Made available in DSpace on 2014-06-12T23:03:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9408_1.pdf: 2112458 bytes, checksum: 9a188e442926dac6fea6a23df02d18ad (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / Este trabalho reporta a síntese e caracterização de novos materiais de sílica contendo éteres coroa tendo como fonte de sílica o precursor tetraetilortosilicato (TEOS). Os materiais foram sintetizados pelo método tradicional e por rotas alternativas como forno mufla e microndas. Os materiais foram caracterizados por um conjunto de técnicas como análise elementar, ressonância magnética nuclear de 13C e 29Si, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, termogravimétrica, e microscopia eletrônica de varredura. Os novos materiais sintetizados apresentam uma alternativa versátil para o desenvolvimento de ionóforo covalentemente ligado à rede de sílica. Todos os compostos mostraram um efeito sinérgico do ponto de vista termodinâmico, uma vez que o composto análogo, o éter (15-coroa-5) apresenta uma baixa temperatura de decomposição. O aumento da proporção do precursor de sílica (TEOS) proporcionou uma melhoria das propriedades mecânicas e térmicas do material, bem como o aumento da robustez da rede inorgânica, devido ao aumento do número de unidades de siloxano. Os materiais sintetizados apresentar uma variedade de aplicações, principalmente na composição de sensores e catalisadores

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9260_1.pdf: 2274059 bytes, checksum: 3561952491e324d7b9d95f9fa7133af8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Cátions metálicos em solução formam complexos de inclusão com éteres coroa, cujas constantes de equilíbrio dependem, principalmente, das características do íon, do éter coroa e do solvente utilizado. Assim, buscamos acompanhar o efeito da adição de éter 18-coroa-6 a soluções aquosas de íons metálicos através de medidas do coeficiente de difusão das espécies envolvidas por técnicas de ressonância magnética nuclear. Isto, porque o coeficiente de difusão dos íons metálicos deveria sofrer uma diminuição, a partir da complexação com o éter coroa. Escolhemos investigar a complexação em meio aquoso, por ser aonde acontece a maioria dos processos biológicos. Os primeiros eletrólitos que estudamos, em solução aquosa, foram sais de sódio (23Na). Somente detectamos a média ponderada das espécies livres e complexadas por nossas medidas de deslocamento químico e do tempo de relaxação spin-spin do íon sódio em função da concentração de éter 18-coroa-6. Portanto, pode-se concluir que a troca química entre os íons sódio complexados e não complexados é muito rápida em solução aquosa. Para medir o coeficiente de difusão dos íons sódio, construímos uma sonda na freqüência de 79,3MHz com bobinas de gradiente de campo magnético e blindagem ativa, na qual utilizamos a seqüência de Stejskal e Tanner. Quando efetuamos as medidas, entretanto, observamos que pequenas quantidades de éter 18-coroa-6 causam uma supressão muito maior no seu coeficiente de difusão do que a que seria esperada devido a uma simples complexação. E isto, na faixa de concentrações em que mudanças na viscosidade macroscópica podem ser desconsideradas. Primeiramente, observamos este efeito em solução de azida de sódio, e, em seguida, em solução de tiocianato de sódio. Por outro lado, medidas com cloreto e fluoreto de sódio não apresentaram esta diminuição pronunciada no coeficiente de difusão dos íons sódio. Já com o iodeto de sódio não foi possível medir o coeficiente de difusão do íon sódio na solução, pois a constante de acoplamento quadrupolar do íon sódio, neste caso, é muito grande, aumentando a taxa de relaxação transversal. Interpretamos esta supressão no coeficiente de difusão como resultado da formação de estruturas agregadas de éter coroa com íons sódio. Este agregado, com grande raio hidrodinâmico, causaria a diminuição do