Transition metal catalysis is a powerful tool for the construction of biologically active and pharmaceutically relevant architectures. With the challenge of continually depleting resources that this generation of scientists faces, it is becoming increasingly important to develop sustainable technologies for organic synthesis that utilize abundant and renewable feedstocks while minimizing byproduct formation and shortening the length of synthetic sequences by removing unnecessary protecting group manipulations and functionalizations. To this end, we have developed four new methods that transform inexpensive starting materials to valuable products. This dissertation covers the following key areas: 1) activation of CO2 for a mild and functional group tolerant synthesis of carboxylic acids, 2) oxidative twofold C–H bond activations as a strategy toward biaryls, 3) migratory O- to N-rearrangements in pyridines and related heterocycles for the preparation of N-alkylated heterocycles, and 4) asymmetric hydrogenations of cyclic imines and enamines en route to chiral 1,2- and 1,3-diamines and macrocyclic peptides.

In part one, betulinic acid (1) was isolated from the American Sycamore (Platanus occidentalis) in 1.6% yield, while ursolic acid (3) was isolated from Fuji and McIntosh apple peels in 1.0% and 0.8% crude yields, respectively. Oleanolic (4) and dehydrocanophyllic (6) acids were previously available, along with several analogs. Additional analogs of 1, 3 and 4 were prepared, including 9 new compounds, for a total of 51 compounds. Compounds were initially screened for cortisol lowering properties in vitro using a fish head kidney cell assay. Platanic acid (43) was selected for in vivo study in rats, along with 1 and a blend of Platanus occidentalis and Souroubea sympetela. No significant cortisol lowering was observed in vivo. In part two, β-ionone-d6 (75) was synthesized in 6.5% yield from ethyl 2-oxo-cyclohexane carboxylate (77). Total deuterium incorporation was 99.85%, with 0.03% d0 analog. 75 was converted to retinoic acid-d6 (93) in 2.2% yield.

Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Synthese neuartiger homochiraler Molekülstrukturen, welche nach Konzepten des Crystal Engineering über ein starres Grundgerüst sowie koordinationsfähige Haftgruppen verfügen sollten. Unter Verwendung von Wein- und Milchsäure, als Vertreter der natürlich vorkommenden, enantiomerenreinen α-Hydroxycarbonsäuren, konnten die entsprechenden Derivate mit aromatischen und/oder acetylenischen Spacerelementen hergestellt und umfassend charakterisiert werden. Die synthetisierten Wein- und Milchsäureverbindungen sowie die sich von den jeweiligen Weinsäureestern ableitenden TADDOLe wurden außerdem auf ihre optische Aktivität, ihre Affinität gegenüber verschiedenen Lösungsmitteldämpfen, ihr Einschlussverhalten gegenüber achiralen und chiralen Lösungsmitteln sowie ihre Eignung als organische Linker bei der Synthese von metallorganischen Gerüststrukturen untersucht. Mittels Röntgeneinkristallstrukturanalyse konnten die Festkörperstrukturen einiger Derivate aufgeklärt und diese hinsichtlich ihrer Konformation verglichen werden.

[Truncated abstract] Native Australian soils contain very low amounts of phosphorus. The soils of southwestern Australia are ancient and highly weathered. Consequently, the availability of phosphorus in these soils is too low for cropping purposes, so the application of P is necessary to maintain productivity. When P is applied to soil, typically as soluble superphosphate, it tends to be transformed to increasingly less soluble forms over time. Sparingly soluble forms of soil P are relatively inaccessible to Triticum aestivum; however, many grain legumes have a higher P-acquisition efficiency, allowing them to access pools of soil P that T. aestivum cannot. The P-acquisition efficiency of some grain legumes has been attributed in part to their ability to release large quantities of carboxylates, coupled with the development of cluster roots for species such as Lupinus albus. There are a number of unexplained observations in terms of the P-acquisition efficiency of grain legume species and the way that those species respond to P fertilisation. This PhD project aimed to study carboxylate release from a range of crop species, and investigate its role in variation among species for acquisition of phosphorus from sparingly soluble forms (chapter 1). ... L. albus (chapter 5). There was considerable variation in P acquisition among accessions. The variation cannot be attributed to differences in carboxylate release, cluster-root development or whole root system rhizosphere extract pH as measured in this study. We hypothesise that the variation might be attributed to differences in the ratio of release of protons and other cations localised around cluster roots. In conclusion studies of carboxylate exudation and sparingly soluble forms should use more than a single form if the aim is to draw generalised conclusions on P-uptake efficiency from sparingly soluble forms. Comparative studies of a range of species are a useful tool for enhancing our understanding of root physiology. While the benefit of carboxylates for providing access to poorly soluble P has been demonstrated, questions remain as to potential other roles for carboxylates, particularly in species that do not form cluster roots. Variation in P uptake among accessions of L. albus is present, and more work on proton release and ion balance of root clusters is necessary to understand intraspecific variation.

