMA) na faixa de 5 a 15 g e o pivalato de vinila (PVi) sempre constante a 10 g e também 2,5 g de tolueno, de acordo com a Tabela 1 a seguir. A mistura reacional é mantida sob aquecimento e agitação por um tempo reacional variável de 240 e 300 minutos. Logo após, o material polimérico obtido é lavado com soluções de hidroquinona 2 g/L e de dodecilsulfato de sódio 2 g/L e, por fim, filtrado e secado em estufa a 50 °C durante 24 horas.

[052] Then, the reaction medium is heated to 85 °C under mechanical agitation at 850 rpm. When the reaction medium reaches the desired temperature, the monomers are added in variable amounts, with methyl methacrylate (MMA) in the range of 25 to 35 g, glycidyl methacrylate (GMA) in the range of 5 to 15 g and vinyl pivalate (PVi) always constant at 10 g and also 2.5 g of toluene, according to Table 1 below. The reaction mixture is kept under heating and stirring for a variable reaction time of 240 and 300 minutes. Afterwards, the polymeric material obtained is washed with 2 g/L hydroquinone and 2 g/L sodium dodecyl sulfate solutions and, finally, filtered and dried in an oven at 50 °C for 24 hours.

EXEMPLO 2: SÍNTESE DE MICROPARTÍCULAS POROSAS DOS POLÍMEROS VIA POLIMERIZAÇÃO EM SUSPENSÃO A PARTIR DA TÉCNICA DE EXPANSÃOEXAMPLE 2: SYNTHESIS OF POROUS MICROPARTICLES OF POLYMERS VIA SUSPENSION POLYMERIZATION FROM THE EXPANSION TECHNIQUE

[053] As reações de polimerização são conduzidas em um reator de pressurizado com capacidade de 900 mL. O reator pressurizado é utilizado com o objetivo de obter partículas porosas a partir da técnica de expansão. Esta técnica consiste em utilizar um sistema fechado e pressurizado para que o solvente, presente no meio reacional, sofra vaporização quando o reator é despressurizado, deixando assim espaços vazios nas partículas.[053] The polymerization reactions are conducted in a pressurized reactor with a capacity of 900 mL. The pressurized reactor is used in order to obtain porous particles from the expansion technique. This technique consists of using a closed and pressurized system so that the solvent, present in the reaction medium, undergoes vaporization when the reactor is depressurized, thus leaving empty spaces in the particles.

[054] Ao reator, são adicionados todos os reagentes em batelada. Dentre eles, 56,7 mL de água destilada e 60 mL da solução de poli(álcool vinílico) 10 g/L. Os monômeros são adicionados ao reator em quantidades variáveis, sendo o metacrilato de metila (MMA) na faixa de 25 a 35 g, o metacrilato me glicidila (GMA) na faixa de 5 a 15 g e o pivalato de vinila (PVi) sempre constante a 10 g. Como agentes de expansão, são utilizados n-pentano, n-hexano e n-heptano, sempre constante a 1 g, de acordo com a Tabela 2 a seguir. As reações de polimerização são conduzidas utilizando uma fração mássica composta por 70% de fase aquosa e 30% de fase orgânica.[054] To the reactor, all reagents are added in batch. Among them, 56.7 mL of distilled water and 60 mL of a 10 g/L poly(vinyl alcohol) solution. The monomers are added to the reactor in variable amounts, with methyl methacrylate (MMA) in the range of 25 to 35 g, glycidyl methacrylate (GMA) in the range of 5 to 15 g and vinyl pivalate (PVi) always constant at 10 g. As blowing agents, n-pentane, n-hexane and n-heptane are used, always constant at 1 g, according to Table 2 below. The polymerization reactions are carried out using a mass fraction composed of 70% aqueous phase and 30% organic phase.

[055] Em seguida, o meio reacional é aquecido a uma rampa de temperatura, sendo 85 °C por 170 minutos e 120 °C durante 60 minutos, sob agitação mecânica a 1200 rpm. A mistura reacional é mantida sob aquecimento e agitação por um tempo reacional variável de 230 minutos. Em seguida, o material polimérico obtido é lavado com soluções de hidroquinona 2 g/L e de dodecilsulfato de sódio 2 g/L e, por fim, filtrado e secado em estufa a 50 °C durante 24 horas.

