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A espectroscopia de RMN como ferramenta elucidativa: estruturas moleculares, mecanismos de reação e metabonômica

SILVA, Ricardo Oliveira da 31 January 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo947_1.pdf: 4703638 bytes, checksum: ddbac5aaadc0ed3b3a4f165f703b9da3 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / A espectroscopia de ressonância magnética nuclear é uma poderosa ferramenta para a elucidação estrutural e para o estudo de transformações químicas, intensamente utilizada na área de química orgânica. Recentemente, a fronteira de suas aplicações tem se expandido para incluir a análise de biofluidos com o fim de tentar identificar padrões associados às mais variadas condições fisiopatológicas que, ao afetarem o metabolismo, deixam sua marca de forma reconhecível nos espectros de RMN destas matrizes complexas. Elucidação estrutural (a) estudamos pela primeira vez as diferenças estruturais entre cloridrato de cocaína e sua base livre, conhecida como crack , usando a espectroscopia de RMN em solução e no estado sólido. Em solução, determinamos que o grupo benzoato tem orientação equatorial, enquanto o grupo metóxi-carbonil tem orientação axial. No caso dos experimentos realizados no estado sólido, foi possível distinguir amostras de cloridrato de cocaína e de crack , demonstrando que o crack não tem uma estrutura cristalina e, conseqüentemente, seu espectro apresenta uma maior dispersão das freqüências de ressonância; (b) investigamos e caracterizamos por RMN de 1H, de 13C e de 19F, a substância que provocou a morte súbita de uma jovem de 19 anos de idade, após inalação durante uma festa, como sendo 1,1,1-dicloro-flúor etano, que é livremente comercializado; (c) caracterizamos a estabilidade da cadeia de polifosfato de sódio e do gel de polifosfato de alumínio frente à radiação gama, usando a RMN de 31P e mostramos que é factível utilizar o polifosfato em substituição a ortofosfatos em nutrição parenteral e também que é possível utilizar o gel citado como matriz polimérica para um sensor de radiação gama baseado na formação de polianilina; (d) caracterizamos e fizemos a atribuição inédita dos sinais dos espectros de RMN de 1H e de 13C de uma série de compostos derivados do 1,2,4-oxadiazol com propriedades de cristais líquidos; (e) criamos um banco de dados espectrais usando RMN de 1H, de 11B, de 13C e de 19F de uma série de trifluoroboratos orgânicos que têm aplicação em síntese orgânica; (f) investigamos um possível erro na preparação de um medicamento, em farmácia de manipulação, para tratamento de hipertensão e controle da freqüência cardíaca baseado em maleato de enalapril e atenolol, sendo a análise por RMN provavelmente inédita em litígios desta natureza no Brasil. Mecanismos de reação e processo Identificamos intermediários de reações orgânicas, como: (g) complexos de Meisenheimer, formados durante a hidrólise alcalina do 3,5-dinitro benzoato de metila, que apresentamos na forma de uma técnica de ensino-aprendizagem na identificação de intermediários de reação; (h) hemiacetal, observado a partir da inesperada formação de formaldeído como intermediário da reação de formação de N-(arilmetilamino) ftalimidas, cujo mecanismo foi investigado. (i) Finalmente, estudamos o efeito das ondas de ultrassom sobre a solução de polianilina em dimetil sulfóxido (DMSO), quando observamos e caracterizamos a redução do teor de água dissolvida, tendo apresentado como hipótese explicativa a formação e o consumo do radical hidroxila. Esta redução do teor de água na solução de DMSO na presença de um sequestrante de radicais, pode ser compreendida como uma forma rápida e eficiente de secagem do DMSO. Demonstramos ainda que as propriedades óticas das formas oxidada, dopada e não-dopada da polianilina mudam completamente após a interação com as ondas de ultrassom. Análise de biofluidos (j) criamos um modelo metabonômico, a partir de espectros de RMN de 1H de urina, para distinguir amostras fornecidas por pacientes portadores de infecção pelo vírus da hepatite C (HCV) e por pacientes não-infectados. Isso foi possível aplicando análise de componentes principais (ACP) e análise de discriminantes (DA) aos dados espectrais. Tal modelo visa se constituir em uma alternativa não invasiva ao exame de sangue, normalmente utilizado em triagens em bancos de sangue. O modelo construído apresentou valores de sensibilidade e especificidade iguais a 96,9% e 94,1%, respectivamente. Já os valores preditivos positivo e negativo são iguais a 97,0% e 93,9%, respectivamente. O modelo foi cross-validado, classificando corretamente 90,9% das amostras e tendo 95,5% de concordância com os resultados apresentados pelo modelo completo. Demonstramos, portanto, que a técnica e o biofluido escolhidos têm potencial para serem utilizados como método de rotina no rastreamento de casos de infecção pelo HCV, caracterizando-se como uma metodologia mais rápida e menos onerosa do que as que atualmente são utilizadas
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Estudos da elucidação estrutural do corante verde obtido a partir do microrganismo Streptomyces Carpaticus /

Martins, Olimpia Paschoal January 2019 (has links)
Orientador: Fernando Lucas Primo / Resumo: A exploração da cor nunca esteve tão evidente como nos dias de hoje, e muitas indústrias são direta ou indiretamente dependentes da disponibilidade de corantes artificiais. Com o crescimento da produção, consumo e utilização de produtos contendo corantes sintéticos, aumentaram também os relatos com problemas relacionados à saúde e aos danos causados no meio ambiente devido, principalmente a sua baixa biodegradabilidade, fazendo-se repensar o uso dessas substâncias. Frente ao conhecimento do público, assim como a relação à segurança ambiental e a preocupação com a saúde, os corantes naturais nesse sentido podem ser uma alternativa ao uso dos corantes sintéticos conquistando, a cada ano, uma nova fatia do mercado. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o corante verde de origem biotecnológica, obtido a partir do cultivo do microrganismo Streptomyces carpaticus, através de diversas técnicas espectroscópicas, para que assim possa se propor a aplicação do mesmo em indústrias têxteis, de cosméticos ou alimentícias. Foram realizadas análises para identificação do corante bem como testes para definição dos solventes de trabalho, os quais foram utilizados na preparação das amostras que foram enviadas para as diversas técnicas. Os testes iniciais realizados no corante bruto, tiveram por objetivo definir o solvente ideal para preparação das amostras para análises de Espectroscopia de UV-Vis, Fluorescência, Espectrometria de massas e Ressonância Magnética Nuclear uni e bidimensionais... