Orientadores: Antonio Jose de Almeida Meirelles, Mariana Conceição da Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-15T07:21:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carareto_NataliaDanieleDorighello_M.pdf: 5550198 bytes, checksum: e2d9b70cc0db776a83763af5ef082ed7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Álcoois graxos são constituintes minoritários de tecidos vegetais, sendo encontrados principalmente em ceras. São utilizados na indústria como emulsificantes, surfactantes ou emolientes. Atualmente, existem muitos estudos sobre o uso de álcoois graxos associados a ácidos graxos como substitutos do processo de hidrogenação para a fabricação de margarinas e outras emulsões. O conhecimento do equilíbrio sólido-líquido de misturas binárias de álcoois graxos é uma ferramenta importante para se entender o comportamento de misturas mais complexas. Assim, neste trabalho se objetivou construir diagramas de equilíbrio sólido-líquido de misturas binárias de álcoois graxos saturados pares contendo de oito a dezoito átomos na cadeia carbônica, a partir da calorimetria Exploratória Diferencial, com método experimental previamente utilizado por Rolemberg (2002) e Costa (2004) para ácidos graxos e triacilgliceróis. Para complementar os resultados também foram capturadas imagens de microscopia óptica com controle de temperatura. Os sistemas aqui estudados apresentaram três comportamentos diferentes da linha liquidus: no primeiro grupo estão os sistemas que apresentaram apenas o ponto eutético, no segundo aqueles com ponto eutético e ponto peritético e o último grupo exibe nenhum desses pontos. Para os sistemas que apresentaram ponto peritético, pode-se observar nas imagens de microscopia a recristalização de algumas amostras com o aumento de temperatura, o que evidencia a ocorrência da reação metatética para tais sistemas. Foram utilizados os modelos termodinâmicos para coeficiente de atividade Margules 2 e 3-sufixos e NRTL para ajuste dos dados experimentais dos sistemas que apresentaram apenas ponto eutético simples e ponto eutético e peritético e obteve-se um valor de DQM satisfatório para todos os casos. Já para o modelo preditivo UNIFAC original, os desvios com relação aos valores experimentais foram altos, o que se supõe ser proveniente de simplificações, como a hipótese de uma fase sólida pura, o que neste trabalho se mostrou inadequado / Abstract: Fatty alcohols are minor constituents of vegetal tissues, being mainly found in vegetal waxes. Fatty alcohols are used in industry as emulsifiers, surfactants or emollients agents. There are many studies about the use of fatty alcohol associated with fatty acids as substitutes for the hydrogenation process of margarine manufacturing and other edible emulsions, for example. Solid-liquid equilibrium of binary mixtures of fatty alcohols is na important tool for understanding the behavior of fatty complex mixtures. Thus, this work aimed to study diagrams of solid-liquid equilibrium of binary systems of even saturated fatty alcohols from eight to eighteen atoms in the carbon chain by differential scanning calorimetry (DSC). This method was previously used by Rolemberg (2002) and Costa et al. (2007a, 2009a, 2009b, 2009c) for fatty acids and triacylglycerols systems. To complement the study were also captured images for some systems by optical microscope with temperature control. The liquidus line of the studied systems showed three different behaviors: one showed only the eutectic point, another the eutectic and peritectic points or neither eutectic nor peritectic point. For systems that had peritectic point, it could be observed in the microscopy images the recrystallization of the compositions that was investigated on the microscopy, even with the temperature increase. This behavior corroborates the existence of the metatetic reaction in these systems. Margules-2-suffix, Margules-3-suffix, NRTL, UNIFAC and UNIFAC-Dortmund models were applied to fit the experimental data. The best fit for the systems that exhibit peritectic and eutectic points were obtained through Margules and NRTL models. UNIFAC and UNIFAC-Dortmund models have showed high deviation compared to experimental data of the modeled systems / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

A oxidação seletiva de alcoóis é importante para a síntese de intermediários e produtos químicos utilizados na fabricação de inúmeros materiais. O interesse em novos métodos catalíticos para a oxidação de moléculas orgânicas tem aumentado juntamente com a busca por processos ecossustentáveis. Neste trabalho foram estudadas diferentes estratégias de deposição de nanopartículas bimetálicas de ouro e paládio sobre um suporte magnético, constituído por nanopartículas de magnetita revestidas por sílica. Dois métodos de síntese de nanopartículas bimetálicas de ouro e paládio foram estudados: (I) a síntese de nanopartículas bimetálicas formadas por ligas de ouro e paládio, seguida pela deposição dessas nanopartículas pré-formadas sobre o suporte catalítico e (II) a síntese de nanopartículas bimetálicas do tipo core-shell, por meio da redução sucessiva de ouro e paládio sobre o suporte catalítico. A morfologia dos catalisadores foi determinada por diferentes técnicas de microscopia eletrônica. O desempenho catalítico das nanopartículas bimetálicas foi estudado na reação modelo de oxidação de álcool benzílico com oxigênio. Os catalisadores mostraram-se ativos e seletivos para benzaldeído sem a necessidade do uso de solvente ou base e, após separação magnética, foram usados em