[055] Then, the reaction medium is heated at a temperature ramp, being 85 °C for 170 minutes and 120 °C for 60 minutes, under mechanical agitation at 1200 rpm. The reaction mixture is kept under heating and stirring for a variable reaction time of 230 minutes. Then, the polymer material obtained is washed with 2 g/L hydroquinone and 2 g/L sodium dodecyl sulfate solutions and, finally, filtered and dried in an oven at 50°C for 24 hours.

EXEMPLO 3: SÍNTESE DE MICROPARTÍCULAS POROSAS DOS POLÍMEROS VIA POLIMERIZAÇÃO EM SUSPENSÃO A PARTIR DA TÉCNICA DE RETICULAÇÃOEXAMPLE 3: SYNTHESIS OF POROUS MICROPARTICLES OF POLYMERS VIA SUSPENSION POLYMERIZATION FROM THE SCREENING TECHNIQUE

[056] Para a síntese de partículas porosas, é utilizada a técnica de reticulação, que consiste em utilizar um sistema reacional composto por agentes porogênicos (solventes orgânicos) na presença de um monômero multifuncional, que atua como agente de ligação cruzada. O agente porogênico utilizado deve possuir alto poder solvatante para garantir que a separação entre as fases do polímero a ser formado e do agente porogênico ocorra em altos graus de polimerização, ou seja, quando o polímero já se encontra rígido. Isto garante que o local preenchido pelo solvente se torne vazio quando ele é eliminado, assim, o agente porogênico atua como um molde para a formação de poros.[056] For the synthesis of porous particles, the crosslinking technique is used, which consists of using a reaction system composed of porogenic agents (organic solvents) in the presence of a multifunctional monomer, which acts as a cross-linking agent. The porogenic agent used must have high solvating power to ensure that the separation between the phases of the polymer to be formed and the porogenic agent occurs at high degrees of polymerization, that is, when the polymer is already rigid. This ensures that the place filled by the solvent becomes empty when it is eliminated, thus the porogenic agent acts as a mold for the formation of pores.

[057] As reações de polimerização são conduzidas em um reator de borossilicato encamisado, cujo volume é de 250 mL. Ao reator, são adicionados 44 mL de água destilada e 53 mL da solução de poli(álcool vinílico) 10 g/L. As reações de polimerização são conduzidas utilizando uma fração mássica composta por 70% de fase aquosa e 30% de fase orgânica.[057] The polymerization reactions are conducted in a jacketed borosilicate reactor, whose volume is 250 mL. To the reactor, 44 ml of distilled water and 53 ml of a 10 g/L poly(vinyl alcohol) solution are added. The polymerization reactions are carried out using a mass fraction composed of 70% aqueous phase and 30% organic phase.

[058] Em seguida, o meio reacional é aquecido a 85 °C sob agitação mecânica a 850 rpm. Quando o meio reacional atinge a temperatura almejada, são adicionados os monômeros em quantidades fixas, sendo 7 g de metacrilato de metila (MMA), 1 g de metacrilato de glicidila (GMA), 2 g de pivalato de vinila (PVi) e o monômero multifuncional dimetacrilato de etilenoglicol (EGDMA), utilizado como agente de ligação cruzada, em duas diferentes quantidades: 2,75 g e 5,5 g. Os agentes porogênicos, tolueno e heptano, também são adicionados ao meio reacional, sendo utilizadas diferentes quantidades e misturas entre eles, assim como diferentes massas que variam de 11,4 g a 22,8 g, de acordo com a Tabela 3. A mistura reacional é mantida sob aquecimento e agitação por 360 minutos, porém, a temperatura é aumentada para 90 °C faltando 1 hora para o término da reação, a fim de garantir a eliminação do solvente. Por fim, o material polimérico obtido é lavado com soluções de hidroquinona 2 g/L e de dodecilsulfato de sódio 2 g/L e, em seguida, filtrado e secado em estufa a 50 °C durante 24 horas.