A dexametasona (DEX) está entre os glicocorticóides mais comumente descritos para uso sistêmico apresentando uma atividade gliconeogênica, imunossupressora e antiinflamatória bem difundida. Apresenta, em sua estrutura, sítios com potencial capacidade de interação com outras moléculas. Alguns ácidos carboxílicos aromáticos (ACA) e seus derivados são utilizados como excipientes em formulações farmacêuticas e também possuem grupos funcionais com propriedades potenciais de interação. Esta associação aparece, portanto, como um bom modelo de estudo para a compreensão de interações em estado sólido. Este trabalho foi desenvolvido para verificar a existência de interações, no estado sólido, da DEX com os ACA: benzóico, salicílico, 4-hidróxi-benzóico, 2,4-diidróxi-benzóico, 2,3,4-triidróxi-benzóico, gálico, 3-hidróxi-fenilacético, 3,4-diidróxi-fenilacético e isoftálico. A fim de elucidar o comportamento destes sólidos em misturas físicas binárias equiponderais foram empregadas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho e difratometria de raios-X. A dexametasona (DEX) está entre os glicocorticóides mais comumente descritos para uso sistêmico apresentando uma atividade gliconeogênica, imunossupressora e antiinflamatória bem difundida. Apresenta, em sua estrutura, sítios com potencial capacidade de interação com outras moléculas. Alguns ácidos carboxílicos aromáticos (ACA) e seus derivados são utilizados como excipientes em formulações farmacêuticas e também possuem grupos funcionais com propriedades potenciais de interação. Esta associação aparece, portanto, como um bom modelo de estudo para a compreensão de interações em estado sólido. Este trabalho foi desenvolvido para verificar a existência de interações, no estado sólido, da DEX com os ACA: benzóico, salicílico, 4-hidróxi-benzóico, 2,4-diidróxi-benzóico, 2,3,4-triidróxi-benzóico, gálico, 3-hidróxi-fenilacético, 3,4-diidróxi-fenilacético e isoftálico. A fim de elucidar o comportamento destes sólidos em misturas físicas binárias equiponderais foram empregadas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho e difratometria de raios-X. / Dexamethasone is one of the most prescribed glucocorticoid drugs for systemic use with gluconeogenic, immunosuppressive and anti-inflammatory properties. Its molecule shows some interesting reactive sites, which can undergo physical associations with other substances. Aromatic carboxylic acid or derivatives are employed as excipients in pharmaceutical formulations and due to the presence of functional groups with potential interaction ability they can be considered so much as DEX as suitable models for a better understanding of interaction phenomena in binary mixtures in solid state. Following aromatic carboxylic acids were investigated: benzoic, salicylic, 4-hydroxybenzoic, 2,4-dihydroxybenzoic, 2,3,4-trihydroxybenzoic, gallic, 3-hydroxyphenylacetic, 3,4-dihydroxyphenylacetic and isophthalic. The occurrence of interaction was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopic and X-ray diffractometric techniques in order to elucidate the behavior of equiponderal binary physical mixtures. The characterization of the interactions was also performed by using molecular modeling tools. The results showed the interaction between the ACA and the DEX. Interaction potential was related neither to the number nor to the position of the hydroxyl groups in the aromatic ring of the ACA. Correlation analysis of the ACA’s theoretic pka and log P with thermal parameters were employed to explain the contribution of the molecules and some elected sites in the referred interactions. The relationship with Log P was satisfactory being its correlation coefficient equal to 0.71. The interactions induced an improvement of DEX hydrosolubility supporting the results originated from the solid state analyses, which suggested the occurrence of hydrogen bonds between dexamethasone and the evaluated ACA.

