Tirosina, um aminoácido proteinogênico, de fundamental importância para nossa sobrevivência, foi objeto de estudo para a confecção da presente tese. Investigado frente às três reações de acoplamento cruzado mais exploradas nos últimos anos, Suzuki-Miyaura, Heck e Sonogashira, a 3-iodotirosina comportou-se como um excelente substrato na formação de unidades biarílicas, derivados estilbeno, formação de heterociclos do tipo 1,2,3-triazóis, quinolinas, benzofuranos e flavonas, bem como a formação de dipeptídeos Tyr-Tyr. A reação entre a 3-iodotirosina com diferentes nucleófilos de boro via reação de Suzuki- Miyaura, além de dar origem às unidades biarílicas, forneceu derivados do estilbeno, usados como substratos na construção de quinolinas, alcançadas por meio da reação multicomponente de Povarov, com catálise de prata em apenas 40 minutos sob irradiação de micro-ondas. Alguns desses derivados estilbeno, apresentaram ainda uma acentuada fluorescência, a qual foi medida em diferentes polaridades. Ao explorarmos a reação entre a 3-iodotirosina e acetilenos, derivados alquinílicos puderam ser convenientemente preparados, permitindo seu uso como materiais de partida na reação de cicloadição de Huisgen, no preparo de anéis triazólicos. Produtos provenientes da adição estereosseletiva de oxa-Michael, entre o anel fenólico da tirosina e aldeídos propargílicos, forneceram compostos carbonílicos α,β-insaturados capazes de reagirem via acoplamento intramolecular de Heck, levando a derivados 2-aril-3- formil-5-alanilbenzofuranos ou ainda, apenas alterando a atmosfera inerte de nitrogênio por monóxido de carbono, a formação de 2-aril-6-alanilflavonas via acilação intramolecular redutiva. Além da metodologia de síntese explorada na tese, alguns dos compostos obtidos apresentaram atividade biológica seletiva contra células de melanoma e leucemia, bem como atividade antiparasitária frente ao Plasmodium falciparum, não afetando a proliferação de células sadias. Dessa forma, os resultados apresentados, agregam ainda mais valor sintético e biológico ao aminoácido tirosina, explorados de forma inédita. / Tyrosine, a proteinogenic amino acid of fundamental importance for life, was the object of study for the research that is presented in this thesis. When 3-iodotyrosine was used in the three different types of cross-coupling reactions that have been exploited the most in recent years, namely the Suzuki-Miyaura, Heck and Sonogashira coupling reactions, 3-iodotyrosine as an excellent substrate for the formation of biaryl units, stilbene derivatives, 1,2,3-triazoletype heterocycles, quinolines, benzofurans and flavones, and Tyr-Tyr dipeptides. This work is organized into sections in order to facilitate ease of reading. The reaction between 3-iodotyrosine and different boron nucleophiles via the Suzuki- Miyaura coupling reaction, in addition to giving the biaryl units, also provided stilbene derivatives, which were used as substrates for the construction of quinolines via multicomponent Povarov reactions. The Povarov was performed with silver catalysis under 40 minutes of microwave irradiation. Some of these stilbene derivatives showed a marked fluorescence, which was measured in solvents with different polarities. By exploring the Sonogashira coupling reaction between 3-iodotyrosine and acetylenes, alkynyl derivatives could be conveniently prepared, which in turn could be used as starting materials in Huisgen cycloaddition reactions to synthesize1,2,3-triazole rings. Products from the stereoselective addition of oxa-Michael, between the phenolic ring of tyrosine and propargyl aldehydes, provided 945;,946;-unsaturated carbonyl compounds capable of reacting via Heck intramolecular coupling, leading to 2-aryl-3-formyl-5-alanylbenzofurans or by simply changing the inert atmosphere of nitrogen by carbon monoxide, the formation of 2- aryl-6-alanylflavones via reductive intramolecular acylation. In addition to the synthesis methodology explored in the thesis, some of the compounds showed selective biological activity against melanoma and leukemia cells, as well as antiparasitic activity against Plasmodium falciparum, without affecting the proliferation of healthy cells. In this way, the presented results add even more synthetic and biological value to the amino acid tyrosine, explored in an unprecedented way.