sucessivas reações com desempenho satisfatório / The selective oxidation of alcohols is important for the synthesis of intermediates and chemical products used for the production of many materials. The interest in new catalytic methods for the oxidation of organic molecules has increased along with the search for eco-sustainable processes. In this thesis we studied different deposition strategies of gold and palladium bimetallic nanoparticles on a magnetic support, comprised by silica coated magnetite nanoparticles. Two synthetic methods for the preparation of supported gold and palladium bimetallic nanoparticles were investigated: (I) the synthesis of gold and palladium bimetallic nanoparticles, followed by deposition of the preformed nanoparticles on the catalytic support and (II) the synthesis of core-shell bimetallic nanoparticles, through the sequential reduction of gold and palladium on the catalytic support. The catalysts\' morphology was investigated by electronic microscopy techniques. The catalytic behavior of the bimetallic nanoparticles was investigated in the model reaction of the oxidation of benzyl alcohol with oxygen. The catalysts were active and selective for benzaldehyde without the use of solvent and base and, after magnetic separation, were able to be reused in successive runs and showed a good performance.

Neste trabalho, foram desenvolvidos métodos para determinação de espécies neutras por eletroforese capilar (CE) com detecção condutométrica sem contato (CCD). Estratégias baseadas em eletroforese capilar em solução livre (FSCE) e cromatografia micelar eletrocinética (MEKC) foram utilizadas em três casos: misturas de álcoois alifáticos, misturas de açúcares e salbutamol. Estas substâncias foram escolhidas por apresentarem ampla distribuição de características químicas. Os n-álcoois possuem regiões polares e apoIares distintas ao longo da cadeia carbônica, sendo que em solução aquosa se apresentam invariavelmente como espécies neutras. Os açúcares, apesar das longas cadeias carbônicas, possuem grande número de hidroxilas uniformemente distribuídas e podem ser ionizados a valores elevados de pH. Já o salbutamol, pode ser encontrado como espécie catiônica, neutra ou aniônica, dependendo do pH do meio. A melhor aproximação para os álcoois foi MEKC, que permitiu a separação e detecção da ordem de 10-4 mol·L-1 para cinco isômeros de pentanol. A utilização de eletrólito de corrida com pH 12,1 permitiu a determinação de frutose, glicose, galactose e sacarose da ordem de 10-5 moI&middotL-1 por FSCE em capilares de 20 µm. Salbutamol pode ser detectado como cátion e ânion em FSCE em limites de detecção da ordem de dez vezes menores que aquele obtido para a espécie neutra por MEKC. Como o mecanismo pelo qual ocorre a detecção condutométrica em MEKC não era ainda bem conhecido, foram desenvolvidos experimentos que ajudassem a elucidá-Io. Medidas de condutividade, viscosidade e análise de impedância de soluções tampão com dodecilsulfato de sódio (SDS) com n-álcoois e experimentos com soluções similares em MEKC demonstraram que a resposta observada com CCD é bastante complexa, pois vários fenômenos contribuem para o comportamento da condutividade na região dos analitos. Os principais fenômenos, os quais não estavam sendo devidamente considerados em modelos anteriores, são a dissociação e a ionização provocadas pelos analitos sobre as micelas. Estes fenômenos seriam particularmente significativos para as mobilidades das espécies envolvidas nas micelas, provocando a propagação de vacâncias que seriam então detectadas. / In the present work, analytical methods for determination of neutral species based on capillary electrophoresis (CE) with contactless conductivity detection (CCD) were developed. Free solution capillary electrophoresis (FSCE) and micelar electrokinetic chromatography (MEKC) were applied to three cases: mixtures of aliphatic alcohols, mixtures of sugars, and salbutamol. These substances were selected due to their distinctiveness. The alcohols have well-defined polar and apoIar regions in their carbonic chain and are typical non-ionic species in aqueous medium. The sugars have a great number of hydroxyl groups along the carbonic chain, which give a polar nature and can be ionized at high pH values. The salbutamol is amphoteric. The best approach for the alcohols was MEKC that allowed separation of five pentanol isomers with limit of detection of 10-4 mol·L-1. A running electrolyte with pH 12.1 allowed determination of 10-5 mol·L-1 of fructose, glucose, galactose, and sucrose, using FSCE with 20-µm inner diameter capillary. The sensitivity for the cationic and anionic forms of albuterol in FSCE was about ten times greater than that one achieved by MEKC for the neutral species. Since the conductivity detection in MEKC was not clearly understood, some experiments were carried out in order to improve the knowledge about it. Conductivity and viscosity measurement as well as impedance analysis of buffered sodium dodecyl sulfate solution with n-alcohols and experiments using similar conditions in MEKC showed that CCD response is complex, because several phenomena contribute to the solution conductivity in the region of the analytes. The main phenomena, which are not properly considered in the previous models, are the effects of the analytes on the dissociation and ionization of the micelles. These phenomena would be responsible for the vacancies detected as negative peaks, which would be formed by the augment of the mobilities of the species involved in the micelle formation.

