Ce travail de thèse est consacré à l’étude de la réactivité du spirosilane de Martin, une molécule présentant des propriétés intéressantes notamment en présence de bases de Lewis, qui a trouvé des applications diverses comme la détection d’ions fluorures. En ce qui nous concerne, nous avons choisi d’étudier l’interaction de ce dérivé du silicium avec des bases de Lewis neutres fortes tels que les Carbènes N-Hétérocycliques (NHC) qui ont été beaucoup utilisés pour stabiliser les espèces de basse valence des éléments du bloc p. Alors que les NHC sont connus pour former avec les chlorosilanes des adduits pentacoordinés stables, aucun exemple avec des silanes non halogénés n’avaient été décrits avant notre étude. Nous avons montré qu’en fonction de l’encombrement stérique des NHC étudiés, ils forment avec le spirosilane de Martin des adduits de Lewis normaux et anormaux stables. Les propriétés « Paires de Lewis Frustrées » (FLP) du spirosilane avec des NHC encombrés ont été examinées ainsi que l’accès à des nouveaux ligands NHC anioniques portant un motif siliconate. / This thesis work is focused on the reactivity of Martin’s Spirosilane, a molecule that displays some interesting properties in particular with different Lewis base, founding some interesting application such us fluoride sensor. In our study, we have chosen N-Heterocyclic Carbene (NHC) because they are well known for stabilising low-valence states of p-block elements or for disclosing new reactivities. Besides, NHC are known to form relatively stable adducts with tetravalent halosilanes and also to stabilise silicon(0) species through potassium graphite reductions, but, to the best of our knowledge, no pentacoordinated NHC-adducts with a non-halogenated silane partner has been synthesised to date.The first part of my PhD was focused on the update of Martin’s spirosilane synthesis due to some problem of reproducibility with the known procedure. Once obtained the product, it was begun the investigation of the interaction with different NHC carbene that afforded the corresponding adducts that were fully characterised. The different adducts were then studied as potential Frustrated Lewis Pair and as precursors of anionic-type ligands for the metal's coordination.

Os materiais híbridos orgânico-inorgânicos constituem uma classe especial compostos, obtidos pela combinação adequada entre duas ou mais fases (orgânica e inorgânica), que têm recebido muita atenção nos últimos anos. Quando combinados em escala molecular, os nanocompósitos formados promovem o sinergismo entre as propriedades destas fases podendo produzir materiais com características e propriedades únicas e inusitadas que não são encontradas nas partes individuais. As particularidades dos novos materiais podem resultar em aplicações como melhoria de propriedades mecânicas, da estabilidade térmica, permeabilidade de gases, retardadores de chama, polímeros eletrólitos, dentre outras. As siliconas aniônicas são materiais poliméricos utilizados como agentes dispersantes, espumantes, emulsificantes e complexantes promovendo a compatibilidade entre a silicona e outros polímeros, permitindo a formulação de géis estáveis e limpos com aplicações principalmente na indústria de cosméticos. Hidróxidos Duplos Lamelares (HDL) são materiais cuja estrutura lamelar é constituída de camadas de um hidróxido duplo carregadas positivamente, com ânions hidratados no domínio interlamelar. A esfoliação de HDL é um processo que permite a separação em escala nanométrica das contrapartes inorgânica (do hidróxido duplo) do ânion interlamelar (que pode ser orgânico ou não). O foco do presente trabalho é a preparação e a caracterização de materiais híbridos orgânico-inorgânicos através da utilização de siliconas aniônicas funcionalizadas com os grupos fosfato, sulfato, ftalato e succinato como matriz orgânica e as lamelas esfoliadas de um HDL do sistema Zn-Al como aditivo inorgânico. Novos compósitos foram preparados, em blocos e na forma de filmes, a partir da interação entre as siliconas aniônicas e diferentes cargas do HDL esfoliado utilizado como aditivo. Os compósitos apresentaram modificações em suas características como aumento da estabilidade térmica, resistência mecânica e maleabilidade comparada às siliconas puras. Tais características podem ser aproveitadas para aplicações até então inexploradas por estes materiais. / Hybrid composites are a class of materials obtained by the appropriate combination of two or more phases (organic and inorganic), which have nowadays received a lot of attention. When these composites are combined at the molecular scale, the resulting nanocomposites resulting promote the synergism among the properties of the lonely phases and can then produce materials with unique and unusual characteristics and properties not found in individual species. The particularities of the new materials can result in applications such as the improvement of mechanical properties, thermal stability, permeability of gases, flame retarder, polymeric electrolytes, etc. Anionic silicones are polymeric materials used as dispersant, foaming, emulsifiant and complexant agents capable of promoting compatibility among the silicone and the other polymers, thus allowing the formulation of stable and clean gels for applications mainly in the cosmetic industry. Layered double hydroxides (LDH) are lamellar materials constituted of positively charged layers of a double hydroxide, with hydrated anions in the interlayer domain. The exfoliation of LDH is a process that allows to separate the inorganic sheets (of the double hydroxide) from the interlayer anion (which can be organic or not) at nanometric scale. The present work focus on the preparation and the characterization of organic-inorganic hybrid materials by using anionic silicones functionalized with the phosphate, sulfate, ftalato and succinate groups (organic matrix) and the layer of the exfoliated LDH of the Zn-Al system as the inorganic additive. New composites in block and films forms were prepared, starting from the interaction between the anionic silicones and different loads of LDH exfoliated as additive. The composites presented modifications in their characteristics such as the increase of thermal stability, mechanical resistance and malleability compared to pure silicones. Such characteristics can be used for applications in unexplored areas of these materials.