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Color exploration has never been more evident than it is today. Many industries are directly or indirectly dependent on the availability of synthetic dyes. With the growth of the production, consumption and the use of products containing synthetic dyes the number of reports about problems related to health and damage caused to the environment, mainly due to their low biodegradability have been increasing. So the use of these substance should be rethought. In the face of public knowledge, as well as environmental safety and health concerns, natural dyes in this sense can be an alternative to the use of synthetic dyes, gaining a new market share each year. The objective of this work was to characterize the green dye of biotechnological origin, obtained from the cultivation of the microorganism Streptomyces carpaticus, through several spectroscopic techniques, so that it can be proposed its application in the textile, cosmetic or food industries. Analyzes were performed to identify the dye as well as tests to define the working solvents, which were used in the preparation of samples that were sent to the various techniques. The initial tests carried out on the raw dye aimed to define the ideal solvent for sample preparation for analysis of UV-Vis Spectroscopy, Fluorescence, Mass Spectrometry and One and Two Dimensional Nuclear Magnetic Resonance. After Infrared and NMR analysis, it was possible to verify the presence of several contaminants, which directed the work to the dy... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre
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Parâmetros anisotrópicos de RMN como ferramenta para a determinação estrutural de moléculas orgânicas

TELES, Rubens Rodrigues 18 December 2015 (has links)
Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-24T12:33:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) RUBENS RODRIGUES TELES.pdf: 8256916 bytes, checksum: 343eb874fab58d245a7825e979a6bfef (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-24T12:33:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) RUBENS RODRIGUES TELES.pdf: 8256916 bytes, checksum: 343eb874fab58d245a7825e979a6bfef (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / CNPQ / Neste trabalho foram estudados parâmetros anisotrópicos de Ressonância Magnética Nuclear, como o acoplamento dipolar residual (do inglês, Residual Dipolar Coupling – RDC) e anisotropia do deslocamento químico residual (do inglês, Residual Chemical Shift Anisotropy), com a finalidade de refinar a elucidação estrutural molecular. A molécula teste escolhida para realização deste estudo foi a α-Santonina, um produto natural com quatro estereocentros, portanto oito diastereoisômeros. Inicialmente, os sinais dos espectros de RMN 1H e 13C foram atribuídos, com auxílio de experimentos uni e bidimensionais. Foram realizados cálculos de mecânica molecular para determinação do espaço conformacional de todos os diastereoisômeros, usando o campo de força MMFF94. As estruturas obtidas, numa janela de 5 kcal/mol foram refinadas com cálculos mecano-quânticos ao nível DFT/B3LYP/6-31G*. As anisotropias do deslocamento químico, foram derivadas do cálculo do tensor de blindagem química calculado com o método GIAO/PBE0/pcS-1. Os meios de alinhamento utilizados foram baseados na metodologia dos géis indutores de alinhamento (do inglês, strain-induced alignment in a gel – SAG), sendo avaliada a eficiência de três meios de alinhamento diferentes: poliacrilonitrila (PAN), poliacrilamida (PH) em DMSO-d6, e polimetilmetacrilato (PMMA) em CDCl3. O experimento realizado com o gel PAN forneceu onze valores de RDC na faixa entre –3,2 e +5,9 Hz. O ajuste dos valores experimentais com as estruturas otimizadas permitiu a determinação da configuração relativa correta da α-Santonina, (5a(S/R), 9b(S/R), 3a(S/R), 3(S/R)), bem como realizar a atribuição dos deslocamentos químicos dos hidrogênios pró-quirais do carbono-5. O experimento usando o gel PH forneceu seis valores de RDC, na faixa de –25,5 a +12,7 Hz. A baixa qualidade dos dados não possibilitou a determinação da configuração relativa da α-Santonina. Por fim, os experimentos com o gel PMMA permitiram a determinação da configuração relativa e da atribuição completa dos sinais de RMN 1H, inclusive dos hidrogênios diastereotópicos H4α, H4β, H5α e H5β que ainda não haviam sido atribuídos na literatura. Foram realizadas medidas de RCSA da molécula teste no gel PMMA. Os valores obtidos ficaram na faixa de –0,05 a +0,01ppm. Com estes dados não foi possível determinar a configuração relativa da mesma. Entretanto, foi realizado um tratamento associando os valores de RDC e RCSA, na qual obteve-se sucesso, chegando à correta configuração relativa com um fator Q igual a 0,606. Nesta amostra foram observados dois sinais para cada carbono, sendo um atribuído à molécula dentro do gel e outro fora do gel. Para estudar esta observação foram realizadas medidas do tempo de relaxação longitudinal, T1, medidas do coeficiente de difusão, bem como imagens de ressonância magnética do tubo de RMN contendo o gel. Foram realizados diferentes cálculos de química quântica para verificar a influência destes no resultado dos valores de RDCs e RCSAs calculados. Para a otimização da geometria foram testadas três classes de métodos, totalizando vinte e oito cálculos. Deste total foram realizados vinte cálculos DFT, quatro cálculos Hartree-Fock e quatro cálculos Semi-empírico. Observou-se que a qualidade da otimização da estrutura não apresentou grande impacto no ajuste dos dados de RDC. Entretanto, a qualidade do ajuste obtido quando foram usados os métodos Semi-empírico foi levemente inferior. Em relação ao RCSA foram testados três níveis de cálculo, PBE0, MP2 e B3LYP, usando sempre o método GIAO. Foi verificada também a importância da inclusão da solvatação implícita com clorofórmio, totalizando nove cálculos. Os resultados mostram que a escolha do método DFT ou MP2 é relevante para os valores calculados de RCSA, por outro lado, a escolha da base e a inclusão da solvatação exerce menor efeito. / In this work we studied the application of anisotropic parameters of Resonance Magnetic Nuclear, namely Residual Dipolar Coupling (RDC) and Residual Chemical Shift Anisotropy (RCSA), to the refinement of molecular