Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-15T20:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:32:45Z : No. of bitstreams: 1 91722.pdf: 1753963 bytes, checksum: 3dd06da66ee5cdd543a238f68df79d70 (MD5) / A cinética de decomposicão a 25°C do N-etilditiocarbamato de sódio (1), etilenobisditiocarbamato de sódio (2) e elilenobisditiocarbamato de zinco (3), foi estudada numa faixa de concentração ácida desde pH4 até a região de função de acidez Hammett - 4. Os três compostos se decompõem com uma cinética de primeira ordem. O composto (1) decompõe-se de forma similar ao N-metilditiocarbamato análogo, através do seu ácido livre, com uma constante de primeira ordem k = 4,31 x 10-4 s-1. Os resultados experimentais e teóricos para a cinética de decomposicão de (1) estão de acordo com outros descritos na literatura. O composto (2) apresenta um perfil de pH em que parecem existir duas espécies reativas (28) e (29) em equilíbrio. O sal de zinco (3) apresenta um perfil de pH distinto do correspondente sal sódico, com duas espécies reativas (54) e (55). Os resultados experimentais sugerem que o íon Zn++ poderia servir como catalisador na decomposicão de (3).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T01:30:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T16:02:04Z : No. of bitstreams: 1 81758.pdf: 1549211 bytes, checksum: b64a8bee9849b1a90415480ad8390226 (MD5) / A hidratação da 2,2-dicloro-1-(m-nitroariletanona), m-NO2 DCA foi estudada em misturas de THF-água. Para avaliação do número de prótons envolvidos no estado de transição, foi utilizada a técnica do inventário de prótons, a qual utiliza a equação de Gross-Butler para cálculo das curvas teóricas kn vs. nD20, as quais, fornece uma aproximação para o número de prótons envolvidos no estado de transição (ET). Trabalhos anteriores (E.A. Zampion - Tese de Mestrado UFSC, 1984) utilizaram compostos de estrutura análoga ao hidrato (produto da reação) para o cálculo das constantes de equilíbrio e de velocidade de hidratação e desidratação, pois a reação é reversível. Neste trabalho, verificou-se que a absorbância da m-NO2-DCA permanece constante, independente da razão H2O/D2O. Isto implica em que a constante de equilíbrio não muda, permanecendo a razão das velocidades de hidratação e desidratação constante, permitindo utilizar diretamente as constantes de velocidade observada para o cálculo do número de prótons envolvidos no ET. Os resultados mostram que o número de prótons que participam do ET é uma função da fração molar de água, variando de dois a infinitos prótons. Uma explicação coerente com este fenômeno é dada em função da variação da estrutura da água na presença do co-solvente THF.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T03:37:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T16:43:31Z : No. of bitstreams: 1 79081.pdf: 1783570 bytes, checksum: fd2e73db9c3ceb8faf0aa8bdc6615370 (MD5) / O comportamento cinético das reações de aminólise da l,l,1-tricloro-4-metóxi-3-penten-2-ona foi estudado sob condições de pseudo primeira ordem à 25oC, em diferentes solventes e com diferentes aminas. Em solventes como n-hexano e tolueno a reação é de segunda ordem em relação à amina, enquanto que em clorofórmio, etanol, metanol, dimetilsulfóxido e água um comportamento de primeira ordem em relação à amina foi encontrado. O aumento do volume da amina diminui acentuadamente a velocidade da reação de aminólise, a ordem de reatividade sendo dada por: n-butilamina > s-butilamina > t-butilamina. Efeitos eletrônicos foram estudados usando-se anilinas substituídas. Um valor de r = -0,88 foi obtido a partir de um plote linear da constante de velocidade de segunda ordem versus s+, um resultado consistente com a estabilização de um centro carregado positivamente desenvolvido no estado de transição da reação. Em geral, um aumento na polaridade do solvente resulta em um aumento da velocidade da reação. Entretanto, em uma categoria específica o aumento da polaridade do solvente diminui a velocidade da reação, resultado associado a donicidade do solvente. Os resultados são discutidos em termos de um esquema mecanístico incluindo um intermediário dipolar iônico que é decomposto à produto na etapa determinante da reação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T01:36:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T16:05:10Z : No. of bitstreams: 1 81768.pdf: 2397697 bytes, checksum: 20755079bd6b6543acaa3c968585f736 (MD5) / A cinética da aminólise de 2,2,2-tricloro-1-ariletanonas (1), a 25oC mostra que a ordem da reação em relação às aminas depende do solvente usado. Para solventes que não formam