Processos fotofísicos em polímeros conjugados estão intimamente relacionados com a conformação dos segmentos moleculares. Filmes finos de polímeros conjugados apresentam uma anisotropia intrínseca resultante da conformação dos segmentos moleculares tornando esses materiais atrativos em estudos fotofísicos pela emissão polarizada apresentada quando excitado via radiação eletromagnética ou sob aplicação de uma diferença de potencial elétrico. Neste trabalho procuramos correlacionar o espectro de emissão fotoluminescente de filmes finos de um derivado do polifluoreno, nominalmente poli(9,9-dioctilfluorenil-2-7-diil) terminado com dimetilfenil, com sua anisotropia molecular. Filmes finos mecanicamente estirados sofrem um processo de reordenamento molecular induzindo a emissão de luz polarizada predominantemente na direção de estiramento. O estiramento ocasiona ainda um aumento no comprimento de conjugação efetivo dos segmentos moleculares influenciando no acoplamento elétron-fônon. Através da técnica de elipsometria, foi possível determinar os estados de polarização da luz (através dos parâmetros de Stokes) e medidas de fotoluminescência estacionária dependente da temperatura nos possibilitou aferirmos sobre o acoplamento elétron-fônon a partir do Princípio de Franck-Condon. Medidas de fotoluminescência de excitação (PLE) determinou que o espectro da PL consiste da sobreposição espectral de duas espécies emissoras: a espécie isolada e a espécie agregada. Para baixas temperaturas a PL apresenta picos de emissão bem definidos como resultado da dinâmica molecular do PFO correspondendo ao favorecimento de emissão da espécie isolada. Para temperaturas acima da temperatura de transição \'beta\' (~270 K), a emissão da espécie agregada é favorecida, ocorrendo uma possível transferência de energia da espécie isolada para a agregada. O estiramento induz um aumento do comprimento de conjugação, refletido na diminuição do fator de Huang-Rhys, \'S IND. ISO\'POT. LO\'|140 K = 0,40 para amostra não estirada e \'S IND. ISO\'POT.2LO\'| 140 K = 0,19 para a amostra com a maior taxa de estiramento, tornando o espectro mais resolvido. Amostras não estiradas sob excitação paralela ao estiramento apresentaram polarização total de emissão P = 3,4% linearmente paralela ao estiramento e anisotropia de fluorescência de r = 0,025 e amostras com estiramento L = 2Lo apresentaram P = 46,1% de emissão polarizada ao longo da direção de estiramento e uma anisotropia de fluorescência de r = 0,27. A emissão polarizada mostrou ser independente da temperatura. A anisotropia de fluorescência mostrou ser fortemente dependente do estiramento e da anisotropia para temperaturas acima de 340 K, temperatura característica de um inicio de transição de fase do PFO. / Photophysics processes in conjugated polymer are closely related with the molecular segments conformation. Conjugated polymers thin films has shown an intrinsic anisotropy due to the molecular segments conformation making this materials attractive in photophysics studies by its polarized emission when stimulated by light or biased. In this work, we correlated the photoluminescence spectra of a derivative PFO polymer thin films, namely poly(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) end capped with dimethylphenyl, with the molecular anisotropy. Mechanically stretched thin films undergo a molecular rearrangement process of inducing emission of light predominantly polarized in the direction of stretch. The stretching also causes an increase in the effective conjugation length of the molecular segments influencing the electron-phonon coupling. By ellipsometry technique, it was possible to determine the polarization states of light (by the Stokes parameters) and temperature dependent stationary photoluminescence measurements enabled us to get the electron-phonon coupling from the Franck-Condon principle. Measurements of photoluminescence excitation (PLE) have determined that the PL spectrum consists of spectral overlap of the two emitting species: the isolated and aggregated species. At low temperatures the PL emission peaks has presented well-defined as a result of PFO molecular dynamics favoring the emission of the isolated species. For temperatures above the transition beta temperature (270 K), the emission of aggregated species is favored, causing a possible energy transfer isolated to aggregate species. The stretching induces an increase in the conjugation length, reflected in the decreasing Huang-Rhys factor \'S IND. ISO\' POT. LO\'|140 K = 0,40 to non-stretched samples and \'S IND. ISO\' POT. 2Lo\'| 140 K = 0,19 for the sample with the highest draw ratio, making the spectrum more resolved. Unstretched samples under polarized excitation parallel to the stretching showed total polarized emission P = 3,4% linearly parallel to the stretching and fluorescence anisotropy of r = 0,025 and the L = 2Lo samples showed P = 46,1% of polarized emission along the direction of stretching and fluorescence anisotropy r = 0,27. The polarized emission was found to be independent of temperature. The fluorescence anisotropy was found to be strongly dependent of stretching rates and for temperatures above 340 K, a characteristic onset temperature of phase transition of the PFO.

