Tese (doutorado)–Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Neste trabalho, foi desenvolvida uma estratégia convergente para a síntese de peptóides lineares e cíclicos via reações multicomponente de Ugi e cicloadição azida/alcino catalisada por cobre em regime de fluxo contínuo. Todas as condições experimentais para a reação de Ugi quatro componentes aplicadas à síntese dos peptóides lineares foram primeiramente estabelecidas por meio do uso da técnica de micro-ondas, o que permitiu o preparo em excelentes rendimentos de diferentes estruturas de peptóides.Tanto a etapa de formação da isonitrila como de preparação do ácido azido acético foram realizadas in situ, sem a necessidade de isolamento e purificação desses compostos. Estas etapas foram combinadas diretamente em uma mesma plataforma de fluxo contínuo com a reação de Ugi, gerando em três etapas, de forma eficiente, um peptóide linear com tempo reacional total de 25 min. A transposição das condições experimentais estabelecidas em micro-ondas para o fluxo contínuo foi realizada sem otimizações adicionais. A realização da reação de ciclização de CuAAC em fluxo contínuo por meio de um reator de cobre possibilitou o preparo de oito ciclopeptóides contendo o núcleo triazólico com rendimentos que variaram de bons a excelentes, sem a necessidade da utilização de nenhum tipo de aditivo. / In this work, a convergent strategy for the synthesis of linear and cyclic peptoids via the Ugi multicomponent reaction and copper-catalyzed azide/alkyne cycloaddition under continuous flow system was developed. All conditions for the Ugi four component reaction applied to the synthesis of linear peptoids were first established by using the microwave technique, which allowed the preparation of different peptoid structures in excellent yields.The steps of the isonitrile formation and the azido acetic acid preparation were both conducted in situ without any isolation or purification of these compounds. Later, these steps were directly combined in the same continuous flow platform with the Ugi reaction, yielding in three steps, in an efficient manner, a linear peptoid in a total reaction time of 25 min. Thus, the transposition of the experimental conditions established in microwave for continuous flow was accomplished without additional optimizations. The CuAAC cyclization reaction in continuous flow through a copper reactor enabled the preparation of eight ciclopeptoids containing the triazole nucleus in good to excellent yields avoiding the use of any additive.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-04T18:17:54Z No. of bitstreams: 1 TesePBM.pdf: 75905555 bytes, checksum: 5f53c7047ae0f631a4f5887c86969ac3 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:14:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePBM.pdf: 75905555 bytes, checksum: 5f53c7047ae0f631a4f5887c86969ac3 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:15:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePBM.pdf: 75905555 bytes, checksum: 5f53c7047ae0f631a4f5887c86969ac3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T19:15:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePBM.pdf: 75905555 bytes, checksum: 5f53c7047ae0f631a4f5887c86969ac3 (MD5) Previous issue date: 2016-03-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / In this thesis we describe studies towards the synthesis of porphyrins aiming the optimization of literature protocols leading to more environmental friendly approaches. Also, structural modifications and photophysical evaluations in meso-tetraarylporphyrins were studied, especially in mesotetra(thien-2-yl) porphyrins. Classical synthetic methods for porphyrins involve the use of high temperatures, toxic solvents, high dilution, and often low yields. In view of this, we decided to explore the methodology described by Bonar-Law in order to verify the feasibility of using aqueous environments in the synthesis of porphyrins. Some modifications were studied using sodium dodecylbenzylsulfonate (SDBS) as a critical micelle-forming instead of sodium dodecyl sulfate (SDS) as previously described, and the use of trichloroisocyanuric acid as oxidizing agent instead of 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone (DDQ), and montmorillonite K-10 as catalyst instead of HCl. These were chosen in order to use reagents with less environmental impact. However, the results were not satisfactory, yielding amounts of side-products reported in the literature. Also, we have studied the synthesis of porphyrins under continuous flow conditions, since the use of this technology gives more safety and efficiency to chemical reactions. The experiments under continuous flow conditions were performed using an adaptation of Gonsalves and Lindsey methodologies. First, the synthesis of tetraphenylporphyrin (TPP) was optimized, and different flow, temperature and concentration of reagents were evaluated in order to obtain the best reaction conditions. Thus, under continuous flow conditions employing tubular reactors (adaptations Gonsalves methodology), the highest yield for mesotetraphenylporphyrin (TPP) was 31% using a concentration of 0.2 mol L-1 for the pyrrol, and benzaldehyde, a flow of 0.6 mL min-1 at 140 °C. For comparison, the same experiment performed in batch resulted in 25% yield for TPP. Moreover, streaming technology has enabled the synthesis of various meso-substituted derivatives in yields of 9% to 39% indicating good versatility of this tool. The use of solid phase reactors (Lindsey methodology adaptations) consisted of preliminary experiments should be explored in more detail and