Dissertação composta por 02 artigos. / CNPq; Capes / O leite é uma das principais fontes de nutrientes da dieta humana e é um alimento que acompanha o ser humano durante toda a vida, tanto como leite de consumo como através de seus derivados. Entretanto, são inúmeras as formas e os tipos de contaminação que acometem o leite, destacando-se, dentre os contaminantes de ordem química, as aflatoxinas. Dentre os métodos de análise de aflatoxinas em leite e derivados, destaca-se a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), principalmente devido a sua versatilidade, rapidez e acuracidade das medidas quantitativas. Entretanto, trata-se de um sistema complexo em que as propriedades dos constituintes da fase móvel são afetadas por mudanças nas condições de processo nas quais são realizados os experimentos. Normalmente as condições de análise por CLAE são determinadas empiricamente, pelo método “tentativa e erro” em que inúmeras tentativas são realizadas sem um estudo mais detalhado do sistema. Diante disso, a primeira etapa deste estudo objetivou a otimização de multirrespostas em CLAE, por meio da seleção das condições ótimas como a composição da fase móvel, sua vazão no sistema cromatográfico e a temperatura da coluna, a fim de identificar, separar e quantificar simultaneamente a aflatoxina M1 (AFM1) e a aflatoxina B1 (AFB1). Para tanto, realizou-se planejamento experimental de misturas para três componentes com restrições combinado com um planejamento fatorial 22 para as variáveis de processo (temperatura da coluna e vazão). Após a definição dos modelos para as variáveis dependentes, foi realizada busca das condições ótimas usando o método simplex sequencial e as funções de desejabilidade de Derringer e Suich. As variáveis avaliadas foram: composição da fase móvel (acetonitrila, metanol e solução aquosa de ácido acético 1%), vazão da fase móvel e temperatura da coluna. Os parâmetros cromatográficos obtidos como respostas foram: tempo e fator de retenção para ambas as aflatoxinas, fator de separação, resolução da coluna e altura dos picos. Após a validação do planejamento, foi realizada a validação analítica do método otimizado através das figuras analíticas de mérito: linearidade, precisão, exatidão e limites de detecção e quantificação. O planejamento realizado foi capaz de produzir modelos confiáveis que possibilitaram a estimativa das melhores condições atendendo aos múltiplos objetivos. Na validação analítica do método cromatográfico, os parâmetros analíticos avaliados ficaram dentro dos intervalos de confiança, podendo o método ser considerado exato e preciso, apresentando limites de quantificação de 0,3 e 0,5 μg L-1 para AFM1 e AFB1, respectivamente e linearidade com R2 > 0,99 para ambas as aflatoxinas. A segunda etapa do estudo objetivou a avaliação da interação entre as AFM1 e AFB1 com proteínas lácteas, tendo em vista que estudos demonstram que aquelas, especialmente a AFM1, localizam-se predominantemente nas frações proteicas. Entretanto, esses estudos não avaliaram a interação entre aflatoxinas e as proteínas do leite, mas apenas baseiam-se na sua quantificação nas frações proteicas do leite. Portanto, buscou-se por meio deste estudo avaliar a possível interação entre as AFM1 e AFB1 com as frações proteicas do leite. Análises por Espectroscopia na região de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) foram realizadas para avaliação de possíveis modificações na estrutura secundária das proteínas lácteas quando fortificadas com as aflatoxinas e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Para tanto, preliminarmente foram avaliados os espectros obtidos com padrões de caseína e β-lactoglobulina em solução tampão fosfato-salino (PBS) e em solução modelo, assim como no leite propriamente dito, integral e desnatado. Na segunda etapa, regiões espectrais específicas foram avaliadas por meio de técnicas de deconvolução e curve-fitting. Os resultados indicam que a solução PBS foi mais adequada para o estudo da interação entre as AFB1 e AFM1 e proteínas lácteas avaliadas, β-lactoglobulina e caseína. Foram observadas alterações nas estruturas secundárias e essas sugerem que, embora possivelmente ocorram interações de caráter hidrofílico entre β-lactoglobulina e as aflatoxinas (especialmente com AFM1), ocorram também interações de caráter hidrofóbico (especialmente de AFB1) com os pacotes hidrofóbicos da β-lactoglobulina. Já com a caseína, as alterações promovidas nas estruturas secundárias proteicas foram mais discretas, porém deslocamentos de picos foram observados indicando alterações estruturais da proteína, especialmente na presença de AFB1, o que sugere que ocorram interações químicas entre os componentes avaliados. As alterações espectrais, mais evidentes com a fração β-lactoglobulina, do que com a fração caseína sugerem que, embora a quantificação de aflatoxinas seja comumente superior na fração caseína, não se pode afirmar que por esse motivo ocorram interações mais tangíveis entre aflatoxinas e caseína do que entre aflatoxinas e β-lactoglobulina. Possivelmente a quantificação em maior percentual de aflatoxinas na fração caseína é atribuída ao fato dessa proteína encontrar-se, no leite, em percentual superior às proteínas do soro. Outra hipótese levantada pelo estudo é a possibilidade das aflatoxinas avaliadas encontrarem-se “mascaradas” por estarem conjugadas com a β-lactoglobulina e não sendo, portanto, detectadas pelos métodos analíticos convencionais ocasionando sua subestimação nessa fração. / Milk is one of the main sources of nutrients in the human diet and is a food that accompanies the human being throughout life, both as drinking milk as through its derivatives. However, there are countless forms and types of contamination that affect milk, especially among the contaminants of chemical order, aflatoxins. Among the methods of analysis of aflatoxins in milk and dairy products, the High Performance Liquid Chromatography (HPLC) stands out mainly due to its versatility, speed and accuracy of quantitative measurements. However, it is a complex system in which the properties of the constituents of the mobile phase are affected by changes in process conditions under which the experiments are performed. Typically the HPLC analysis conditions are determined empirically, using the "trial and error" in which numerous attempts are made without a more detailed study of the system. Therefore, the first step of this aimed to optimize multiresponses in HPLC, by selecting the optimal conditions as the mobile phase composition, its flow into the chromatographic system and the column temperature in order to identify, separate and quantify aflatoxin M1 (AFM1) and aflatoxin B1 (AFB1) simultaneously. Therefore, it was carried out experimental a mixture design for three components with restrictions combined with a 22 factorial design to the process variables (flow and column temperature). After defining the models for the dependent variables, a search of the optimum conditions was made using the sequential simplex method and the Derringer