[058] Then, the reaction medium is heated to 85 °C under mechanical agitation at 850 rpm. When the reaction medium reaches the desired temperature, the monomers are added in fixed amounts, being 7 g of methyl methacrylate (MMA), 1 g of glycidyl methacrylate (GMA), 2 g of vinyl pivalate (PVi) and the monomer multifunctional ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), used as a cross-linking agent, in two different amounts: 2.75 g and 5.5 g. The porogenic agents, toluene and heptane, are also added to the reaction medium, using different amounts and mixtures between them, as well as different masses ranging from 11.4 g to 22.8 g, according to Table 3. The reaction mixture it is kept under heating and stirring for 360 minutes, however, the temperature is increased to 90 °C with 1 hour before the end of the reaction, in order to guarantee the elimination of the solvent. Finally, the polymeric material obtained is washed with 2 g/L hydroquinone and 2 g/L sodium dodecyl sulfate solutions, then filtered and dried in an oven at 50 °C for 24 hours.

EXEMPLO 4: AVALIAÇÃO DA MORFOLOGIA DAS MICROPARTÍCULAS POLIMÉRICASEXAMPLE 4: EVALUATION OF POLYMER MICROPARTICLES MORPHOLOGY

[059] As partículas poliméricas apresentam morfologia esférica de tamanho micrométrico. As superfícies das partículas dependem dos agentes de expansão/porogênico e modo de operação empregados. A Figura 1 mostra a formação de prolongações da estrutura das partículas que apresentam superfícies lisas, com estreita distribuição de tamanho, na faixa entre 20 e 200 µm. Essa característica proporciona o aumento da área superficial do material polimérico, o que o torna atraente para aplicação como suporte para imobilização de enzimas. A Figura 2 exibe a formação de uma superfície porosa na micropartícula polimérica obtida através da técnica de reticulação. A formação de poros na superfície também aumenta, dessa forma, os materiais poliméricos supracitados apresentam características adequadas para serem aplicados como suportes para imobilização.[059] Polymeric particles have spherical morphology of micrometer size. Particle surfaces depend on the blowing/porogenic agents and mode of operation employed. Figure 1 shows the formation of extensions in the structure of particles that have smooth surfaces, with a narrow size distribution, in the range between 20 and 200 µm. This characteristic provides an increase in the surface area of the polymeric material, which makes it attractive for application as a support for enzyme immobilization. Figure 2 shows the formation of a porous surface on the polymeric microparticle obtained through the crosslinking technique. The formation of pores on the surface also increases, thus, the polymer materials mentioned above have characteristics suitable for being applied as supports for immobilization.

EXEMPLO 5: SUPORTE PARA IMOBILIZAÇÃO DE ENZIMAEXAMPLE 5: SUPPORT FOR ENZYME IMMOBILIZATION

[060] Este exemplo demonstra testes de aplicação dos materiais poliméricos como suportes para a imobilização da lipase de Burkholderia cepacia. O processo de imobilização é constituído por duas etapas. A primeira etapa refere-se à imobilização por adsorção física. Assim, primeiramente, prepara-se uma solução da lipase 1,2 mg de proteína/mL () em tampão fosfato de sódio pH 7, 50 mmol/L. A um erlenmeyer, adiciona-se 25 mL desta solução enzimática e 300 mg do material polimérico. Em seguida, os erlenmeyers são incubados a 25 °C sob agitação de 80 rpm durante 72 h. Em paralelo, nas mesmas condições do experimento, é feito um controle negativo (sem a adição do suporte), a fim de verificar alguma perda de atividade lipolítica durante o processo de imobilização. A imobilização é acompanhada pela determinação da atividade lipolítica residual das alíquotas retiradas (em t=0, 24, 48 e 72 h) do sobrenadante a partir da técnica de hidrólise do palmitato de p-nitrofenila (pNPP).[060] This example demonstrates tests of application of polymeric materials as supports for the immobilization of lipase from Burkholderia cepacia. The immobilization process consists of two steps. The first step refers to immobilization by physical adsorption. Thus, first, a 1.2 mg protein/mL () solution of lipase in sodium phosphate buffer pH 7, 50 mmol/L is prepared. 25 ml of this enzymatic solution and 300 mg of polymeric material are added to an erlenmeyer flask. Then, the erlenmeyers are incubated at 25°C under 80 rpm shaking for 72 h. In parallel, under the same conditions as the experiment, a negative control is performed (without the addition of support), in order to verify any loss of lipolytic activity during the immobilization process. The immobilization is followed by the determination of the residual lipolytic activity of the aliquots removed (at t=0, 24, 48 and 72 h) from the supernatant using the p-nitrophenyl palmitate (pNPP) hydrolysis technique.