will be carried on by the research group. With regard to meso-tetra(2-thienyl)porphyrins, these exhibit unique photophysical, photochemical and electrochemical properties and have been identified as potential photosensitizers for photodynamic therapy (PDT) and solar cells (CS) applications. In view of this, we decided to study different conditions for the synthesis, structural modification and the photodynamic properties of these porphyrin derivatives. Meso-tetra(2-thienyl)porphyrin was successfully synthesized using different methodologies with improvements in the yields after experimental modifications of the literature procedures. After systematic studies, meso-tetra(thien-2-yl)porphyrin was obtained in pure form with 36% yield, using chlorobenzene as solvent, hydroxylamine hydrochloride as catalyst and nitrobenzene as oxidant. Nitration reactions were carried out using mild reaction conditions with sodium nitrite and trifluoroacetic acid. The nitrated derivatives were obtained at α-position of thiophene in 66% yield for the mono-nitro product and 59% for the tetra-nitro product. Also, the Vilsmeier-Haack reaction was studied for obtaining functionalized meso-tetra(2-thienyl)porphyrins with formyl groups. In these studies only formylations at the α-position of the thiophene ring were observed, and no formylation at the β position of the porphyrin core (common for tetraphenylporphyrins). Moreover, we obtained reaction conditions in which only mono-formylated product was formed (10%), or only the tetra-formylated product (10%), as well as experimental conditions that yielded different products (mono, di, tri and tetra -formylated). After obtaining the desired formylated product, we studied the application of mono-formylated product in Wittig reaction, Peterson olefination and condensation with 4,4-difluoro-4-bora-3a, 4adiaza-s-indacene (BODIPY ). The latter studies were only an initial exploration and still require further elaboration. Porphyrin derivatives as 2-thienyl-chlorins and 2-thieny- bacteriochlorins were obtained by cycloaddition reactions with nitrile oxide 1,3-dipole with good yields. Also, preliminary photophysical studies of these compounds were performed in order to evaluate the potential of these photosensitizers as photoactive dyes. The photophysical results indicated that the obtained compounds are good producers of oxygen, present good photo-stability and did not undergo aggregation in the studied concentration range. Therefore, the 2- thienyl-chlorins and 2-thienyl-bacteriochlorins obtained in this study showed promising characteristics for use as photosensitizers in photodynamic therapy. Finally, the new heterocycles herein obtained presented bathochromic shift of the absorption bands in the electromagnetic spectrum, since molecules having this characteristic represent high interest in chemical photosensitizers. / Neste trabalho foram realizados alguns estudos metodológicos de sínteses de porfirinas buscando-se otimização/desenvolvimento de abordagens menos nocivas ao ambiente, tendo como foco a preparação/modificações estruturais de meso-tetraarilporfirinas, em especial as meso-tetra(2-tienil)porfirinas. Os métodos clássicos de síntese de porfirinas envolvem a utilização de altas temperaturas, solventes tóxicos, alta diluição e, frequentemente, baixo rendimento. Em vista disso, resolvemos explorar de maneira mais ampla a metodologia descrita por Bonar-Law com o objetivo de verificar a viabilidade do uso de ambientes aquosos na síntese de porfirinas. Algumas das modificações estudadas foram: o uso de dodecilbenzilssulfonato de sódio (SDBS) como agente formador de meio micelar crítico como outra opção ao do dodecil sulfato de sódio (SDS) já descrito; o uso de ácido tricloroisocianúrico como agente oxidante em substituição à 2,3-dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona (DDQ) e montmorilonita K-10 como catalisador ácido em substituição ao HCl. Estes últimos foram escolhidos visando utilizar reagentes com menor impacto ambiental (metodologias mais limpas). Entretanto, os resultados obtidos tanto com as reprodutibilidades quanto nas modificações experimentais não foram satisfatórios, rendendo quantidades de produtos inferiores aos reportados na literatura. Ainda neste contexto, realizamos as sínteses de porfirinas em regime de fluxo contínuo, pois o uso desta tecnologia pode trazer mais segurança e eficiência para este processo. Os experimentos de reações em fluxo contínuo foram realizados utilizando uma adaptação das metodologias de Gonsalves e de Lindsey. Primeiramente, realizou-se a síntese da meso-tetrafenilporfirina (TPP) para que os parâmetros de vazão, temperatura e concentração dos reagentes fossem avaliados visando obter a melhor condição reacional e, a partir de então, testar estas condições na síntese de outros derivados porfirinóides. Assim, nos estudos empregando-se reatores tubulares em fluxo contínuo (adaptações da metodologia de Gonsalves), o maior rendimento observado para meso-tetrafenilporfirina (TPP) foi de 31% quando se utilizou a concentração de 0,2 mol.L-1 de pirrol e de benzaldeído, vazão de 0,6 mL.min-1 e 140°C. Para fins comparativos, o mesmo experimento só que realizado em batelada resultou em 25% de rendimento de TPP. Além disso, a tecnologia de fluxo contínuo permitiu as sínteses de diferentes derivados meso-substitídos com rendimentos de 9% a 39% indicando boa versatibilidade desta técnica. O uso de reatores de fase sólida (adaptações da metodologia de Lindsey) consistiu de experimentos preliminares devendo ser explorados com mais detalhes e continuado pelo grupo de pesquisa. A