Este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos do uso de dietas com diferentes balanço cátion-aniônico dietético (BCAD) na produção e na qualidade do leite de búfala, nas características fermentativas através da técnica de produção de gás in vitro, além de traçar perfil nutricional de búfalas em lactação em propriedades de bubalinocultura da região central do Estado de São Paulo. Dessa forma, a tese está apresentada na forma de 11 capítulos, sendo que os capítulos 1, 2 e 11 descrevem a introdução, revisão de literatura e considerações finais, respectivamente. Os demais descrevem diferentes experimentos realizados sob a temática geral de 2012 a 2014. O capítulo 3 contém a avaliação de quatro dietas catiônicas com alto BCAD (+362, +370, +379 e +390 mEq/kg/MS) formuladas conforme rendimento do queijo muçarela para 350 búfalas, divididas em dois grupos (búfalas com menos e acima de 100 dias de lactação no início do experimento) durante período experimental de 120 dias. Dez tratamentos foram designados adotando-se diferentes formas de sistema de alimentação durante todo o experimento. A covarivavel idade não influenciou na produção e qualidade do leite das búfalas, exceto na contagem de células somáticas (CCS) e condutividade elétrica nas búfalas ≤100 dias de lactação. Houve diferenças significativas entre os tratamentos para a produção de leite diária em ambos os grupos de búfalas. Somente a lactose apresentou diferenças entre os tratamentos em búfalas no início da lactação. A forma do sistema de alimentação com alteração das dietas contendo diferentes BCAD a cada 30 dias não produz efeitos na produção e qualidade do leite em búfalas no estágio inicial da lactação, porém aumenta a produção de leite em búfalas acima de 100 dias de lactação. No capítulo 4 a produção diária e a qualidade do leite foram avaliadas em 297 búfalas, divididas em dois grupos, um com menos de 100 e outro de 100 a 220 dias de lactação recebendo duas dietas catiônicas com baixo BCAD: D121 (+121 mEq/kg/MS) e D164 (+164 mEq/kg/MS) em dois sistema de alimentação, definindo quatro tratamentos. O BCAD influenciou na produção de leite das búfalas, entretanto, o menor BCAD produziu melhoria na produção de leite. O BCAD mais elevado promoveu aumentos nos teores de proteína, sólidos totais (ST), extrato seco desengordurado (ESD) e CCS nas búfalas de 100 a 200 dias de lactação. No capítulo 5 quatro dietas aniônicas com BCAD de -61, -67, -73 e -100 mEq/kg/MS foram avaliadas em 259 búfalas, divididas em dois grupos, com 100 a 200 dias e acima de 200 dias de lactação. O BCAD negativo não interferiu na produção de leite diária e na qualidade do leite das búfalas, porém, influenciou no teor de gordura e lactose do leite em ambos os grupos de lactação e ainda nos teores de proteína, sólidos totais e CSS nas búfalas acima de 200 dias de lactação. No capítulo 6, foram avaliados três níveis crescentes de BCAD de +40, +120 e +190 mEq/kg/MS na produção, qualidade e minerais no leite de búfalas, não observando alterações significantes na produção, qualidade e minerais no leite de búfala, exceto na condutividade elétrica, acidez titulável e nos teores de Na e Cl. No capítulo 7 realizou-se a caracterização da produção, qualidade e minerais do leite na curva de lactação de búfalas em dietas catiônicas com baixo BCAD. Os dados mostraram que a curva da lactação iniciou-se ascendente, com pico no 2°. e 3°. mês e posterior declínio com maior produção de leite nos primeiros 90 dias da lactação (40%). As búfalas paridas no segundo semestre apresentaram média diária de produção de leite ao longo da lactação superior que as paridas no primeiro semestre com a qualidade do leite semelhante em ambas os grupos. Os teores de gordura, proteína, ST e ESD ao longo da lactação aumentaram no leite e depois se mantiveram constantes, enquanto que a lactose diminuiu e a CCS não se alterou ao longo do experimento. Os níveis de macrominerais no leite de búfala foram constantes durante a lactação, exceto o cloro que sofreu queda. O Ca e o K apresentaram-se em maior concentração. No capítulo 8 é descrita a caracterização da produção acumulada e diária do leite de búfala na curva de lactação em função da duração da lactação, número da lactação e faixa etária dos animais, recebendo dieta com BCAD médio de +83 mEq/kg/MS. A curva da lactação em búfalas caracterizou-se pelo crescimento da produção de leite até os primeiros 90 dias, seguida de um declínio gradativo até o final da lactação, não existindo influência da duração da lactação, número da lactação e da faixa etária dos animais. Foram identificadas quatro fases com diferentes níveis de queda mensal de produção em relação ao mês anterior (aumento; leve, médio e forte declínios). Búfalas mais velhas acima de 11 anos de idade apresentam declínio mais acentuado que búfalas mais jovens. No início da lactação até 90 dias, búfalas com maior número de lactações e faixa etária produziram mais leite que as mais jovens. No capítulo 9 compararam-se dietas com BCAD de +110, +220 e +440 mEq/kg/MS na cinética de fermentação ruminal, por meio de parâmetros da produção de gases totais e metano, degradabilidade da matéria seca e orgânica e produção de ácidos graxos de cadeia curta e nitrogênio amoniacal em 24 e 96 horas de inoculação, com a técnica de produção de gases in vitro, usando inóculo de conteúdo ruminal de bubalinos. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos em qualquer variável avaliada. As ausências de efeitos sugerem ações outras do BCAD sobre o metabolismo animal do que sobre o metabolismo ruminal na produção de efeitos sobre o desempenho produtivo dos animais. Concluindo esses estudos, o capítulo 10 descreve a avaliação do sistema de exploração de leite de búfalas de quatro propriedades rurais, compreendendo um total de 794 búfalas, com caracterização da composição de 11 tipos de dietas e composição químico-bromatológica de ingredientes das dietas utilizadas. As búfalas apresentaram ingestão de matéria seca média diária de 17,8 kg por animal (2,6% do peso vivo e 91 g MS/kg0,75) e produção de leite média de 8,1 kg/animal/dia com conversão alimentar de 2,2 kg de MS por kg de leite produzido/animal/dia. / This study aimed to evaluate the effects of feeding diets with different dietary cation-anion difference (DCAD) in the production and quality of buffalo milk, in the fermentation characteristics by in vitro gas production technique, and in addition to showing nutritional profile lactating buffalo on farms located in the central region of São Paulo state, Brazil. Thus, this thesis is presented in the form of eleven sections, where the Chapters 1, 2 and 11 describe the introduction, literature review, and final considerations, respectively. The others describe different experiments performed under the general theme from 2012 to 2014. The Chapter 3 contains the evaluation of four cationic diets with high DCAD (+362, +370, +379 and +390 mEq / kg / MS) formulated as mozzarella cheese yield basis in 350 buffaloes, divided into two groups (buffaloes less and above 100 days of lactation at beginning of the experiment) during the experimental period of 120 days. Ten treatments were assigned adopting different ways feeding system throughout the experiment. The covariate age did not influence the production and quality of milk, except in somatic cell counting (SCC) and electrical conductivity in buffaloes ≤100 days of lactation. Significant differences were observed between treatments for daily milk production in both groups buffaloes. Only lactose has differed between treatments in buffaloes in early lactation. The feeding system with changing diets containing different DCAD every 30 days has no effect on production and quality of milk in buffalo in the early stage of lactation, but it increases milk production in buffalo over 100 days of lactation. In chapter 4, the daily production and milk quality were evaluated in 297 buffaloes, divided into two groups, one with less than 100 and another 100-220 days of lactation receiving two cationic diets with low DCAD: D121 (+121 mEq / kg / DM) and D164 (+164 meq / Kg / MS) to two feeding systems, defining four treatments. DCAD has influenced the milk production of buffaloes. Lower DCAD has produced higher milk production. The highest DCAD has promoted increases in protein, total solids (TS), solid no fat (SNF) and SCC in buffaloes with 100-200 days of lactation. In Chapter 5, four anionic diets with DCAD of -61, -67, -73 and -100 mEq / kg / DM were evaluated in 259 buffaloes, divided into two groups: between 100 - 200 days and over 200 days of lactation. The negative DCAD has not interfered in daily milk production and milk quality in buffaloes, however, has influenced the fat and lactose contents of milk in buffalo in both groups of lactation and also in protein levels, and total solid and SCC of buffalo over 200 days of lactation. In Chapter 6, were evaluated three increasing levels of DCAD: +40, +120 and +190 mEq / kg / DM in production, quality and minerals in buffalo milk. No significant differences were observed in production, quality and minerals in buffalo milk except in electrical conductivity, acidity and levels of Na and Cl. In Chapter 7, the characterization of production, quality and minerals of milk along the lactation curve were evaluated in buffaloes on cationic diets with low DCAD. The data showed that the lactation curve started rising, peaking on the 2nd. and 3rd. month and subsequent decline with higher milk production in the first 90 days of lactation (40%). The calved buffaloes in the second half of the year had higher average daily milk production along the lactation than that calved in the first half with the quality of milk similar in both groups. The fat, protein, TS and SNF increased in milk throughout the lactation and, then remained constant, while lactose decreased and the SCC did not change. The buffalo milk macrominerals have maintained the same levels along lactation, except chlorine that dropped. Ca and K showed up in higher concentration. In Chapter 8 describes the characterization of accumulated and daily production of buffalo milk during lactation curve as a function of lactation period, number of lactation and age of the animals fed diet with medium DCAD of +83 mEq/kg/DM. The lactation curve in buffaloes characterized by the growth of milk production until the first 90 days, followed by a gradual decline until the end of lactation, with no influence of lactation period, lactation number and age of the animals. Four phases have been identified with different monthly decline levels of production compared to the previous month (increase; slight, medium and, strong declines). Older buffaloes above 11 years of age had steeper decline than younger buffaloes. In early lactation up to 90 days, buffaloes with more lactations and age have produced more milk than younger. In Chapter 9, three diets of DCAD +110, +220 and +440 mEq/kg DM were evaluated by ruminal fermentation kinetics, involving total production and methane gases, degradability of dry matter and organic matter and fatty acids of short chain and ammonia nitrogen productions in 24 and 96 hours of inoculation, by using in vitro gas production technique with inoculum of rumen contents of buffalo. No differences were observed between treatments. No observed effects suggest other actions of DCAD on animal metabolism than on ruminal metabolism in producing productive performance of the animals. Completing these studies, Chapter 10 describes the evaluation of buffalo milk operating system of four rural properties, comprising a total of 794 buffaloes, with characterization of the composition of 11 types of diets and chemical composition of the diet ingredients used. The buffaloes had dry matter intake daily average of 17.8 kg per animal (2.6% of body weight and 91 g DM / kg0.75) and average milk production of 8.1 kg / animal / day with feed conversion 2.2 kg of dry matter per kg of produced milk / animal / day.