A hipóxia crônica intermitente (HCI) promove hipertensão arterial e aumento da atividade simpática em ratos jovens. Nestes animais, o aumento da atividade simpática ocorre durante uma fase específica da respiração e está correlacionada com o aumento da atividade expiratória. Estas evidências mostram que, após a HCI, os ratos jovens desenvolvem alterações no acoplamento simpático-respiratório, um mecanismo que pode contribuir, pelo menos em parte, para o desenvolvimento da hipertensão observada nestes animais. Em diversos modelos experimentais de hipertensão, os níveis de pressão arterial são menores nas fêmeas do que nos machos, portanto elas são resistentes ao desenvolvimento da hipertensão. Levando em conta essas informações, a hipótese do presente projeto foi a seguinte: fêmeas submetidas à HCI seriam resistentes ao desenvolvimento da hipertensão arterial. Para tanto, ratas jovens e adultas foram submetidas à HCI e seus parâmetros cardiovasculares e respiratórios foram avaliados na condição dos animais acordados e com livre movimentação. Além disso, as alterações na atividade simpática e respiratória também foram avaliadas na preparação coração tronco-cerebral isolados. Os resultados mostram que as fêmeas desenvolvem hipertensão semelhante aos machos submetidos ao mesmo protocolo, contudo as alterações no acoplamento entre a atividade simpática e respiratória são diferentes entre os sexos. Estes dados sugerem que embora os machos e fêmeas desenvolvam um nível similar de hipertensão após a HCI, os mecanismos envolvidos na geração da atividade simpática podem ser diferentes. / Chronic intermittent hypoxia (CIH) produces hypertension and sympathetic overactivity in juvenile male rats. The increase in sympathetic activity occurs during the expiratory phase of respiration, which is correlated with an augmented expiratory activity. This information indicates that after CIH, juvenile rats develop changes in the respiratory sympathetic-coupling, which could explain, at least in part, the hypertension observed in these animals. Female rats are known to be more resistant to the development of hypertension in several experimental models of this pathology. Take in consideration these facts, we hypothesized that female rats exposed to CIH were resistant to the development of hypertension. To test this hypothesis, we studied the cardiovascular and respiratory changes in female rats after the CIH in awake freely moving condition. In another group of animals, we studied the sympathetic and respiratory activity in female rats after the CIH, using for this, the working heartbrainstem preparation. The results show that juvenile female rats develop hypertension similarly to that observed in juvenile male rats submitted to the same protocol. However, juvenile female rats presented changes in the respiratory-sympathetic coupling different from that observed in juvenile male rats. Together, these results suggest that even if the level of hypertension after CIH is similar between males and females, the mechanisms underlying the generation of sympathetic overactivity are different.

O tecido cerebral é altamente dependente de uma complexa rede vascular e um suprimento adequado de oxigênio, uma vez que o metabolismo oxidativo é a principal via de produção de ATP. Entretanto, durante o aumento da atividade neuronal existe uma relação não linear entre fluxo sanguíneo cerebral e consumo de oxigênio, verificado por tomografia de emissão de pósitrons e posteriormente por técnicas quantitativas de ressonância magnética nuclear. O aumento mais pronunciado do fluxo sanguíneo em comparação com o consumo de oxigênio levanta questões sobre a possibilidade de o oxigênio atuar como um fator limitante. Apesar dos efeitos devastadores da privação completa de oxigênio ao tecido cerebral dentro de minutos, a redução da disponibilidade de oxigênio por curtos períodos de tempo é comum em pacientes com apneia do sono e está associada como fator de risco à hipertensão e acidentes vasculares. Acreditamos que a obtenção de novas informações sobre o efeito da disponibilidade de oxigênio na regulação da resposta vascular e do metabolismo energético no cérebro humano in vivo é crucial para um melhor entendimento de aspectos básicos do metabolismo energético cerebral e sua relação com o sistema neurovascular. Nesta tese foi avaliado o impacto da redução da disponibilidade de oxigênio no acoplamento neurovascular e metabólico do cérebro humano saudável. Dois estudos foram realizados na presença de hipóxia moderada, com saturação sanguínea entre 80 a 85%, e normóxia como condição de controle. O primeiro utilizou técnicas quantitativas de ressonância magnética funcional (fMRI) em 3T para caracterizar a resposta vascular evocada de 9 sujeitos saudáveis perante a estimulação visual. O segundo visou caracterizar as