and Suich desirability functions. The variables evaluated were: mobile phase composition (acetonitrile, methanol and aqueous solution of acetic acid 1%), the mobile phase flow rate and column temperature. The chromatographic parameters obtained as responses were time and factor of retention for both aflatoxins, separation factor, column resolution and height of the peaks. After the design validation, analytical validation was performed through the analytical figures of merit: linearity, precision, accuracy and limits of detection and quantification. The experimental design carried out was able to produce reliable models that allowed better conditions estimation regarding multiple objectives. In the analytical validation of the chromatographic method, the analytical parameters evaluated were within the confidence interval, the method can be considered accurate and precise showing quantitation limits of 0.3 and 0.5 μg L-1 for AFB1 and AFM1, respectively, and linearity with R2> 0.99 for both aflatoxins. The second stage of the study aimed to evaluate the interaction between the AFB1 and AFM1 with dairy proteins, considering that studies show that those, especially AFM1, are located predominantly in the protein fractions. However, these studies did not evaluate the possibility of interaction between aflatoxins and dairy proteins, but only based on its quantification in the dairy protein fractions. Therefore, we sought through this study to evaluate a possible interaction between AFM1 and AFB1 with dairy protein fractions. Analyzes were performed by Fourier transformation infrared spectroscopy (FTIR) to assess possible changes in the secondary structure of dairy proteins when spiked with aflatoxins and Differential Scanning Calorimetry (DSC). For this purpose, preliminarily the spectra obtained were evaluated with standard casein and β-lactoglobulin in phosphate buffer saline solution (PBS) and a bovine milk model solution as well as in actual milk, whole and skim. In the second step, specific spectra bands were assessed through deconvolution and curve-fitting techniques. The results show that PBS was more suitable for the interaction study between aflatoxins B1 and M1 and the dairy proteins evaluated, β-lactoglobulin and casein. Changes in secondary structures suggest that although possibly occurring interactions with hydrophilic characters between β-lactoglobulin and aflatoxins were observed (especially with AFM1) also occur interactions with hydrophobic character (especially AFB1) with the hydrophobic β-lactoglobulin packages. Already with the casein, the changes introduced in protein secondary structure were more discreet but peak shifts were observed indicating structural changes of the protein, especially in the presence of AFB1, which suggests that chemical interactions occur between the components evaluated. The spectral changes, more evident with the β-lactoglobulin fraction than the casein fraction, suggests that although the quantification of aflatoxins is commonly higher in the casein fraction, it’s not possible to ensure that for this reason occur more tangible interactions between aflatoxins and casein than between aflatoxins and whey proteins (β-lactoglobulin). The greater quantify percentage of aflatoxins in the casein fraction, apparently, is attributed to the fact that this protein is found, in milk, in superior percentage to the whey proteins. Another hypothesis is the possibility of the aflatoxins evaluated are "masked" by being combined with β-lactoglobulin and not, therefore, being detected by conventional analytical methods leading to their underestimation in this fraction. / 5000

A química de carboidratos têm sido um importante link entre a síntese orgânica, a biologia e a química medicinal devido ao papel fundamental que açúcares apresentam na glicobiologia. Neste contexto, a ligação amida glicosídica é uma importante conexão encontrada na natureza, sendo uma das formas de ligar um núcleo de carboidrato a outras biomoléculas e produtos naturais, como glicopeptídeos e N-glicosil amidas. Dessa forma, o desenvolvimento de métodos sintéticos para a introdução de núcleos de carboidratos em diferentes estruturas é fundamental. Tendo em vista o interesse do nosso grupo de pesquisa em desenvolver novas estratégias utilizando a química de selênio na funcionalização de derivados de carboidratos, o presente projeto descreve uma metodologia de síntese de N-glicosil amidas e de glicoconjugação via formação de ligação amida, envolvendo a reação entre selenocarboxilatos, gerados in situ, com azidas glicosídicas. Foi possível sintetizar com sucesso uma série de derivados de carboidratos, para uma variedade de substratos que incluíram: N-glicosil amidas furanosídicas (20 exemplos), piranosídicas (13 exemplos) e também N-glicoconjugados graxos (10 exemplos). A metodologia foi baseada na geração in situ de selenocarboxilatos de lítio, a partir de Se0/ LiEt3BH e derivados de ácidos carboxílicos, e suas reações com azidas derivadas de açúcares. Um aspecto importante deste protocolo é que a reação se inicia com selênio elementar e apresenta como subprodutos N2 e Se0. O isolamento e manipulação de espécies intermediárias reativas de selênio são evitadas durante o curso reacional, conferindo ao selenocarboxilato o status de reagente traceless. / Carbohydrate chemistry has been an important link between organic synthesis, biology and medicinal chemistry due to the fundamental roles that sugars play in glycobiology. In this context, the glycosyl amide linkage is an important connection found in nature, since it is one of the ways in which a sugar unit can be found attached to other biomolecules and natural products, such as N-glycosyl amides and glycopeptides that are known for possessing a wide range of bioactivities. Therefore, the development of synthetic methods for the introduction of sugar moieties into various different scaffolds is of paramount importance. In connection with our interest on the development of new strategies using selenium chemistry for the functionalization of carbohydrate derivatives, we describe herein an efficient synthesis of glycosyl amides and glycoconjugation methodology via amide bond-formation, enabled by the reaction of in situ generated selenocarboxylates with glycosyl azides. Carbohydrate-derived amides were successfully prepared in good yields for a broad range of substrates, including: furanosyl (20 examples), pyranosyl (13 examples) N-glycosil amides derivatives and also fatty acids glycoconjugates (10 examples). The methodology relied in the in situ generation of lithium selenocarboxylates, from Se/LiEt3BH and acyl chlorides or carboxylic acids and their reaction with sugar azides. A key aspect of the present protocol is that we start from elemental selenium and as by-products we have harmless gaseous nitrogen and elemental selenium. Isolation and handling of all reactive and sensitive seleniumcontaining intermediates is avoided, therefore assigning to the selenocarboxylate the status of a traceless reagent.