Diante da biodiversidade de micro-organismos existentes na natureza e da necessidade de descobrir novos biocatalisadores para a síntese de bloco de construções quirais e de produtos químicos de alto valor agregado, o presente trabalho teve como objetivo realizar a bioprospeção de micro-organismos para aplicação em reações de oxidação enantiosseletiva de álcoois. Os micro-organismos foram obtidos pelo processo de isolamento induzido de amostras de solo/sedimento coletadas no Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira (PETAR) e na Antártica. A partir das amostras coletadas (43 de solo e 13 de sedimento) foram isolados 130 microorganimos mesofílicos (isolados de amostras de solo do PETAR) e 232 microorganimos psicrofílicos/psicrotróficos (isolados de amostras de solo/sedimento da Antártica). Realizamos também a avaliação do espectro de atividade enzimática dos micro-organismos em reações de oxidação enantiosseletiva, e para isso empregamos derivados para substituídos do (R,S)-1-(fenil)etanol. Dentre os micro-organismos estudados, 15 psicrofílicos/psicrotróficos e 11 micro-organismos mesofílicos apresentaram álcool desidrogenases que catalisaram a oxidação do enantiômero (S) do álcool racêmico à sua correspondente cetona. Nesses casos, as linhagens possuem atividade de álcool desidrogenase em que o rendimento de obtenção da cetona foi > 10 % e excesso enantiomérico > 60 %. Por outro lado 6 micro-organismos mesofílicos apresentaram álcool desidrogenases que catalisam a oxidação do enantiômero (R) do álcool racêmico à sua correspondente cetona. Foi realizada a caracterização taxonômica para alguns micro-organismos através do sequenciamento do 16S rDNA. Dentre os micro-organismos caracterizados, destacaram-se as bactérias Flavobacterium sp., Arthrobacter sp., Acinetobacter sp., e o Bacillus sp. por apresentar excelente atividade enzimática. Flavobacterium sp. e a Arthrobacter sp. foram selecionadas para o estudo de otimização da reação de oxidação do (R,S)-1-(4- metilfenil)etanol. Nesse processo foram utilizadas as células ressuspensas em tampão fosfato em diferentes temperaturas (5-30 ºC) e tempos reacionais (24-72 horas). A partir desse estudo, observou-se que a Flavobacterium sp. possui uma excelente atividade enzimática a 10 ºC e a Arthrobacter sp. a 25 ºC. Foram determinadas curvas de crescimentos destas bactérias em 15, 20 e 25 ºC, em que ambas apresentaram crescimento ótimo a 25 ºC, indicando que estas bactérias são psicrotróficas / In the view of the microorganisms biodiversity in nature and the necessity to discover new biocatalysts for chiral synthesis of building blocks and high value-added chemical products, the present work was aimed at making the bioprospection of microorganisms for application in enantioselective oxidation reactions of alcohols. Microorganisms were isolated by enrichment technique from soil/sediment samples collected from the State Park of Alto Ribeira (PETAR) and Antarctic. 130 Mesophilic microorganisms were isolated from soil samples of PETAR, and 232 psychrophilic/psychrotrophic microorganisms from soil/sediment samples of Antarctic. We also evaluated the enzymatic activity of the microorganisms in enantioselective oxidation reactions, by using derivatives of substituted para (RS)-1- phenylethanol as substrates. Among the studied microorganisms, 15 psychrophile/psychrotrophic and 11 mesophilic strains contain alcohol dehydrogenases that catalyze the (S)-enantiomer oxidation of racemic alcohols to its corresponding ketone. In these cases, the strains showed alcohol dehydrogenase activity in which the ketone yields were higher than 10 % and the enantiomeric excess >60 %. Moreover, 6 mesophilic microorganisms showed alcohol dehydrogenases that catalyze the R)-enantiomer oxidation of racemic alcohols to its corresponding ketone. It was performed taxonomic characterization for some microorganisms by sequencing the 16S rDNA. Among the characterized microorganisms, Flavobacterium sp., Arthrobacter sp., Acinetobacter sp. and Bacillus sp. showed excellent enzymatic activity. The Flavobacterium sp. and Arthrobacter sp. were selected for optimization study of oxidation of the (R,S)-1-(4-methyl-phenyl)ethanol. In this process, bacterial cells were resuspended in phosphate buffer at different temperatures (5-30 °C) and reaction times (24-72 h). From these studies, it was observed that the Flavobacterium sp. has an excellent enzymatic activity at 10 ºC and Arthrobacter sp. at 25 ºC. We determined the growth curves of these bacteria in 15, 20 and 25 ° C. Both strains showed optimum growth at 25 ° C, indicating that these bacteria are psychrotrophics.