concentrações metabólicas em repouso e também as alterações induzidas pela estimulação visual em 11 sujeitos, utilizando a técnica de espectroscopia de ressonância magnética funcional (fMRS) em 7T. Os dados de fMRI mostraram reduções significativas das áreas corticais recrutadas durante a hipóxia moderada, embora as áreas comuns às três técnicas que continuaram ativas demonstraram respostas com amplitude de fluxo e volume sanguíneos similares a normoxia. Além disto, a variação de consumo de oxigênio devido à estimulação visual foi menor durante a hipóxia. Tais achados potencialmente poderiam indicar diminuição da extensão do recrutamento neuronal, porém um novo desacoplamento entre atividade neuronal e a resposta vascular, ou seja, aumento da atividade neuronal sem uma mesma resposta vascular durante a hipóxia moderada não poderia ser descartado. O estudo de fMRS demonstrou alterações metabólicas (glutamato e lactato) induzidas pela estimulação similares em ambas as condições gasosas. Entretanto, alterações significativas nas concentrações de aspartato, glutamato e glutamina foram observadas entre as condições no repouso. A combinação dos achados de ambos os estudos aqui apresentados sugere que a hipóxia moderada não resulta na diminuição do recrutamento neuronal, pois variações similares de glutamato e lactato, considerados fortes marcadores do aumento de atividade neuronal, foram observadas durante hipóxia moderada. Entretanto, há evidências de que a disponibilidade reduzida de oxigênio leva a alterações no mecanismo do acoplamento vascular e também no metabolismo basal. Análises futuras serão necessárias para verificar se existe um mecanismo fisiológico que explica as alterações vasculares e metabólicas aqui observadas. / The cerebral tissue is highly dependent on a complex vascular network and a tight regulated supply of oxygen, since oxidative metabolism is the primary source of ATP synthesis. Increased neuronal activity leads to a well-established mismatch between CBF and CMRO2, measured by PET and nuclear magnetic resonance techniques. The much larger CBF evoked response as compared to CMRO2 response raises questions about the role played by oxygen as a potential limiting factor. Despite the devastating effects of intense hypoxia to cerebral tissue, moderate oxygen deprivation through short periods of time is frequent in chronic disorders such as obstructive sleep apnea and has been suggested to be a risk factor for morbidities such as hypertension and stroke. Identifying the impact of mild hypoxia on functional brain metabolism in the healthy human brain is a crucial step for understanding basics aspects of cerebral bioenergetics and its relationship with the neurovascular system. In this thesis we evaluate the impact of reduced oxygen availability in the neurovascular and metabolic coupling of the healthy human brain. Two studies were performed in the presence of mild hypoxia, with 80 to 85% arterial blood oxygen saturation, and normoxia as the control condition. The first study utilized functional Magnetic Resonance Imaging techniques (fMRI) at 3T to characterize the vascular response to visual stimulation in 9 subjects. The second study aimed at characterizing the neurochemical profile of the human brain and quantifying the stimulus-induced metabolic changes as measured by fMRS at 7T in 11 subjects. The fMRI data showed significant reductions in the recruited cortical areas during mild hypoxia, although activated areas in all three imaging modalities showed responses with similar amplitude of blood flow and volume from normoxia. In addition, the variation of oxygen consumption due to stimulation was smaller during mild hypoxia. These findings could potentially suggest decreased neuronal recruitment, although a new decoupling between neuronal activity and vascular response (i.e. similar neuronal recruitment with different vascular response) could not be discarded. The fMRS study showed similar stimulus-induced glutamate and lactate changes during both gas conditions. However, significant concentration differences were observed in aspartate, glutamate and glutamine during rest conditions. Finally, the combination of the data from the two studies herein presented suggests that mild hypoxia does not result in reduced neuronal recruitment despite the altered vascular response, as shown by the similar glutamate and lactate stimulus-induced responses, known to be strong markers of increased neuronal activity. However, there are evidences that support altered neurovascular coupling and metabolic concentrations during reduced oxygen availability at rest. Further analysis will be necessary to elucidate how the new steady state concentrations of aspartate, glutamate and glutamine could be linked to physiological mechanism that potentially alters the neurovascular response.