pontes de hidrogênio (diclorometano, heptano) a reação é de terceira ordem, enquanto que, em solventes básicos ou de basicidade moderna (acetronitrila, THF e dioxano), é de segunda ordem. Um efeito inverso da temperatura é obtido nos dois tipos de solventes, indicando um comportamento anti-Arrhenius. Os efeitos eletrônicos pronunciados ( r= 3,0), dos substituintes X sobre o anel aromático de (1), são consistentes com um mecanismo de adição-eliminação onde a primeira etapa é o ataque do nucleófilo à carbonila. A ordem de reatividade das aminas é: n-propil > ciclohexil > isopropil > morfolina > t-butilamina. Mecanismos alternativos são propostos. Um por etapas com formação de um intermediário dipolar T±, que dependendo do solvente passa por intermediários neutros, To ou carregados negativamente, T-, com o auxílio de uma ou duas moléculas de aminas. Em diclorometano e heptano é favorecida a formação do To, a qual pode ocorrer de modo concentrado pela assistência de duas moléculas de aminas. A etapa determinante da velocidade da reação é a decomposição de T-, ou To independentemente de como ocorre sua formação.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-21T17:59:19Z No. of bitstreams: 1 DissTLS.pdf: 2364039 bytes, checksum: 1ad7c970d8a6bfb5f467365e9eac2564 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T18:49:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTLS.pdf: 2364039 bytes, checksum: 1ad7c970d8a6bfb5f467365e9eac2564 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T18:49:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTLS.pdf: 2364039 bytes, checksum: 1ad7c970d8a6bfb5f467365e9eac2564 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T18:49:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissTLS.pdf: 2364039 bytes, checksum: 1ad7c970d8a6bfb5f467365e9eac2564 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / This work describes the isolation of bioactive secondary metabolites of the plant species Bowdichia virgilioides in the search for selective inhibitors of cathepsins K, L and V. Cathepsins are enzymes that have as primary function the degradation of proteins in the lysosomes, and are also related to development of diseases such as osteoporosis, rheumatoid arthritis, atherosclerosis and various cancers. This dissertation describes the bioactivity-guided study of the ethanol extracts and fractions obtained from the stems and leaves of B. virgilioides through fluorimetric inhibition assay of the enzymes studied. The extracts of B. virgilioides were subjected to successive fractionations using different chromatographic techniques leading to several pure substances. The isolated substances had their structures elucidated by NMR uni- and bi-dimensional and mass spectrometry. The hexane and ethyl acetate fractions of stem afforded eleven substances: 2 triterpenes, lupeol and lupenona; the mixture of steroids β-sitosterol and stigmasterol; 1 ester derivative of trans pcoumaric acid; 1 furofuran lignan, syringaresinol; 1Benzofuran derivative, bowdenol; 1 coumestrol derivative, 8-methoxycoumestrol, and 3 isoflavones, 7,3'-dihydroxy-4'- methoxyisoflavone, 5,4'-dihydroxy-7'-methoxyisoflavone and 4-hydroxy-7-methoxyisoflavone. All compounds were tested on their ability to inhibit the enzymes at a concentration of 100μM. 8-Methoxycoumestrol showed inhibition superior to 70% for cathepsin V. The potency of this inhibitor was determined and the IC50 value was found to be 17.4 ± 1.0μM for cathepsin V. The ester derivative of trans p-coumaric acid also showed good inhibition above 70% for cathepsin L and V at a concentration of 50μg/mL. So, a series of 8 esters derived from p-hydroxybenzoic acid, p-coumaric acid, cinnamic and ferulic were prepared, and have been evaluated regarding their inhibitory activities of the cathepsins at a concentration of 100μM. n-Octyl pcoumarate ester showed the best percentage inhibition for the three enzymes. The constituents of the hexane fraction of leaves of B. virgilioides were analyzed using the techniques 1H NMR and GC-MS. / Este trabalho descreve o isolamento de metabólitos secundários bioativos da espécie vegetal Bowdichia virgilioides buscando inibidores seletivos das catepsinas K, L e V. As catepsinas são enzimas que têm como função primária a degradação de proteínas nos lisossomos e também estão relacionadas ao desenvolvimento de doenças como osteoporose, artrite reumatoide, aterosclerose e diferentes tipos de cânceres. Neste projeto foi realizado o estudo biomonitorado dos extratos etanólicos do caule e das folhas das respectivas frações obtidas de B. virgilioides por ensaio fluorimétrico de