[061] A segunda etapa do processo refere-se à imobilização por ligação covalente. Nesta etapa, primeiramente, prepara-se um tampão de glicina pH 10, 200 mmol/L. Em um erlenmeyer, é colocado 25 mL do tampão de pH 10 e o sólido proveniente da primeira etapa previamente filtrado (300 mg em base seca). Os erlenmeyers são colocados em agitador orbital a 80 rpm, 25°C durante 96 h. Em seguida, o sólido é removido da solução por filtração a vácuo e lavado severamente 6 vezes com água destilada para remover enzimas não imobilizadas covalentemente no suporte. Em seguida, os derivados são secos em dessecador a vácuo e armazenados em câmara fria a 4°C por 24 h, até serem utilizadas.[061] The second step of the process refers to immobilization by covalent bonding. In this step, first, a glycine buffer pH 10, 200 mmol/L is prepared. In an Erlenmeyer flask, 25 ml of pH 10 buffer are placed and the solid from the first stage is previously filtered (300 mg on dry basis). The erlenmeyers are placed on an orbital shaker at 80 rpm, 25°C for 96 h. Then, the solid is removed from the solution by vacuum filtration and severely washed 6 times with distilled water to remove enzymes not covalently immobilized on the support. Then, the derivatives are dried in a vacuum desiccator and stored in a cold room at 4°C for 24 h, until used.

[062] A Figura 3 mostra a cinética de imobilização da lipase de Burkholderia cepacia em suportes poliméricos, onde é possível observar a atividade residual enzimática no sobrenadante ao longo do processo de imobilização. O controle negativo mostra que a enzima permanece com a mesma atividade nos tempos 0 e 72 h, o que indica que o processo de imobilização não prejudica a capacidade catalítica da enzima. Assim, a queda da atividade residual enzimática observada no sobrenadante durante a imobilização é oriunda da retenção das enzimas pelo suporte, o que confirma a interação entre o material polimérico e a enzima. Na legenda da Figura 3, P1, P2 e P3 correspondem aos terpolímeros produzidos com 10, 20 e 30% de GMA, respectivamente, CN indica o controle negativo.[062] Figure 3 shows the immobilization kinetics of lipase from Burkholderia cepacia on polymeric supports, where it is possible to observe the residual enzyme activity in the supernatant throughout the immobilization process. The negative control shows that the enzyme remains with the same activity at times 0 and 72 h, which indicates that the immobilization process does not affect the enzyme's catalytic capacity. Thus, the drop in residual enzymatic activity observed in the supernatant during immobilization comes from the retention of enzymes by the support, which confirms the interaction between the polymeric material and the enzyme. In the legend of Figure 3, P1, P2 and P3 correspond to the terpolymers produced with 10, 20 and 30% of GMA, respectively, CN indicates the negative control.

[063] Outra evidência de interação entre a lipase da B. cepacia e o material polimérico pode ser confirmada a partir dos rendimentos de imobilização, apresentados na Tabela 4. Estes são calculados a partir das atividades inicial e final obtidas na imobilização. A atividade inicial refere-se à atividade presente na solução enzimática antes da imobilização e a atividade final é correspondente à atividade enzimática presente no sobrenadante após o término da imobilização.

[063] Other evidence of interaction between lipase from B. cepacia and the polymeric material can be confirmed from the immobilization yields, presented in Table 4. These are calculated from the initial and final activities obtained in the immobilization. The initial activity refers to the activity present in the enzyme solution before the immobilization and the final activity corresponds to the enzyme activity present in the supernatant after the end of the immobilization.