A dexametasona (DEX) está entre os glicocorticóides mais comumente descritos para uso sistêmico apresentando uma atividade gliconeogênica, imunossupressora e antiinflamatória bem difundida. Apresenta, em sua estrutura, sítios com potencial capacidade de interação com outras moléculas. Alguns ácidos carboxílicos aromáticos (ACA) e seus derivados são utilizados como excipientes em formulações farmacêuticas e também possuem grupos funcionais com propriedades potenciais de interação. Esta associação aparece, portanto, como um bom modelo de estudo para a compreensão de interações em estado sólido. Este trabalho foi desenvolvido para verificar a existência de interações, no estado sólido, da DEX com os ACA: benzóico, salicílico, 4-hidróxi-benzóico, 2,4-diidróxi-benzóico, 2,3,4-triidróxi-benzóico, gálico, 3-hidróxi-fenilacético, 3,4-diidróxi-fenilacético e isoftálico. A fim de elucidar o comportamento destes sólidos em misturas físicas binárias equiponderais foram empregadas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho e difratometria de raios-X. A dexametasona (DEX) está entre os glicocorticóides mais comumente descritos para uso sistêmico apresentando uma atividade gliconeogênica, imunossupressora e antiinflamatória bem difundida. Apresenta, em sua estrutura, sítios com potencial capacidade de interação com outras moléculas. Alguns ácidos carboxílicos aromáticos (ACA) e seus derivados são utilizados como excipientes em formulações farmacêuticas e também possuem grupos funcionais com propriedades potenciais de interação. Esta associação aparece, portanto, como um bom modelo de estudo para a compreensão de interações em estado sólido. Este trabalho foi desenvolvido para verificar a existência de interações, no estado sólido, da DEX com os ACA: benzóico, salicílico, 4-hidróxi-benzóico, 2,4-diidróxi-benzóico, 2,3,4-triidróxi-benzóico, gálico, 3-hidróxi-fenilacético, 3,4-diidróxi-fenilacético e isoftálico. A fim de elucidar o comportamento destes sólidos em misturas físicas binárias equiponderais foram empregadas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho e difratometria de raios-X. / Dexamethasone is one of the most prescribed glucocorticoid drugs for systemic use with gluconeogenic, immunosuppressive and anti-inflammatory properties. Its molecule shows some interesting reactive sites, which can undergo physical associations with other substances. Aromatic carboxylic acid or derivatives are employed as excipients in pharmaceutical formulations and due to the presence of functional groups with potential interaction ability they can be considered so much as DEX as suitable models for a better understanding of interaction phenomena in binary mixtures in solid state. Following aromatic carboxylic acids were investigated: benzoic, salicylic, 4-hydroxybenzoic, 2,4-dihydroxybenzoic, 2,3,4-trihydroxybenzoic, gallic, 3-hydroxyphenylacetic, 3,4-dihydroxyphenylacetic and isophthalic. The occurrence of interaction was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopic and X-ray diffractometric techniques in order to elucidate the behavior of equiponderal binary physical mixtures. The characterization of the interactions was also performed by using molecular modeling tools. The results showed the interaction between the ACA and the DEX. Interaction potential was related neither to the number nor to the position of the hydroxyl groups in the aromatic ring of the ACA. Correlation analysis of the ACA’s theoretic pka and log P with thermal parameters were employed to explain the contribution of the molecules and some elected sites in the referred interactions. The relationship with Log P was satisfactory being its correlation coefficient equal to 0.71. The interactions induced an improvement of DEX hydrosolubility supporting the results originated from the solid state analyses, which suggested the occurrence of hydrogen bonds between dexamethasone and the evaluated ACA.