inibição frente às enzimas estudadas. Os extratos de B. virgilioides foram submetidos a sucessivos fracionamentos utilizando diferentes técnicas cromatográficas levando a várias substâncias puras. As substâncias isoladas tiveram suas estruturas elucidadas por RMN uni- e bi-dimensionais e espectrometria de massas. O estudo das frações hexânica e de acetato de etila do caule resultou no isolamento de onze substâncias sendo 2 triterpenos: lupeol e lupenona; a mistura dos esteroides β-sitosterol e estigmasterol; 1 éster derivado do ácido trans pcumárico; 1 lignana furofurânica: siringaresinol; 1 derivado benzofurano: bowdenol; 1 derivado do cumestrol: 8-metoxicumestrol e 3 isoflavonas: 7, 3’-diidroxi-4’metoxiisoflavona, 5, 4’-diidroxi-7’-metoxi-isoflavona e 4-hidroxi-7-metoxi-isoflavona. Todas foram ensaiadas na concentração de 100 μM. O 8-metoxicumestrol apresentou inibição superior a 70% para a catepsina V. A potência deste inibidor foi determinada e o valor de IC50 encontrado foi de 17,4 ± 1,0 μM frente à catepsina V. O éster derivado do ácido trans p-cumárico apresentou inibição superior a 70% para as catepsinas L e V na concentração de 50μg/mL. Então, foram preparados uma série de 8 ésteres derivados dos ácidos p-hidroxibenzóico, p-cumárico, cinâmico e ferúlico, que foram avaliados com relação às suas atividades inibitórias frente às catepsinas estudas na concentração de 100μM. O ester p-Cumarato de n-octila apresentou melhor porcentagem de inibição para as três enzimas. Os constituintes da fração hexânica das folhas de B. virgilioides foram analisados em mistura utilizando as técnicas de RMN 1H e CG-EM.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-26T18:25:59Z No. of bitstreams: 1 DissMVL.pdf: 3916043 bytes, checksum: 7602e80f581b59792ab5a4aec6ff4e46 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T19:39:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMVL.pdf: 3916043 bytes, checksum: 7602e80f581b59792ab5a4aec6ff4e46 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T19:39:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMVL.pdf: 3916043 bytes, checksum: 7602e80f581b59792ab5a4aec6ff4e46 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T19:39:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMVL.pdf: 3916043 bytes, checksum: 7602e80f581b59792ab5a4aec6ff4e46 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Petroleumderived packaging are neither renewable nor biodegradable. Based on it, recent studies have been focused in biopolymer-based packaging, such as in polysaccharides (e.g., pectin and chitosan), due to their good renewable and biodegradable characteristics. However, their physical-chemical properties (mechanical, thermal, and barrier) are urged to be improved. The addition of nanoparticles (NPS) as reinforcing agents has been shown as a feasible means of improving such properties. The goal of this work was the development of pectin (PEC) (low and high methoxyl degree, MD)-based nanocomposite films incorporated with chitosan (CS) and poly(ε-caprolactone) (PCL) nanoparticles (CSNP and PCLNP, respectively). CSNP were obtained by ionotropic gelation whereas PCLNP were obtained by the nanoprecipitation method. All NPS were characterized as to their morphology, size, and zeta potential. The CSNP size was nearly 100 nm and their zeta potential was close to + 20 mV, results which are in agreement whit CS cationic properties and indicated good suspension stability. PCLNP presented size values near to 130 nm and zeta potential of approximately - 20 mV because the surfactant is spread over PCLNP surface. PCLNP showed a smaller polydispersity index than CSNP, indicating a more homogenous suspension. This was also observed through electron microscopy of PCLNP. The nanocomposite films were obtained by casting from PEC/NPS film-forming solutions. The nanocomposite films’ mechanical, thermal, and water barrier properties were studied. The MD did not affect the analyzed properties of PECbased films. The addition of NPS (CSNP and PCLNP) increased the tensile strength and degradation temperature of all PEC-based films, suggesting good interactions between PEC network and NPS surface. The addition of PCLNP to low MD PEC films improved the tensile strength in more than 100%. Although, NPS did not change the water vapor permeability of the PEC-based nanocomposite films, which could be related with PEC good water solubility and NPS affinity to water molecules. These results indicate a novel material with physical-chemical properties desirable for food packaging applications, making this product competitive when compared with petroleum-based packaging. / As embalagens produzidas a partir de polímeros petroquímicos possuem limitações relativas biodegradabilidade e sua fonte de origem não renovável. Derivados de polímeros naturais, como polissacarídeos, são biodegradáveis e de fonte renováveis, demonstrando-se como uma alternativa na fabricação de embalagens. Contudo, o desafio está em aprimorar as propriedades físicas dessas novas embalagens (propriedades térmicas, de barreira a gases e mecânicas). Uma forma de incrementar as propriedades físico-químicas dos polissacarídeos é a adição de nanopartículas (NPS) como agentes de reforço. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo produzir filmes nanocompósitos de pectina com NPS de quitosana (QS) ou poli(ε-caprolactona) (PCL). Os materiais utilizados foram pectina (PEC) (de alto e baixo grau de metoxilação, GM), QS e PCL. Nanopartículas de QS (NPQS) foram obtidas por gelatinização ionotrópica e nanopartículas de PCL (NPPCL) por nanoprecipitação, e ambas foram caracterizadas segundo seus tamanhos médios, potenciais zeta e morfologias. O tamanho médio das NPQS ficou próximo dos 100 nm e potencial zeta acima de + 20mV, potencial este condizente com a natureza catiônica da QS e que indica estabilidade da suspensão. As NPPCL apresentaram tamanho médios por volta de 130 nm e potencial zeta próximo de -20 mV, relacionado à superfície da NPPCL ser recoberta com tensoativo. Em comparação com os dois tipos de NPS, as NPPCL apresentaram os menores valores de índice de polidispersividade, indicando suspensões mais homogêneas. Os filmes foram obtidos por casting a partir de soluções filmogênicas de PEC/NPS. Os filmes foram caracterizados segundo suas propriedades mecânicas, térmicas e de barreira ao vapor de água. O GM não interferiu de maneira significativa nas propriedades dos filmes. A adição das NPS (de QS e de PCL) incrementaram de forma significativa a tensão máxima e as temperaturas de degradação dos filmes, sugerindo interações consistentes entre a matriz de PEC e as NPS, sendo que o nanocompósito PEC com baixo GM e NPPCL demostrou um incremento de mais de 100% na tensão máxima. Em contraste com isso, as NPS não afetaram os valores de permeabilidade ao vapor de água dos filmes devido à solubilidade da PEC em água e à afinidade das NPS por moléculas de água, tornando a matriz mais propensa à permeação de água sem diminuição das propriedades mecânicas. Contudo, os resultados sugerem que os nanocompósitos podem representar uma alternativa para a produção de novas embalagens biodegradáveis.

Esta pesquisa refere-se ao estudo investigativo sobre as propriedades de líquidos iônicos (LIs) imidazólicos na presença de água, bem como sua aplicação na formação de materiais híbridos de sílica-LI e sua utilização na obtenção de compósitos poliméricos de polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Foram utilizados os seguintes LIs: metanossulfonato de 1- trietilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C7O3MIm][H3CSO3], metanossulfonato de 1-monoetilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C3O1MIm][H3CSO3] e tetrafluoroborato de 1-n-decil-3-metil-imidazólio [C10MIm][BF4], identificados consecutivamente como LIs 1, 2 e 3. Primeiramente verificou-se o efeito da adição de água em LIs imidazólicos através de análises de pH, condutividade elétrica e viscosidade. Foi observado que os LIs apresentaram uma diminuição significativa do pH da solução, mesmo em baixas concentrações de H2O, indicando a ocorrência de uma nova reação entre o LI e água. Testes de voltametria cíclica comprovaram a formação de uma nova espécie, a qual adsorve na superfície do eletrodo de platina. Estudos de ressonância magnética nuclear (RMN) indicaram que esta nova espécie não é o N-carbeno heterociclo. Experimentos de cálculos ab-initio possibilitaram a elucidação da nova espécie; resultado de ataque nucleofílico da água no carbono C2 do anel imidazólio. A segunda parte desta pesquisa envolveu a formação de híbridos de sílica-LI, através do processo sol-gel. Estas reações foram executadas na ausência de catalisadores adicionais, visando à geração de ácido protônico como produto da reação entre o LI e água. Observou-se que o LI agiu ao mesmo tempo como pré-catalisador ácido e controlador de morfologia. Posteriormente os materiais foram caracterizados através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e análises termogravimétricas (TGA). Os resultados destas análises indicaram que os híbridos preparados na presença de LI contendo ânion metanossulfonato apresentaram-se na forma de monolitos com organizações lamelares, enquanto os híbridos que contém o LI com