[EN] During the work done in this thesis, new catalysts based on metallic nanoparticles and clusters supported on materials with different properties have been designed and developed trying to improve their stability and potentiate their catalytic activity. For this reason, different physical and chemical properties (oxidation state, particle size, etc.) have been studied for each catalyst and, besides, mechanistic studies needed to optimize the performance of these materials in a specific reaction under the best possible experimental reaction conditions have been carried out. In particular, chapters 3, 4 and 5 have been focused on the development of catalysts based on Au, Pd and CuO supported nanoparticles for the synthesis of organic compounds of interest in different fields. Specifically, it's been possible to synthesize secondary amines, propargilamines, thioethers and amides with good yields, through sustainable methodologies like the hydrogen autotransfer or the oxidative amidation with molecular oxygen as the oxidant agent. Besides, re-use of the different nanocatalysts has been evaluated systematically (aspect of great relevance from the industrial point of view), and also the scope of the reaction by using as starting materials reactants with different substituent groups in each reaction. Finally, chapter 6 has been focused on the study of the catalytic activity presented by Au clusters supported on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in the formation of diphenyldisulfide starting from benzenethiol. It's been demonstrated that the number of atoms that formed the cluster has a strong influence on its activity. Specifically, the catalyst shows high activities when the metallic cluster contains a number of atoms in the range between 5 and 10 atoms, while lower or higher cluster atomicities are associated to induction periods or inactive catalysts. The explanation resides in the activation capacity of the reactants presented by the metallic clusters with atomicities inside the aforementioned range or interval, needed for reaction to take place. / [ES] Durante el trabajo realizado en la presente tesis doctoral, se han diseñado y desarrollado catalizadores basados en nanopartículas y clústeres metálicos soportados sobre materiales de diferente naturaleza con objeto de mejorar su estabilidad y potenciar su actividad catalítica. Para ello, se han estudiado las características físico-químicas (estado de oxidación, tamaño de partícula, etc.) de cada catalizador, además de llevar a cabo estudios mecanísticos necesarios para optimizar el desempeño de estos materiales en una determinada reacción en las mejores condiciones experimentales posibles. En particular, los capítulos 3, 4 y 5 se han centrado en el desarrollo de catalizadores basados en nanopartículas soportadas de Au, Pd y CuO para la síntesis de compuestos orgánicos de interés. En concreto, ha sido posible obtener con buenos rendimientos aminas secundarias, propargilaminas, tioéteres y amidas, a través de metodologías sostenibles como la autotransferencia de hidrógeno o la amidación oxidativa empleando oxígeno como agente oxidante. Además, se ha evaluado la reutilización de los catalizadores basados en nanopartículas de forma sistemática (aspecto de gran relevancia desde el punto de vista industrial), así como la generalidad de su uso introduciendo diferentes grupos sustituyentes en los sustratos de partida en cada reacción en particular. Por último, el capítulo 6 se ha centrado en el estudio de la actividad catalítica presentada por clústeres de Au soportados sobre nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs) en la formación de difenildisulfuro partiendo de bencenotiol. Se ha podido comprobar como el número de átomos que componen el clúster influye drásticamente en su actividad. En concreto, el catalizador presenta elevadas actividades cuando el clúster contiene un conjunto de átomos dentro de un rango comprendido entre 5-10 átomos, mientras que atomicidades de clúster inferiores o superiores dan lugar a la aparición de periodos de inducción o a catalizadores inactivos. La explicación radica en la capacidad de activación de los reactivos presentada por los clústeres con atomicidades dentro del citado rango o intervalo, necesaria para que la reacción pueda tener lugar. / [CA] Durant el treball realitzat en la present tesi doctoral, s'han dissenyat i desenvolupat catalitzadors basats en nanopartícules i clústers metàl·lics suportats sobre materials de diferent naturalesa, amb l'objectiu de millorar la seua estabilitat i potenciar l'activitat catalítica. Per aquest motiu, s'han estudiat les característiques físico-químiques (estats d'oxidació, grandària de partícula, etc.) de cada catalitzador, a més de dur a terme estudis mecanístics necessaris per optimitzar la utilització d'aquests materials en una determinada reacció en les millors condicions possibles. En particular, els capítols 3, 4, i 5 s'han centrat en el desenvolupament de nanopartícules suportades de Au, Pd i CuO per a la síntesis de compostos orgànics d'interès. Mes concretament, ha sigut possible obtenir bons rendiments a amines secundaries, propargilamines, tioeters i amides, mitjançant metodologies sostenibles como la autotransferència d'hidrogen o la amidació oxidativa amb l'ús d'oxigen com agent oxidant. A més, s'han avaluat la re-utilització dels catalitzadors basats en nanopartícules de manera sistemàtica (aspecte de gran rellevància des del punt de vista industrial), així com la generalitat del seu us mitjançant la introducció de diferents grups substituents en els substrats de partida de cada reacció en particular. Per últim, el capítol 6 s'ha centrat en l'estudi de l'activitat catalítica presentada