Orientadores: Susanne Rath, Jarbas Jose Rodrigues Rohwedder / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T10:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Winter_Eduardo_D.pdf: 3366512 bytes, checksum: 6c8baea3dd6502c19761ad449683bb95 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Muitas doenças neurodegenerativas são associadas com disfunções de neurotransmissores, em particular catecolaminas, no cérebro. Numerosas pesquisas têm indicado que íons metálicos podem induzir estresse oxidativo - dependente da neurodegeneração de dopamina e são responsáveis pelo aparecimento de doenças neurodegenerativas. Em estudos prévios foi verificado que alguns carboxilatos diminuem a velocidade de oxidação de catecolaminas e inibem a passivação de eletrodos sólidos durante a análise voltamétrica destes compostos fenólicos. Este trabalho teve por objetivo estudar a influência de carboxilatos (EDTA, NTA, EGTA, DTPA, acetato, citrato e oxalato) e íons metálicos (Ce(IV), Fe(III) e Hg(II)) durante a oxidação de neurotransmissores (dopamina, serotonina, epinefrina, norepinefrina e L-dopa) no intuito de estabelecer mecanismos de reações que possam contribuir no esclarecimento do papel destes compostos no processo de degeneração dos neurotransmissores, assim como compreender como os carboxilatos inibem o envenenamento do eletrodo durante a varredura de potencial. Para eses propósitos foram empregadas as técnicas de espectrofotometria, voltametria e espectroeletroquímica. A cela espectroeletroquímica de camada delgada desenvolvida incorporou um sistema de três eletrodos, sendo o eletrodo de trabalho uma minigrade de Pt. O sistema foi caracterizado usando o-tolidina e K4[Fe(CN)6]/ K3[Fe(CN)6] e permitiu o monitoramento das reações in situ. Os resultados obtidos mostraram que os carboxilatos desprotonados interagem com os produtos intermediários formados durante a oxidação das catecolaminas por meio de ligações de hidrogênio, sendo estas interações dependentes do pH do meio, estruturas do carboxilato e do próprio neurotransmissor. Foi proposto um mecanismo eletroquímico para a oxidação de aminas biogênicas na presença de carboxilatos no eletrodo de platina. A estabilização dos produtos intermediários formados inibe a formação de compostos poliméricos que são responsáveis pelo envenenamento do eletrodo. Do mesmo modo, os carboxilatos retardam ou inibem a oxidação química de algumas aminas biogênicas por íons metálicos / Abstract: Several neurological disorders are associated with improper catechoalmine regulation in the brain. Numerous researches have indicated that metallic ions can induce oxidative stress-dependent neurodegeneration of dopamine, and are responsible for the induction of neurodegenerative diseases. In previous work was verified that some carboxylates diminishes the oxidation rate of catecholamines and inhibit the well known solid state electrode passivation during voltammetric analysis of these phenolic compounds. The aim of this work was to study the influence of carboxylates (EDTA, NTA, EGTA, DTPA, acetate, oxalate and citrate) and metallic ions (Ce(IV), Fe(III) and Hg(II)) during the oxidation of neurotransmitters (dopamine, serotonin, epinephrine, norepinephrine and L-dopa) in order to establish putative reaction mechanism which could contribute to understand the role of these compounds in neurodegenerative processes, as well as comprehend how the carboxylates inhibit the electrode fouling during potential scan. For these purposes, the studies were carried out using spectrophotometric, voltammetric and spectroelectrochemical techniques. The spectroelectrochemical thin layer cell developed incorporated a three electrode system, using a Pt- minigrade as working electrode. The system was characterized employing o-tolidine and K4[Fe(CN)6]/ K3[Fe(CN)6] and allowed monitoring the electrode reactions in situ. The results obtained showed that the deprotonated carboxylates interacts with the intermediates formed at the electrochemical oxidation of catecholamines by hydrogen bonds. These interactions are dependent on the pH of the medium, as well as on the chemical structures of the carboxylates and neurotransmitters itself. An electrochemical mechanism for the oxidation of biogenic amines in the presence of carboxylates at the platinum electrode is proposed. The stabilization of the intermediates formed inhibits the formation of polymeric compounds that are responsible for the electrode fouling. In the same manner, the carbolxylates retards or inhibit the chemical oxidation of some biogenic amines by metallic ions by the same reaction pathway / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Os polímeros condutores intrínsecos são materiais isolantes ou semicondutores que, quando submetidos a um processo de dopagem, passam a apresentar condutividade próxima à metálica. Dentre os polímeros condutores sintetizados mais estudados está a poli(anilina), (PANI), que apesar de ter sido sintetizada pela primeira vez há aproximadamente 150 anos, continua sendo objeto de estudo de muitos grupos de pesquisa por todo o mundo até hoje. Apesar das características atrativas da PANI (facilidade de preparação e dopagem, estabilidade