Neste trabalho foi avaliada a degradação de alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) de água residuária de lavanderia comercial (ARLC) em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) utilizando areia como material suporte, lodo oriundo de UASB empregado no tratamento de resíduos de suinocultura como inóculo e tempo de detenção hidráulica de 18 horas. O período de 330 dias de operação foi divido em quatro etapas: (a) etapa I, com adaptação da biomassa ao substrato sintético contendo etanol e sacarose (1:1 DQO); (b) etapa II, com adição de ARLC (18,2 ± 11,5mgLAS.L-1) ao substrato sintético mais etanol e sacarose (1:1 DQO); (c) etapa III, com adição de ARLC (25,4 ± 8,8 mgLAS.L-1) ao substrato sintético mais etanol e (d) etapa IV, com adição de ARLC (20,4 ± 5,8 mgLAS.L-1) ao substrato sintético, sem adição de fonte suplementar de carbono. Equilíbrio reacional ao longo das etapas de operação foi verificado em função da baixa concentração de ácidos orgânicos voláteis e sólidos suspensos voláteis efluente. Na etapa I, verificou-se 82,9 ± 13,6% de remoção de DQO para 683,9 ± 110,4 mgDQO.L-1 afluente. Para todas as etapas de operação, observou-se a manutenção dessa eficiência sempre superior a 88%. Verificou-se aumento da eficiência de remoção do surfactante de 51,7 ± 23,9% na etapa II na presença de etanol e sacarose (1:1 DQO) (872,3 ± 141,8 mgDQO.L-1 afluente), para 72,9 ± 18,8% na etapa III, somente com etanol (705,0 ± 155,8 mgDQO.L-1 afluente), e de 76,8 ± 16,9% na etapa IV, após a retirada das fontes suplementares de carbono (633,4 ± 156,88 mgDQO.L-1 afluente). A substituição de sacarose e etanol por somente etanol foi extremamente favorável para a remoção do LAS, isto porque foram identificadas alterações das populações microbianas de acordo com a modificação da fonte suplementar de carbono relacionadas, principalmente, ao nível taxonômico de família. Na etapa II, observou-se predomínio de representantes da família Comamonadaceae (abundância relativa de 47% no biofilme). Também para o biofilme das etapas III e IV, verificou-se decréscimo para menos de 4% da abundância relativa de representantes pertencentes à família Comamonadaceae. Todavia, verificou-se aumento da abundância relativa de representantes da família Rhodocyclaceae (18%, 88% e 77% no biofilme das etapas II, III e IV, respectivamente). O principal gênero da família Comamonadaceae identificado na etapa II foi Curvibacter, cujo crescimento pode estar associado a açúcares (abundância relativa de 28% no biofilme). Verificou-se decréscimo da abundância relativa deste gênero inferior a 0,9% nas etapas III e IV. Para os representantes da família Rhodocyclaceae foram identificados gêneros possivelmente relacionados à degradação do LAS: Dechloromonas, Georgfuchsia e Zoogloea (78%, 67% e 98% dos gêneros pertencentes à família Rhodocyclaceae identificados no biofilme das etapas II, III e IV, respectivamente). Por meio do sequenciamento massivo, 37 gêneros possivelmente relacionados à degradação do LAS foram identificados. Quarenta compostos xenobióticos, alguns tóxicos à biota aquática, foram detectados no efluente via cromatografia gasosa/espectrometria de massas. Verificou-se, por meio do índice de Bray-Curtis, maior similaridade entre a biomassa do biofilme e do separador de fases de uma mesma etapa do que entre amostras de biomassa de etapas de operação distintas, evidenciando que houve diferenciação das populações de acordo com a fonte de carbono empregada. Por meio do balanço de massa global, observou-se que somente 0,81% do LAS removido ficou adsorvido. / In the present study, the degradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) from laundry wastewater (LW) was investigated by using an anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) with sand as support material, inoculum coming from a UASB reactor used in the treatment of swine manure, and hydraulic retention time of 18 hours. The operation time was divided into four stages: (a) stage I composed by the adaptation of the biomass in the presence of synthetic substrate containing sucrose and ethanol (1:1 COD); (b) stage II with addition of LW (18.2 ± 11.5mgLAS.L-1) plus synthetic substrate containing sucrose and ethanol (1:1 COD); (c) stage III with LW (25.4 ± 8.8 mgLAS.L-1) plus synthetic substrate containing ethanol; (d) stage IV with addition of LW (20.4 ± 5.8 mgLAS.L-1) plus synthetic substrate without supplementary carbon source. Low concentration