Submitted by GRAZIELA CRISTINA SEDENHO null (grasedenho@yahoo.com.br) on 2016-02-12T19:43:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Graziela Cristina Sedenho.pdf: 4075574 bytes, checksum: 8d8fa0c583e32e2f42a6d7092c393844 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-02-16T15:44:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sedenho_gc_me_araiq_par.pdf: 955629 bytes, checksum: 812d933588fa4febf4bd052f9afbeddf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-16T15:44:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sedenho_gc_me_araiq_par.pdf: 955629 bytes, checksum: 812d933588fa4febf4bd052f9afbeddf (MD5) Previous issue date: 2016-01-07 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O etanol é um importante componente da matriz energética brasileira, sendo produzido a partir da cana-de-açúcar. Nesse processo de produção, é produzida vinhaça como subproduto, a qual para cada 1 L de etanol gera-se de 12 L a 18 L. A vinhaça é constituída principalmente de sais de potássio, cálcio e magnésio e compostos orgânicos. Dentre estes, os ácidos carboxílicos tornam-se importantes por estarem presentes em concentrações significativas na vinhaça de cana-de-açúcar e por apresentarem expressiva importância industrial. Sendo assim, nesse trabalho foi desenvolvido um detector eletroquímico baseado em eletrodos de diamante dopado com boro quimicamente modificados com nanopartículas de níquel (NiNPs-BDD) e de cobre (CuNPs-BDD) para determinação dos ácidos lático, málico e tartárico em vinhaça de cana-de-açúcar utilizando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) de troca iônica. Imagens de microscopia eletrônica de varredura e espectros de raios X por dispersão em energia, em conjunto com os experimentos eletroquímicos, mostraram que os eletrodos de BDD foram efetivamente modificados com nanopartículas de óxido-hidróxido de níquel e óxido de cobre com diâmetros médios de 89 nm e 91 nm, respectivamente. Os estudos voltamétricos mostraram que as oxidações dos ácidos lático, málico e tartárico, em meio básico, se dão em potenciais em torno de 0,50 V (vs. Ag/AgCl) e 0,73 V (vs. Ag/AgCl), nos eletrodos NiNPs-BDD e CuNPs-BDD, respectivamente, e são mediadas pelas espécies Ni3+ e Cu3+. O eletrodo de NiNPs-BDD foi utilizado em CLAE com detecção amperométrica pulsada. A coluna de troca aniônica CarboPac PA1 foi utilizada para separação dos ácidos carboxílicos em vinhaça. Empregou-se como fase móvel água deionizada e 0,10 mol L-1 de NaOH em 0,25 mol L-1 de CH3COONa, sob fluxo de 1,0 mL min-1. O potencial de detecção empregado foi 0,48 V vs. Pd. O eletrodo de NiNPs-BDD apresentou boa estabilidade nas condições cromatográficas, tornando viável a sua utilização como detector amperométrico em CLAE. O tempo de análise foi de 27 min e não foi necessário um procedimento complexo e dispendioso de preparo de amostra. As sensibilidades analíticas foram 7,5 × 103 nA L mol-1, 3,5 × 104 nA L mol-1 e 5,4 × 105 nA L mol-1 para os ácidos lático, málico e tartárico, respectivamente. Os limites de detecção foram 1,2 × 10-4 mol L-1, 6,1 × 10-5 mol L-1 e 2,8 × 10-5 mol L-1, respectivamente. As concentrações dos ácidos carboxílicos em vinhaça de cana-de-acúcar foram determinadas pelo método de adição de padrão como sendo (1,2 ± 0,3) × 10-1 mol L-1, (2,7 ± 0,6) × 10-3 mol L-1 e (9,9 ± 1,0) × 10-4 mol L-1 para os ácidos lático, málico e tartárico, respectivamente. Ensaios de recuperação mostraram que o método analítico desenvolvido possui boa exatidão e precisão, podendo ser considerado adequado para a detecção e quantificação dos ácidos lático, málico e tartárico em vinhaça de cana-de-açúcar. O eletrodo de CuNPs-BDD foi empregado na célula amperométrica do cromatógrafo, no entanto não apresentou boa estabilidade nas condições cromatográficas, o que impossibilitou sua utilização na determinação dos compostos de interresse na vinhaça de cana-de-açúcar. / Ethanol is an important component of the Brazilian energy matrix, being produced from sugarcane. In this producing procedure, vinasse is produced as by-product, which for every 1 L of ethanol is generated from 12 L to 18 L. The vinasse is basically composed by salts of potassium, calcium and magnesium and organic compounds. Among these, carboxylic acids are