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-12T13:41:01Z No. of bitstreams: 1 samiragamareis.pdf: 1183975 bytes, checksum: 4d919d44dc79995d42cbfa4fd3437a68 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T16:48:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 samiragamareis.pdf: 1183975 bytes, checksum: 4d919d44dc79995d42cbfa4fd3437a68 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T16:48:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 samiragamareis.pdf: 1183975 bytes, checksum: 4d919d44dc79995d42cbfa4fd3437a68 (MD5) Previous issue date: 2012-08-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Tem-se observado um aumento do número de bactérias e protozoários resistentes aos quimioterápicos em uso. Desta forma, esses fármacos correm o risco de se tornarem obsoletos, tornando imprescindível o desenvolvimento de novos compostos que sejam biologicamente ativos. Dentre as diversas classes de compostos antimicrobianos ou antiprotozoários têm tido destaque os grupos aminoalcoóis e os heterociclos aromáticos, presente em muitos fármacos. Dando continuidade aos estudos realizados por nosso grupo de pesquisa, neste trabalho são descritas as sínteses de aminas e aminoalcoóis por aminação redutiva de benzaldeídos substituídos (p-octiloxi-, p-nitrobenzaldeído, p-metóxi benzaldeído), e de 2- e 4-piridina carboxaldeídos com monoetanolamina, 2-amino-2-metilpropanol e com a octilamina. Na segunda parte do trabalho foram sintetizados compostos derivados do metronidazol, substância de amplo espectro de atividade. Os compostos foram obtidos a partir de substituição nucleofílica do mesilato de metronidazol, com diferentes amino álcoois e octilamina. Após purificação e caracterização através dos métodos espectroscópicos usuais (RMN 1H e 13C e IV), as propriedades biológicas dos compostos obtidos foram avaliados in vitro. A avaliação da atividade antibacteriana contra diversos micro-organismos Gram-positivos e G ram-negativos foi feita através da análise do halo de inibição (método de difusão em Agar) e da concentração inibitória mínima (CIM). Os derivados de metronidazol estão sendo avaliados quanto a sua atividade antiparasitária. Os resultados mostraram que a atividade antibacteriana depende da lipofilia, já que todos os compostos possuindo a cadeia octila inibiram o crescimento bacteriana. / An increased number of bacteria and protozoa resistant to the usual chemotherapy has been observed. Thus, these drugs could become obsolete, making essential the development of new biologically active compounds. Among the various classes of antimicrobial and antiprotozoal compounds, amino alcohols and heterocyclic aromatic groups have been high lighted, as they are found in many drugs. Giving continuity to the ongoing studies conducted by our research group, in this work are described the synthesis of amines and amino alcohols by reductive amination of substituted benzaldehydes (p-octyloxy, p-methoxy and p-nitro benzaldehyde) and of 2-pyridil and 4- pyridil carboxaldehydes with monoethanolamine, 2-amino-2-methylproanol and octylamine. In the second part of the work compounds were synthesized from metronidazole, a substance with a broad spectrum of activity. The compounds were obtained by nucleophilic substitution of metronidazole mesylate with different amino alcohols and octylamine. After purification and characterization through the usual spectroscopic methods (1H NMR, 13C NMR and IR), the biologic properties of the obtained compounds were evaluated in vitro. The evaluation of the antibacterial activity was performed against gram-positive and gramnegative microorganisms, through the analysis of the halo of inhibition and of the minimum inhibitory concentration. The metronidazole derivatives are being evaluated for their antiparasitic properties. The results show that the antibacterial activity depends on lipophilicity, since all the compounds carrying the octyl chain were active.