ânion tetrafluorborato apresentam-se como aglomerados de partículas esféricas. A natureza do LI 3 permite sua aplicação como compatibilizante, auxiliando na dispersão de cargas para a formação de compósitos poliméricos. Nessa perspectiva os híbridos sílica-LI foram misturados aos seguintes polímeros em estado fundido: polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Os resultados obtidos dos compósitos poliméricos demonstraram que o LI possibilitou uma boa dispersão da sílica nas matrizes poliméricas. As caracterizações dos compósitos poliméricos foram realizadas através de calorimetria exploratória diferencial (DSC), DRX, TGA e análises dinâmico-mecânicas (DMA). Esta tecnologia resultou em produtos com melhorias nas suas propriedades, destacando-se o módulo de armazenamento, que triplicou em relação ao polímero puro, para o PEAD. / The research presented herein involved an investigative study about the imidazolium ionic liquid properties in the presence of water, the synthesis of silica-ionic liquid hybrids and its subsequent application in polymeric composite preparations, using isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. The first part involved the determination of the imidazolium ionic liquid pH, electrical conductivity and viscosity, in the presence of different water concentrations. Continuously decreasing pH values were detected with increasing water concentrations, which indicated a reaction between both substances. Cyclic voltammetry measurements provided evidence for the formation of a new species, which adsorbed on the platinum electrode surface. All charge transfer processes were extremely reduced with ionic liquid 2 [C3O1MIm][H3CSO3]. Nuclear magnetic resonance studies indicated that the new species was not a N-heterocyclic carbene. Ab-initio calculations were performed in an attempt elucidating the structure of this new species. The identified structure was the product of a nucleophilic attack of water at carbon C2 of the imidazolium ring. The second part involved the synthesis of silica-ionic liquid hybrids by the sol-gel procedure, without using additional catalysts. Interestingly, the ionic liquids 1 and 2 showed being bifunctional materials (morphology controller and acid pre-catalyst). These materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electronic microscopic and thermogravimetric analysis. The ionic liquids 1 and 2 induced the formation of compact lamellar monoliths with a flat surface. A free flowing powder of aggregated spherical particles was obtained in the presence of ionic liquid 3. Polymeric composites were prepared by melt mixing of the silica-ionic liquid 3 hybrid with isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. Ionic liquid 3, 1-n-decyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, acted as compatibilizer and dispersant. The composites were characterized by thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, X-ray diffraction and dynamical-mechanical analysis. This technology resulted in the preparation of a high density polyethylene-silica composite with strongly increased rigidity.

Esta pesquisa refere-se ao estudo investigativo sobre as propriedades de líquidos iônicos (LIs) imidazólicos na presença de água, bem como sua aplicação na formação de materiais híbridos de sílica-LI e sua utilização na obtenção de compósitos poliméricos de polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Foram utilizados os seguintes LIs: metanossulfonato de 1- trietilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C7O3MIm][H3CSO3], metanossulfonato de 1-monoetilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C3O1MIm][H3CSO3] e tetrafluoroborato de 1-n-decil-3-metil-imidazólio [C10MIm][BF4], identificados consecutivamente como LIs 1, 2 e 3. Primeiramente verificou-se o efeito da adição de água em LIs imidazólicos através de análises de pH, condutividade elétrica e viscosidade. Foi observado que os LIs apresentaram uma diminuição significativa do pH da solução, mesmo em baixas concentrações de H2O, indicando a ocorrência de uma nova reação entre o LI e água. Testes de voltametria cíclica comprovaram a formação de uma nova espécie, a qual adsorve na superfície do eletrodo de platina. Estudos de ressonância magnética nuclear (RMN) indicaram que esta nova espécie não é o N-carbeno heterociclo. Experimentos de cálculos ab-initio possibilitaram a elucidação da nova espécie; resultado de ataque nucleofílico da água no carbono C2 do anel imidazólio. A segunda parte desta pesquisa envolveu a formação de híbridos de sílica-LI, através do processo sol-gel. Estas reações foram executadas na