coeficiente de difusão dos íons sódio, justificando nosso modelo. Segundo nossos resultados experimentais, o número de íons sódio presentes na estrutura agregada é de aproximadamente seis. Entretanto, só foi possível medirmos o coeficiente de difusão dos íons sódio para pequenas quantidades de éter coroa na solução, pois com a complexação, ocorre o aumento da constante de acoplamento quadrupolar com conseqüente redução no tempo de relaxação transversal do íon sódio que fica menor que o tempo necessário para efetuar a seqüência de pulsos. Para investigarmos o comportamento do sistema frente a maiores concentrações de éter coroa, resolvemos ampliar nossa pesquisa com o estudo da complexação dos sais de lítio com éter 15-coroa-5. Apesar do 7Li ter spin nuclear 3/2, seu momento quadrupolar é pequeno e, conseqüentemente, o tempo de relaxação transversal dos íons lítio na solução é maior que o dos íons sódio. Com isso, pudemos medir o coeficiente de difusão dos íons lítio em concentrações maiores de éter coroa na solução. Porém, com estas medidas não foi detectada a supressão do coeficiente de difusão devido à formação de agregados na presença do íon lítio. Para melhor caracterização do agregado de íons sódio, realizamos medidas do tempo de relaxação longitudinal dos hidrogênios metilênicos do éter 18-coroa-6 na presença de sais. Estas medidas corroboram as observações anteriores, da formação do agregado, com a participação do éter 18-coroa-6, devido à diminuição do T1 dos seus hidrogênios. A vantagem desta metodologia está na rapidez com que a formação do agregado pode ser detectada: por uma única medida. Estudando as propriedades dos ânions em solução, percebemos que os agregados são formados na presença de sais de sódio tidos como structure breakers (azida, tiocianato, bicarbonato e acetato de sódio). Por outro lado, os sais de sódio tidos como structure makers (fluoreto e cloreto de sódio) não formam agregados. Para a completa caracterização do agregado, faltava-nos ainda descobrir se os ânions estavam ou não presentes em sua estrutura. Com este intuito, realizamos medidas do coeficiente de difusão do íon bicarbonato marcado com carbono-13, H13CO3-, em soluções de bicarbonato de sódio (NaH13CO3) e éter 18-coroa-6. Através deste experimento, pudemos detectar a presença de seis íons bicarbonatos no agregado Finalmente, empregamos a seqüência CRAZED para confirmar a redução do coeficiente de difusão do éter 18-coroa-6 na presença de azida de sódio, em relação a uma solução equivalente de cloreto de sódio. A fim de interpretar quantitativamente os resultados, foi necessário realizarmos também outros experimentos com seqüência de pulsos 2D CRAZED. Foram comparados espectros experimentais e simulados, onde introduzimos algumas suposições que foram testadas. Estas suposições referem-se principalmente à maneira como o campo dipolar à distância, espacialmente modulado pelo gradiente, é atenuado em conseqüência da difusão durante o período de detecção. Comparando as razões entre as amplitudes, bem como a largura das linhas, dos espectros experimentais com os espectros simulados de misturas binárias líquidas diluídas, concluímos que quando espécies com coeficientes de difusão bastante distintos são analisadas, os espectros 2D-CRAZED servem muito bem para testar aspectos da atenuação causada pela difusão, que permanecem ocultos, quando espécies com semelhantes coeficientes de difusão são consideradas. Estes estudos preliminares, com a seqüência CRAZED, permitiram confirmar a diminuição do coeficiente de difusão pela formação do agregado. Relatamos nesta tese a descoberta da formação de agregados iônicos de sais de sódio na presença de éter 18-coroa-6 em solução aquosa. Em síntese, tudo se passa como se a formação do agregado fosse a junção de um éter 18-coroa-6, com cerca de seis íons sódio e seis ânions (de um sal de sódio structure breaker), formando um conjunto que se torna hidrofóbico pela aglutinação, expulsando a água