EXEMPLO 6: TRANSESTERIFICAÇÃO ENZIMÁTICAEXAMPLE 6: ENZYMATIC TRANSESTERIFICATION

[064] A lipase imobilizada no exemplo anterior é aplicada em reação de transesterificação do óleo de soja. Primeiramente, o etanol é filtrado em Na2SO4 anidro para remoção de água. Em um erlenmeyer, são adicionados 1,74 g de óleo de soja, 340 mg do etanol previamente filtrado, 37 μL de água destilada, 7854 μL de n-heptano e 100 mg da lipase de B. cepacia imobilizada no suporte polimérico. A mistura reacional é incubada em agitador orbital a 37 °C, sob agitação de 120 rpm durante 96 h.[064] The immobilized lipase in the previous example is applied in transesterification reaction of soybean oil. First, ethanol is filtered over anhydrous Na2SO4 to remove water. In an erlenmeyer flask, 1.74 g of soybean oil, 340 mg of previously filtered ethanol, 37 μL of distilled water, 7854 μL of n-heptane and 100 mg of lipase from B. cepacia immobilized on the polymeric support are added. The reaction mixture is incubated on an orbital shaker at 37 °C, under stirring at 120 rpm for 96 h.

[065] As conversões em éster etílico de ácido graxo (EEAG), quantificadas a partir da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), confirmam a imobilização da lipase da B. cepacia nas micropartículas poliméricas, juntamente com a manutenção da atividade enzimática. Assim, a lipase não é somente imobilizada no suporte polimérico, mas também é mantida a sua atividade, como mostra a Tabela 5 abaixo.

[065] The conversions into fatty acid ethyl ester (EEAG), quantified from the technique of high performance liquid chromatography (HPLC), confirm the immobilization of lipase from B. cepacia in polymeric microparticles, along with the maintenance of enzymatic activity . Thus, the lipase is not only immobilized on the polymeric support, but its activity is also maintained, as shown in Table 5 below.

Claims (22)

MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS caracterizadas por apresentarem uma matriz polimérica derivada de pelo menos um monômero vinílico associado a pelo menos um agente de ligação cruzada ou a um composto epóxido.TERPOLYMER MICROPARTICLES characterized in that they have a polymer matrix derived from at least one vinylic monomer associated with at least one cross-linking agent or an epoxy compound. MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os monômeros vinílicos utilizados estarem entre metacrilato de metila, pivalato de vinila, metacrilato de glicidila, acetato de vinila, acrilato de butila, ácido acrílico e seus derivados, ácido metacrílico e seus derivados, acrilato de etila, acrilonitrila, óleos vegetais acrilados e metacrilados, ácidos graxos acrilados e metacrilados derivados de óleos vegetais, ésteres de cadeia longa derivados de óleos vegetais funcionalizados com grupos acrilatos ou metacrilatos, sendo preferencialmente o metacrilato de metila, pivalato de vinila, metacrilato de glicidila.TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to claim 1, characterized in that the vinyl monomers used are among methyl methacrylate, vinyl pivalate, glycidyl methacrylate, vinyl acetate, butyl acrylate, acrylic acid and its derivatives, methacrylic acid and their derivatives, ethyl acrylate, acrylonitrile, acrylated and methacrylated vegetable oils, acrylated and methacrylated fatty acids derived from vegetable oils, long chain esters derived from vegetable oils functionalized with acrylate or methacrylate groups, preferably methyl methacrylate, vinyl pivalate , glycidyl methacrylate. MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato do agente de ligação cruzada utilizado estar entre dimetacrilato de etilenoglicol, divinilbenzeno e 1,4-bis(4-vinil fenoxi)butano, sendo preferencialmente o dimetacrilato de etilenoglicol.TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-linking agent used is between ethylene glycol dimethacrylate, divinylbenzene and 1,4-bis(4-vinyl phenoxy)butane, preferably being ethylene glycol dimethacrylate. MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizadas pelo fato de as partículas poliméricas apresentarem poros formados pela combinação de monômeros acrílicos e agentes de ligação cruzada com agentes de expansão ou porogênicos.TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 1 to 3, characterized in that the polymer particles have pores formed by the combination of acrylic monomers and cross-linking agents with expansion or porogenic agents. MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizadas pelo fato de os agentes de expansão ou porogênicos estarem entre pentano, hexano, heptano, tolueno ou uma mistura entre eles, sendo preferencialmente o tolueno.TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 1 to 4, characterized in that the expansion or porogenic agents are among pentane, hexane, heptane, toluene or a mixture between them, preferably toluene. MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizadas pelo fato de as partículas poliméricas conterem em sua superfície e/ou em seus poros enzimas imobilizadas.TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 1 to 5, characterized in that the polymeric particles contain immobilized enzymes on their surface and/or in their pores. MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizadas pelo fato de as enzimas imobilizadas na superfície e/ou poros das micropartículas serem lipases.TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 1 to 6, characterized in that the enzymes immobilized on the surface and/or pores of the microparticles are lipases. MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizadas pelo fato de as partículas poliméricas apresentarem morfologia esférica com distribuição granulométrica na faixa de 20 a 200 μm.TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 1 to 7, characterized in that the polymeric particles have spherical morphology with a particle size distribution in the range of 20 to 200 µm. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, conforme uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado por envolver um processo de polimerização em suspensão caracterizado pelas seguintes etapas:

• A. Dissolução de um ou mais surfactantes em água;
• B. Aquecimento, sob agitação, na solução aquosa obtida na etapa A;
• C. Dissolução do iniciador radicalar em um dos monômeros ou em um dos solventes orgânicos a serem utilizados na reação de polimerização;
• D. Dispersão dos monômeros e dos solventes orgânicos na solução obtida na etapa A sob aquecimento e agitação;
• E. Agitação da mistura reacional obtida na etapa D em modo isotérmico e atmosfera inerte não oxidativa ou na ausência de inertes;
• F. Filtração a vácuo e lavagem do material microparticulado com solução aquosa, seguida de solução contendo inibidor de polimerização;
• G. Secagem do material polimérico final.

SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 1 to 8, characterized in that it involves a suspension polymerization process characterized by the following steps:

• A. Dissolving one or more surfactants in water;
• B. Heating, under stirring, in the aqueous solution obtained in step A;
• C. Dissolving the radical initiator in one of the monomers or in one of the organic solvents to be used in the polymerization reaction;
• D. Dispersion of monomers and organic solvents in the solution obtained in step A under heating and stirring;
• E. Stirring of the reaction mixture obtained in step D in isothermal mode and inert non-oxidative atmosphere or in the absence of inerts;
• F. Vacuum filtration and washing of the microparticulate material with an aqueous solution, followed by a solution containing a polymerization inhibitor;
• G. Drying of the final polymeric material.

PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por sua etapa A compreender a dissolução de um ou mais surfactante em água, entre poli(álcool vinílico), sais de sódio, de amônia e de potássio, metil e etil celulose, alginatos, caseína, amidos, gomas, gelatina, poliéter glicol, poli(vinil pirrolidona), derivados de hidroxi-celulose, albumina, poli(ácido acrílico), poli(acrilato de sódio), copolímeros de estireno e anidrido maleico, sais de compostos orgânicos alifáticos, sendo preferencialmente o poli(álcool vinílico), em concentração na faixa entre 0,5 e 30,0 g/L, sendo preferencialmente 6,0 g/L.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to claim 9, characterized in that its step A comprises the dissolution of one or more surfactants in water, between poly(vinyl alcohol), sodium, ammonia and potassium salts, methyl and ethyl cellulose, alginates, casein, starches, gums, gelatin, polyether glycol, poly(vinyl pyrrolidone), hydroxy cellulose derivatives, albumin, poly(acrylic acid), poly(sodium acrylate), copolymers of styrene and maleic anhydride, salts of aliphatic organic compounds, preferably poly(vinyl alcohol), in a concentration in the range between 0.5 and 30.0 g/L, preferably 6.0 g/L. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado por sua etapa C compreender a dissolução do iniciador de polimerização, entre peróxido de benzoíla, peroxi benzoato de terc-butila, peroxicarbonato de diisopropila, peróxido de lauroíla, peróxido de decanoíla, peróxido de acetila, azo(bis)isobutironitrila, azobis(dimetil-valetronitrila), peroxibenzoato de terc-butila, sendo preferencialmente o peróxido de benzoíla, em concentração na faixa entre 1,0 e 30,0 g/L, sendo preferencialmente 12,7 g/L.PROCESS FOR SYNTHESIS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to claim 9 or 10, characterized in that its step C comprises the dissolution of the polymerization initiator, between benzoyl peroxide, tert-butyl peroxy benzoate, diisopropyl peroxycarbonate, lauroyl peroxide, decanoyl peroxide, acetyl peroxide, azo(bis)isobutyronitrile, azobis(dimethyl-valetronitrile), tert-butyl peroxybenzoate, preferably benzoyl peroxide, in a concentration in the range between 1.0 and 30.0 g/L, preferably 12.7 g/l. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 11, caracterizada por sua etapa D compreender a dispersão da fase orgânica (composta por monômeros e/ou solventes, e/ou inciadores de polimerização) na fase aquosa, sob aquecimento e agitação, com o auxílio de um banho térmico de água, banhos de óleo ou quaisquer fluidos de aquecimento, líquidos, gasosos ou misturas líquido/gás, além de mantas de aquecimento ou resistências elétricas, sendo preferencialmente um banho térmico de água, durante um tempo prédeterminado para ocorrer a formação das partículas poliméricas.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 9 to 11, characterized in that its step D comprises the dispersion of the organic phase (composed of monomers and/or solvents, and/or polymerization initiators) in the aqueous phase, under heating and agitation, with the aid of a thermal water bath, oil baths or any heating fluids, liquids, gases or liquid/gas mixtures, in addition to heating blankets or electrical resistances, preferably a thermal water bath, for a predetermined time for the formation of the polymeric particles to occur. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 12, caracterizado pelos monômeros utilizados estarem entre metacrilato de metila, pivalato de vinila, metacrilato de glicidila, acetato de vinila, acrilato de butila, ácido acrílico e seus derivados, ácido metacrílico e seus derivados, acrilato de etila, acrilonitrila, óleos vegetais acrilados e metacrilados, ácidos graxos acrilados e metacrilados derivados de óleos vegetais, ésteres de cadeia longa derivados de óleos vegetais funcionalizados com grupos acrilatos ou metacrilatos, sendo preferencialmente metacrilato de metila, pivalato de vinila, metacrilato de glicidila.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 9 to 12, characterized in that the monomers used are among methyl methacrylate, vinyl pivalate, glycidyl methacrylate, vinyl acetate, butyl acrylate, acrylic acid and its derivatives , methacrylic acid and its derivatives, ethyl acrylate, acrylonitrile, acrylated and methacrylated vegetable oils, acrylated and methacrylated fatty acids derived from vegetable oils, long chain esters derived from vegetable oils functionalized with acrylate or methacrylate groups, preferably being methyl methacrylate, vinyl pivalate, glycidyl methacrylate. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 13, caracterizado pela fração da fase orgânica em relação à fase aquosa estar entre 5 e 60%, sendo preferencialmente de 30% em peso.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 9 to 13, characterized in that the fraction of the organic phase in relation to the aqueous phase is between 5 and 60%, preferably 30% by weight. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 14, caracterizado pelo agente de ligação cruzada utilizado estar entre dimetacrilato de etilenoglicol, dimetacrilato de etilenoglicol, divinilbenzeno e 1,4-bis(4-vinil fenoxi)butano, sendo preferencialmente dimetacrilato de etilenoglicol.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 9 to 14, characterized in that the cross-linking agent used is between ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, divinylbenzene and 1,4-bis(4-vinyl phenoxy)butane , preferably being ethylene glycol dimethacrylate. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 15, caracterizado pelo agente porogênico e/ou de expansão na etapa D estar entre tolueno, pentano, hexano, heptano, octano, nonano, benzeno, ou uma mistura combinada destes, sendo preferencialmente o tolueno.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 9 to 15, characterized in that the porogenic and/or expansion agent in step D is between toluene, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, benzene, or a mixture combined of these, preferably toluene. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 16, caracterizado por sua etapa E compreender a agitação da mistura reacional obtida na etapa D em atmosfera inerte não oxidativa ou na ausência de inertes e modo isotérmico com temperaturas mantidas constantes na faixa entre 30 e 100 °C, sendo preferencialmente 85 °C, com agitação na faixa entre 50 a 2200 rpm, sendo preferencialmente a 850 rpm.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 9 to 16, characterized in that its step E comprises the stirring of the reaction mixture obtained in step D in an inert non-oxidative atmosphere or in the absence of inerts and isothermal mode with maintained temperatures constant in the range between 30 and 100 °C, preferably 85 °C, with agitation in the range between 50 and 2200 rpm, preferably at 850 rpm. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 17, caracterizado por sua etapa F compreender a filtração e lavagem do material microparticulado com água pura ou solução aquosa de surfactante, seguida de lavagem com uma solução aquosa de inibidor de polimerização.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 9 to 17, characterized in that its step F comprises the filtration and washing of the microparticulate material with pure water or aqueous surfactant solution, followed by washing with an aqueous inhibitor solution of polymerization. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 18, caracterizado por o surfactante utilizado para preparar a solução de lavagem da etapa F estar entre dodecil sulfato de sódio, betaína de alquilsulfonatos, cloreto de dialquil-dimetil-amônio, cloreto de dodecil amônio, brometo de decil-trimetil-amônio, tetradecil sulfato de sódio, decanoato de sódio, p-dodecil benzeno sulfonato de sódio, sais de compostos orgânicos alifáticos, além de misturas entre estes protetores coloidais, sendo preferencialmente o dodecil sulfato de sódio, e o inibidor de polimerização usado está entre 1,4- dihidroxibenzeno, 4-terc-butil catecol, di-terc-butil metil fenol, monometil eter hidroquinona, entre outros, sendo preferencialmente 1,4-dihidroxibenzeno.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 9 to 18, characterized in that the surfactant used to prepare the washing solution of step F is among sodium dodecyl sulfate, alkylsulfonate betaine, dialkyl-dimethyl chloride. ammonium, dodecyl ammonium chloride, decyl-trimethyl-ammonium bromide, sodium tetradecyl sulfate, sodium decanoate, sodium p-dodecyl benzene sulfonate, salts of aliphatic organic compounds, in addition to mixtures between these colloidal protectors, preferably dodecyl sodium sulfate, and the polymerization inhibitor used is among 1,4-dihydroxybenzene, 4-tert-butyl catechol, di-tert-butyl methyl phenol, monomethyl ether hydroquinone, among others, preferably 1,4-dihydroxybenzene. PROCESSO DE SÍNTESE DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 19, caracterizado por sua etapa G compreender a secagem do material polimérico final em dispositivos que promovam a mudança de fase dos componentes voláteis tais como estufa de recirculação de ar, estufas, bombas de vácuo, rotaevaporador, aquecimento em mantas e chapas térmicas, sendo preferencialmente em estufas de recirculação de ar em uma faixa de temperatura de 40 °C a 130 °C, sendo preferencialmente realizada à 50 °C.SYNTHESIS PROCESS OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to one of claims 9 to 19, characterized in that its step G comprises the drying of the final polymeric material in devices that promote the phase change of volatile components such as air recirculation oven, ovens, vacuum pumps, rotaevaporator, heating in blankets and thermal plates, preferably in air recirculation ovens in a temperature range from 40 °C to 130 °C, preferably at 50 °C. USO DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, conforme definidas nas reivindicações de 1 a 5, caracterizado por serem usadas como suportes para imobilização de enzimas e biomoléculas.USE OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, as defined in claims 1 to 5, characterized in that they are used as supports for the immobilization of enzymes and biomolecules. USO DAS MICROPARTÍCULAS DE TERPOLÍMEROS, conforme a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por atuarem como catalisadores heterogêneos em aplicações que compreendem reações de transesterificação enzimática de óleos vegetais, visando à obtenção de ésteres etílicos.USE OF TERPOLYMER MICROPARTICLES, according to claim 6 or 7, characterized in that they act as heterogeneous catalysts in applications that include enzymatic transesterification reactions of vegetable oils, aimed at obtaining ethyl esters.

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