respeito das meso-tetra(2-tienil)porfirinas, estas apresentam propriedades fotofísicas, fotoquímicas e eletroquímicas únicas e vêm sendo apontadas como possíveis fotossensibilizadores para aplicações em Terapia Fotodinâmica (PDT) e Células Solares (CS). Em vista disso, decidiu-se estudar metodologias de síntese, modificação estrutural e atividades fotodinâmicas deste tipo de porfirina. Desse modo, a meso-tetra(2-tienil)porfirina foi sintetizada por algumas metodologias descritas na literatura, e também por meio de alterações experimentais visando melhorar os rendimentos e a pureza. Após alguns estudos sistemáticos, a meso-tetra(2-tienil)porfirina foi obtida com 36% de rendimento e de forma pura, empregando-se clorobenzeno como solvente, cloridrato de hidroxilamina como catalisador e nitrobenzeno como oxidante. Sobre as funcionalizações, reações de nitração foram efetuadas usando condições reacionais brandas com nitrito de sódio e ácido trifluoracético. Obtendo-se os derivados nitrados na posição α do tiofeno com 66% de rendimento para o produto mono-nitrado e com 59% para o tetra-nitrado. Ainda, foram utilizadas as reações de Vilsmeier-Haack para obtenção da meso-tetra(2-tienil)porfirina funcionalizadas com grupos formil. Nestes estudos foram observados somente a formilação na posição α anel tiofeno e nenhuma formilação na posição β do núcleo porfirínico (comum para tetrafenilporfirinas). Além disso, conseguiram-se obter condições reacionais que rendessem somente o produto mono-formilado (10%) ou somente o produto tetra-formilado (10%), e também condições experimentais que rendessem diferentes produtos formilados (mono, di, tri e tetra-formilados). Após a obtenção dos produtos formilados, estudou-se a aplicação do mono-formilado em reações de Wittig, de Olefinação de Peterson e de condensação com 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (BODIPY). Estes últimos estudos foram apenas uma exploração inicial e ainda requerem de maior aprofundamento. Derivados do tipo 2-tienil-clorinas e 2-tienil-bacterioclorinas foram obtidos por meio de reações de cicloadição 1,3-dipolares com dipolos óxido de nitrilas com bons rendimentos.. Ainda, foram realizados estudos fotofísicos preliminares de alguns destes compostos a fim de avaliar o potencial destes como corantes fotossensibilizadores. Os resultados fotofísicos indicaram que são bons produtores de oxigênio, apresentam boa foto-estabilidade e não sofreram agregação na faixa de concentração estudada. Logo, as 2-tienil-clorinas e 2- tienil-bacterioclorinas obtidas neste trabalho apresentaram características promissoras para serem utilizadas como fotossensibilizadores em Terapia Fotodinâmica. Por fim, a obtenção dos novos heterociclos visou à disponibilização de compostos que apresentassem deslocamento batocrômico das bandas de absorção no espectro eletromagnético, uma vez que moléculas com esta característica representam elevado interesse na química de fotossensibilizadores.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-03-05T13:42:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Fernanda A. Nogueira.pdf: 2686379 bytes, checksum: b2784e624408c6479ab535a5d8007b3d (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-03-05T13:42:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Fernanda A. Nogueira.pdf: 2686379 bytes, checksum: b2784e624408c6479ab535a5d8007b3d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-05T13:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Fernanda A. Nogueira.pdf: 2686379 bytes, checksum: b2784e624408c6479ab535a5d8007b3d (MD5) Previous issue date: 2011-07-15 / Lean Manufacturing is recognized worldwide as a set of advantages an competitive differentials generated by adopting the methodology of work developed by Toyota. This research was conducted in a leading market's U.S. beverage company's, the the Quality Control sector. The company produces a wide variety of high-value products; however, since it's related to with the food industry, they work with raw materials that have a short life cycle. In addition, the customer is increasingly demanding, indicating that the company showing better flexibility to monitor the demand will become more competitive. Thus, lean manufacturing emerges as an alternative to improve customer services and processes. The company's main objective is to eliminate all activities that do not add value to the product. This is possible through a continuous flow, with high quality taxes, lower costs and agility in the implementation of changes. This paper presents a study on the usage of the concepts of Lean Manufacturing and of validating of a model of quality in the area, more specifically in the service process analysis of raw materials of a beverage company in the Industrial Pole of Manaus. For this, we carried out a bibliography study on Lean Manufacturing and application methodologies in the areas of services, manufacturing and administrative sector. Then, we performed a case study based on real applications of Lean Manufacturing in service quality, being a very broad concept, and therefore applicable to different areas of an organization. Additionally, there are many techniques used in this service model, such as Standard Work, Kaizen, Kanban, 5S and Performance Management. There was also work with reduced cycle times, covering aspects of quality and development of the team with the integration of the tools presented, generating a productivity improvement of about 30% and an economical 2000 hours. / A Manufatura Enxuta é mundialmente reconhecida como um conjunto de vantagens e diferenciais competitivos gerados pela adoção da