per clústers d'Au suportats sobre nanotubs de carboni de paret múltiple (MWCNTs) en la formació de disulfurs amb l'ús de bencenotiol de partida. S'ha pogut comprovar com el nombre d'àtoms que constitueixen el clúster influeix de manera dràstica en la seu activitat. Particularment, el catalitzador presenta elevades activitats quan el clústers esta constituït per un conjunt d'àtoms dins el rang comprés entre 5 i 10 àtoms, mentre que atomicitats de clúster inferiors i superiors donen lloc a l'aparició de períodes d'inducció o catalitzadors inactius. L'explicació radica en la capacitat d'activació dels reactius presentada pels clústers amb una atomicitat dins l'esmentat rang o interval, necessària per a que la reacció puga tindre lloc. / Navas Escrig, J. (2016). NANOPARTÍCULAS Y CLÚSTERES METÁLICOS SOPORTADOS PARA LA FORMACIÓN DE ENLACES C-O, C-N, C-S Y S-S [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64077

O biodiesel (BD) tem sido peça chave para redução das emissões de gases de efeito estufa em diversos países em virtude da sua compatibilidade com motores de ciclodiesel automotivos ou estacionários. Contudo, por ser um meio orgânico e altamente resistivo, o uso de técnicas eletroquímicas para estudar sua corrosividade frente a metais é bastante desafiador. No presente trabalho, foi estudada a corrosividade do BD através do uso de microeletrodos (MES) de níquel, alumínio e cobre, o potencial desempenho de amidas graxas na redução da corrosividade desse meio e, ainda, a viabilidade do uso da técnica Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET). Para tal, foram obtidos e caracterizados por voltametria cíclica staircase (VCS) MEs de 25 µm de diâmetro de platina, cobre, níquel e alumínio. Com exceção do ME de Pt, todos os MEs foram caracterizados em meios em que são ativos, sendo os resultados obtidos para os MEs de Ni e de Al não encontrados em buscas nas bases de dados da literatura. Foram realizados ensaios gravimétricos para o Ni, Al e para o Cu em BD, sendo o último utilizado também para o estudo das amidas graxas 1-(1-pirrolidinil)-1-octadecanona e N-[2-hidroxi-1,1-bis(hidroximetil)etil]stearamida como inibidores de corrosão. Foram feitas medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) com todos os MEs em BD bom (BDB) e degradado (BDDE), sendo também inéditos os resultados referentes aos MEs de Ni e de Al nesses meios. Nos ensaios com SVET foram avaliados, imersos em BDB e BDDE, os pares galvânicos Cu/Zn e Cu/Ni, com e sem polarização potenciostática e, ainda, o cobre puro. Os resultados de VCS evidenciaram que a técnica utilizada para obtenção dos MEs foi exitosa. Os ensaios gravimétricos evidenciaram que a corrosão é maior para o Cu, seguida do Al e do Ni. Ainda, estes ensaios evidenciaram que nenhuma das amidas testadas foi capaz de inibir a corrosão do Cu. Para os MEs de Al e Cu, nos espectros de EIE obtidos em BDB foi possível identificar a presença de duas constantes de tempo (CT), enquanto no BDDE as duas CT foram identificadas para todos os MEs. A primeira CT foi associada a uma resposta conjunta da capacitância do BD e da difusão frente à geometria do ME, sendo a segunda CT associada a resposta da dupla camada. A técnica SVET demonstrou que corrosão ao Zn do par Zn/Cu é maior do que frente a do Ni no par Cu/Ni, conforme esperado. Os resultados mostram a viabilidade de uso da técnica de SVET para avaliar o comportamento de metais em BD. / Biodiesel has been a key to reduce greenhouse gas emissions in several countries because of its compatibility with automotive or stationary cycle motors. However, because it is an organic and highly resistive medium, the use of electrochemical techniques to study its corrosiveness toward metals is quite challenging. In the present work, biodiesel\'s corrosiveness was studied with nickel, aluminum and copper MEs by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). Furthermore, it was studied the potential performance of fatty amides as corrosion inhibitor for copper, and the feasibility of using Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET) in studies with biodiesel. Therefore, platinum, copper, nickel and aluminum ME\'s (Æ=µm) were obtained and characterized by staircase cyclic voltammetry (VCS). Gravimetric tests were run for nickel, aluminum and copper in pure biodiesel. For biodiesel doped with 1- (1-pyrrolidinyl) -1-octadecanone and N- [2-hydroxy-1,1- bis (hydroxymethyl) ethyl] stearamide, the gravimetric tests were restricted to copper. EIS tests were carried out with all MEs on good (GB) and degraded (DB) biodiesel. From our best knowledge, it is the first time that nickel and aluminum MEs are being reported in studies with biodiesel. For SVET experiments, it was used Cu, Cu/Zn and Cu/Ni samples. The VCS results showed that the technique used to obtain the MEs was successful. The gravimetric tests showed that the biodiesel corrosiveness is higher for copper, followed by aluminum and nickel. Further, these tests showed that none of the amides were able to inhibit copper corrosion in biodiesel. For Cu and Al MEs in GB, the EIS spectra showed two-time constants (TC), while in DB the second TC could be seen for all MEs. The first TC was associated to biodiesel\'s capacitance and a ME\'s geometry response, while the second TC was related to double layer response. Also, from the fitting of the data to an equivalent electric circuit it was possible to determine the charge transfer resistance for each of the systems that showed two TCs. The SVET results showed that the corrosion of Zn in Zn / Cu pair is higher than that of Ni in the Cu / Ni pair, as expected. This fact proved that the SVET is feasible to study the corrosion behavior of metals in biodiesel.