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:01:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9200_1.pdf: 2609414 bytes, checksum: f2aac836702c7d45007a2262925fdb0a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / As sínteses de novos éteres-coroa, com grupos sulfóxido, foram testadas visando suas aplicações como ligantes em compostos de coordenação com íons lantanídeos. As estruturas dos éteres-coroa e de seus complexos com o Eu3+ foram obtidas com o método SMLC/AM1. Os resultados para a complexação foram favoráveis para os seguintes compostos: 2,3,11,12-dibenzo-1,4,10,13-tetraoxa-7,16-ditia-ciclooctadeca- 2,11-dieno-7,16- dióxido (dibenzo-18-coroa-4-7,16-(SO)2) e o 1,4,10,13-tetraoxa-7,16- ditia-ciclooctadecano-7,16-dióxido (18-coroa-4-7,16-(SO)2). Para um terceiro ligante, 2,4,12,14-dibenzo-1,5,11,15-tetraoxa-8,18-ditia-cicloeico-2,12-dieno-8,18-dióxido (dibenzo- 20-coroa-4-8,18-(SO)2) , sua complexação com Eu3+ não foi favorável devido a limitações estruturais. As metodologias de sínteses destes ligantes foram adaptadas de métodos descritos na literatura para sistemas similares, sendo observado que essas condições não foram favoráveis para a formação dos macrociclos desejados contendo grupos sulfóxido. Apenas o produto 2,3-benzo-1,4-dioxa-7-tia-ciclononano-2-eno-7-óxido (benzo-9-coroa-2-7-(SO)) foi obtido em rendimento de aproximadamente 10%, sendo que a confirmação de sua estrutura ainda requer alguns experimentos. O desenvolvimento de metodologias mais específicas para a preparação desses compostos se faz necessário, uma vez que o tamanho da cavidade do éter coroa pode ser controlado pelas condições reacionais. A modelagem molecular para o éter coroa obtido sugere que este pode formar um complexo com o Eu3+ na proporção de 1:2 de Eu3+ e ligante, indicando potencial aplicação desta nova classe de ligantes. Lantanídeos, Sulfóxidos, Sparkle, Química Orgânica

Neste trabalho foi realizada a síntese, purificação e caracterização de uma tetra crowned porfirina, a 5,10,15,20-tetraquis[2-(hexaoxacicloexadecano-3-amidafenil)]-porfirina, H2TCP, bem como a correspondente ferroporfirina, (FeTCP)Cl. Foi investigado a atividade catalítica desta ferroporfirina e da ferroporfirina mono-crowned substituída, (FeMCP)Cl, sintetizada anteriormente, na oxidação dos substratos (z)-ciclooocteno, estireno, cicloexano e do fármaco carbamazepina, por vários oxidantes: iodosilbenzeno, ácido meta-cloroperbenzóico e hipoclorito de sódio, em meio homogêneo (MeOH ou ACN) e bifásico (C2H4Cl2/H2O). Os resultados revelaram que estes sistemas metaloporfirinicos podem ser considerados bons modelos biomiméticos das enzimas citocromo P450, para oxidação dos substrados estudados, levando ao mesmo produto obtido in vivo na oxidação do fármaco carbamazepina, o cabamazepina-epóxido. Os rendimentos dos produtos de oxidação catalisada pelas ferro crowned porfirinas são, na maioria dos casos, mais expressivos do que aqueles observados com as metaloporfirinas amino-substituídas precursoras. Estes resultados indicam que o substituinte éter coroa confere maior estabilidade e reatividade ao catalisador, e leva à maior seletividade, resultado da interação do éter corôa com o substrato, direcionando-o para o sítio catalítico. Uma outra propriedade importante das crowned porfirinas estudadas é sua capacidade de atuar como agente transferidor de fases nas reações em meio bifásico, utilizando hipoclorito de sódio como oxidante. Os resultados catalíticos nestes sistemas mostraram que as unidades éter corôa foram capazes de carregar o oxidante do meio aquoso para o meio orgânico, onde se encontra o substrato. Foram avaliadas também as propriedades destas novas porfirinas e metaloporfirinas em extrair íons metálicos sódio e potássio do meio aquoso para o meio orgânico. As crowned porfirinas foram bastante eficientes na extração