metodologia de trabalho desenvolvida pela Toyota. Esta pesquisa foi realizada numa empresa americana líder no mercado de Bebidas, no setor de Qualidade. A empresa fabrica uma grande variedade de produtos, sendo estes de alto valor agregado; porém, por se tratar de setor alimentício, trabalha com matérias primas com um curto ciclo de vida. Além disso, o cliente está cada vez mais exigente, indicando que a empresa no qual apresentar maior flexibilidade para acompanhar a demanda se tornará mais competitiva. Com isso, a manufatura enxuta surge como uma alternativa para melhorar o atendimento ao cliente e aos processos. A empresa tem como principal objetivo eliminar todas as atividades que não agregam valor ao produto. Isto é possível através de um fluxo contínuo com altas taxas de qualidade, custos reduzidos e agilidade na introdução de mudanças. O presente trabalho visa realizar um estudo na utilização dos conceitos de Manufatura Enxuta e validar um modelo na área de qualidade, mais especificamente no processo de serviços de análise de matéria prima de uma empresa de bebidas no Pólo Industrial de Manaus. Para isso, foi realizado um levantamento bibliográfico sobre Lean Manufactoring e metodologias de aplicação nas áreas de serviços, manufatura e setor administrativo. Em seguida, foi realizado um estudo de caso com base em aplicações reais da Manufatura Enxuta na área de serviços da Qualidade, por ser um conceito extremamente amplo, sendo, portanto, aplicável às diversas áreas de uma organização. Adicionalmente, são muitas as técnicas utilizadas nesse modelo de serviço, tais como: Trabalho Padronizado, Kaizen, Kanban, 5S e Gerencimento da Performance. Também foi trabalhada a redução nos tempos de ciclo, considerando aspectos de qualidade e desenvolvimento da equipe com a integração das ferramentas apresentadas, gerando uma melhoria de produtividade de aproximadamente 30% e uma econômica de 2000 horas.

Os microrreatores de fluxo contínuo têm sido usados como uma alternativa aos reatores batelada devido às suas características, como o controle sobre a mistura reacional, excelente transferência de calor e massa e redução do tempo de reação, resultando no aumento do rendimento, diminuição da geração de resíduos e segurança no trabalho. Este trabalho tem como objetivo a transposição da reação de síntese do (Z)-5-benzilideno-2,4-tiazolidinadiona do processo batelada para o microrreator de fluxo contínuo. Este produto é um intermediário farmacêutico utilizado para sintetizar fármacos da classe das glitazonas, utilizados especialmente no combate à diabetes mellitus tipo 2. Foram selecionados o metanol, etanol e n-propanol como solventes da reação, pois são considerados verdes pela indústria químico-farmacêutica. No processo batelada foram definidas as melhores condições operacionais nos três solventes, onde foi observado que o solvente que produziu o maior rendimento foi o etanol, cerca de 90% em 480 min de reação. A reação foi transposta para o microrreator, onde foi possível realizar a reação em temperaturas e pressões elevadas. Os resultados mostraram que o metanol e o etanol atingem os melhores resultados em termos de conversão do reagente e rendimento do produto. Na última etapa da transposição foi realizada uma estimativa de quantos microrreatores são necessários para se obter a mesma produção do processo batelada. Em metanol são necessários 0,6 microrreatores (tempo médio de residência 8 min e T = 140°C), enquanto em etanol (tempo médio de residência 16 min e T = 140°C) e n-propanol (tempo médio de residência 16 min e T = 140°C), 2 microrreatores. Os resultados finais deste trabalho indicaram que os dois processos possuem suas vantagens. Além disto, foi possível sugerir a continuação deste trabalho de pesquisa que terá como objetivo sintetizar um fármaco da classe das glitazonas. / Continuous flow microreactors have been used as an alternative over batch reactors due to its characteristics, such as control of the reaction mixture, excellent heat and mass transfer and reduction of reaction time, which results in increased yield, waste minimization and work safety. This work aims at transposing the synthesis of (Z)-5-benzylidene-2,4-thiazolidinedione from the batch process to continuous flow in microreactor. This product is a pharmaceutical intermediary used to synthesize drugs of the glitazones class, especially in the fight against type 2 of diabetes mellitus. Methanol, ethanol and n-propanol were selected as solvents since they are considered green by the chemical-pharmaceutical industry. In the batch process it was determined the most favorable operational conditions for the three solvents, where in ethanol the highest product yield was obtained, about 90% in 480 min of reaction. The reaction was transposed to the microreactor where it was possible to perform the reaction under high temperatures and pressures. The results showed in the microreactor methanol and ethanol were responsible for the best results in terms of reactant conversion and product yield. An estimate was made of how many microreactors it would be needed to obtain the same production of the batch process. It was determined that in methanol, 0.6 microreactors are required (residence time 8 min and T = 140°C), while in ethanol (residence time 16 min and T = 140°C) and n-propanol (residence time 16 min and T = 140°C), 2 microreactors are required. The experimental results of this research work indicated that both processes have their advantages. In addition, it was possible to suggest the continuation of this research work with the objective of synthesize an API of the glitazone class.