Nosso objeto de estudo são os sistemas de spins com interações de longo alcance; em particular, estamos interessados em sistemas cuja probabilidade invariante é o modelo de Ising em A^S, onde A = {-1, 1} é o espaço de spins e S = Z^d é o espaço de sítios. Apresentamos dois resultados originais que são consequências da aplicação de algoritmos de simulação perfeita e de acoplamento no contexto da construção deste tipo de sistemas e de suas respectivas probabilidades invariantes. / Our object of interest are spin systems with long-range interactions. As a special case, we are interested in systems whose invariant measure is the Ising model on A^S, where A = {-1, 1} is the space of spins and S = Z^d is the space of sites. We present two original results that are byproducts of the application of Perfect Simulation and Coupling algorithms in the context of the construction of these spin systems and their respective invariant measures.

Os sedimentos costeiros são importantes globalmente, pois atuam como receptores de grandes quantidades de material orgânico alóctone e autóctone, sendo responsáveis por cerca de 90% do enterramento de carbono no oceano global. Dentro dos ecossistemas de plataforma continental, a fauna bêntica desempenha papel vital tanto como receptora de energia proveniente do pelagial, quanto como fornecedora de energia para os organismos demersais e de nutrientes para o fitoplâncton. O objetivo principal do presente trabalho foi investigar a variação temporal da dinâmica da macrofauna bêntica na plataforma interna de Ubatuba. A dinâmica bêntica foi analisada pela abundância, biomassa, descritores da comunidade (riqueza, diversidade, equitatividade) e análise trófica dos grupos mais abundantes, em função da origem e composição da matéria orgânica sedimentar. As coletas foram realizadas mensalmente em uma estação fixa, com início em outubro de 2006, por um período de um ano. A estação fixa possui uma profundidade de 40 m e um regime oceanográfico de transição entre águas costeiras e de plataforma continental. A composição da matéria orgânica em termos de MOT, fitopigmentos, fitodetritos e biomarcadores lipídicos apresentou uma complexidade típica de ambientes de plataforma interna, relacionados à dinâmica oceanográfica que rege os principais eventos de acúmulo ou remoção da matéria orgânica lábil na região de Ubatuba. A composição dos biomarcadores lipídicos presentes no sedimento evidenciou que a matéria orgânica particulada na região de plataforma interna de Ubatuba possui uma origem principalmente autóctone, e que está constituída por uma combinação de material derivado do plâncton vivo ou detrítico, da produção bacteriana e da fauna associada ao sedimento, havendo uma contribuição terrestre relativamente pequena. O presente estudo indicou que a dinâmica bêntica na região da plataforma interna de Ubatuba é moldada por forçantes ambientais, como a intrusão de massas dágua (e.g. ACAS) trazendo nutrientes para a zona fótica e estimulando a produção primária fitoplanctônica nova, induzindo o aumento na densidade e biomassa bêntica. A chegada de frentes frias, com ventos fortes, mistura da coluna dágua e revolvimento do fundo também possui fundamental importância, através do decréscimo nos valores dos parâmetros da comunidade bêntica. Esse padrão de acúmulo e remoção sugere que a biota bêntica da plataforma interna de Ubatuba esteja numa constante dinâmica de colonização e recolonização, que pode ser chave na manutenção de altos níveis de riqueza e equitatividade na região. Os resultados obtidos no presente estudo sugerem um íntimo e complexo acoplamento bentopelágico dependente, por um lado, de eventos oceanográficos de mesoescala (i.e. centenas de km; intrusão da ACAS) e, por outro, de eventos atmosféricos que influenciam o sistema bêntico em escala local, através da ressuspensão de sedimentos. / Coastal sediments are globally important for their role in the carbon cycle, being responsible for about 90% of the carbon burial in the global ocean. In continental shelf ecosystems, benthic communities play a vital role receiving energy from the pelagic system, serving as food source for demersal organisms, recycling nutrients back to the water column and sequestering part of the carbon into deeper layers of marine sediments. The present study aimed to investigate the variation on the dynamics of the benthic macrofauna on the inner shelf off Ubatuba-SP. Benthic macrofauna abundance, biomass, species richness, diversity, equitability and polychaete trophic groups were compared with the origin and composition of sedimentary organic matter. Sampling was carried out on a monthly basis starting in October 2006 for a year in a permanent station at 40 meters depth. The area is characterized by a transition between coastal and oceanic regimens. Sedimentary organic matter composition in terms of total organic matter, lipid biomarkers and phytopigments and phytodetritus showed a complexity typical from inner shelves and was driven by oceanic and atmospheric dynamics. Lipid biomarker composition revealed that particulated organic matter was mainly derived from autochthonous sources, composed of a combination of material derived from live plankton and detritic remains, bacterial production and from the benthic metazoan fauna. Terrestrial contribution to the sediment organic matter was small. The present study indicated that the benthic dynamics in the inner shelf off Ubatuba is molded by environmental forcing, especially the intrusion of water masses onto the shelf (e.g. ACAS), which brings nutrients to the euphotic zone stimulating new phytoplanktonic primary production. This enhances the flux of organic matter to the bottom increasing the benthic biota density and biomass. The arrival of cold fronts, with strong S-SW winds promoting water column mixing and sediment resuspension, was also fundamental in decreasing benthic community parameters (i.e. abundance and biomass). The dynamics of organic matter accumulation and removal suggest that the benthic biota in the inner shelf of Ubatuba is subjected to a constant pattern of settling and recolonization, which can be a key factor in the maintenance of high levels of species richness and equitability. The results obtained in the present study suggest a strong and complex benthic-pelagic coupling, influenced by mesoescale oceanographic events (i.e. hundreds of km; intrusion of ACAS) on the one hand and, on the other, by atmospheric events influencing the benthic system on a local scale, through the remobilization of sediments.