of volatile organic acids and volatile suspended solids were observed in the reactor effluent indicating the system exhibited good stability. The COD removal efficiency was 82.9 ± 13.6% during the biomass adaptation in stage I (683.9 ± 110.4 mg.L-1 of COD influent). That removal efficiency was high throughout the operational time, exceeding 88%. The surfactant removal efficiency increased from 51.7 ± 23.9% in stage II with the presence of ethanol and sucrose (872.3 ± 141.8 mgCOD.L-1 influent) to 72.9 ± 18.8% in stage III, with only ethanol (705.0 ± 155.8 mgCOD.L-1 influent). In the stage IV, after the withdrawal of additional carbon sources, the removal efficiency was 76.8 ± 16.9% (633.4 ± 156.88 mgCOD.L-1 influent). The replacement of sucrose and ethanol by only ethanol favored the LAS efficiency removal due to the microbial community change according to the additional carbon source modification, what was mainly detected at family level. In stage II there was a predominance of representatives of Comamonadaceae family (relative abundance of 47% in the biofilm). That relative abundance decreased to less than 4% in stages III and IV. However, there was an increase in relative abundance of representatives of the Rhodocyclaceae family (18%, 88% and 77% of the biofilm in stages II, III and IV, respectively). The main genus of Comamonadaceae family identified in stage II was Curvibacter whose growth may be associated with sugars (relative abundance of 28% in the biofilm). That relative abundance was decreased to less than 0.9% in stages III and IV. For representatives of Rhodocyclaceae family, some genera possibly related to the degradation of LAS were identified: Dechloromonas, Georgfuchsia and Zoogloea (78%, 67% and 98% of the genera of the Rhodocyclaceae family identified in the biofilm from stages II, III and IV, respectively). By means of massive sequencing, 37 genera possibly related to degradation of LAS were identified. Forty xenobiotic compounds, some of them toxic to aquatic biota, were detected in the reactor effluent through gas chromatography/ mass spectrometry. According to the Bray-Curtis similarity, the samples collected in the same operation stage showed higher similarity coefficients than those collected in the same sampling site (biofilm from support material or phase separator). That result confirms the microbial community differentiation according to the carbon source employed. Through the overall mass balance, it was found that only 0.81% of LAS added was removed by adsorption.

A remoção do surfactante Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) de água residuária de lavanderia comercial foi estudada em EGSB (Expanded granular sludge bed). Essa água residuária foi diluída em esgoto sanitário. O volume útil do reator era de 1,8 L. Toda a operação ocorreu em condições mesofílicas, para TDH (tempo de detenção hidráulica) de 36 horas, velocidade ascensional de 4 m/h e vazão de recirculação de 8,5 L/h. A água residuária de lavanderia era diluída até que se atingisse aproximadamente 20 mg/L de LAS na alimentação do reator. O sistema foi operado em três fases. Na primeira fase de operação usou-se água de abastecimento para diluir a água residuária de lavanderia; na segunda fase utilizou-se uma mistura de água de abastecimento e esgoto sanitário para diluição da água residuária de lavanderia, sendo que 50 % da composição era esgoto sanitário; e, por fim, na última fase de operação utilizou-se apenas esgoto sanitário como diluente da água residuária. Na primeira fase foi necessária adição de bicarbonato de sódio como agente tamponante. Em todas as fases aplicou-se DQO (demanda química de oxigênio) e LAS afluente de 341 ± 216 mg/L e 18,8 ± 7,3 mg/L, respectivamente. A adição do esgoto sanitário afetou a remoção do surfactante, o que na fase inicial (Fase I) representou 77,2 ± 14,9 % e na fase final (Fase III) passou a ser 55,3 ± 18,4 % de remoção de LAS. No entanto, ao passo que a remoção de LAS diminuiu, a remoção de DQO aumentou de 57 ± 16 % para 65 ± 10 %, respectivamente, para a Fase I e Fase III. Além disso, devido a adição de esgoto sanitário verificou-se aumento do tamanho dos grânulos, de 3,67 ± 1,83 mm (Fase I) para 4,97 ± 1,99 mm (Fase II); e também da concentração de sólidos totais no reator, de 5,79 g/L (Etapa I) para 9,50 g/L (Fase III). Por meio do balanço de massa de LAS verificou-se remoção de 69 % de LAS, sendo que 67 % foram removidos por degradação e 2 % por