Sistemas de análises químicas por injeção em fluxo envolvendo difusão gasosa foram projetados para a determinação espectrofotométrica de sulfeto e sulfito em melaços e caldos de cana de açúcar fermentados, visando a seleção de leveduras em função das quantidades destas espécies químicas produzidas durante o processo de fermentação. Os métodos para determinação de sulfeto e sulfito envolveram os reagentes N,Ndimetil- p-fenilenidiamino (DMPD) e verde de malaquita (MG), respectivamente. A reação entre DMPD e sulfeto, em presença de Fe(III) e em meio ácido, resulta na formação de azul de metileno (MB) que é monitorado a 668 nm. O sinal analitico é registrado sob forma de pico cuja altura é proporcional ao teor de sulfeto na amostra. A reação entre MG e sulfito, em meio alcalino, resulta na diminuição da absorbância de MG monitorada a 620 nm. O sinal analítico é registrado como pico invertido proporcional à concentração de sulfito. Os principais parâmetros envolvidos em ambas as determinações, tais como vazões, concentrações de reagentes, pH dos ambientes reacionais, temperatura, volume inserido da amostra, dimensões dos módulos de análises, bem como presença de tensoativos e eletrólitos concentrados foram investigados, permitindo a otimização dos sistemas. Devido às interações entre os analitos e os compostos contendo grupos carbonila existentes na matriz, bem como atrações eletrostáticas entre as espécies gasosas formadas e as partículas em suspensão, a etapa de volatilização dos analitos da amostra se constituiu em fator limitante quanto á utilização dos procedimentos em análises in situ. Neste sentido, a necessidade de tratamento prévio da amostra foi demonstrada. Os sistemas propostos são robustos e fornecem resultados precisos (d.p.r. < 2 %) com valocidade analítica de 30 eterminações por hora. As curvas analíticas se apresentam lineares até 5,0 mg L-1 S-S2- ou 25,0 mg L-1 S-SO2, os limites de detecção foram estimados como 0,04 e 0,7 mg L-1 de S-S2- e S-SO2, e os consumos de reagentes foram de 0,6 mg DMPD e de 0,002 mg MG por determinação. Emprego do método das adições-padrão foi sugerido parasuperação das interferências matriciais / Flow injection systems involving gas diffusion were designed for spectrophotometric determination of sulfide and sulfite in fermented sugarcane juices and molasses, aiming at yeast selection relying on their amounts produced during fermentation process. N,N-dimethyl-p-phenylenediamine (DMPD) e malachite green (MG) were used for sulfide and sulfite determinations, respectively. Reaction of sulfide with DMPD was developed in the presence of Fe(III) under acidic conditions, and yielded molybdenum blue (MB), which was monitored at 668 nm. The analytical signal was recorded as a peak with height proportional to the sulfide content in the sample. Reaction of sulfite with MG was developed under alkaline conditions, and caused a MG absorbance lessening monitored at 620 nm. The analytical signal was recorded as an inverted peak proportional to the sulfite concentration. For both determinations, the main involved parameters such as flow rates, reagent concentrations, pH of the reaction media, temperature, sample inserted volume, manifold geometry, as well as the presence of surfactants and concentrated electrolytes were investigated, allowing further system optimization. Due to analyte interactions with the carbonyl groups of some chemical species in the sample, as well as electrostatic attractions of the formed gaseous species by the solid suspended particles, the volatilization step constituted itself in a limiting factor for applying the procedures to in situ analysis. In this context, the need for a previous sample treatment was suggested. The proposed systems are rugged and yield precise results (r.s.d. < 2 %) at a sampling rate of 30 determinations per hour. Linearity of the analytical curves was noted up to 5.0 mg L-1 S-S2- or 25.0 mg L-1 S-SO2, detection limits were estimated as 0.04 mgL-1 S-S2- and 0.7 mg L-1 S-SO2, and the reagent consumptions were 0.6 mg DMPD and 0.002 mg MG per determination. Exploitation of the standard addition method for overcoming matrix effects was suggested