Nos últimos anos, questões ambientais têm merecido destaque na mídia nacional e internacional. A química tem uma grande participação nos dias atuais com os inúmeros produtos fundamentais à humanidade. A sua presença pode ser destacada desde diversos combustíveis aos mais complexos medicamentos. As reações de síntese orgânica devem ser guiadas por novas práticas mais sustentáveis. Nesse campo, tem-se o conceito da Green Chemistry ou Química Verde, que consiste na estratégia em desenvolver metodologias e processos que usem e gerem a menor quantidade de materiais tóxicos e/ou inflamáveis ou reaproveitáveis. Com o intuito de contribuir com a Química Verde, estudou-se a síntese de iminas que consistiu da primeira etapa do processo de aminação livre de solventes orgânicos e apresentaram rendimentos superiores a 95,0 %; gem-dicloroaziridinas foram preparadas a partir de inserção de diclorocarbeno em iminas em condições mínimas de solvente orgânico, utilizando como catalisador o KF/Al2O3 e com rendimentos superiores a 98,0%. As gem-dicloroaziridinas foram convertidas em amidas por hidrolise, na ausência de solvente e com rendimentos superiores a 98,0%. Dentro do conceito de Química Verde foram preparadas as seis iminas: N-benzilfenilmetanoimina, N-fenil-furilmetanoimina, N-fenilfenilmetanoimina, N-fenil-(4-metoxifenil)-metanoimina, N-benzil-(4-metoxifenil)metanoimina e N-furfurilfurilmetanoimina; duas gem-dicloroaziridinas: 2,2-dicloro-1,3-difenilaziridina e 1-benzil-2,2-dicloro-3-fenilaziridina e duas amidas: cloro-fenilacetanilida e N-benzil-cloro-fenilacetamida. / For the last years Environmental issues have deserved featured in the National and International media. Chemistry has had great participation on currently days with countless products which are fundamental to humanity. Its presence can be detached from various fuels to the most complex drugs.The organic synthesis reactions should be guided by more sustainable new practices. In this field, the Green Chemistry concept or (Química Verde) strategy which aims to develop methodology and and/or processes which use and generate the minimum quality of toxic inflammable material. With the purpose of contribute to green chemistry, we studied the synthesis of imines which consisted of the first stage of the process of amination, free of organic solvents and have yields higher than 95%; gem-dichloroaziridine were prepared from the imines insertion dichlorocarbene in a minimum of organic solvent conditions, using as catalyst KF/Al2O3 and yields higher than 98%. The gem-dichloroaziridines were converted to amides by hydrolysis in absence of solvent and yields higher than 98.0%. Within the concept of Green Chemistry were prepared six imines: N-benzyl- phenylmethanimine, N-phenyl-2- furylmethanimine, N-phenyl- phenylmethanimine, N-phenyl-(4-methoxyphenyl)methanimine, N-benzyl-(4-methoxyphenyl)metha-nimine,N-(2-furylmethyl)-2-furylmethanimine; two gem-dichloroaziridinas: 2,2-dichloro-1,3-diphenyla-ziridine and 1-benzyl-2,2-dichloro-3-phenylaziridine and two amides: chlorophenylacetanilide and N-benzyl-chloro-phenylacetamide.

A presente tese relata a síntese e a análise conformacional das: N-metóxi-N-metil- 2-feniltiopropanamidas 4\'-substituídas (I), N-metóxi-N-metil-2- fenilssulfinilpropanamidas 4\'-substituídas (II) e N-metóxi-N-metil-2- fenilssulfonilpropanamidas 4\'-substituídas (III), através da espectroscopia no Infravermelho na região da banda da carbonila (vco), apoiada por cálculos teóricos. A análise conformacional de (I) indicou, através de dados de DFT/cc-pVDZ a existência de um equilíbrio entre duas conformações gauche devido à ocorrência de uma forte interação orbitalar estabilizante π*co/σc-s nas mesmas. A série dos derivados sulfinilados (II) apresentou-se como um par de diastereoisômeros. A análise conformacional para o diast1 (par enantiomérico CRSS/CSSR), através do cálculo HF/6-31G** e IV, indicou a existência de um equilíbrio conformacional entre dois confôrmeros quasi-cis (q-c1 e q-c2) e outro gauche (g), sendo os confôrmeros quasi-cis (q-c1 e q-c2) mais estáveis devido à interação de transferência de carga Oσ-(CO)→Sσ+SO mais intensa do que a interação Oσ-(SO)→Cσ+CO presente no confôrmero gauche (g). A análise para o diast2 utilizando-se o cálculo HF/6-31G** indicou a presença dos confôrmeros quasi-gauche (q-g), e quasi-cis (q-c3) sendo o primeiro mais estável no estado gasoso por apresentar uma interação transferência de carga cruzada Oσ-(CO)→Sσ+SO e Oσ-(SO)→Cσ+CO. Os dados de cálculo HF/6-31G** para os derivados sulfonilados (III) indicaram um equilíbrio conformacional entre duas conformações gauche (g1 e g2) decorrente de uma interação Coulômbica e de transferência de carga cruzada Oδ-(SO2)→Cδ+CO e Oδ-(CO)→Sδ+SO2. A presente Tese também relata a obtenção de compostos ß-lactâmicos acilados no carbono C3 e C4. As N-metóxi-N-metil-2-feniltiopropanamidas-4\'-substituídas (I) agem como acilantes do anel ß-lactâmico (N-fenil-2-azetidinona) para obtenção dos derivados ß-lactâmico C3 acilados. A reação foi realizada com sucesso, contudo, a purificação dos compostos alvo não se mostrou eficaz obtendo-se apenas as 3-[2- (4\'-feniltio)propanoil]-N-fenil- e 3-[2-(4\'- clorofeniltio)propanoil]-N-fenil-2-azetidinonas através de um processo de cristalização. Para a obtenção dos derivados ß-lactâmicos C4 acilados utilizou-se a N-metóxi-N-metil-4-oxo-1-fenilazetidina-2- carboxamida como acilante dos carbânions derivados de 4\'-fenilmetilssulfóxidos [4\'-YPhS(O)CH3 Y= OMe, Me, H]. Esta reação forneceu as 1-fenil- (4-fenilssulfinilacetil- 3 4\'-substituídos)-2-azetidinonas correspondentes com bons rendimentos. A redução destas azetidinonas-sulfóxidos forneceu as azetidinonas-sulfetos correspondentes também com bons rendimentos / This thesis reports the synthesis and the conformational analysis of: N-methoxy-N- methyl-2-[(4\'-substituted)-phenylthio]-propanamides (I), N-methoxy-N-methyl-2-[(4\'- substituted)-phenylsulfinyl]-propanamides (II) and N-methoxy- N-methyl-2-[(4\'- substituted)-phenylsulfonyl]-propanamides (III) by Infrared spectroscopy through the analysis of the carbonyl stretching band supported by theoretical calculations. The conformational analysis of (I) through DFT computations have indicated the equilibrium of two gauche conformations due to a strong stabilizing π*co/σc-s orbital interaction. The group of sulfinyl derivatives (II) exist as a diastereomeric pair. The conformational analysis of diast1 (enantiomeric pair CRSS/CSSR) through IR and HF/6-31G** has shown the existence of an equilibrium between two quasi-cis (q-c1 and q-c2) and one gauche (g) conformers, being the quasi-cis conformers the more stable ones due to the Oσ-(CO)→Sσ+SO charge transfer interaction which in turn is stronger than the Oσ-(SO)→Cσ+CO orbital interaction which takes place in the gauche (g) conformer. As for