química e baixo custo), ela é categorizada como um material insolúvel e infusível em condições normais, o que dificulta sua processabilidade e aplicabilidade. Em vista dessas características indesejáveis, muitos derivados da PANI, tais como PANIs substituídas, copolímeros e blendas, são preparados em busca de novos materiais mais solúveis e processáveis. A obtenção do PPSA, um copolímero alternado da PANI e do PPS, mostrou-se atraente devido à possibilidade desse material poder apresentar as propriedades desejáveis de ambos os homopolímeros, juntamente com uma maior solubilidade. Nesta tese, apresentar-se-á a preparação desse polímero bem como sua respectiva caracterização espectroscópica e térmica e a determinação da massa molecular pela técnica de espalhamento de luz. Um estudo do comportamento eletroquímico por voltametria cíclica combinada com técnicas \"in situ\": espectroscopia Raman Ressonante, UV-Visível e por microbalança eletroquímica a cristal de quartzo também será mostrado. / The intrinsic conducting polymers are insulating or semi-conducting materials that show conductivities similar to metals when submitted to a doping process. Polyaniline (PANI), synthesized for the first time 150 years ago, is still the subject of research of many groups in the world, being one of the most studied conductive polymers. Besides its attractive properties (easy synthesise and doping, chemical stability and low cost), PANI is an insoluble and infusible material in normal conditions, what makes its processability and applicability very difficult. In order to overcome these difficulties, many PANI derivatives, such as substituted PANIs, copolymers and blends have been prepared, searching for more soluble materials and processible. PPSA, an alternate copolymer of PANI and PPS, is an attractive alternative because this material can show interesting properties of both homopolymers, together with a higher solubility. In this thesis it will be shown the preparation of this copolymer, as well as its spectroscopic and thermal characterization, and the determination of its molar mass by light scattering. The electrochemical behavior, studied by cyclic voltammetry combined with \"in situ\" techniques such as Raman resonant spectroscopy, UV-VIS and electrochemical quartz crystal microbalance, will also be shown.

Os polímeros condutores intrínsecos são materiais isolantes ou semicondutores que, quando submetidos a um processo de dopagem, passam a apresentar condutividade próxima à metálica. Dentre os polímeros condutores sintetizados mais estudados está a poli(anilina), (PANI), que apesar de ter sido sintetizada pela primeira vez há aproximadamente 150 anos, continua sendo objeto de estudo de muitos grupos de pesquisa por todo o mundo até hoje. Apesar das características atrativas da PANI (facilidade de preparação e dopagem, estabilidade química e baixo custo), ela é categorizada como um material insolúvel e infusível em condições normais, o que dificulta sua processabilidade e aplicabilidade. Em vista dessas características indesejáveis, muitos derivados da PANI, tais como PANIs substituídas, copolímeros e blendas, são preparados em busca de novos materiais mais solúveis e processáveis. A obtenção do PPSA, um copolímero alternado da PANI e do PPS, mostrou-se atraente devido à possibilidade desse material poder apresentar as propriedades desejáveis de ambos os homopolímeros, juntamente com uma maior solubilidade. Nesta tese, apresentar-se-á a preparação desse polímero bem como sua respectiva caracterização espectroscópica e térmica e a determinação da massa molecular pela técnica de espalhamento de luz. Um estudo do comportamento eletroquímico por voltametria cíclica combinada com técnicas \"in situ\": espectroscopia Raman Ressonante, UV-Visível e por microbalança eletroquímica a cristal de quartzo também será mostrado. / The intrinsic conducting polymers are insulating or semi-conducting materials that show conductivities similar to metals when submitted to a doping process. Polyaniline (PANI), synthesized for the first time 150 years ago, is still the subject of research of many groups in the world, being one of the most studied conductive polymers. Besides its attractive properties (easy synthesise and doping, chemical stability and low cost), PANI is an insoluble and infusible material in normal conditions, what makes its processability and applicability very difficult. In order to overcome these difficulties, many PANI derivatives, such as substituted PANIs, copolymers and blends have been prepared, searching for more soluble materials and processible. PPSA, an alternate copolymer of PANI and PPS, is an attractive alternative because this material can show interesting properties of both homopolymers, together with a higher solubility. In this thesis it will be shown the preparation of this copolymer, as well as its spectroscopic and thermal characterization, and the determination of its molar mass by light scattering. The electrochemical behavior, studied by cyclic voltammetry combined with \"in situ\" techniques such as Raman resonant spectroscopy, UV-VIS and electrochemical quartz crystal microbalance, will also be shown.