Os polímeros tornaram-se relevantes em nossa vida cotidiana devido à variedade de utilidades que estes possuem. Ao observarmos a nossa volta percebemos que estamos imersos em um mundo cheio de materiais poliméricos. A grande demanda destes materiais exige o incremento da produção global de polímeros. Isto traz consigo um maior consumo de recursos fósseis, acelerando o esgotamento dos mesmos e aumentando a geração e poluentes ambientais. Neste sentido, a polimerização enzimática tem sido considerada uma alternativa importante às técnicas convencionais de polimerização química. Existem descritos na literatura uma variedade de polímeros que foram preparados por polimerização enzimática e em alguns casos usando monômeros de origem biológica comercialmente disponíveis. Na grande maioria dos casos, esses compostos (monômeros) possuem sua reatividade bem estabelecida na literatura. Este projeto teve como motivação o estudo e desenvolvimento de metodologia visando obter novas poliamidas mediante polimerização enzimática em condições de fluxo contínuo, usando monômeros sintetizados a partir da integração de reações fotocatalíticas e reações enzimáticas. Em um primeiro momento, decidiu-se preparar o primeiro intermediário sintético, o 3-carbamoiloctanoato de metila (I), a partir da reação radicalar de amidação do trans-2-octenoato de metila com a formamida. Este composto foi usado como bloco de construção de novos monômeros. O amido-éster I desejado foi obtido a partir de três metodologias: Método fotocatalítico em condições de fluxo contínuo, utilizando como fotoiniciadores acetona e benzofenona; Método fotocatalítico em batelada, usando como fotocatalisador decatungstato de tetrakis(tetrabutilamônio) e método redox catalisado por Fe(II) em presença de ácido viii sulfúrico e peróxido de hidrogênio. A melhor condição reacional avaliada forneceu o composto com 47% de rendimento. Visando obter os monômeros de amida, uma vez obtido o primeiro intermediário de síntese, iniciou-se o estudo da reação de aminólise catalisada enzimaticamente deste substrato com mono e diaminas, em batelada e em fluxo contínuo, para compreensão da reatividade deste tipo de composto. Não foi possível obter o monômero desejado, ao invés disso, foi isolado o produto resultante da reação de aminólise de 1 equivalente do 3-carbamoiloctanoato de metila (I) com a 1,6-hexanodiamina. Este produto foi obtido com 11 % de rendimento. Paralelamente, com o desejo de obter poliamidas a partir de monômeros de base biológica, foi realizado um estudo da reação de aminólise do anidrido itacônico e itaconato de dimetila, com aminas alifáticas catalisada enzimaticamente sob condições de fluxo contínuo. Não foram obtidos os produtos desejados, ao invés disso, foi obtida a lactama correspondente com 70% de rendimento. / Polymers have become relevant in our lives due to their wide variety of applications. As we look around we realize that we are immersed in a world full of polymeric materials. The high demand for these materials requires an increase in the overall production of polymers. As a consequence, a higher consumption of fossil resources and an increasing generation of environmental pollutants would be expected. In this sense, enzymatic polymerization has been considered an important alternative to the conventional chemical polymerization techniques. A wide variety of polymers have been described in the literature, which have been prepared by enzymatic polymerization and in some cases using commercially available monomers from biological sources. In most cases, these compounds (monomers) have their reactivities well established in the literature. This project had as motivation a study and development of methodology to obtain new polyamides by enzymatic polymerization under continuous flow conditions, using monomers synthesized from the integration of photocatalytic reactions and enzymatic reactions. Initially, it was decided to prepare the synthetic intermediate (amide-ester I), from the amidation reaction of methyl trans-2-octenoate with formamide. This compound will be the building block for the new monomers. The desired amide-ester I was obtained from three methodologies: Photocatalytic method under continuous flow conditions, using acetone and benzophenone as photoinitiators; photocatalytic method using tetrabutylammonium decatungstenate photocatalyst and Fe (II) catalyzed redox method in the presence of sulfuric acid and hydrogen peroxide. The best reaction condition provided the compound in 47% yield. x In order to obtain the amide monomers, we began a study to understand the reactivity of this type of compound in aminolysis reaction with mono and diamines catalyzed by lipase, under batch and continuous flow conditions. The desired monomer could not be obtained, instead the product resulting from the aminolysis reaction of 1 equivalent of the methyl 3-carbamoyloctanoate (I) with the 1,6-hexanediamine was isolated. This product was obtained in 11% yield. In parallel, also aiming to obtain polyamides from biologically based monomers, a study of aminolysis reaction of itaconic anhydride and dimethyl itaconate with aliphatic amines catalyzed by lipase was carried out under continuous flow conditions. The desired products were not obtained, instead, the corresponding lactam in 70% yield was obtained.