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-21T12:20:46Z No. of bitstreams: 1 elainedefreitascastroreis.pdf: 9019680 bytes, checksum: bdfd7990bb38d93c9a610109ce09ec5a (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: on 2017-06-21T12:44:20Z (GMT) / Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-21T12:44:55Z No. of bitstreams: 1 elainedefreitascastroreis.pdf: 9019680 bytes, checksum: bdfd7990bb38d93c9a610109ce09ec5a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T19:05:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 elainedefreitascastroreis.pdf: 9019680 bytes, checksum: bdfd7990bb38d93c9a610109ce09ec5a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T19:05:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 elainedefreitascastroreis.pdf: 9019680 bytes, checksum: bdfd7990bb38d93c9a610109ce09ec5a (MD5) Previous issue date: 2014-06-06 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O processo inflamatório é urna resposta coordenada do organismo a infecções e lesões teciduais, ativando a resposta imune e levando à liberação de substâncias pró- inflamatórias, como o óxido nítrico, TNF-α e IL-1β. Neste trabalho uma série de aminoálcoois lipofílicos de cadeia alifática longa foi avaliada na linhagem de macrófagos RAW 264.7 e macrófagos peritoneais inflamados de camundongos BALB/c, para verificar a viabilidade celular pelo Método do MTT, a produção de óxido nítrico pelo Método de Griess, assim como a dosagem de TNF-α e IL-1β por Elisa. Os aminoálcoois lipofilicos que apresentaram bons resultados in vitro, foram utilizados in vivo no tratamento de camundongos nos modelos de indução de edema em patas de camundongos pela carragenina, na dosagem de TNF-a e IL-1β no sobrenadante do macerado de coxins plantares de patas de camundongos, assim como no modelo de reação de hipersensibilidade tardia (RHT) à ovalbumina. Foram realizadas culturas com macrófagos da linhagem RAW 264.7 na presença de aminoálcoois com diferentes concentrações (1, 0,5 , 0,05 e 0,005 µg/mL). Os aminoálcoois testados não alteraram a viabilidade celular e inibiram a produção de NO e de TNF-α, na maioria das concentrações testadas, porém sem alterar a produção de IL-1β. Nas culturas de macrófagos primários foram testados os aminoálcoois 4a e 413, que alteraram a viabilidade celular, e não induziram a diminuição da produção de NO e das citocinas pro-inflamatórias TNF-α e IL-1β. Os aminoálcoois 4a e 4h foram escolhidos para os testes in vivo. A dexametasona foi escolhida como referência, por ser um dos fármacos de escolha para o tratamento das desordens inflamatórias, porém apresenta efeitos secundários indesejados dêvido à supressão total da resposta imune. O aminoálcool 413 mostrou redução do edema induzido em pata de camundongo pela carragenina, e diminuição de TNF-α e IL-1β tão eficiente quanto o tratamento com dexametasona. Na reação de hipersensibilidade tardia à OVA os aminoálcoois 4a e 4b apresentaram redução no edema em pata de camundongo similar a dexametasona. Em função dos resultados observados in vitro e in vivo o composto 4b mostrou propriedades anti-inflamatórias promissoras. / The inflammatory process is a coordinated response to infections and tissue damage by activating the immune response and leading to the release of pro-inflammatory substances, such as nitric oxide, TNF-a and IL-1β. In this study a series of lipophilic long chain aliphatic aminoalcohols was evaluated in RAW 264.7 macrophage lineage and inflamed peritoneal macrophages of mice BALB/c, to verify cell viability by the MTT method, the production of nitric oxide by Griess method, as well as dosage TNF-a and IL-1β by ELISA. Lipophilic amino alcohols that presented good results in vitro, were used in vivo treatment of mice in models of the carrageenan- induced paw edema in mouse and measure the levels of TNF-a and IL-1β in the supernatant of macerated of footpad mice as well as in the delayed hypersensitivity reaction (RHT) to ovalbumin model. Cultures of RAW 264.7 macrophage lineage with aminoalcohols in the presence of different concentrations (1, 0.5, 0.05 and 0.005 mg / mL) were evaluated. The aminoalcohols tested did not affect cell viability and inhibit the production of NO and TNF-a, most of the concentrations tested, but without altering the production of IL-1β. In cultures of primary macrophages the amino alcohols 4a and 4b, which altered cell viability and did not induce a decrease in NO production and pro-inflammatory cytokines TNF-a and IL-1β were tested. The amino alcohols 4a and 4b were chosen for testing in vivo. Dexamethasone is chosen as the reference drug for treating various inflammatory diseases, but have unwanted side effects due to the complete suppression of immune response. The amino alcohol 4b showed reduced edema induced in mouse paw by carrageenan, and decreased TNF-a and IL-1β as effective as treatment with dexamethasone. In the anti-ovalbumin delayed hypersensitivity reaction the aminoalcohols 4a and 4b showed reduction in paw edema mice similar dexamethasone. In function of the results observed in vitro and in vivo compound 4b showed promissory anti-inflammatory properties.