Neste trabalho, estudam-se problemas bidimensionais de propagação de ondas acústicas e elásticas, no domínio da freqüência, formulados através do Método dos Elementos de Contorno. A formulação é baseada nas representações integrais das equações diferenciais que governam os fenômenos de propagação de ondas acústicas num meio fluido e de ondas elásticas numa estrutura elástica. Analisa-se também a interação entre o fluido e a estrutura com o uso de sistemas de equações acoplados. As soluções fundamentais utilizadas são expressões exatas e não há necessidade de subdivisão dos domínios em células de integração. São aplicadas técnicas de integração alternativas na escolha das equações algébricas no domínio do fluido, visando a melhora das respostas globais do conjunto. Apresentam-se ainda exemplos numéricos, com o objetivo de possibilitar a modelagem numérica de problemas de acoplamento fluido-estrutura e de radiação e difusão acústica. / In this work, acoustic and elastic wave propagation problems in 2D, in frequency domain, are studied and formulated with the Boundary Element Methods. The formulation is based on the integral representations derived from the differential equations that govern the phenomena of acoustic wave propagation in a fluid medium and elastic wave propagation inside an elastic domain. The fluid-structure interaction is also formulated by coupling appropriately the corresponding systems of equations. The fundamental solutions adopted in this work are conveniently chosen to avoid the mass integral terms in the elastic wave integral representation and the equivalent terms in the acoustic integral equation. Thus, the algebraic representations of both problems are written only in terms of boundary values. Subdivisions of the domain to perform integrals over cells are not required. In an attempt to improve the global answers of the fluid problem, several integration techniques have been experimented to build alternative algebraic matrix equations. Numerical examples are presented in order to shown the accuracy of the studied acoustic radiation and scattering problems and also to verify the proposed fluid-structure coupling.

Apresento neste trabalho uma derivação alternativa da hamiltoniana efetiva para um elétron na banda de condução de uma heteroestrutura semicondutora de rede Zincblende. Partindo do modelo de Kane 8 × 8 e da aproximação das funções envelope, esta hamiltoniana efetiva foi obtida com a linearização dos denominadores (dependentes das autoenergias) presentes na equação para a banda de condução, sob a hipótese de que o gap de energia seja muito maior que todas as demais diferenças de energia envolvidas (verdade para a maioria das estruturas Zincblende). A partir de um procedimento introduzido previamente1,3, desenvolvi um procedimento mais geral que implementa sistematicamente esta linearização até segunda ordem no inverso do gap de energia e que corrige a normalização do spinor da banda de condução usando as bandas de valência. Este procedimento é idêntico à expansão em série de potência no inverso da velocidade da luz utilizada para se obter aproximações relativísticas da equação de Dirac. Uma vantagem deste procedimento é a arbitrariedade na forma dos potenciais, o que implica na validade da hamiltoniana resultante para poços, fios e pontos quânticos. Evidencio também as consequências de cada termo desta hamiltoniana efetiva para os autoestados eletrônicos em poços retangulares, incluindo termos independentes de spin inéditos (Darwin e interação momento linearcampo elétrico). Estes resultados estão de acordo com os estudos anteriores4. A fim de estudar transições ópticas dentro da banda de condução, mostro que o acoplamento mínimo pode ser realizado diretamente na hamiltoniana de Kane se os campos externos variam tão lentamente quanto as funções envelope. Repetindo a linearização dos denominadores de energia, derivo uma hamiltoniana efetiva para a banda de condução com acoplamentos elétron-fótons. Um destes acoplamentos, induzido exclusivamente pela banda de valência, origina transições mediadas pelo spin eletrônico. Estas transições assistidas por spin possibilitam mudanças, opticamente induzidas, na orientação do spin eletrônico, um fato que talvez possa ser útil na construção de dispositivos spintrônicos. Por fim, as taxas de transição deste acoplamento apresentam saturação e linhas de máximos e mínimos no espaço recíproco. Espero que estas acoplamentos ópticos possam auxiliar na