A utilização de microrreatores nas indústrias químico-farmacêuticas pode possibilitar uma série de vantagens devido ao seu tamanho reduzido comparado aos reatores batelada, sendo estes mais comumente utilizados por esse tipo de indústria. Essas vantagens podem ser associadas à redução dos tempos de reação da ordem de minutos e à redução da geração de resíduos e subprodutos. Existe um aumento de qualidade expressivo na transferência de massa e de calor, o que acarreta em um processo facilmente controlável e seguro, permitindo maior rendimento e seletividade. A indústria químico-farmacêutica beneficia-se desta tecnologia, pois os microrreatores podem gerar uma grande variedade de compostos, em alguns casos várias ordens de grandeza maior em comparação ao processo batelada tradicional e podem diminuir em anos o tempo para produção comercial de um novo fármaco devido à maior facilidade no aumento da escala de produção. O objetivo deste trabalho foi transpor a reação de síntese de um derivado da tiazolidina-2,4-diona, um intermediário utilizado na produção de fármacos no combate à diabetes millitus II, do processo batelada para microrreator em fluxo contínuo. Por meio dos resultados foi determinado que não existe a necessidade de mais de 80 min. de reação para se atingir aproximadamente 98% de rendimento do produto em batelada, tendo o etanol como solvente e utilizando pirrolidina como base ideal na concentração de 0,040 M. Além disso, com o Screening de solventes foi possível entender melhor os aspectos da reação e determinar que tanto o metanol como o etanol são os mais adequados para a reação. Diferentes bases promotoras da reação foram testadas como substitutas da piperidina referenciada na literatura, que teve sua comercialização proibida no país. O processo em fluxo contínuo no microrreator a 140°C, proporcionou maior conversão e rendimento do que o processo batelada. Foi possível estudar os limites do microrreator em termos de temperatura e concentração de base promotora, sendo possível a aplicação dos princípios da intensificação de processos. Esses dados corroboram com os encontrados para o número equivalente de microrreatores (n°MR), onde para o etanol na mesma temperatura de ebulição do solvente (78°C) são necessários aproximadamente 9 microrreatores para ter a mesma produção de um batelada. Porém, com o aumento de temperatura para 140°C, são necessários 2 microrreatores para ter a mesma produção de um batelada. / The use of microreactors in the chemical-pharmaceutical industries may provide a number of advantages due to their reduced size compared to batch reactors, these being more commonly used by this type of industry. These advantages can be associated with the reduction of reaction times and the reduction of generation of residues and byproducts. There is an expressive quality increase in the transfer of mass and heat, which results in an easily controllable and safe process, allowing greater yield and selectivity. The chemical-pharmaceutical industry benefits from this technology because microreactors can generate a wide variety of compounds, in some cases several orders of magnitude larger than the traditional batch process, and may decrease the time for commercial production of a new drug in years due to the possibility of increasing the production through numbering-up. The objective of this project was to transpose the synthesis reaction of a thiazolidine-2,4-dione derivative, an intermediate used in the production of drugs in the fight against diabetes mellitus II, from batch process to microreactor in continuous flow. Through the results it was determined that there is no need for more than 80 min. of reaction to achieve approximately 98% product yield in the batch process, with ethanol as the solvent and using pyrrolidine as the best base at the optimum concentration of 0.040 M. In addition, with the screening of solvents it was possible to better understand the aspects of the reaction and to determine that both methanol and ethanol are the most suitable for the reaction. Different base reaction promoters were tested as substitutes of the usual base used for this type of reaction, piperidine, often cited in the literature, that had its commercialization prohibited in Brazil. The continuous flow process in the microreactor at 140°C, provided higher conversion and yield than the batch process. It was possible to study the limits of the microreactor in terms of temperature and concentration of promoter base, being possible to apply the principles of process intensification. These data corroborate with those found for the equivalent number of microreactors (nºMR), where for ethanol, at the same boiling temperature of the solvent (78ºC), approximately 9 microreactors are required to have the same production of a batch operated for 8 h. However, for higher temperatures the yields are even higher, and for 140°C, 2 microreactors are required to have the same production of a batch.

Técnicas de agrupamento de dados usualmente assumem que o conjunto de dados é de tamanho fixo e pode ser alocado na memória. Neste contexto, um desafio consiste em aplicar técnicas de agrupamento em bases de dados de tamanho ilimitado, com dados gerados continuamente e em ambientes dinâmicos. Dados gerados nessas condições originam o que se convencionou chamar de Fluxo Contínuo de Dados (FCD). Em aplicações de FCD, operações de acesso aos dados são restritas a apenas uma leitura ou a um pequeno número de acessos aos dados, com limitações de memória e de tempo de processamento. Além disso, a distribuição dos dados gerados por essas fontes pode ser não estacionária, ou seja, podem ocorrer mudanças ao longo do tempo, denominadas de mudanças de conceito. Nesse sentido, algumas técnicas de agrupamento em FCD foram propostas na literatura. Muitas dessas técnicas são baseadas no algoritmo das k-Médias. Uma das limitações do algoritmo das k-Médias consiste na definição prévia do número de grupos. Ao se assumir que o número de grupos é desconhecido a priori e que deveria ser estimado a partir dos dados, percorrer o grande espaço de soluções possíveis (tanto em relação ao número de grupos, k, quanto em relação às partições possíveis para um determinado k) torna desafiadora a tarefa de agrupamento de