destes metais, principalmente utilizando a técnica de extração por fase única, levando a extrações superiores a 90 % do cátion potássio, e mostrando maior seletividade para este cátion, devido ao tamanho adequado da cavidade do éter corôa para ligar este íon. Foi realizada também a caracterização das porfirinas e ferroporfirinas crowned substituídas por voltametria cíclica, visando sua aplicação futura na análise eletroanalítica de íons potássio e/ou sódio. Observou-se que as porfirinas crowned substituídas sofrem reduções mais fáceis e oxidações mais difíceis quando comparadas com as porfirinas precursoras, mostrando o efeito sacador de elétrons dos substituintes éter corôa. Estes resultados ajudam a explicar os melhores resultados catalíticos obtidos com as ferro porfirinas crowned substituídas, mostrando o efeito do éter coroa em formar a metaloporfirina mais eletrofílica e aumentando a reatividade da espécie catalítica. / In this work we carried out the synthesis, purification and characterization of a tetra crowned porphyrin, 5,10,15,20-tetrakis[2- (hexaoxacyclohexanedecane-3-amidephenyl)]porphyrin, H2TCP, and its corresponding ironporphyrin, (FeTCP)Cl. We investigated the catalytic activity of both this ironporphyrin and the previously synthesized mono-crowned substituted (FeMCP)Cl in the oxidation of the substrates Z-cyclooctene, styrene, cyclohexane and the drug carbamazepine by oxidants like iodosylbenzene, metachloroperbenzoic acid and sodium hypochlorite, in homogeneous (methanol or acetonitrile) and biphasic (C2H2Cl2/H2O) media. Our results demonstrated that these metalloporphyrin systems can be considered good biomimetic models of the cytochrome P450 enzymes in the case of the substrates studied herein, since they led to the same product obtained in the in vivo oxidation of carbamazepine, the carbamazepine-epoxide. The product yields obtained in the oxidation reactions catalyzed by the crowned ironporphyrins were, in the majority of the cases, higher than those achieved with the precursor aminosubstituted metalloporphyrins. This indicates that the crown-ether substituent renders the catalyst more stable and reactive, thus leading to higher selectivity. This selectivity results from the interaction between the crown-ether and the substrate, which directs the latter toward the catalytic site. Another important feature of the studied crowned ironporphyrins is their ability to act as phase-transfer agent in the reactions carried out in biphasic medium, using sodium hypochlorite as oxidant. The catalytic results using such a system gave evidence that the crown ether entities were capable of carrying the oxidant from the aqueous to the organic medium, where the substrate was located. We also evaluated the ability of these novel porphyrins and ironporphyrins to extract sodium and potassium ions from aqueous solution to organic medium. The crowned porphyrins were efficient at extracting these metals, especially when the one-phase extraction technique was employed, leading to potassium ion extraction as high as 90 %. The complexes were more selective toward this latter ion due to the fact that the size of the crown ether cavity was more suitable for binding the larger K+. The crowned porphyrins and ironporphyrins were also characterized by cyclic voltammetry, aiming at their future application in the electroanalytical determination of sodium and potassium ions. When compared with the precursor aminosubstituted porphyrins, we observed that the crowned porphyrins undergo reduction more easily, but their oxidation is harder to achieve. This gives evidence of the electronwithdrawing effect of the crownether substituent. These results help explain the better catalytic results obtained with the crowned ironporphyrins, showing that the crown-ether entity must render the metalloporphyrin more electrophilic, thus increasing the reactivity of the active species.