adsorção do mesmo na biomassa. Por fim, por meio das análises por CG/EM (Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas) observou-se 17 substâncias no afluente e apenas 4 no efluente, tais como, mercaptanas, hidrocarbonetos, aminas e amidas. A maioria delas são tóxicas aos organismos aquáticos e estão presentes em produtos de limpeza e higiene pessoal. / The removal of the surfactant Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) of wastewater of a commercial laundry was studied in an EGSB (Expanded granular sludge bed). This wastewater was diluted in sewage. The useful volume of the reactor was of 1,8 L. The whole operation occurred on mesophilic conditions, to HRT (Hydraulic Retention Time) was 36 hours, the upflow speed of 4 m/h and recirculation flow of 8,5 L/h. The laundry waste water was diluted until achieve 20 mg/L of LAS on the reactor feed. The system was operated in three stages. In the first operation stage water supply was used to dilute the wastewater laundry; in the second stage used a mixture of water supply and sewage for dilution of wastewater laundry and 50 % of the composition was sewage; and finally, in the last stage of operation is only used sewage as a diluent of wastewater. In the first stage was required addition of sodium bicarbonate as buffering agent. All the stages was applied COD (Chemical oxygen demand) and LAS influent 341 ± 216 mg/L and 18,8 ± 7,3 mg/L, respectively. The addition of sewage affected the surfactant removal, which on the first stage (Stage I) represented 77,2 ± 14,9 % and on the final stage (Stage III) became 55,3 ± 18,4 % of LAS removal. However, while removing of LAS decreased the COD removal increased from 57 ± 16 % to 65 ± 10 %, respectively, to Stage I and Stage III . Furthermore, due to the addition of sewage was checked an increased on the size of the grain from 3,67 ± 1,83 mm (Stage I) to 4,97 ± 1,99 mm (Stage II); and also the concentration of total solids into the reactor, from 5,79 g/L (Stage I) to 9,50 g/L (Stage III). By mass balance LAS was found a remove of 69 % of LAS, wherein 67 % were removed by degradation and 2 % by adsorption of the surfactant in the biomass. Finally, through analysis by GC/MS (gas chromatograph/mass spectrometry) 17 substances were observed in the influent and only 4 in the effluent, such as, mercaptans, hydrocarbons, amines and amides. Most of them are toxic to aquatic organisms and are present in cleaning products and personal hygiene.

Cette thèse a pour but la synthèse de nouveaux polymères par polymérisation anionique et organo-catalyse de polymérisation par activation du monomère. Ce sujet s’articule autour de deux axes majeurs : 1) La synthèse de nouveaux polyamides par activation d’amines aromatiques ou de dérivés acrylamides 2) L’étude de l’ouverture de cycle d’aziridines activées catalysée par les carbènes N-heterocycliques. Le but de cette thèse est donc d’étudier les mécanismes mis en jeu lors de ces polymérisations. Les polymères obtenus seront caractérisés par les méthodes d’analyses classiques (RMN, chromatographie par exclusion stérique, analyses thermiques, spectrométrie de masse, etc.) / In this thesis, the ring-opening polymerization by a monomer activation strategy of heterocyclic monomers such as lactams and aziridines was investigated. In the first part, we described that covalently activated aziridines, i.e. N-sulfonyl aziridines, could be subjected to the N-heterocyclic carbene organocatalyzed ring-opening polymerization (NHC-OROP) in a living/controlled manner. Secondary activated amine, non-activated secondary amine as well as functional initiators were used to promote the ring-opening polymerization of N-activated aziridines. The high tolerance to various chemical functions and the high level of control of the so-called NHC-OROP have allowed the synthesis of well-defined and original aziridine-based block copolymers. On the other hand, the simultaneous combination of anionic ring-opening of ε-caprolactam and condensation reactions of aminobenzoate derivatives was shown to occur in a « one-step » bulk copolymerization allowing the preparation of aliphatic-aromatic copolyamides with enhanced thermal properties (including the glass transition temperature). Alternatively, other methodologies such as covalent activation of lactams with electron withdrawing group or the hydrogen transfer polymerization of acrylamide derivatives were investigated for the synthesis of new polyamides.