structure elucidation. The test molecule chosen for this study was α-Santonin, a natural product with four stereogenic carbons and therefore eight possible diastereoisomeric structures. In the first step, the 1H and 13C NMR spectra were fully assigned by a combination of 1D and 2D experiments. The conformational space of each possible diastereoisomer was explored by means of molecular mechanics computations using the MMFF94 force field. The obtained structures, in an energy window of 5 kcal/mol, were refined at the DFT /B3LYP/6-31G* level method. Chemical shielding anisotropies were derived from chemical shift tensor computations at the DFT GIAO/PBE0/pcS-1 level on the previous B3LYP structures. The alignment media employed in this work used were based on the methodology of straininduced alignment in a gel (SAG). We evaluated the performance of three different gels: polyacrylonitrile (PAN), polyacrylamide (PH) in DMSO-d6, and polymethyl methacrylate (PMMA) in CDCl3. The experiment carried out in PAN gel provided eleven RDC values in the range of –3.2 and +5.9 Hz. Fitting of this experimental values to the computed structures allowed us to determine the correct relative configuration of αSantonin as (5a(S/R), 9b(S/R), 3a(S/R), 3(S/R)), as well as the assignment of chemical shifts of the prochiral hydrogens from carbon-5. The experiment using PH gel provided six RDC values in the range of –25,5 a +12,7 Hz. The lower quality of these data did not allow an unambiguous determination of the relative configuration of α-Santonin. Finally, experiments using the PMMA gel allowed to attribute the relative configuration and the complete assignment of NMR signals, including the diastereotopics hydrogens H4α, H4β, H5α e H5β, that were not assigned before in the literature. We performed RCSA measurements of the test molecule in PMMA gel. The values obtained were in the range of -0,05 a +0,01ppm. It was not possible however to select the correct configuration of αSantonin by fitting these RCSAs to the computed chemical shielding tensors. Nevertheless, when RDC and RCSA values were fitted together the correct structure was selected, arriving to the correct structure with a Q factor equal to 0.606. In this sample was observed two signals for each carbon, being assigned to the molecule within the gel and outside the gel. To further study this behavior were performed measurements of the longitudinal relaxation time (T1), diffusion coefficient and magnetic resonance imaging experiments of the gel. Different methods of quantum chemistry calculations were carried out to evaluate their influence on the outcome of the RDC and RCSA backcalculated values. For the geometry optimization were tested three classes of methods, totaling twenty-eight calculations, twenty DFT based, four Hartree-Fock and four Semiempirical. It was observed that the quality of the structure optimization does not have a strong impact on the fitting of the RDC data. Nevertheless, slightly worse fittings were consistently obtained when using Semiempirical geometries. Regarding the RCSAs we tested three classes of GIAO methods: PBEO, MP2 and B3LYP. It was also evaluated the importance of the inclusion of implicit solvation, totaling nine calculations. The results shown that the choice of DFT or MP2 method is relevant to the RCSA back-calculated values, on the other hand the choice of the basis set or the inclusion of solvation have small effects.
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Produtos naturais de micro-organismos marinhos: estudo químico e biológico de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia radicans / Natural products from marine microorganisms: chemical and biological study of endophytes associated to red algae Bostrychia radicans

Galizoni, Bárbara Boretti 22 September 2014 (has links)
O ambiente marinho tem sido reconhecido como uma importante fonte de metabólitos secundários biologicamente ativos. Neste contexto, fungos endofíticos associados a algas ganharam importância nas últimas décadas, como alvos alternativos para a pesquisa de produtos naturais. O presente trabalho teve como o objetivo o estudo químico e biológico de duas linhagens de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia radicans. Inicialmente foi realizada a triagem química e biológica (atividade antitumoral e antimicrobiana) dos extratos brutos das duas linhagens selecionadas, linhagens M20 (Hypocrea lixii) e M23 (Eutypella sp), obtidos a partir de cultivos em escala piloto, tanto variando-se os meios de cultivo e bem como períodos de crescimento. O extrato da linhagem M20 cultivada em arroz apresentou potencial citotóxico interessante quando submetido a ensaios utilizando células tumorais HCT-116. Ainda, após a análise química, esta linhagem foi selecionada para o cultivo em escala ampliada, visando o isolamento e elucidação estrutural dos metabólitos secundários presentes neste fungo. O estudo químico em escala ampliada da linhagem M20, espécie Hypocrea lixii, proporcionou o isolamento e identificação de quatro metabólitos: ácido 3-hidroxi-5-metóxi-6-metil-1,3-diidro-isobenzofurano-4- carboxílico (S1), 3,7-dimetóxi-6-metil-1-oxo-1,3-diidro-isobenzofurano-4-carbaldeído (S3), galactitol (S4), convolvulol (S5), além do isolamento de dois metabólitos que ainda não foram completamente elucidados, S2 e S6. Os metabólitos S1 e S3 são metabólitos inéditos como produtos naturais. Além disso, foi possível a identificação de 14 substâncias via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), entre elas hidrocarbonetos, ácidos graxos, inclusive insaturados, aldeídos, aldeídos ?,?