observação dos efeitos dos acoplamentos spin-órbita intra (Rashba) e intersubbandas. / In this work, I present an alternative derivation of the conduction band effective hamiltonian for Zincblende semiconductor heterostructures. Starting from the 8×8 Kane model and envelope function approximation, this effective hamiltonian was obtained by means of a linearization in the eigenenergy-dependent denominators present the conduction band equation, under the hypothesis that the energy gap is bigger than any other energy difference in the system (true for mostly every Zincblende semiconductor bulk or heterostructure). Based on a previous procedure1,3, I have developed a more general procedure that implements sistematicaly (i) this linearization and (ii) renormalizes the conduction band spinor using the valence bands, both (i) and (ii) up to second order in the inverse of the energy gap. This procedure is identical to the expansion in power series of the inverse of the light speed used to derive non-relativistic approximations of the Dirac equation. One advantage of this procedure is the generality of the potentials adopted in our derivation: the same results hold for quantum wells, wires and dots. I show the consequences of each term of this hamiltonian for the electron eigenstates in retangular wells, including novel spin-independent terms (Darwin and linear momentumelectric field couplings). These resulties agree with previous works4. In order to study conduction band optical transitions, I show that the minimal substitution can be performed directly in the Kane hamiltonian if the external fields vary slowly (at least, as slowly as the envelope functions). Repeating the linearization of the energy denominators, I derive a new effective hamiltonian, up to second order in the inverse of the energy gap, with electron-photons couplings. One of these couplings, induced exclusively by the valence bands, gives rise to optical transitions mediated by the electron spin. This spin-assisted coupling enable optically-induced spin flipps in conduction subband transitions, which can be useful in the construction of spintronic devices. Finaly, the spin-assisted transitions rates show saturation and lines of maxima and minima in the reciprocal lattice. I hope that these optical couplings can be of any help in the observation of interesting effects induced by the intra and intersubband spin-orbit coupling.

Neste trabalho, apresentamos um novo processo de fabricação para a obtenção de canaletas em V em substratos de silício monocristalino (100) para um acoplamento óptico utilizando siliceto de níquel como material de máscara. O filme de siliceto de níquel (10nm de espessura para 200 nm de nickel) foi obtido por processos de evaporação térmica e posterior recozimento a baixas temperaturas ( 200 e 250°C). As canaletas em V (com profundidade de 60 mm) foram fabricadas através do processo de corrosão anisotrópica, utilizando uma solução de KOH (27%-60°C). Durante este processo, a taxa de corrosão do substrato de silício pela solução de KOH foi estimada como sendo 33.1 micrômetros/h. A composição da camada de siliceto de níquel obtida foi investigada utilizando a técnica RBS, que nos forneceu a estequiometria Ni2Si. A rugosidade de filmes de níquel e de Ni2Si foi medida pela técnica AFM. Uma análise SEM foi feita com as canaletas e guias de onda obtidos. Após o processamento das canaletas em V, elas foram alinhadas com um guia de onda simples de teste para um futuro acoplamento óptico. / In this work, we present a new fabrication process to obtain V-grooves on monocrystaline silicon substrates (100) for optical coupling using nickel silicides as mask material. The nickel silicide film 10 nm thick for 200 nm of nickel thick) was obtained using thermal evaporation and annealing processes at low temperatures (200 and 250°C) as mask for alkaline solutions. Vgrooves (60 mm deep) were fabricated by anisotropic etching process, using a KOH (27%-60°) solution. During this process, the etch rate of the silicon substrate by the KOH solution was measured as 33.1 micrometers/h. The composition of the obtained nickel silicide layer was investigated using RBS technique, which supplied us the stoichiometric Ni2Si. The roughness of nickel and Ni2Si layers was measured by AFM technique. A SEM analysis was made with the obtained Vgrooves and waveguides. After processing the V-grooves, they were aligned with a simple waveguide for a future optical coupling.