Orientador: Eduardo Augusto Caldas Batista / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T16:55:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_MarcelaCravo_M.pdf: 3959927 bytes, checksum: bd67f499a341015a91495d52b9e90d61 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O óleo fúsel é um resíduo obtido das destilarias de etanol carburante, constituído por uma mistura de álcoois superiores, como álcool isoamílico, álcool isobutílico, dentre outros. Esses álcoois são classificados como congêneres da fermentação alcoólica e devem ser retirados na coluna de retificação, pois tendem a se acumular na mesma. Em países onde há uma grande produção de etanol combustível, como o Brasil, alternativas para a utilização dos resíduos gerados nesse processo são de grande importância para tornar a produção de etanol menos poluidora e mais rentável. O baixo preço do óleo fúsel e seu elevado teor de álcool isoamílico, além do elevado volume de óleo fúsel produzido pelo Brasil anualmente, justificam o desenvolvimento de tecnologias para o fracionamento dessa mistura. Sob o ponto de vista técnico-econômico, a utilização do álcool isoamílico presente no óleo fúsel como precursor de ésteres de aroma, bem como ésteres lubrificantes, torna-se uma alternativa atrativa. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi estudar o processo de destilação industrial do óleo fúsel para obtenção do álcool isoamílico utilizando o simulador Aspen Plus. Em uma primeira etapa, foram realizados experimentos em uma coluna de destilação piloto e os resultados obtidos foram comparados com os simulados para o mesmo processo, indicando boa concordância entre os dados. Em seguida, foram analisadas, por cromatografia gasosa amostras de óleo fúsel coletadas em usinas de etanol carburante, para a caracterização dessa mistura. Posteriormente realizou-se uma investigação do equilíbrio de fases, Equilíbrio Líquido-Vapor (ELV) e Equilíbrio Líquido-Líquido (ELL), dos componentes envolvidos nessa mistura, sendo realizado o ajuste de alguns parâmetros. Foram realizados estudos preliminares da mistura binária Água/Álcool Isoamílico e da mistura ternária Água/Álcool Isoamílico/Etanol que embasaram as propostas de configuração para o sistema multicomponente. Com o auxílio da ferramenta de planejamento experimental, foram definidos parâmetros operacionais e construtivos para as duas configurações propostas. Duas novas composições de alimentação foram testadas, o que permitiu o desenvolvimento de uma última planta de purificação do óleo fúsel. Esta configuração resultou em uma recuperação de 99,52 % de álcool isoamílico e em um consumo total de 0,8311 kg de vapor por kg de produto contendo os isômeros álcool isoamílico (81,80 % m/m) e álcool amílico ativo (17,81 % m/m) / Abstract: Fusel oil is a byproduct obtained from fuel ethanol distilleries, composed by a mixture of high alcohols like isoamyl alcohol, isobutanol, among others. These alcohols are classified as congeners of alcoholic fermentation and they must be withdrawn from rectifying column because they tend to accumulate in this column. In countries where there is a large production of fuel ethanol, like Brazil, alternatives for the use of byproducts generated in this process are of great importance to make the ethanol production less polluting and more profitable. The low price of fusel oil and its high content of isoamyl alcohol, besides the high volume of fusel oil produced annually, justify the development of technologies to separate this mixture. From the technical-economic point of view, the use of isoamyl alcohol as a precursor of esters of aroma and lubricant becomes an attractive alternative. Thus, this work aimed to study the industrial distillation process of fusel oil to obtain isoamyl alcohol using Aspen Plus simulator. In a first step, experiments were performed in a pilot distillation column and the results were compared with those simulated for the same process, indicating good agreement between the data. Then, samples of fusel oil collected in industrial mills were analyzed by gas chromatography in order to characterize this mixture. Later an investigation was carried out of phase equilibria, Vapor-Liquid Equilibrium (VLE) and Liquid-Liquid Equilibrium (ELL) for the components involved in this mixture, and some parameters were adjusted. Preliminary studies of the binary mixture Water/Isoamyl Alcohol and the ternary mixture Water/Isoamyl Alcohol/Ethanol were conducted and, based on them, configurations for the multicomponent system were proposed. With the aid of the tool of experimental design, some operational and constructive parameters were defined for the two proposed configurations. Two new compositions of feed stream were tested, which allowed the development of one last purification plant of fusel oil. This configuration resulted in a recovery of 99.52 % of isoamyl alcohol and in a total consumption of 0.8311 kg steam per kg of product containing the isomers isoamyl alcohol (81.80 % w/w) and active amyl alcohol (17.81 % w/w) / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