-insaturados e esteróide. As substâncias S1 e S4 foram submetidas à avaliação de atividade biológica (atividade antibacteriana, antifúngica, anticolinesterásica e antitumoral), porém nenhum resultado positivo foi constatado. Foi realizada avaliação da atividade tumoral das frações da linhagem M20, e as frações M20F e M20H apresentaram atividade citotóxica seletiva para linhagens de células tumorais. Em um segundo momento foi realizado o cultivo em escala ampliada da linhagem M23 (Eutypella sp) que proporcionou o isolamento da R-5-metilmeleína (S7). Dessa forma, o estudo químico de fungos endofíticos associados à alga Bostrychia radicans mostrou-se promissor na busca de novas estruturas químicas, visto que já foram isoladas e identificadas duas estruturas inéditas como produtos naturais. / The marine environment has been recognized as an important source of biologically active secondary metabolites. In this context, endophytic fungi associated with algae gained importance in recent decades, as alternative to natural products research targets. The present work had as goal the chemical and biological study of two strains of endophytic fungi associated with red algae Bostrychia radicans. The chemical and biological screening (antimicrobial and antitumor activity) of the crude extracts of two selected strains, M20 (Hypocrea lixii) and M23 (Eutypella sp), were obtained from pilot-scale cultivation, by means of culture media and growth period variation. The M20 strain extract, grown in rice, showed an interesting cytotoxic potential front HCT -116 tumor cells and after chemical analysis, this strain was selected for cultivation on a large scale, with the purpose of secondary metabolites isolation. Chemical studies of M20 species strain Hypocrea lixii, performed on an enlarged scale, afforded the isolation and identification of four metabolites: 3-hydroxy-5-methoxy-6- methyl-1,3-dihydro-isobenzofuran-4-carboxylic acid (S1), 3,7 dimethoxy-6-methyl-1-oxo- 1,3-dihydro-isobenzofuran-4-carbaldehyde (S3), galactitol (S4), convolvulol (S5), in addition the isolation of two metabolites which have not yet been fully elucidated, S2 and S6. The S1 and S3 metabolites are novel metabolites as natural products. Furthermore, it was possible to identify 14 compounds by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), including hydrocarbons, fatty acids, besides unsaturated ones, aldehydes, ?,?-unsaturated aldehydes and steroid. The S1 and S4 compounds were subjected to biological activity evaluation (antibacterial, antifungal, antitumor and acetylcholinesterase potential), but without any positive result. Assessment of tumor activity of fractions of the M20 strain was performed, and the M20F and M20H fractions showed selective cytotoxicity to tumor cell lines. In a second step, the M23 strain (Eutypella sp) was grown on a large scale, resulting in the R-5-metilmeleina (S7) isolation. Thus, the chemical study of endophytic fungi associated to Bostrychia radicans algae proved to be promising concerning the search for new chemical compounds discovery, since it yielded two new structures as natural products.
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Quimitaxonomia e fitoquímica de espécies da tribo Heliantheae (Asteraceae) e uso de Quimioinformática em elucidação estrutural / Chemotaxonomy and phytochemistry of Heliantheae (Asteraceae) species and the use of Chemoinformatics in structure elucidation

Stefani, Ricardo 02 October 2002 (has links)
A química de produtos naturais sempre foi uma fonte importante de novas substâncias e de substâncias bioativas. No mundo moderno, o homem utiliza os produtos naturais para diversos fins: corantes, edulcorantes, essências, defensivos agrícolas e principalmente medicamentos. Com o desenvolvimento das técnicas de isolamento de substâncias, cresceu a necessidade de organizar as informações obtidas e também a criação de meios para a identificação mais rápida das substâncias isoladas. Esta foi uma das necessidades que fez surgir a Quimioinformática. Quimioinformática é uma disciplina que utiliza os métodos da informática para organizar dados químicos, analisar estes dados e gerar novas informações a partir destes dados. Esta ferramenta tem sido utilizada com sucesso em procura por novas drogas (QSAR/QSPR), elucidação estrutural automatizada de substâncias orgânicas e em cálculos e previsão de propriedades físico-químicas de diversas moléculas. Os objetivos do presente trabalho foram o estudo fitoquímico de espécies dos gêneros Dimerostemma e Ichthyothere com o intuito de isolar novas substâncias e o desenvolvimento de técnicas envolvendo quimioinformática com o intuito de auxiliar a elucidação estrutural de produtos naturais. Realizou-se a técnica de microamstragem de tricomas glandulares de diversas espécies pertencentes a gêneros da tribo Heliantheae (Viguiera, Tithonia, Dimerostemma). Através da microamostragem foi possível identificar diversas substâncias presentes nos tricomas glandulares das espécies analisadas. Das duas espécies de Dimerostemma investigadas (D. brasilianum e D. rotundifolium) foi possível identificar dois germacrolidos e dois eudesmanolidos, enquanto que de Ichthyothere terminalis foi possível a identificação de dois melampolidos, todos eles lactonas sesquiterpênicas. Foram treinadas redes neurais artificiais para a realização da identificação dos esqueletos carbônicos de determinadas substâncias a partir dos dados obtidos através dos espectros de RMN 13C, sendo que os resultados obtidos podem ser considerados satisfatórios. Foi desenvolvido um software para efetuar a identificação automática de substâncias através da comparação com uma biblioteca de padrões que possui dados cromatográficos de 51 lactonas sesquiterpênicas. Esse software, chamado de NAPROSYS, também é capaz de fazer comparação de dados de RMN de amostra com dados de RMN presentes em uma biblioteca de dados, tornando possível a identificação imediata de substâncias presentes na biblioteca e também auxiliar a elucidação estrutural de substâncias que não estão nela presentes. Para testar a eficiência do NAPROSYS, o programa foi utilizado com sucesso para identificar LSTs através da microamostragem de tricomas glandulares. A eficiência do NAPROSYS em identificar dados de RMN de substâncias presentes na biblioteca foi testada com substâncias isoladas do gênero Tithonia e Viguiera que possuem substâncias bem descritas na literatura e já isoladas no nosso laboratório, sendo que os resultados apresentados foram excelentes. Criou-se também dois modelos de redes neurais para prever tempos de retenção de lactonas sesquiterpênicas em cromatografia líquida (QSRR) com o objetivo de melhorar o desempenho do NAPROSYS em análises de dados cromatográficos. Os resultados para este caso, embora coerentes, precisam ser melhorados. Neste trabalho concluimos que o uso das técnicas clássicas juntamente com as novas técnicas de Quimoinformática pode se tornar uma ferramenta muito eficaz para a elucidação estrutural e busca de substâncias com determinadas propriedades químicas ou mesmo na bioprospecção de novas substâncias bioativas. / Natural products chemistry has always been an important source for new andbioactive compounds. In modern world, mankind uses natural products to do many tasks: colouring, as essences, as agricultural defensives and many as medicines. Within the development of compound isolation techniques, the need for information organisation has grown. The need