ausência de catalisadores adicionais, visando à geração de ácido protônico como produto da reação entre o LI e água. Observou-se que o LI agiu ao mesmo tempo como pré-catalisador ácido e controlador de morfologia. Posteriormente os materiais foram caracterizados através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e análises termogravimétricas (TGA). Os resultados destas análises indicaram que os híbridos preparados na presença de LI contendo ânion metanossulfonato apresentaram-se na forma de monolitos com organizações lamelares, enquanto os híbridos que contém o LI com ânion tetrafluorborato apresentam-se como aglomerados de partículas esféricas. A natureza do LI 3 permite sua aplicação como compatibilizante, auxiliando na dispersão de cargas para a formação de compósitos poliméricos. Nessa perspectiva os híbridos sílica-LI foram misturados aos seguintes polímeros em estado fundido: polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Os resultados obtidos dos compósitos poliméricos demonstraram que o LI possibilitou uma boa dispersão da sílica nas matrizes poliméricas. As caracterizações dos compósitos poliméricos foram realizadas através de calorimetria exploratória diferencial (DSC), DRX, TGA e análises dinâmico-mecânicas (DMA). Esta tecnologia resultou em produtos com melhorias nas suas propriedades, destacando-se o módulo de armazenamento, que triplicou em relação ao polímero puro, para o PEAD. / The research presented herein involved an investigative study about the imidazolium ionic liquid properties in the presence of water, the synthesis of silica-ionic liquid hybrids and its subsequent application in polymeric composite preparations, using isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. The first part involved the determination of the imidazolium ionic liquid pH, electrical conductivity and viscosity, in the presence of different water concentrations. Continuously decreasing pH values were detected with increasing water concentrations, which indicated a reaction between both substances. Cyclic voltammetry measurements provided evidence for the formation of a new species, which adsorbed on the platinum electrode surface. All charge transfer processes were extremely reduced with ionic liquid 2 [C3O1MIm][H3CSO3]. Nuclear magnetic resonance studies indicated that the new species was not a N-heterocyclic carbene. Ab-initio calculations were performed in an attempt elucidating the structure of this new species. The identified structure was the product of a nucleophilic attack of water at carbon C2 of the imidazolium ring. The second part involved the synthesis of silica-ionic liquid hybrids by the sol-gel procedure, without using additional catalysts. Interestingly, the ionic liquids 1 and 2 showed being bifunctional materials (morphology controller and acid pre-catalyst). These materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electronic microscopic and thermogravimetric analysis. The ionic liquids 1 and 2 induced the formation of compact lamellar monoliths with a flat surface. A free flowing powder of aggregated spherical particles was obtained in the presence of ionic liquid 3. Polymeric composites were prepared by melt mixing of the silica-ionic liquid 3 hybrid with isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. Ionic liquid 3, 1-n-decyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, acted as compatibilizer and dispersant. The composites were characterized by thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, X-ray diffraction and dynamical-mechanical analysis. This technology resulted in the preparation of a high density polyethylene-silica composite with strongly increased rigidity.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-23T20:42:45Z No. of bitstreams: 1 DissKCR.pdf: 5575397 bytes, checksum: 00bd8d0d865352126acd47e7512ab06e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T19:32:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissKCR.pdf: 5575397 bytes, checksum: 00bd8d0d865352126acd47e7512ab06e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T19:32:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissKCR.pdf: 5575397 bytes, checksum: 00bd8d0d865352126acd47e7512ab06e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T19:33:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissKCR.pdf: 5575397 bytes, checksum: 00bd8d0d865352126acd47e7512ab06e (MD5) Previous issue date: 2015-08-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The available drugs for treating Chagas disease are not effective, therefore the development of new therapies is needed. Cruzain is the major Trypanosoma