Devido a estabilidade e capacidade de armazenar oxigênio (oxygen storage capacity) óxidos de cério (CeO2, CeO2 - x, 0 < x < 1/2, Ce2O3) possuem muitas aplicações, tais como catalisadores e suporte para metais de transição (Ni, Pt, Pd, Rh, etc.). A capacidade do átomo de cério alterar reversivelmente seu estado de oxidação entre Ce4+ e Ce3+ é crucial em suas aplicações e pode ser induzida por metais de transição ou outra espécie químicam (átomos, moléculas) depositados sobre suas superfícies. Porém, não se tem conhecimento de estudos da adsorção de metais transição sobre clusters neutros de óxido de cério, nem mesmo estudos de clusters de composição fixa e carga variável. Portanto, neste projeto são estudadas as propriedades físico-químicas dos clusters de (CeO2)6- , (CeO2)6 e (CeO2)6+ e da adsorção dos ametais F e Na e dos metais de transição Ni, Pd e Pt sobre (CeO2)6. Os resultados foram obtidos mediante cálculos ab initio da teoria do funcional da densidade (do inglês - Density Functional Theory, DFT), onde os funcionais PBE e HSE06 foram utilizados para descrição do funcional de troca-correlação. Os resultados apontam divergências dos funcionais PBE e HSE06 na sequência de energia total relativa das 22 configurações representativas de (CeO2)6. As energias de ionização e afinidade eletrônica indicam que as configurações (CeO2)6 de maior energia perdem um elétron mais facilmente que as de menor energia, que acomodam melhor o elétron. O pGMC (do inglês -putavive Global Minimum Configuration) aniônico é derivado do pGMC neutro pela localização do elétron no orbital Ce fz3 e consequnete mudança do estado de oxidação Ce4+ para Ce3+. O pGMC catiônico não é derivado do pGMC neutro, esse cluster não possui ligações Ce-O terminais e o elétron é removido de um orbital com maior contribuição do estado O p. Nas configurações de adsorção apenas ligações iônicas Ce-X ou O-X com maior diferença de eletronegatividade são formadas, nas quais ocorre transferência de carga para o elemento mais eletronegativo. Análises das configurações de menor energia mostram que, ao contrário da adsorção de flúor, os átomos de Na, Ni, Pd e Pt transferem carga para o cluster. Contudo, as configurações Pd/(CeO2)6 e Pt/(CeO2)6 não possuem momento magnético resultante. Apenas nas configurações Na/(CeO2)6 e Ni/(CeO2)6 o elétron se localiza no orbital Ce fz3 com a concomitante mudança do estado de oxidação Ce4+ para Ce3+. Nas configurações de menor energia a adsorção de sódio é favorecida em 0,05 eV em relação a adsorção de flúor. Por sua vez, o níquel é o metal de transição que se adsorve mais fortemente ao cluster, ao passo que o paládio apresenta a menor energia de adsorção. / Due to the stability and oxygen storage capacity, cerium oxides (CeO2, CeO2 - x, 0 < x < 1/2 , Ce2O3) have many applications, such as catalysts and support for transition metals (Ni, Pt, Pd, Rh, etc.). The ability of the cerium atom to reversibly change its oxidation state between Ce4+ and Ce3+ is crucial in its applications and can be induced by transition metals or another chemistry species (atoms, molecules) deposited on their surfaces. However, no studies of the transition metals adsorption on cerium oxide neutral clusters, nor studies of clusters of fixed composition and variable charge are known. In this project, the physicochemical properties of the (CeO2)6- , (CeO2)6 and CeO2)6+ clusters and the adsorption of the F and Na ametals and Ni, Pd and Pt transition metals on (CeO2)6.The results were obtained by ab initio calculations of the density functional theory (DFT), where the PBE and HSE06 functionals were employed for the exchange-correlation functional. The results point out divergences of the PBE and HSE06 functional in the 22 representative (CeO2)6 configurations relative total energy sequence. Ionization and electron affinity energies indicate that the higher energy (CeO2)6 configurations lose an electron more easily than the lower energy ones, which better accommodate the electron. The anionic pGMC (putavive Global Minimum Configuration) is derived from the neutral pGMC by the location of the electron in the Ce fz3 orbital and consequent oxidation state change from Ce4+ to Ce3+. The cationic pGMC is not derived from the neutral pGMC, this cluster has no terminal Ce-O bonds and the electron is removed from an orbital with the highest contribution of the Op state. In the adsorption configurations only ionic bonds Ce-X or O-X with the greatest difference in electronegativity are formed, in which charge transfer occurs to the most electronegative element. Unlike fluorine adsorption, lower energy configurations analyses show that Na, Ni, Pd e Pt atoms transfer charge to the cluster. However, the Pd/(CeO2)6 and Pt/(CeO2)6 configurations have no resulting magnetic moment. Only in the Na/(CeO2)6 and Ni/(CeO2)6 configurations the electron is located in the Ce fz3 orbital with the concomitant oxidation state change from Ce4+ to Ce3+. In the lower energy configurations the sodium adsorption is favored in 0,05 eV in relation to the fluorine adsorption. In turn, nickel is the transition metal that most strongly adsorbs on cluster, while palladium has the lowest adsorption energy.