for quickly identification of isolated compounds has also grown. This was one of the necessities that made Chemoinformatics emerge. Chemoinformatics is a discipline that uses informatics as a tool to organise, analise and to generate new knowledge from chemical data. This tool has been used with success in automate structure elucidation, drug development (QSAR/QSPR) and to predict chemical-physical data of many molecules. The aims of the present work were the phytochemical study of species of the genera Dimerostemma and Ichthyothere to isolate new compounds, and the development of chemoinformatics techniques to aid natural products structure elucidation. The glandular trichome microsampling was made for diverse species of genera from the tribe Heliantheae (Viguiera, Tithonia, Dimerostemma). Many compounds were identified through glandular trichome microsampling. Two germacrolides and two eudesmanolides were identified from Dimerostemma species (D. brasilianum and D. episcopale), while from Ichthyothere terminalis two melampolides were identified, all of them being sesquiterpene lactones. Artificial Neural Networks were trained to make skeleton identification from data obtained from 13C NMR and the obtained results can be considered satisfactory. A software was developed to make automatic compound identification through the comparation with a compound library that possesses data from 51 STLs. This software is called NAPROSYS is also able to compare the NMR data of the sample with the NMR data stored into a compound library, making the imediate identification of compounds present into library possible and also help the structure elucidation of unknown compounds. To test NAPROSYS\' efficience to identify NMR data of compunds sored into the library was made with compounds isolated from species of Tithonia and Viguiera genera, because these genera has well describe compounds in the literature and that has been isolated in our laboratory, and the obtained results are excellent. Two Artificial Neural Network models were created to predict the retention time of sesquiterpene lactones in liquid cromatography (QSRR) with the aim of improve NAPROSYS performance in cromatographic data analysis. The results for this case, although coherent, can be improved. The conclusion of this work is that the use of classical techniques with the new techniques of chemoinformatics can be a very efficient tool to make structure elucidation, search for compounds with certain chemical properties and even the search for new bioactive compounds.
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Reações de cicloadição 1,3-dipolar de enecarbamatos e enamidas endocíclicas de 5 membros com N-óxido de nitrila. Síntese e avaliação da atividade antiinflamatória de derivados isoxazolínicos bicíclicos pirrolidínicos e antimicrobiana de enamidas endocíclicas de 5 membros

José dos Santos, Rosiel January 2003 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T16:30:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5774_1.pdf: 1502848 bytes, checksum: f35d59a54014da8556607754f3cd8014 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Enecarbamatos e enamidas endocíclicas são versáteis substâncias para a síntese de biciclos e heterociclos contendo nitrogênio, com importantes atividades biológicas. Embora conhecidos um grande número de reações de cicloadição 1,3-dipolar, de óxidos de nitrila com substâncias que possuem ligações duplas, a utilização de enecarbamatos e enamidas endocíclicas como dipolarófilos é, até o presente trabalho, desconhecida. Em vista do fato de que enecarbamatos e enamidas endocíclicas possuem uma ligação dupla estrategicamente localizada, vizinha a um átomo de nitrogênio, eles poderiam ser utilizados como material de partida na obtenção de novos núcleos isoxazolínicos bicíclicos, através de reações de cicloadição 1,3-dipolar. Neste trabalho, nós descrevemos as reações de cicloadição 1,3-dipolar de enecarbamatos e enamidas endocíclicas de 5 membros, assim como a aplicação na obtenção de derivados isoxazolínicos bicíclicos, com potenciais atividades antiinflamatórias. Enecarbamatos e enamidas endocíclicas de 5 membros foram preparadas a partir da N-acilação do monômero 1-pirrolina 51a , que por sua vez, é obtido pela destrimerização de seu respectivo trímero 52 (55%). Várias enamidas foram preparadas, variando o grupo substituinte no anel aromático do grupamento benzoila, em posições meta e para: NO2, t-Bu, Ome e F (15 a 50%). A reação de cicloadição [3+2] envolve espécies dipolares (1,3-dipolos) com alquenos ou alquinos (dipolarófilos), produzindo anéis de 5 membros. As altas estéreo e regiosseletividade apresentadas neste trabalho, foram explicadas e confirmadas pela teoria de orbitais moleculares de fronteira. As novas isoxazolinas bicíclicas pirrolidínicas obtidas 60, 61 e 62 (60 65%) foram caracterizadas por métodos espectrométricos (RMN 13C, 1H, IVFT e MASSAS de alta resolução). Posteriormente os novos núcleos isoxazolínicos obtidos foram submetidos a reações de amonólise da função éster, com hidróxido de amônio, para obtenção da função amida, importante para atividade antiinflamatória desejada. As enamidas endocíclicas de 5 membros foram submetidas a testes de atividade antimicrobiana, enquanto que as amidas N-(Benzoil)-isoxazolinas 64 foram submetidas à avaliação da toxicidade aguda e atividade antiinflamatória. A enamida 55e apresentou atividade para Staphylococcus aureus, Sarcina lútea, Bacillus subtilis e Escherichia coli, com halos de inibição entre 10 e 17mm. Contra Cândida sp a enamida 55e apresentou halo de inibição de até 47mm. Os testes preliminares de toxicidade aguda revelaram substâncias com alta toxicidade para doses de 1000 mg/Kg, sendo observados efeitos estimulantes e depressores sobre o sistema nervoso central (SNC). Quanto à atividade antiinflamatória, realizada pelo método de edema de pata induzido por carragenina, as amidas 64 apresentaram excelentes resultados, particularmente para as fêmeas, sugerindo uma atividade endógena semelhante ao cortisol, atingindo uma média de inibição de 39% para a amida 64b, contra 26% da Indometacina (padrão). A obtenção dos novos núcleos isoxazolínicos pirrolidínicos demonstra o grande potencial e versatilidade sintética da metodologia desenvolvida, na obtenção dos heterobiciclos com importantes atividades biológicas
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Influência de fatores edáficos na composição química de cascas e sementes de jabuticaba (Myrciaria cauliflora) / Influence of soil factors on the chemical composition of bark and jabuticaba seeds (Myrciaria cauliflora)