diast2 the HF/6-31G** computations along IR data has indicated 2 the occurrence of the quasi-gauche (q-g) and quasi-cis (q-c ) conformers, being the former the more stable one in gaseous phase due to the Oσ-(CO)→Sσ+SO e Oσ-(SO)→Sσ+CO crossed charge transfer. The HF/6-31G** and vco data for the sulfonylated derivatives (III) have shown the existence of the equilibrium between two gauche (g1 and g2) conformations which are stabilized through Oδ-(SO2)→Cδ+CO and Oδ-(CO)→Sδ+SO2 electrostatic and charge transfer interactions. This Thesis also deals with the preparation of some C3 and C4 acylated ß-lactamic compounds. The N-methoxy- N-methyl-2-[(4\'-substituted)-phenylthio-propanamides (I) act as acylating agents of the ß-lactamic ring (N-phenyl-2-azetidinone) in order to obtain the C-3 acylated ß-lactamic derivatives. These reactions gave the target products contaminated with starting material in good yields except for the 3-[2- (4\'phenylthio)propanoyl]-N-phenyl- and 3-[2-(4\'-chlorophenylthio)propanoyl]-N- phenyl-2-azetidinones which were obtained in pure form after crystallization. As for the C-3 acylated ß-lactamic derivatives they were obtained from the reaction of N-methoxy-N-methyl-4-oxo-1-phenylazetidine-2-carboxamide and the appropriate carbanions of 4\'-substituted phenylmethylsulfoxides. This reaction gave the corresponding 1-phenyl- (4-substituted-phenylsulfinylacetyl)-2-azetidinones in good yields. The corresponding azetidinone-sulfides were obtained from the reduction of the azetidinone-sulfoxides.

Os polímeros tornaram-se relevantes em nossa vida cotidiana devido à variedade de utilidades que estes possuem. Ao observarmos a nossa volta percebemos que estamos imersos em um mundo cheio de materiais poliméricos. A grande demanda destes materiais exige o incremento da produção global de polímeros. Isto traz consigo um maior consumo de recursos fósseis, acelerando o esgotamento dos mesmos e aumentando a geração e poluentes ambientais. Neste sentido, a polimerização enzimática tem sido considerada uma alternativa importante às técnicas convencionais de polimerização química. Existem descritos na literatura uma variedade de polímeros que foram preparados por polimerização enzimática e em alguns casos usando monômeros de origem biológica comercialmente disponíveis. Na grande maioria dos casos, esses compostos (monômeros) possuem sua reatividade bem estabelecida na literatura. Este projeto teve como motivação o estudo e desenvolvimento de metodologia visando obter novas poliamidas mediante polimerização enzimática em condições de fluxo contínuo, usando monômeros sintetizados a partir da integração de reações fotocatalíticas e reações enzimáticas. Em um primeiro momento, decidiu-se preparar o primeiro intermediário sintético, o 3-carbamoiloctanoato de metila (I), a partir da reação radicalar de amidação do trans-2-octenoato de metila com a formamida. Este composto foi usado como bloco de construção de novos monômeros. O amido-éster I desejado foi obtido a partir de três metodologias: Método fotocatalítico em condições de fluxo contínuo, utilizando como fotoiniciadores acetona e benzofenona; Método fotocatalítico em batelada, usando como fotocatalisador decatungstato de tetrakis(tetrabutilamônio) e método redox catalisado por Fe(II) em presença de ácido viii sulfúrico e peróxido de hidrogênio. A melhor condição reacional avaliada forneceu o composto com 47% de rendimento. Visando obter os monômeros de amida, uma vez obtido o primeiro intermediário de síntese, iniciou-se o estudo da reação de aminólise catalisada enzimaticamente deste substrato com mono e diaminas, em batelada e em fluxo contínuo, para compreensão da reatividade deste tipo de composto. Não foi possível obter o monômero desejado, ao invés disso, foi isolado o produto resultante da reação de aminólise de 1 equivalente do 3-carbamoiloctanoato de metila (I) com a 1,6-hexanodiamina. Este produto foi obtido com 11 % de rendimento. Paralelamente, com o desejo de obter poliamidas a partir de monômeros de base biológica, foi realizado um estudo da reação de aminólise do anidrido itacônico e itaconato de dimetila, com aminas alifáticas catalisada enzimaticamente sob condições de fluxo contínuo. Não foram obtidos os produtos desejados, ao invés disso, foi obtida a lactama correspondente com 70% de rendimento. / Polymers have become relevant in our lives due to their wide variety of applications. As we look around we realize that we are immersed in a world full of polymeric materials. The high demand for these materials requires an increase in the overall production of polymers. As a consequence, a higher consumption of fossil resources and an increasing generation of environmental pollutants would be expected. In this sense, enzymatic polymerization has been considered an important alternative to the conventional chemical polymerization techniques. A wide variety of polymers have been described in the literature, which have been prepared by enzymatic polymerization and in some cases using commercially available monomers from biological sources. In most cases, these compounds (monomers) have their reactivities well established in the literature. This project had as motivation a study and development of methodology to obtain new polyamides by enzymatic polymerization under continuous flow conditions, using monomers synthesized from the integration of photocatalytic reactions and enzymatic reactions. Initially, it was decided to prepare the synthetic intermediate (amide-ester I), from the amidation reaction of methyl trans-2-octenoate with formamide. This compound will be the building block for the new monomers. The desired amide-ester I was obtained from three methodologies: Photocatalytic method under continuous flow conditions, using acetone and benzophenone as photoinitiators; photocatalytic method using tetrabutylammonium decatungstenate photocatalyst and Fe (II) catalyzed redox method in the presence of sulfuric acid and hydrogen peroxide. The best reaction condition provided the compound in 47% yield. x In order to obtain the amide monomers, we began a study to understand the reactivity of this type of compound in aminolysis reaction with mono and diamines catalyzed by lipase, under batch and continuous flow conditions. The desired monomer could not be obtained, instead the product resulting from the aminolysis reaction of 1 equivalent of the methyl 3-carbamoyloctanoate (I) with the 1,6-hexanediamine was isolated. This product was obtained in 11% yield. In parallel, also aiming to obtain polyamides from biologically based monomers, a study of aminolysis reaction of itaconic anhydride and dimethyl itaconate with aliphatic amines catalyzed by lipase was carried out under continuous flow conditions. The desired products were not obtained, instead, the corresponding lactam in 70% yield was obtained.