important because they are present in significant concentrations in the sugar cane vinasse and show significant industrial importance. Thus, in this work it was developed an electrochemical detector based on boron-doped diamond electrodes chemically modified with nickel nanoparticles (NiNPs-BDD) and copper nanoparticles (CuNPs-BDD) for the determination of lactic acid, malic acid and tartaric acid in vinasse from sugarcane using high-performance liquid chromatography (HPLC) by ion exchange. Images of scanning electron microscopy and spectra of energy-dispersive X-ray in conjuction with electrochemical experiments showed the electrodes of BDD were effectively modified with nickel oxide-hydroxide nanoparticles and copper oxide nanoparticles with diameters of 89 nm and 91 nm, respectively. The voltammetric studies showed the oxidations of lactic acid, malic acid and tartaric acid, in basic medium, tooke place at potentials around 0.50 V (vs. Ag/AgCl) and 0.73 V (vs. Ag/AgCl) at NiNPs-BDD and CuNPs-BDD electrodes, respectively, and they are mediated by Ni3+ and Cu3+ species. NiNPs-BDD electrode was used in HPLC with pulsed amperometric detection. The anion exchange column CarboPac PA1 was used for separation of carboxylic acids in vinasse. It was employed as mobile phase deionized water and 0.10 mol L-1 NaOH in 0.25 mol L-1 CH3COONa under flow of 1.0 mL min-1. The detection potential was 0.48 V vs. Pd. The NiNPs-BDD electrode showed good stability under chromatographic conditions, becoming feasible its use as amperometric detector for HPLC. The analysis time was 27 min and no complex and expensive sample preparation procedure was required. The analytical sensitivities were 7.5 × 103 nA mol-1 L, 3.5 × 104 L mol-1 nA and 5.4 × 105 L mol-1 nA for lactic, malic and tartaric acids. The detection limits were 1.2 × 10-4 mol L-1, 6.1 × 10-5 mol L-1 and 2.8 × 10-5 mol L-1, respectively. The concentrations of the carboxylic acids in sugar cane vinasse were determined by the standard addition method to be (1.2 ± 0.3) × 10-1 mol L-1, (2.7 ± 0.6) × 10-3 mol L-1 and (9.9 ± 1.0) × 10-4 mol L-1 for lactic acid, malic acid and tartaric acid, respectively. Recovery tests showed the analytical method has good accuracy, being considered suitable for the detection and quantification of lactic acid, malic acid and tartaric acid in sugarcane vinasse. CuNPs-BDD electrode was used in the amperometric cell of the chromatograph, however it did not show good stability in the chromatographic conditions, and it could not be employed in the determination of compounds of interest in sugarcane vinasse. / FAPESP: 2013/09833-5 / FAPESP: 2014/10391-0

A dexametasona (DEX) está entre os glicocorticóides mais comumente descritos para uso sistêmico apresentando uma atividade gliconeogênica, imunossupressora e antiinflamatória bem difundida. Apresenta, em sua estrutura, sítios com potencial capacidade de interação com outras moléculas. Alguns ácidos carboxílicos aromáticos (ACA) e seus derivados são utilizados como excipientes em formulações farmacêuticas e também possuem grupos funcionais com propriedades potenciais de interação. Esta associação aparece, portanto, como um bom modelo de estudo para a compreensão de interações em estado sólido. Este trabalho foi desenvolvido para verificar a existência de interações, no estado sólido, da DEX com os ACA: benzóico, salicílico, 4-hidróxi-benzóico, 2,4-diidróxi-benzóico, 2,3,4-triidróxi-benzóico, gálico, 3-hidróxi-fenilacético, 3,4-diidróxi-fenilacético e isoftálico. A fim de elucidar o comportamento destes sólidos em misturas físicas binárias equiponderais foram empregadas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho e difratometria de raios-X. A dexametasona (DEX) está entre os glicocorticóides mais comumente descritos para uso sistêmico apresentando uma atividade gliconeogênica, imunossupressora e antiinflamatória bem difundida. Apresenta, em sua estrutura, sítios com potencial capacidade de interação com outras moléculas. Alguns ácidos carboxílicos aromáticos (ACA) e seus derivados são utilizados como excipientes em formulações farmacêuticas e também possuem grupos funcionais com propriedades potenciais de interação. Esta associação aparece, portanto, como um bom modelo de estudo para a