Pereira, Luciane Dias 22 July 2016 (has links)
Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-29T12:15:24Z No. of bitstreams: 2 Tese - Luciane Dias Pereira - 2016.pdf: 4859479 bytes, checksum: e060870fade58076d056ab4d8121aa49 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-29T12:17:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Luciane Dias Pereira - 2016.pdf: 4859479 bytes, checksum: e060870fade58076d056ab4d8121aa49 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T12:17:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Luciane Dias Pereira - 2016.pdf: 4859479 bytes, checksum: e060870fade58076d056ab4d8121aa49 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-07-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Seeds and peels of jabuticaba (Myrciaria cauliflora (Mart) O. Berg) collected in the Jabuticabal Winery were separately extracted with aqueous acetone (50%). After partitioning between solvents, the fractions ethyl acetate and methanol were subjected to repeated column chromatography using Diaion HP-20 and Sephadex LH-20 as adsorbents. Pure substances and fractions were analyzed by 1H NMR and 13C, one and two dimensional, and ESI-TOF mass spectroscopy. In this work, fifteen compounds were isolated and identified: seven ellagitannins, one of them is novel, one galloyl ester, three phenolic acids, two glycosylated flavonoids, one depside and one organic acid. To optimize the extraction of phenolic compounds, a randomized experimental design was applied, using Box-Wilson central composite design for two factors. The independent variables were stirring time () and solvent volume (V), which consisted of ethanol/hydrochloric acid (9:1). Three independent experiments in duplicate were performed, as well as assays for quantitation of phenolic compounds total monomeric anthocyanins (TMA), tannins (T), total phenols (TP), and color parameters color index (CI) and tonality (Ton). According to the results, when the volume remained constant and the stirring time increased, all phenolic contents and color patterns intensified. The best conditions for greater extraction were total ultrasonic time of 75 min and solvent volume of 64 ml, yielding the concentrations of TP, T and TMA of 33.5; 7.9 and 5.57 mg g-1, and CI and Ton, 0.893 a.u. and 0.833, respectively. In the extraction of phenolic compounds from seeds, the following solvents were tested water, aqueous ethanol (50%), aqueous methanol (50%), and the latter mixture provided the highest levels of TP, T and flavonoids: 15.71; 12.65 and 64.14 mg g-1, respectively. The influence of soil on jabuticaba seed and peel chemical contents was evaluated. Data obtained from the analysis of centesimal composition, phenolic contents, color parameters and mineral nutrients of samples collected in five orchards were analyzed by canonical redundancy (RDA) and hierarchical clustering (HCA). These analyzes ordered samples in four groups: the peels in groups I and II were related to high levels of phenolics and fibers, respectively, while the tannins and flavonoids were main compounds present in the seeds of group III, the moisture content was higher in seeds of group IV. The separation of peels (Groups I and II) and seeds (Groups III and IV) in different groups was influenced by the levels of fruits nutrients, Mn2+ and Cu2+, whereas Mn2+ from soil distinguished samples of the clusters I and III from the others, II and IV, characterizing a strong influence of some soil and fruits nutrients on the chemical composition of the jabuticaba seeds and peels. / Sementes e cascas de jabuticaba (Myrciaria cauliflora (Mart.) O. Berg) coletadas na Vinícola Jabuticabal, foram extraídas separadamente com acetona:água 50%. Após partição entre solventes, as frações acetato de etila e metanólica foram submetidas a repetidas cromatografias em coluna utilizando-se Diaion HP-20 e Sephadex LH-20 como adsorventes. Substâncias puras e frações foram analisadas por RMN de 1H e 13C, uni e bidimensional e espectroscopia de massas ESI-TOF. Neste trabalho foram isolados e identificados quinze compostos sendo sete elagitaninos, um deles inédito, um éster galoílico, três ácidos fenólicos, dois flavonoides glucosilados, um depsídeo e um ácido orgânico. Para otimização da extração dos compostos fenólicos utilizou-se um delineamento experimental ao acaso, empregando-se a técnica de planejamento Box-Wilson composto central para dois fatores. Os fatores foram compostos pelo tempo de agitação () e volume de solvente (V) constituído por etanol/ácido clorídrico (9:1). Foram realizados três experimentos independentes em duplicata, além de ensaios para quantificação dos compostos fenólicos antocianinas totais monoméricas (ATM), taninos (T) e fenóis totais (FT), padrões de coloração índice de cor (IC) e tonalidade (Ton). De acordo com os resultados, quando o volume permaneceu constante e variou o tempo de agitação observou-se que todos os teores de fenóis e padrões de cor aumentaram. O tempo total de 75 min de ultrassom e volume de solvente de 64 mL apresentou maior poder de extração, obtendo-se teores de FT, T e ATM de 33,5; 7,91 e 5,57 mg g-1, com IC e Ton de 0,893 u.a. e 0,833, respectivamente. Na extração de compostos fenólicos nas sementes foram testados os solventes: água, etanol aquoso (50%) e metanol aquoso (50%), sendo que esta última mistura forneceu os maiores teores de FT, T e flavonoides: 15,71; 12,65 e 64,14 mg g-1, respectivamente. No estudo da influência do solo nas variações químicas de cascas e sementes de jabuticaba, os dados obtidos da análise de composição centesimal, compostos fenólicos, padrões de coloração e nutrientes minerais de amostras de cinco pomares foram analisados por redundância canônica (RDA) e de agrupamento hierárquico (HCA). Essas análises ordenaram as amostras em quatro grupos: as cascas do grupo I e II foram relacionadas aos altos níveis de fenóis totais e fibras, respectivamente, enquanto que os taninos e flavonoides foram os principais compostos presentes nas sementes do grupo III e o teor de umidade foi maior em sementes do grupo IV. A separação de cascas (grupos I e II) de sementes (grupos III e IV) em grupos distintos foi influenciada pelos teores dos nutrientes Mn2+ e Cu2+ dos frutos, enquanto Mn2+ do solo distinguiu amostras das classes I e III das outras, II e IV, caracterizando assim uma forte influência de alguns nutrientes dos solos e dos frutos na composição química das sementes e cascas de jabuticaba.