Os polímeros tornaram-se relevantes em nossa vida cotidiana devido à variedade de utilidades que estes possuem. Ao observarmos a nossa volta percebemos que estamos imersos em um mundo cheio de materiais poliméricos. A grande demanda destes materiais exige o incremento da produção global de polímeros. Isto traz consigo um maior consumo de recursos fósseis, acelerando o esgotamento dos mesmos e aumentando a geração e poluentes ambientais. Neste sentido, a polimerização enzimática tem sido considerada uma alternativa importante às técnicas convencionais de polimerização química. Existem descritos na literatura uma variedade de polímeros que foram preparados por polimerização enzimática e em alguns casos usando monômeros de origem biológica comercialmente disponíveis. Na grande maioria dos casos, esses compostos (monômeros) possuem sua reatividade bem estabelecida na literatura. Este projeto teve como motivação o estudo e desenvolvimento de metodologia visando obter novas poliamidas mediante polimerização enzimática em condições de fluxo contínuo, usando monômeros sintetizados a partir da integração de reações fotocatalíticas e reações enzimáticas. Em um primeiro momento, decidiu-se preparar o primeiro intermediário sintético, o 3-carbamoiloctanoato de metila (I), a partir da reação radicalar de amidação do trans-2-octenoato de metila com a formamida. Este composto foi usado como bloco de construção de novos monômeros. O amido-éster I desejado foi obtido a partir de três metodologias: Método fotocatalítico em condições de fluxo contínuo, utilizando como fotoiniciadores acetona e benzofenona; Método fotocatalítico em batelada, usando como fotocatalisador decatungstato de tetrakis(tetrabutilamônio) e método redox catalisado por Fe(II) em presença de ácido viii sulfúrico e peróxido de hidrogênio. A melhor condição reacional avaliada forneceu o composto com 47% de rendimento. Visando obter os monômeros de amida, uma vez obtido o primeiro intermediário de síntese, iniciou-se o estudo da reação de aminólise catalisada enzimaticamente deste substrato com mono e diaminas, em batelada e em fluxo contínuo, para compreensão da reatividade deste tipo de composto. Não foi possível obter o monômero desejado, ao invés disso, foi isolado o produto resultante da reação de aminólise de 1 equivalente do 3-carbamoiloctanoato de metila (I) com a 1,6-hexanodiamina. Este produto foi obtido com 11 % de rendimento. Paralelamente, com o desejo de obter poliamidas a partir de monômeros de base biológica, foi realizado um estudo da reação de aminólise do anidrido itacônico e itaconato de dimetila, com aminas alifáticas catalisada enzimaticamente sob condições de fluxo contínuo. Não foram obtidos os produtos desejados, ao invés disso, foi obtida a lactama correspondente com 70% de rendimento. / Polymers have become relevant in our lives due to their wide variety of applications. As we look around we realize that we are immersed in a world full of polymeric materials. The high demand for these materials requires an increase in the overall production of polymers. As a consequence, a higher consumption of fossil resources and an increasing generation of environmental pollutants would be expected. In this sense, enzymatic polymerization has been considered an important alternative to the conventional chemical polymerization techniques. A wide variety of polymers have been described in the literature, which have been prepared by enzymatic polymerization and in some cases using commercially available monomers from biological sources. In most cases, these compounds (monomers) have their reactivities well established in the literature. This project had as motivation a study and development of methodology to obtain new polyamides by enzymatic polymerization under continuous flow conditions, using monomers synthesized from the integration of photocatalytic reactions and enzymatic reactions. Initially, it was decided to prepare the synthetic intermediate (amide-ester I), from the amidation reaction of methyl trans-2-octenoate with formamide. This compound will be the building block for the new monomers. The desired amide-ester I was obtained from three methodologies: Photocatalytic method under continuous flow conditions, using acetone and benzophenone as photoinitiators; photocatalytic method using tetrabutylammonium decatungstenate photocatalyst and Fe (II) catalyzed redox method in the presence of sulfuric acid and hydrogen peroxide. The best reaction condition provided the compound in 47% yield. x In order to obtain the amide monomers, we began a study to understand the reactivity of this type of compound in aminolysis reaction with mono and diamines catalyzed by lipase, under batch and continuous flow conditions. The desired monomer could not be obtained, instead the product resulting from the aminolysis reaction of 1 equivalent of the methyl 3-carbamoyloctanoate (I) with the 1,6-hexanediamine was isolated. This product was obtained in 11% yield. In parallel, also aiming to obtain polyamides from biologically based monomers, a study of aminolysis reaction of itaconic anhydride and dimethyl itaconate with aliphatic amines catalyzed by lipase was carried out under continuous flow conditions. The desired products were not obtained, instead, the corresponding lactam in 70% yield was obtained.