Les roches argileuses sont considérées comme de potentielles roches-hôtes pour le stockage en profondeur des déchets radioactifs de Haute Activité et de Moyenne Activité à Vie Longue (déchets HA-MAVL). L’iode 129 et le sélénium 79, issus des déchets nucléaires, sont considérés comme deux des radio-éléments les plus pénalisants en termes de sûreté. Cependant, l’iode et le sélénium présentent, vis-à-vis des conditions d’oxydo-réduction, des propriétés qui nécessitent une attention particulière quant à leur état d’oxydation. Une étude comparative sur la migration du sélénium et de l’iode au travers de roches argileuses a donc été réalisée afin de déterminer, dans un premier temps l’effet des conditions redox sur la migration du sélénium et de l’iode, et dans un second temps l’influence de la minéralogie sur le comportement de ces éléments. A cet effet, deux roches argileuses ont été étudiées, à savoir les argilites toarciennes de Tournemire (France) et les Argiles à Opalines (OPA) du Mont Terri (Suisse). L’étude des iodures dans les roches argileuses indurées a permis de confirmer le rôle de la pyrite oxydée et de la MON dans la rétention des iodures. On soupçonne notamment que la rétention des iodures serait contrôlée cinétiquement. Lors de l’étude de la migration du sélénium, nous nous sommes intéressé aux formes les plus oxydées de cet élément, à savoir le Se(IV) et le Se(VI). La migration du Se(IV) est fortement liée à des processus d’oxydo-réduction. En effet, lors de la diffusion de cet élément dans le Toarcien supérieur et l’OPA, une fraction importante du Se(IV) est réduite. Cette réduction semble fortement associée à la présence de fer dans la roche. L’étude du Se(VI) nous a permis de mettre en évidence un comportement dépendant de la concentration initiale : la rétention est significative aux plus faibles concentrations et non aux fortes concentrations. Les analyses spectroscopiques montrent une faible réduction du Se(VI) au contact du fer dans la roche. Néanmoins, nous ne pouvons pas exclure que cette réduction soit d’origine microbienne. / Deep argillaceous formations are considered as potential host rock for high-level radioactive waste repository. Based on safety assessment calculations, active selenium (79Se) and iodine (129I) from high level radioactive waste might be ones of the major dose contributors due to their longevity and their anionic character. However, because of their high sensitivity to redox condition, a special attention to the oxidation state of these elements is required. A comparative study on the diffusion properties of selenium and iodine through argillaceous rocks was realized with the aim to determine the effects of both the redox conditions and the mineralogy on the migration of these two elements. For these purposes, we have studied two argillaceous rocks: Toarcian argillite from Tournemire (France) and Opalinus clay (OPA) from the Mont-Terri (Switzerland). The study of the iodide migration allowed to confirm the control on the iodide retention of both oxidized pyrite and natural organic matter. A kinetic control of the iodide sorption is also suspected. We focus the selenium study on the more oxidized species, Se(IV) and Se(VI). The Se(IV) migration is strongly dependant from oxydo-reduction processes. Indeed, the Se(IV) diffusion experiments through Tournemire argillite and OPA indicated a significant reduction associated to Fe(II). The Se(VI) study evidenced a behavior dependant from the initial concentration : at the highest concentration, no significant retention was observed while the retention is significant at the lowest concentration. Futhermore, spectroscopic analyses tend to show a low Se(VI) reduction at the Fe contact. However, biotic origin cannot be excluded

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Sulfonated porphyrins and phthalocyanines have been under consideration as microbicides, compounds which, when used in a topical formulation, can prevent transmission of the human immunodeficiency virus. Our studies have been directed toward the characterization of members of these classes. For the sulfonated phthalocyanines, matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) mass spectrometry was helpful in determining the extent of sulfonation. We present the first report of spectroscopic characterization of a pentasulfonated phthalocyanine. Capillary electrophoresis data were sensitive to the concentration of the compounds (Chapter 1). Mass spectrometry was also very useful for establishing the extent of sulfonation in series of sulfonated porphyrins. Capillary electrophoresis was very useful in separating mixtures of these species. A study on sulfonation of a series of tetra(difluorophenyl)porphyrins showed that species with red-shifted Soret peaks were being formed. Data were consistent with an intramolecular sulfone bridge from the phenyl substituent to the porphyrin core. Sulfonation of the tetranaphthylporphyrins ring readily gave more than one sulfonic acid group per naphthyl side chain (Chapter 2). In cancer chemotherapy of solid tumors, it is desired to kill the tumor cells with minimal damage to the surrounding tissue. Brachytherapy seeds have been a considerable help in this regard for some tumors. In further developing approaches to selective tumor damage, we have evaluated a technique, Auger Electron Therapy (AET) in which one introduces a compound that is expected to bind to DNA, absorb the radiation, and then catalyze clustered DNA damage via release of a series of Auger electrons. We chose a series of metals (silver, indium, molybdenum, palladium, platinum, ruthenium, silver and zirconium) with appropriate energy levels to absorb an x-ray photon from the brachytherapy seed and used the tetracationic porphyrin 5,10,15,20-tetrakis(1-methylpyridinium-4-yl) porphyrin (TMPyP4) as a scaffold. The amount of clustered DNA damage was quantitated by a plasmid assay. Experiments evaluated the effect of buffer, concentration of glycerol, irradiation time, and concentration of the porphyrin. No metal studied gave significant double stranded (localized) DNA damage. Significant single stranded DNA damage was observed, however, in the order zirconium >> ruthenium > palladium > platinum > silver ~ indium (Chapter 3).