cruzi cysteine protease, the causative agent of the disease, and is a validated therapeutic target for the discovery of new trypanocidal agents. Our group has identified a cruzain inhibitor with fragment characteristics - [5- (2-chlorophenyl) -1,3,4- oxadiazol-2-yl] acetic acid (Neq0147) and its mode of interaction was validated by determining orthogonally its crystal structure. However, interactions of this inhibitor were not yet appropriately optimized. Therefore, this study aimed to optimize the interactions of Neq0147 to identify new fragments as non-peptide cruzain inhibitors, which was carried out through a structure-activity relationship study (SAR). Molecular modifications have been made based on Neq0147, wherein initially carboxylate was replaced by a nitrile to increase the affinity of the inhibitor and to act as an anchor to explore other modifications. Then it was made the replacement of the 1,3,4-oxadiazole ring for others heterocyclic five-membered rings, with the intention to explore interactions with Asp161 and Gly65. The position of the chlorine atom on the aromatic ring was also varied to explore interactions with amino acids in the S2 subsite. The compounds were tested against cruzain to determine its inhibition constant. From the SAR study it can be concluded that the change that generated higher affinity gain was the replacement of the carboxylate group by nitrile. It can also be seen that the presence of chlorine is essential for the fragments activity, which preferably should be present in the ortho or para positions. Among the evaluated inhibitors one fragment, Neq0617, has an affinity 14 times greater than the original fragment. Moreover, various inhibitors similar to fragments with high affinity and interaction efficiency have been identified, therefore these inhibitors are potential candidates for optimization. / Os fármacos disponíveis para o tratamento da doença de Chagas não são eficazes, portanto é necessário o desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas. A cruzaína é a principal cisteínoprotease do Trypanosoma cruzi, agente causador da doença, e é um alvo terapêutico validado para a descoberta de novos agentes tripanossomicidas. Nosso grupo identificou um inibidor de cruzaína com características de fragmento, o ácido [5- (2- clorofenil) -1,3,4-oxadiazol-2-il] acético (Neq0147), e seu modo de ligação foi validado ortogonalmente através da determinação de sua estrutura cristalográfica. No entanto, as interações deste inibidor ainda não estavam otimizadas de maneira adequada. Então este trabalho teve como objetivo a otimização das interações do Neq0147 para identificação de novos fragmentos como inibidores não peptidícos da cruzaína, que foi realizado através de um estudo de relação estrutura-atividade (SAR). Modificações moleculares foram feitas baseadas no Neq0147, sendo que inicialmente o carboxilato foi substituído por uma nitrila para aumentar a afinidade do inibidor e atuar como âncora para explorar outras modificações. Em seguida, foi feita a substituição do anel 1,3,4- oxadiazol por outros anéis heterocíclicos de cinco membros, com a intenção de explorar interações com o Asp161 e a Gly65. A posição do átomo de cloro no anel aromático também foi variada para explorar interações com aminoácidos presentes no subsítio S2. Os compostos foram testados contra a cruzaína para a determinação da sua constante de inibição (Ki). A partir do estudo de SAR, pode-se concluir que a modificação que gerou maior ganho de afinidade foi à substituição do grupo carboxilato pela nitrila. Também pode-se observar que a presença do átomo de cloro é essencial para a atividade dos fragmentos, sendo que preferencialmente deve estar presente nas posições orto ou para. Entre os inibidores avaliados um fragmento, Neq0617, teve uma afinidade 14 vezes maior do que a do fragmento inicial. Além disso, vários inibidores similares a fragmentos com alta afinidade e eficiência de interação foram identificados, portanto estes inibidores são potencias candidatos para otimização.