Neste trabalho foi realizada a síntese, purificação e caracterização de uma tetra crowned porfirina, a 5,10,15,20-tetraquis[2-(hexaoxacicloexadecano-3-amidafenil)]-porfirina, H2TCP, bem como a correspondente ferroporfirina, (FeTCP)Cl. Foi investigado a atividade catalítica desta ferroporfirina e da ferroporfirina mono-crowned substituída, (FeMCP)Cl, sintetizada anteriormente, na oxidação dos substratos (z)-ciclooocteno, estireno, cicloexano e do fármaco carbamazepina, por vários oxidantes: iodosilbenzeno, ácido meta-cloroperbenzóico e hipoclorito de sódio, em meio homogêneo (MeOH ou ACN) e bifásico (C2H4Cl2/H2O). Os resultados revelaram que estes sistemas metaloporfirinicos podem ser considerados bons modelos biomiméticos das enzimas citocromo P450, para oxidação dos substrados estudados, levando ao mesmo produto obtido in vivo na oxidação do fármaco carbamazepina, o cabamazepina-epóxido. Os rendimentos dos produtos de oxidação catalisada pelas ferro crowned porfirinas são, na maioria dos casos, mais expressivos do que aqueles observados com as metaloporfirinas amino-substituídas precursoras. Estes resultados indicam que o substituinte éter coroa confere maior estabilidade e reatividade ao catalisador, e leva à maior seletividade, resultado da interação do éter corôa com o substrato, direcionando-o para o sítio catalítico. Uma outra propriedade importante das crowned porfirinas estudadas é sua capacidade de atuar como agente transferidor de fases nas reações em meio bifásico, utilizando hipoclorito de sódio como oxidante. Os resultados catalíticos nestes sistemas mostraram que as unidades éter corôa foram capazes de carregar o oxidante do meio aquoso para o meio orgânico, onde se encontra o substrato. Foram avaliadas também as propriedades destas novas porfirinas e metaloporfirinas em extrair íons metálicos sódio e potássio do meio aquoso para o meio orgânico. As crowned porfirinas foram bastante eficientes na extração destes metais, principalmente utilizando a técnica de extração por fase única, levando a extrações superiores a 90 % do cátion potássio, e mostrando maior seletividade para este cátion, devido ao tamanho adequado da cavidade do éter corôa para ligar este íon. Foi realizada também a caracterização das porfirinas e ferroporfirinas crowned substituídas por voltametria cíclica, visando sua aplicação futura na análise eletroanalítica de íons potássio e/ou sódio. Observou-se que as porfirinas crowned substituídas sofrem reduções mais fáceis e oxidações mais difíceis quando comparadas com as porfirinas precursoras, mostrando o efeito sacador de elétrons dos substituintes éter corôa. Estes resultados ajudam a explicar os melhores resultados catalíticos obtidos com as ferro porfirinas crowned substituídas, mostrando o efeito do éter coroa em formar a metaloporfirina mais eletrofílica e aumentando a reatividade da espécie catalítica. / In this work we carried out the synthesis, purification and characterization of a tetra crowned porphyrin, 5,10,15,20-tetrakis[2- (hexaoxacyclohexanedecane-3-amidephenyl)]porphyrin, H2TCP, and its corresponding ironporphyrin, (FeTCP)Cl. We investigated the catalytic activity of both this ironporphyrin and the previously synthesized mono-crowned substituted (FeMCP)Cl in the oxidation of the substrates Z-cyclooctene, styrene, cyclohexane and the drug carbamazepine by oxidants like iodosylbenzene, metachloroperbenzoic acid and sodium hypochlorite, in homogeneous (methanol or acetonitrile) and biphasic (C2H2Cl2/H2O) media. Our results demonstrated that these metalloporphyrin systems can be considered good biomimetic models of the cytochrome P450 enzymes in the case of the substrates studied herein, since they led to the same product obtained in the in vivo oxidation of carbamazepine, the carbamazepine-epoxide. The product yields obtained in the oxidation reactions catalyzed by the crowned ironporphyrins were, in the majority of the cases, higher than those achieved with the precursor aminosubstituted metalloporphyrins. This indicates that the crown-ether substituent renders the catalyst more stable and reactive, thus leading to higher selectivity. This selectivity results from the interaction between the crown-ether and the