compreensão de interações em estado sólido. Este trabalho foi desenvolvido para verificar a existência de interações, no estado sólido, da DEX com os ACA: benzóico, salicílico, 4-hidróxi-benzóico, 2,4-diidróxi-benzóico, 2,3,4-triidróxi-benzóico, gálico, 3-hidróxi-fenilacético, 3,4-diidróxi-fenilacético e isoftálico. A fim de elucidar o comportamento destes sólidos em misturas físicas binárias equiponderais foram empregadas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho e difratometria de raios-X. / Dexamethasone is one of the most prescribed glucocorticoid drugs for systemic use with gluconeogenic, immunosuppressive and anti-inflammatory properties. Its molecule shows some interesting reactive sites, which can undergo physical associations with other substances. Aromatic carboxylic acid or derivatives are employed as excipients in pharmaceutical formulations and due to the presence of functional groups with potential interaction ability they can be considered so much as DEX as suitable models for a better understanding of interaction phenomena in binary mixtures in solid state. Following aromatic carboxylic acids were investigated: benzoic, salicylic, 4-hydroxybenzoic, 2,4-dihydroxybenzoic, 2,3,4-trihydroxybenzoic, gallic, 3-hydroxyphenylacetic, 3,4-dihydroxyphenylacetic and isophthalic. The occurrence of interaction was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopic and X-ray diffractometric techniques in order to elucidate the behavior of equiponderal binary physical mixtures. The characterization of the interactions was also performed by using molecular modeling tools. The results showed the interaction between the ACA and the DEX. Interaction potential was related neither to the number nor to the position of the hydroxyl groups in the aromatic ring of the ACA. Correlation analysis of the ACA’s theoretic pka and log P with thermal parameters were employed to explain the contribution of the molecules and some elected sites in the referred interactions. The relationship with Log P was satisfactory being its correlation coefficient equal to 0.71. The interactions induced an improvement of DEX hydrosolubility supporting the results originated from the solid state analyses, which suggested the occurrence of hydrogen bonds between dexamethasone and the evaluated ACA.

Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2016-12-21T18:14:50Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-12-21T18:14:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Com a alta taxa de desertificação dos solos e a necessidade de irrigação constante dos plantios, existe a necessidade da criação de um polímero superabsorvente (SAP) com a característica de ser biodegradável. Observando o estágio tecnológico relacionado às atividades de pesquisa e desenvolvimento de SAPs no Brasil, foi utilizado o poli (álcool vinílico)/PVA e o amido de mandioca para a formação de hidrogéis a partir de blendas poliméricas. Assim, soluções aquosas desses polímeros foram reticuladas quimicamente, usando o glutaraldeído como agente reticulante e comparadas com amostras reticuladas por radiação gama, irradiadas a uma dose de 25 kgy. Os hidrogéis resultantes foram caracterizados por diversas técnicas analíticas como a fração gel, o intumescimento em água destilada, a espectroscopia de infravermelho com refletância total atenuada ATR (FT-IR), a termogravimetria (TG/DTG), a calorimetria exploratória diferencial (DSC) e a microscopia eletrônica de varredura (MEV). Observou-se uma maior reticulação nos hidrogéis reticulados com o glutaraldeído e em consequência um menor grau de intumescimento quando comparadas com as amostras que foram irradiadas. Com vias a produzir hidrogéis em uma escala industrial, misturas de PVA e amido foram processadas por extrusão reativa, mudando assim o processo de preparação de solução aquosa para misturas secas. Foram extrudadas amostras de PVA com diferentes pesos moleculares tais como o PVA 26-88, o PVA 40-88, o PVA 110-99 e o poli (ácido glioxílico vinílico)/PVGA, este último sintetizado a partir da modificação do PVA 110-99. Foi adicionado na mistura o ácido glioxílico no desenvolvimento do SAP por reticulação química nas amostras do PVA, por ter grupos carboxílicos que podem aumentar o intumescimento