This thesis focuses on the development of methods for the activation of the hydroxyl group in non-derivatized alcohols in substitution reactions. The thesis is divided into two parts, describing three different catalytic systems. The first part of the thesis (Chapter 2) describes nucleophilic allylation of amines with allylic alcohols, using a palladium catalyst to generate unsymmetrical diallylated amines. The corresponding amines were further transformed by a one-pot ring-closing metathesis and aromatization reaction to afford β-substituted pyrroles with linear and branched alkyl, benzyl, and aryl groups in overall moderate to good yields. The second part (Chapters 3 and 4) describes the direct intramolecular stereospecific nucleophilic substitution of the hydroxyl group in enantioenriched alcohols by Lewis acid and Brønsted acid/base catalysis. In Chapter 3, the direct intramolecular substitution of non-derivatized alcohols has been developed using Fe(OTf)3 as catalyst. The hydroxyl groups of aryl, allyl, and alkyl alcohols were substituted by the attack of O- and N-centered nucleophiles, to provide five- and six-membered heterocycles in up to excellent yields with high enantiospecificities. Experimental studies showed that the reaction follows first-order dependence with respect to the catalyst, the internal nucleophile, and the internal electrophile of the substrate. Competition and catalyst-substrate interaction experiments demonstrated that this transformation proceeds via an SN2-type reaction pathway. In Chapter 4, a Brønsted acid/base catalyzed intramolecular substitution of non-derivatized alcohols was developed. The direct intramolecular and stereospecific substitution of different alcohols was successfully catalyzed by phosphinic acid (H3PO2). The hydroxyl groups of aryl, allyl, propargyl, and alkyl alcohols were substituted by O-, N-, and S-centered nucleophiles to generate five- and six-membered heterocycles in good to excellent yields with high enantiospecificities. Mechanistic studies (both experiments and density functional theory calculations) have been performed on the reaction forming five-membered heterocyclic compounds. Experimental studies showed that phosphinic acid does not promote SN1 reactivity. Rate-order determination indicated that the reaction follows first-order dependence with respect to the catalyst, the internal nucleophile, and the internal electrophile. DFT calculations corroborated with a reaction pathway in which the phosphinic acid has a dual activation mode and operates as a bifunctional Brønsted acid/Brønsted base to simultaneously activate both the nucleophile and nucleofuge, resulting in a unique bridging transition state in an SN2-type reaction mechanism. / <p>At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 2: Manuscript. Paper 4: Manuscript.</p>

Volatile substances such as perfumes, insect pheromones and volatile corrosion inhibitors can be released into the atmosphere from polymer matrices. The release characteristics of the volatile substances depend on the original concentration of the substances, and also on the type and geometry of the matrix. The design of the matrix can be done with a trial and error process involving several iterations of tool making followed by testing of the release characteristics. However, this is a costly and time-consuming method. The objective of this study is to propose and evaluate a mathematical model based on Fick's second law of diffusion. The model can be used to predict the release profiles of volatile substances from polymer matrices based on the initial volatile concentration, matrix geometry and the coefficient of diffusion of the volatile through the polymer. The alcohols I-propanol, I-butanol, I-hexanol and I-octanol and the polymer ethylene-eo-vinyl acetate (EVA) were chosen as a model system for this study. The coefficients of diffusion of all the alcohols through the EVA were determined with the time lag test using a diffusion cell and polymer sheets. Several methods of making polymer sheets were evaluated. Injection moulded disks was the most suitable method for the system under consideration. Based on the results of the time lag tests, the proposed model was used to predict the release characteristics of the different alcohols from two EVA matrix designs. Injection moulded test pieces of both designs were prepared. All the test pieces contained ca. 10% of one of the alcohols. The test pieces were aged at ambient conditions and the release of the alcohols was monitored. It was found that the proposed model gave a good prediction of the residual mass of the dispensers, never diverging more than 10% from the experimental result. The experimental results tended to show faster release than predicted. This was expected since the model does not consider the effect of concentration on the coefficient of diffusion. It was concluded that the model gave accurate predictions of the release characteristics of the system investigated. It would be a useful tool in the design and development of polymer dispensers for volatile substances. The smaller number of tool modifications and release tests required will lead to cost and time savings in the development process. / Dissertation (M Eng (Chemical Engineering))--University of Pretoria, 2006. / Chemical Engineering / unrestricted