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Quimitaxonomia e fitoquímica de espécies da tribo Heliantheae (Asteraceae) e uso de Quimioinformática em elucidação estrutural / Chemotaxonomy and phytochemistry of Heliantheae (Asteraceae) species and the use of Chemoinformatics in structure elucidation

Ricardo Stefani 02 October 2002 (has links)
A química de produtos naturais sempre foi uma fonte importante de novas substâncias e de substâncias bioativas. No mundo moderno, o homem utiliza os produtos naturais para diversos fins: corantes, edulcorantes, essências, defensivos agrícolas e principalmente medicamentos. Com o desenvolvimento das técnicas de isolamento de substâncias, cresceu a necessidade de organizar as informações obtidas e também a criação de meios para a identificação mais rápida das substâncias isoladas. Esta foi uma das necessidades que fez surgir a Quimioinformática. Quimioinformática é uma disciplina que utiliza os métodos da informática para organizar dados químicos, analisar estes dados e gerar novas informações a partir destes dados. Esta ferramenta tem sido utilizada com sucesso em procura por novas drogas (QSAR/QSPR), elucidação estrutural automatizada de substâncias orgânicas e em cálculos e previsão de propriedades físico-químicas de diversas moléculas. Os objetivos do presente trabalho foram o estudo fitoquímico de espécies dos gêneros Dimerostemma e Ichthyothere com o intuito de isolar novas substâncias e o desenvolvimento de técnicas envolvendo quimioinformática com o intuito de auxiliar a elucidação estrutural de produtos naturais. Realizou-se a técnica de microamstragem de tricomas glandulares de diversas espécies pertencentes a gêneros da tribo Heliantheae (Viguiera, Tithonia, Dimerostemma). Através da microamostragem foi possível identificar diversas substâncias presentes nos tricomas glandulares das espécies analisadas. Das duas espécies de Dimerostemma investigadas (D. brasilianum e D. rotundifolium) foi possível identificar dois germacrolidos e dois eudesmanolidos, enquanto que de Ichthyothere terminalis foi possível a identificação de dois melampolidos, todos eles lactonas sesquiterpênicas. Foram treinadas redes neurais artificiais para a realização da identificação dos esqueletos carbônicos de determinadas substâncias a partir dos dados obtidos através dos espectros de RMN 13C, sendo que os resultados obtidos podem ser considerados satisfatórios. Foi desenvolvido um software para efetuar a identificação automática de substâncias através da comparação com uma biblioteca de padrões que possui dados cromatográficos de 51 lactonas sesquiterpênicas. Esse software, chamado de NAPROSYS, também é capaz de fazer comparação de dados de RMN de amostra com dados de RMN presentes em uma biblioteca de dados, tornando possível a identificação imediata de substâncias presentes na biblioteca e também auxiliar a elucidação estrutural de substâncias que não estão nela presentes. Para testar a eficiência do NAPROSYS, o programa foi utilizado com sucesso para identificar LSTs através da microamostragem de tricomas glandulares. A eficiência do NAPROSYS em identificar dados de RMN de substâncias presentes na biblioteca foi testada com substâncias isoladas do gênero Tithonia e Viguiera que possuem substâncias bem descritas na literatura e já isoladas no nosso laboratório, sendo que os resultados apresentados foram excelentes. Criou-se também dois modelos de redes neurais para prever tempos de retenção de lactonas sesquiterpênicas em cromatografia líquida (QSRR) com o objetivo de melhorar o desempenho do NAPROSYS em análises de dados cromatográficos. Os resultados para este caso, embora coerentes, precisam ser melhorados. Neste trabalho concluimos que o uso das técnicas clássicas juntamente com as novas técnicas de Quimoinformática pode se tornar uma ferramenta muito eficaz para a elucidação estrutural e busca de substâncias com determinadas propriedades químicas ou mesmo na bioprospecção de novas substâncias bioativas. / Natural products chemistry has always been an important source for new andbioactive compounds. In modern world, mankind uses natural products to do many tasks: colouring, as essences, as agricultural defensives and many as medicines. Within the development of compound isolation techniques, the need for information organisation has grown. The need for quickly identification of isolated compounds has also grown. This was one of the necessities that made Chemoinformatics emerge. Chemoinformatics is a discipline that uses informatics as a tool to organise, analise and to generate new knowledge from chemical data. This tool has been used with success in automate structure elucidation, drug development (QSAR/QSPR) and to predict chemical-physical data of many molecules. The aims of the present work were the phytochemical study of species of the genera Dimerostemma and Ichthyothere to isolate new compounds, and the development of chemoinformatics techniques to aid natural products structure elucidation. The glandular trichome microsampling was made for diverse species of genera from the tribe Heliantheae (Viguiera, Tithonia, Dimerostemma). Many compounds were identified through glandular trichome microsampling. Two germacrolides and two eudesmanolides were identified from Dimerostemma species (D. brasilianum and D. episcopale), while from Ichthyothere terminalis two melampolides were identified, all of them being sesquiterpene lactones. Artificial Neural Networks were trained to make skeleton identification from data obtained from 13C NMR and the obtained results can be considered satisfactory. A software was developed to make automatic compound identification through the comparation with a compound library that possesses data from 51 STLs. This software is called NAPROSYS is also able to compare the NMR data of the sample with the NMR data stored into a compound library, making the imediate identification of compounds present into library possible and also help the structure elucidation of unknown compounds. To test NAPROSYS\' efficience to identify NMR data of compunds sored into the library was made with compounds isolated from species of Tithonia and Viguiera genera, because these genera has well describe compounds in the literature and that has been isolated in our laboratory, and the obtained results are excellent. Two Artificial Neural Network models were created to predict the retention time of sesquiterpene lactones in liquid cromatography (QSRR) with the aim of improve NAPROSYS performance in cromatographic data analysis. The results for this case, although coherent, can be improved. The conclusion of this work is that the use of classical techniques with the new techniques of chemoinformatics can be a very efficient tool to make structure elucidation, search for compounds with certain chemical properties and even the search for new bioactive compounds.