e também servir como agente reticulante. Também foram feitas formulações de extrusão sem o ácido glioxílico para serem usados como brancos. Adicionou-se nas misturas diversos agentes plastificantes como a glicerina e o polietilenoglicol (PEG 400) e as propriedades mecânicas foram estudadas. Foram desenvolvidas duas análises fatoriais de 23 para analisar as mudanças na reticulação das formulações. Os pellets foram caracterizados com as mesmas técnicas analíticas que os hidrogéis feitos em solução, adicionando-se análises de intumescimento e reversibilidade de intumescimento em diversos solventes como a água pura, a água da chuva, as soluções tampão de pH 3, pH 7 e pH 10, além de soro fisiológico, visando a aplicação em diferentes solos com diferentes pH e salinidades. Os testes de intumescimento em diferentes sais demonstraram a ter menor retenção de água quando comparada com água pura. Os testes de reversibilidade de intumescimento dos pellets mostraram que a maioria das formulações perde a sua capacidade de intumescimento máximo aos seis primeiros ciclos. Foi feita a compressão dos pellets para observar a flexibilidade dos mesmos, visando aplicações debaixo do solo. Realizou-se um estudo de biodegradação em terra ao longo de 120 dias, e estudou-se a relação direta com os valores da fração gel. Os resultados mostraram que os pellets menos reticulados intumesceram mais, enquanto as microscopias mostraram que essas amostras tinham uma morfologia mais porosa, o que contribuiu na melhora na retenção do líquido. Além disso, eram mais flexíveis e biodegradaram mais rápido, sendo extremamente viáveis para a aplicação na agricultura. Foi verificado que o PVA 40-88 apresentou os melhores valores de intumescimento em diferentes sais. Com o SAP obtido, foi constatado que a extrusão reativa é um método viável para a produção dos SAPs. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Nelson Henrique Morgon / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T17:33:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_JoseCarlosBarretode_M.pdf: 1046152 bytes, checksum: 5cac61f65804d91e30491970eb62e5a9 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O principal objetivo deste trabalho foi analisar quatro mecanismos teóricos para a redução (em fase gasosa) do ácido acético a etanol. Foi empregado NaBH4 na presença de um eletrófilo (H2SO4). Todos os cálculos foram realizados com a teoria CBS-QB3 usando o programa Gaussian 98. Foi observado que esta metodologia teve sucesso em predizer afinidades por próton e por elétron em um custo computacional mais baixo. A comparação entre seis teorias (CBS-4M, CBS-QB3, G2(MP2), G3(MP2), G2 e G3) usando uma análise estatística através do valor médio, do desvio padrão e da raíz média quadrática, mostrou um desempenho melhor da teoria CBS-QB3 para obter as propriedades. Uma metodologia geral foi proposta baseada nos resultados teóricos para as propriedades estruturais (comprimento do ângulo e da ligação) e termodinâmicas (variação da energia livre e da entalpia). As estruturas obtidas para mínimo local e para estados de transição na superfície da energia livre foram analisadas, bem como a consideração de efeitos solventes com um modelo contínuo (PCM) / Abstract: The main objective of this work was to analyze four theoretical mechanisms to the reduction (in gas-phase) of acetic acid to ethanol. It was employed NaBH4 in presence of an electrophile (H2SO4). All the calculations were carried out at CBSQB3 method using the Gaussian 98 program. It was found that this methodology suceeds in predicting proton and electron anities at a lower computational cost. The comparison among six theories (CBS-4M, CBS-QB3, G2(MP2), G3(MP2), G2 and G3) using statistical analysis, evaluating average value, standard deviation and root-mean-square, showed a better performance of CBS-QB3 to obtain the properties. A general methodology was proposed based on the theoretical results of structural (angle and bond length) and thermodynamics (enthalpy and free energy variation) properties. Structures of minimum and transistion states on the free energy surface were analyzed, and the inclusion of solvent effects with a continuum model (PCM) / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química