Esta pesquisa refere-se ao estudo investigativo sobre as propriedades de líquidos iônicos (LIs) imidazólicos na presença de água, bem como sua aplicação na formação de materiais híbridos de sílica-LI e sua utilização na obtenção de compósitos poliméricos de polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Foram utilizados os seguintes LIs: metanossulfonato de 1- trietilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C7O3MIm][H3CSO3], metanossulfonato de 1-monoetilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C3O1MIm][H3CSO3] e tetrafluoroborato de 1-n-decil-3-metil-imidazólio [C10MIm][BF4], identificados consecutivamente como LIs 1, 2 e 3. Primeiramente verificou-se o efeito da adição de água em LIs imidazólicos através de análises de pH, condutividade elétrica e viscosidade. Foi observado que os LIs apresentaram uma diminuição significativa do pH da solução, mesmo em baixas concentrações de H2O, indicando a ocorrência de uma nova reação entre o LI e água. Testes de voltametria cíclica comprovaram a formação de uma nova espécie, a qual adsorve na superfície do eletrodo de platina. Estudos de ressonância magnética nuclear (RMN) indicaram que esta nova espécie não é o N-carbeno heterociclo. Experimentos de cálculos ab-initio possibilitaram a elucidação da nova espécie; resultado de ataque nucleofílico da água no carbono C2 do anel imidazólio. A segunda parte desta pesquisa envolveu a formação de híbridos de sílica-LI, através do processo sol-gel. Estas reações foram executadas na ausência de catalisadores adicionais, visando à geração de ácido protônico como produto da reação entre o LI e água. Observou-se que o LI agiu ao mesmo tempo como pré-catalisador ácido e controlador de morfologia. Posteriormente os materiais foram caracterizados através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e análises termogravimétricas (TGA). Os resultados destas análises indicaram que os híbridos preparados na presença de LI contendo ânion metanossulfonato apresentaram-se na forma de monolitos com organizações lamelares, enquanto os híbridos que contém o LI com ânion tetrafluorborato apresentam-se como aglomerados de partículas esféricas. A natureza do LI 3 permite sua aplicação como compatibilizante, auxiliando na dispersão de cargas para a formação de compósitos poliméricos. Nessa perspectiva os híbridos sílica-LI foram misturados aos seguintes polímeros em estado fundido: polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Os resultados obtidos dos compósitos poliméricos demonstraram que o LI possibilitou uma boa dispersão da sílica nas matrizes poliméricas. As caracterizações dos compósitos poliméricos foram realizadas através de calorimetria exploratória diferencial (DSC), DRX, TGA e análises dinâmico-mecânicas (DMA). Esta tecnologia resultou em produtos com melhorias nas suas propriedades, destacando-se o módulo de armazenamento, que triplicou em relação ao polímero puro, para o PEAD. / The research presented herein involved an investigative study about the imidazolium ionic liquid properties in the presence of water, the synthesis of silica-ionic liquid hybrids and its subsequent application in polymeric composite preparations, using isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. The first part involved the determination of the imidazolium ionic liquid pH, electrical conductivity and viscosity, in the presence of different water concentrations. Continuously decreasing pH values were detected with increasing water concentrations, which indicated a reaction between both substances. Cyclic voltammetry measurements provided evidence for the formation of a new species, which adsorbed on the platinum electrode surface. All charge transfer processes were extremely reduced with ionic liquid 2 [C3O1MIm][H3CSO3]. Nuclear magnetic resonance studies indicated that the new species was not a N-heterocyclic carbene. Ab-initio calculations were performed in an attempt elucidating the structure of this new species. The identified structure was the product of a nucleophilic attack of water at carbon C2 of the imidazolium ring. The second part involved the synthesis of silica-ionic liquid hybrids by the sol-gel procedure, without using additional catalysts. Interestingly, the ionic liquids 1 and 2 showed being bifunctional materials (morphology controller and acid pre-catalyst). These materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electronic microscopic and thermogravimetric analysis. The ionic liquids 1 and 2 induced the formation of compact lamellar monoliths with a flat surface. A free flowing powder of aggregated spherical particles was obtained in the presence of ionic liquid 3. Polymeric composites were prepared by melt mixing of the silica-ionic liquid 3 hybrid with isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. Ionic liquid 3, 1-n-decyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, acted as compatibilizer and dispersant. The composites were characterized by thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, X-ray diffraction and dynamical-mechanical analysis. This technology resulted in the preparation of a high density polyethylene-silica composite with strongly increased rigidity.