substrate, which directs the latter toward the catalytic site. Another important feature of the studied crowned ironporphyrins is their ability to act as phase-transfer agent in the reactions carried out in biphasic medium, using sodium hypochlorite as oxidant. The catalytic results using such a system gave evidence that the crown ether entities were capable of carrying the oxidant from the aqueous to the organic medium, where the substrate was located. We also evaluated the ability of these novel porphyrins and ironporphyrins to extract sodium and potassium ions from aqueous solution to organic medium. The crowned porphyrins were efficient at extracting these metals, especially when the one-phase extraction technique was employed, leading to potassium ion extraction as high as 90 %. The complexes were more selective toward this latter ion due to the fact that the size of the crown ether cavity was more suitable for binding the larger K+. The crowned porphyrins and ironporphyrins were also characterized by cyclic voltammetry, aiming at their future application in the electroanalytical determination of sodium and potassium ions. When compared with the precursor aminosubstituted porphyrins, we observed that the crowned porphyrins undergo reduction more easily, but their oxidation is harder to achieve. This gives evidence of the electronwithdrawing effect of the crownether substituent. These results help explain the better catalytic results obtained with the crowned ironporphyrins, showing that the crown-ether entity must render the metalloporphyrin more electrophilic, thus increasing the reactivity of the active species.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4285_1.pdf: 5598762 bytes, checksum: 3b5f8206d207fcc11a2c2dc1c25982ed (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Com o objetivo de desenvolver novos materiais e ligantes, baseados em éteres coroa, capazes de coordenarem um ou mais íons lantanídeos, o presente trabalho mostra a síntese de compostos de coordenação mono e binucleares, livres ou ligados às matrizes de sílica. As caracterizações foram realizadas via análise elementar, análise termogravimétrica, espectroscopia na região do infravermelho e ultravioleta, ressonância magnética nuclear de 1H e 13C. Um estudo minucioso, acerca dos compostos inéditos sintetizados, mostrou a necessidade da substituição das moléculas de água (1a esfera de coordenação) por ligantes heterobi(tri)aris (bipiridina, fenantrolina e terpiridina); esses bem descritos na literatura, geralmente otimizam o processo de luminescência. Os dados de análise elementar (experimentais e teóricos) dos compostos sintetizados apresentaram boa concordância; confirmando assim, as fórmulas mínimas propostas. Os dados da espectroscopia na região do ultravioleta e infravermelho corroboraram para intuir que os ligantes encontram-se coordenados aos íons lantanídeos. A espectroscopia de luminescência, para os compostos de coordenação, mostrou que os sistemas mononucleares apresentam maior intensidade de luminescência quando comparados aos binucleares e às matrizes de sílica. Apenas o sistema NanoSilTb apresentou intensa luminescência, podendo ser aplicado como dispositivo molecular conversor de luz. Para os complexos de gadolínio (III), foram determinados os estados tripletos, oriundos dos ligantes, através de medidas de fosforescência. A partir de um diagrama de níveis de energia, o qual possue valores de tripletos, pode-se entender alguns fenômenos observados experimentalmente, como a baixa luminescência apresentada pelos complexos binucleares (sem ligantes heterocíclicos), bem como a emissão dos ligantes nos complexos de térbio. Os parâmetros R02 mostraram que o complexo [Eu(15-coroa-5)(bip)(H2O)]Cl3 apresentou o maior valor, indicando que este apresenta um campo ligante forte (maior mistura nos J s), os maiores valores apresentados dos parâmetros de intensidades (Ωλ) foi do complexo [Eu(15-coroa- 5)(fen)2]Cl3, mostrando que neste caso o íon encontra-se em uma ambiente mais polarizável. Apesar dos complexos apresentarem em sua estrutura os éteres cora, os valores de eficiência quântica variaram de 71% a 13,6 %, indicando que esses podem ser utilizados na geração de sistemas luminescentes