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Produtos naturais de micro-organismos marinhos: estudo químico e biológico de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia radicans / Natural products from marine microorganisms: chemical and biological study of endophytes associated to red algae Bostrychia radicans

Bárbara Boretti Galizoni 22 September 2014 (has links)
O ambiente marinho tem sido reconhecido como uma importante fonte de metabólitos secundários biologicamente ativos. Neste contexto, fungos endofíticos associados a algas ganharam importância nas últimas décadas, como alvos alternativos para a pesquisa de produtos naturais. O presente trabalho teve como o objetivo o estudo químico e biológico de duas linhagens de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia radicans. Inicialmente foi realizada a triagem química e biológica (atividade antitumoral e antimicrobiana) dos extratos brutos das duas linhagens selecionadas, linhagens M20 (Hypocrea lixii) e M23 (Eutypella sp), obtidos a partir de cultivos em escala piloto, tanto variando-se os meios de cultivo e bem como períodos de crescimento. O extrato da linhagem M20 cultivada em arroz apresentou potencial citotóxico interessante quando submetido a ensaios utilizando células tumorais HCT-116. Ainda, após a análise química, esta linhagem foi selecionada para o cultivo em escala ampliada, visando o isolamento e elucidação estrutural dos metabólitos secundários presentes neste fungo. O estudo químico em escala ampliada da linhagem M20, espécie Hypocrea lixii, proporcionou o isolamento e identificação de quatro metabólitos: ácido 3-hidroxi-5-metóxi-6-metil-1,3-diidro-isobenzofurano-4- carboxílico (S1), 3,7-dimetóxi-6-metil-1-oxo-1,3-diidro-isobenzofurano-4-carbaldeído (S3), galactitol (S4), convolvulol (S5), além do isolamento de dois metabólitos que ainda não foram completamente elucidados, S2 e S6. Os metabólitos S1 e S3 são metabólitos inéditos como produtos naturais. Além disso, foi possível a identificação de 14 substâncias via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), entre elas hidrocarbonetos, ácidos graxos, inclusive insaturados, aldeídos, aldeídos ?,?-insaturados e esteróide. As substâncias S1 e S4 foram submetidas à avaliação de atividade biológica (atividade antibacteriana, antifúngica, anticolinesterásica e antitumoral), porém nenhum resultado positivo foi constatado. Foi realizada avaliação da atividade tumoral das frações da linhagem M20, e as frações M20F e M20H apresentaram atividade citotóxica seletiva para linhagens de células tumorais. Em um segundo momento foi realizado o cultivo em escala ampliada da linhagem M23 (Eutypella sp) que proporcionou o isolamento da R-5-metilmeleína (S7). Dessa forma, o estudo químico de fungos endofíticos associados à alga Bostrychia radicans mostrou-se promissor na busca de novas estruturas químicas, visto que já foram isoladas e identificadas duas estruturas inéditas como produtos naturais. / The marine environment has been recognized as an important source of biologically active secondary metabolites. In this context, endophytic fungi associated with algae gained importance in recent decades, as alternative to natural products research targets. The present work had as goal the chemical and biological study of two strains of endophytic fungi associated with red algae Bostrychia radicans. The chemical and biological screening (antimicrobial and antitumor activity) of the crude extracts of two selected strains, M20 (Hypocrea lixii) and M23 (Eutypella sp), were obtained from pilot-scale cultivation, by means of culture media and growth period variation. The M20 strain extract, grown in rice, showed an interesting cytotoxic potential front HCT -116 tumor cells and after chemical analysis, this strain was selected for cultivation on a large scale, with the purpose of secondary metabolites isolation. Chemical studies of M20 species strain Hypocrea lixii, performed on an enlarged scale, afforded the isolation and identification of four metabolites: 3-hydroxy-5-methoxy-6- methyl-1,3-dihydro-isobenzofuran-4-carboxylic acid (S1), 3,7 dimethoxy-6-methyl-1-oxo- 1,3-dihydro-isobenzofuran-4-carbaldehyde (S3), galactitol (S4), convolvulol (S5), in addition the isolation of two metabolites which have not yet been fully elucidated, S2 and S6. The S1 and S3 metabolites are novel metabolites as natural products. Furthermore, it was possible to identify 14 compounds by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), including hydrocarbons, fatty acids, besides unsaturated ones, aldehydes, ?,?-unsaturated aldehydes and steroid. The S1 and S4 compounds were subjected to biological activity evaluation (antibacterial, antifungal, antitumor and acetylcholinesterase potential), but without any positive result. Assessment of tumor activity of fractions of the M20 strain was performed, and the M20F and M20H fractions showed selective cytotoxicity to tumor cell lines. In a second step, the M23 strain (Eutypella sp) was grown on a large scale, resulting in the R-5-metilmeleina (S7) isolation. Thus, the chemical study of endophytic fungi associated to Bostrychia radicans algae proved to be promising concerning the search for new chemical compounds discovery, since it yielded two new structures as natural products.

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