O estudo fitoquímico dos extratos de plantas adultas e plântulas da espécie Piper reticulatum, coletada na Floresta Nacional de Carajás, levou ao isolamento de quatro amidas, incluindo diidrowisanidina, descrita previamente nesta espécie, wisanidina, (2E,4E)-N-isobutileicosa-2,4-dienamida, (3E,5E,14E)-N-pirrolidileicosa-3,5,14-trienamida (inédita em função da posição das insaturações da cadeia alquílica), uma lignana (siringaresinol) e uma nitrila (benzoato de cianobenzila), além de terem sido propostas as estruturas de oito amidas contendo longa cadeia alquílica, com base nos dados de cromatografia gasosa e líquida acoplada a espectrometria de massas. Os extratos e produtos naturais isolados foram avaliados quanto aos seus potenciais antifúngicos frente aos fitopatógenos Cladosporium cladosporioides e C. sphaerospermum e atividade inibidora da enzima acetilcolinesterase, sendo constatada forte atividade para as amidas em ambos ensaios, além de forte atividade para a nitrila contra C. sphaerospermum. Além disso, os extratos de plantas adultas e plântulas de P. reticulatum foram analisados através de EM (ESI+) e os dados analisados por PCA (análise dos componentes principais) e através de HCA (análise por agrupamento hierárquico) juntamente com a espécie P. amalago, filogeneticamente relacionada com P. reticulatum, P. crassinervium, P. solmsianum, P. fuligineum, P. gaudichaudianum, P. aduncum e P. tuberculatum, afim de uma distinção ou classificação de grupos seguindo parâmetros metabólicos. / The phytochemical study of extracts from adult plants and seedlings of the species Piper reticulatum, collected in the Carajás National Forest, afforded the isolation of four amides, including dihydrowisanidine, previously described from this species, wisanidine, (2E,4E)-N-2-isobutyleicosa-2,4-dienamide, (3E,5E,14E)-N-3,5,14-pyrrolidyleicosa-trienamide (novel based on the unsaturations position at the alkyl chain), a lignan (syringaresinol) and a nitrile (cianobenzyl benzoate) and, additionaly eigh amides containing long alkyl chain had their structures proposed based on gas and liquid chromatography coupled to mass spectrometry data. The extracts and the isolated natural products were evaluated for their potential antifungal activity against the phytopathogens Cladosporium cladosporioides and C. sphaerospermum and acetylcholinesterase inhibitory activity, being found strong activity for amides for both two tests, and strong activity for nitrile against C. sphaerospermum. In addition, extracts of adult plants and seedlings of P. reticulatum were analyzed by MS (ESI +) and by PCA (principal component analysis) and HCA (hierarchical cluster analysis) together with the species P. amalago, phylogenetically related to P. reticulatum, P. crassinervium, P. solmsianum, P. fuligineum, P. gaudichaudianum, P. aduncum and P. tuberculatum in order to distinguish or classify them according to the metabolic profile.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4924015 bytes, checksum: b58a10396c3699de03f34eaec912196b (MD5) Previous issue date: 2012-02-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The genus Piper considered the largest in the family Piperaceae, with at least 1000 species found mainly in Asia and the New World. Yours species have several representative commercial and medical applications, being subject of several studies related to the discovery of new sources of natural active substances. Based on data described in the literature regarding the pharmacological potential of the metabolites isolated from the genus Piper, as well as the occurrence of species not yet fully exploited in terms of chemical and pharmacological, then was decided to perform the phytochemical study of the species Piper mollicomum (Kunth) aiming at the isolation and identification of chemical constituents of this species, as well as the availability of its extracts, fractions and isolated compounds for pharmacological studies. From the phytochemical study of phase dichloromethane Piper mollicomum Kunth was possible to isolate, by chromatographic methods such as column chromatography on silica and Preparative Thin Layer Chromatography, five substances, among them two isobutyl amides: 2-Propenamide, 3-(6-methoxy-1,3-benzodioxol-5-yl)-N-(2-methylpropyl)-(2E) and 2- Propenamide,3-(6- methoxy -1,3-benzodioxol-5-yl)-N-(2-methylpropyl)-(2Z) and two pyrrolidines amides: Pirrolidine, 1-[3-(6- methoxy -1,3-benzodioxol-5-yl)-1-oxo-2-propenyl-(E) and Pirrolidine, 1-[3-(6- methoxy -1,3-benzodioxol-5-yl)-1-oxo-2-propenyl-(Z) and a phenylpropanoid called a 2-Methoxy-4,5-methylenedioxypropilphenone. For structural identification of these substances were used spectroscopic methods such as IV and NMR 1H and 13C uni and two-dimensional techniques and the comparison with models data in the literature. / O gênero Piper considerado o maior da família Piperaceae, com pelo menos 1000 espécies encontradas especialmente na Ásia e no Novo Mundo. Suas espécies tem boa representatividade comercial e diversas aplicações medicinais, sendo objeto de vários estudos relacionados à descoberta de novas fontes de substâncias naturais ativas. Com base nos dados apresentados na literatura referentes ao potencial farmacológico dos metabólitos isolados do gênero Piper, bem como a ocorrência de espécies ainda não devidamente exploradas do ponto de vista químico e farmacológico, decidiu-se, então, realizar o estudo fitoquímico da espécie Piper mollicomum (Kunth) visando o isolamento e identificação de constituintes químicos desta espécie, bem como a disponibilização de seus extratos, frações e substâncias isoladas para realização de estudos farmacológicos. A partir do estudo fitoquímico da fase diclorometânica de Piper mollicomum Kunth foi possível isolar, através de métodos cromatográficos como Cromatografia em Coluna em sílica e Cromatografia em Camada Delgada Preparativa, cinco substâncias, dentre estas duas amidas isobutílicas: 2-Propenamida, 3-(6-metoxi-1,3-benzodioxol-5-il)-N-(2-metilpropil)-(2E) e 2-Propenamida, 3-(6-metoxi-1,3-benzodioxol-5-il)-N-(2-metilpropil)-(2Z) e duas amidas pirrolidínicas: Pirrolidina, 1-[3-(6-metoxi-1,3-benzodioxol-5-il)-1-oxo-2-propenil-(E) e Pirrolidina, 1-[3-(6-metoxi-1,3-benzodioxol-5-il)-1-oxo-2-propenil-(Z), além de um fenilpropanóide denominado 2-Metoxi-4,5-metilenodioxipropilfenona isolado nas espécies Piper marginatum, Piper barbatum e Piper aleyreanum. Para identificação estrutural destas substâncias utilizou-se métodos espectroscópicos como Infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C uni e bidimensionais, bem como as comparações com dados de modelos da literatura.