Tirosina, um aminoácido proteinogênico, de fundamental importância para nossa sobrevivência, foi objeto de estudo para a confecção da presente tese. Investigado frente às três reações de acoplamento cruzado mais exploradas nos últimos anos, Suzuki-Miyaura, Heck e Sonogashira, a 3-iodotirosina comportou-se como um excelente substrato na formação de unidades biarílicas, derivados estilbeno, formação de heterociclos do tipo 1,2,3-triazóis, quinolinas, benzofuranos e flavonas, bem como a formação de dipeptídeos Tyr-Tyr. A reação entre a 3-iodotirosina com diferentes nucleófilos de boro via reação de Suzuki- Miyaura, além de dar origem às unidades biarílicas, forneceu derivados do estilbeno, usados como substratos na construção de quinolinas, alcançadas por meio da reação multicomponente de Povarov, com catálise de prata em apenas 40 minutos sob irradiação de micro-ondas. Alguns desses derivados estilbeno, apresentaram ainda uma acentuada fluorescência, a qual foi medida em diferentes polaridades. Ao explorarmos a reação entre a 3-iodotirosina e acetilenos, derivados alquinílicos puderam ser convenientemente preparados, permitindo seu uso como materiais de partida na reação de cicloadição de Huisgen, no preparo de anéis triazólicos. Produtos provenientes da adição estereosseletiva de oxa-Michael, entre o anel fenólico da tirosina e aldeídos propargílicos, forneceram compostos carbonílicos α,β-insaturados capazes de reagirem via acoplamento intramolecular de Heck, levando a derivados 2-aril-3- formil-5-alanilbenzofuranos ou ainda, apenas alterando a atmosfera inerte de nitrogênio por monóxido de carbono, a formação de 2-aril-6-alanilflavonas via acilação intramolecular redutiva. Além da metodologia de síntese explorada na tese, alguns dos compostos obtidos apresentaram atividade biológica seletiva contra células de melanoma e leucemia, bem como atividade antiparasitária frente ao Plasmodium falciparum, não afetando a proliferação de células sadias. Dessa forma, os resultados apresentados, agregam ainda mais valor sintético e biológico ao aminoácido tirosina, explorados de forma inédita. / Tyrosine, a proteinogenic amino acid of fundamental importance for life, was the object of study for the research that is presented in this thesis. When 3-iodotyrosine was used in the three different types of cross-coupling reactions that have been exploited the most in recent years, namely the Suzuki-Miyaura, Heck and Sonogashira coupling reactions, 3-iodotyrosine as an excellent substrate for the formation of biaryl units, stilbene derivatives, 1,2,3-triazoletype heterocycles, quinolines, benzofurans and flavones, and Tyr-Tyr dipeptides. This work is organized into sections in order to facilitate ease of reading. The reaction between 3-iodotyrosine and different boron nucleophiles via the Suzuki- Miyaura coupling reaction, in addition to giving the biaryl units, also provided stilbene derivatives, which were used as substrates for the construction of quinolines via multicomponent Povarov reactions. The Povarov was performed with silver catalysis under 40 minutes of microwave irradiation. Some of these stilbene derivatives showed a marked fluorescence, which was measured in solvents with different polarities. By exploring the Sonogashira coupling reaction between 3-iodotyrosine and acetylenes, alkynyl derivatives could be conveniently prepared, which in turn could be used as starting materials in Huisgen cycloaddition reactions to synthesize1,2,3-triazole rings. Products from the stereoselective addition of oxa-Michael, between the phenolic ring of tyrosine and propargyl aldehydes, provided 945;,946;-unsaturated carbonyl compounds capable of reacting via Heck intramolecular coupling, leading to 2-aryl-3-formyl-5-alanylbenzofurans or by simply changing the inert atmosphere of nitrogen by carbon monoxide, the formation of 2- aryl-6-alanylflavones via reductive intramolecular acylation. In addition to the synthesis methodology explored in the thesis, some of the compounds showed selective biological activity against melanoma and leukemia cells, as well as antiparasitic activity against Plasmodium falciparum, without affecting the proliferation of healthy cells. In this way, the presented results add even more synthetic and biological value to the amino acid tyrosine, explored in an unprecedented way.