O uso das preparações alcoólicas ainda suscita questionamentos e influencia na segurança do cuidado em saúde. Os aspectos relacionados à aceitação e tolerância destes produtos são determinantes para melhoria da prática de higiene das mãos (HM). Diante do exposto, objetivou-se avaliar a utilização de duas preparações alcoólicas na HM segundo a Estratégia Multimodal da Organização Mundial da Saúde (OMS). Trata-se de um estudo com delineamento cross-over, randomizado, duplo-cego, realizado com profissionais de enfermagem por meio de entrevistas e avaliações objetivas das condições das mãos. Utilizaram-se duas preparações alcoólicas distintas, sendo uma formulação recomendada pela OMS (handrub) e a outra fornecida pela instituição em estudo (álcool gel). Nesse sentido, foi possível avaliar as características dos produtos que influenciam a sua aceitação e tolerância nas mãos dos profissionais. Na elaboração do banco de dados realizou-se dupla digitação e a análise no Statistical Package of Social Science (SPSS). Totalizou-se 42 profissionais de enfermagem, com predominância de mulheres (36; 85,7%), faixa etária entre 36 e 45 anos (14; 33,4%) e pertencentes à categoria de técnico e auxiliar de enfermagem (32; 76,2%). Quantos aos aspectos que influenciam a tolerância da pele, a maioria dos participantes referiu ter pele clara (16; 38,1%) ou morena clara (13; 31,0%), raramente fazer uso de cremes/loções para as mãos (11; 26,2%), bem como negaram o histórico de dermatites irritativas (30 - 71,4%), atópicas (37; 88,1%) e intolerância ao álcool (42; 100,0%). Outras dificuldades relativas ao uso das preparações alcoólicas e os aspectos da prática de HM dos profissionais, antes e após a participação no estudo também foram avaliados. A preparação alcoólica na apresentação handrub não apresentou aceitabilidade positiva para apenas uma das características avaliadas (ressecamento), enquanto para o álcool gel não houve aceitabilidade para duas características (textura e velocidade de secagem). Observou-se tolerância positiva para todas as características avaliadas na utilização do handrub, entretanto observou-se uma piora no aspecto escamosidade após a utilização do álcool gel. Embora questões relativas ao treinamento e supervisão não foram exploradas estas se mostram fundamentais quando os aspectos inerentes à qualidade das preparações antissépticas foram superadas. / The use of alcoholic preparations still raises questions and influences the safety of health care. Aspects related to the acceptance and tolerance to these products are crucial to improving the practice of hand hygiene (HH). This study aimed to evaluate the use of two alcoholic preparations in HH according to the World Health Organization (WHO) Multimodal Strategy. This cross-over, randomized and double- blind study was carried out with nursing professionals through interviews and objective assessments of the conditions of the hands. Two different alcoholic preparations were used, one formulation recommended by the WHO (handrub) and the other provided by the institution under study (alcohol gel). It was possible to evaluate the characteristics of the products that influence their acceptance and tolerance in the hands of professionals. For the development of the database, double entry and analysis using the Statistical Package of Social Science (SPSS) were carried out. In total, 42 nursing professionals participated, with a predominance of women (36; 85.7%), aged 36 to 45 years (14; 33.4%) and belonging to the category of technical and auxiliary nurses (32; 76.2%). Regarding the aspects that influence the tolerance of the skin, most participants reported having light skin (16; 38.1%) or light brunette skin (13; 31.0%), rarely using creams/lotions for the hands (11; 26.2%), and denied having a history of irritant (30; 71.4%) or atopic (37; 88.1%) dermatitis and alcohol intolerance (42; 100.0%). Other difficulties related to the use of alcoholic preparations and the aspects of the practice of HH by the professionals, before and after participation in the study, were also evaluated. The alcoholic preparation as handrub did not present positive acceptability only for one of the evaluated characteristics (dryness), whereas for alcohol gel there was no acceptability for two characteristics (texture and drying rate). There was positive tolerance for all assessed characteristics in the use of Handrub, however, worsening in the squamous aspect of the skin was observed after the use of alcohol gel. Although issues related to training and supervision have not been addressed, they are key issues when features intrinsic to the quality of antiseptic preparations have been overcome.