dados - ainda mais sob a limitação de tempo e armazenamento imposta em aplicações de FCD. Neste contexto, essa tese tem como principais contribuições: (i) adaptar algoritmos que têm sido usados com sucesso em aplicações de Fluxo Contínuo de Dados (FCD) nas quais k é conhecido para cenários em que se deseja estimar o número de grupos; (ii) propor novos algoritmos para agrupamento que estimem k automaticamente a partir do FCD; (iii) avaliar sistematicamente, e de maneira quantitativa, os algoritmos propostos de acordo com as características específicas dos cenários de FCD. Foram desenvolvidos 14 algoritmos de agrupamento para FCD capazes de estimar o número de grupos a partir dos dados. Tais algoritmos foram avaliados em seis bases de dados artificiais e duas bases de dados reais amplamente utilizada na literatura. Os algoritmos desenvolvidos podem auxiliar em diversas áreas da Mineração em FCD. Os algoritmos evolutivos desenvolvidos mostraram a melhor relação de custo-benefício entre eficiência computacional e qualidade das partições obtidas. / Several algorithms for clustering data streams based on k-Means have been proposed in the literature. However, most of them assume that the number of clusters, k, is known a priori by the user and can be kept fixed throughout the data analysis process. Besides the dificulty in choosing k, data stream clustering imposes several challenges to be dealt with, such as addressing non-stationary, unbounded data that arrives in an online fashion. In data stream applications, the dataset must be accessed in order and that can be read only once or a small number of times. In this context, the main contributions of this thesis are: (i) adapt algorithms that have been used successfully in data stream applications where k is known to be able to estimate the number of clusters from data; (ii) propose new algorithms for clustering to estimate k automatically from the data stream; (iii) evaluate the proposed algorithms according to diferent scenarios. Fourteen clustering data stream algorithms were developed which are able to estimate the number of clusters from data. They were evaluated in six artificial datasets and two real-world datasets widely used in the literature. The developed algorithms are useful for several data mining tasks. The developed evolutionary algorithms have shown the best trade-off between computational efficiency and data partition quality.

Os polímeros tornaram-se relevantes em nossa vida cotidiana devido à variedade de utilidades que estes possuem. Ao observarmos a nossa volta percebemos que estamos imersos em um mundo cheio de materiais poliméricos. A grande demanda destes materiais exige o incremento da produção global de polímeros. Isto traz consigo um maior consumo de recursos fósseis, acelerando o esgotamento dos mesmos e aumentando a geração e poluentes ambientais. Neste sentido, a polimerização enzimática tem sido considerada uma alternativa importante às técnicas convencionais de polimerização química. Existem descritos na literatura uma variedade de polímeros que foram preparados por polimerização enzimática e em alguns casos usando monômeros de origem biológica comercialmente disponíveis. Na grande maioria dos casos, esses compostos (monômeros) possuem sua reatividade bem estabelecida na literatura. Este projeto teve como motivação o estudo e desenvolvimento de metodologia visando obter novas poliamidas mediante polimerização enzimática em condições de fluxo contínuo, usando monômeros sintetizados a partir da integração de reações fotocatalíticas e reações enzimáticas. Em um primeiro momento, decidiu-se preparar o primeiro intermediário sintético, o 3-carbamoiloctanoato de metila (I), a partir da reação radicalar de amidação do trans-2-octenoato de metila com a formamida. Este composto foi usado como bloco de construção de novos monômeros. O amido-éster I desejado foi obtido a partir de três metodologias: Método fotocatalítico em condições de fluxo contínuo, utilizando como fotoiniciadores acetona e benzofenona; Método fotocatalítico em batelada, usando como fotocatalisador decatungstato de tetrakis(tetrabutilamônio) e método redox catalisado por Fe(II) em presença de ácido viii sulfúrico e peróxido de hidrogênio. A melhor condição reacional avaliada forneceu o composto com 47% de rendimento. Visando obter os monômeros de amida, uma vez obtido o primeiro intermediário de síntese, iniciou-se o estudo da reação de aminólise catalisada enzimaticamente deste substrato com mono e diaminas, em batelada e em fluxo contínuo, para compreensão da reatividade deste tipo de composto. Não foi possível obter o monômero desejado, ao invés disso, foi isolado o produto resultante da reação de aminólise de 1 equivalente do 3-carbamoiloctanoato de metila (I) com a 1,6-hexanodiamina. Este produto foi obtido com 11 % de rendimento. Paralelamente, com o desejo de obter poliamidas a partir de monômeros de base biológica, foi realizado um estudo da reação de aminólise do anidrido itacônico e itaconato de dimetila, com aminas alifáticas catalisada enzimaticamente sob condições de fluxo contínuo. Não foram obtidos os produtos desejados, ao invés disso, foi obtida a lactama correspondente com 70% de rendimento. / Polymers have become relevant in our lives due to their wide variety of applications. As we look around we realize that we are immersed in a world full of polymeric materials. The high demand for these materials requires an increase in the overall production of polymers. As a consequence, a higher consumption of fossil resources and an increasing generation of environmental pollutants would be expected. In this sense, enzymatic polymerization has been considered an important alternative to the conventional chemical polymerization techniques. A wide variety of polymers have been described in the literature, which have been prepared by enzymatic polymerization and in some cases using commercially available monomers from biological sources. In most cases, these compounds (monomers) have their reactivities well established in the literature. This project had as motivation a study and development of methodology to obtain new polyamides by enzymatic polymerization under continuous flow conditions, using monomers synthesized from the integration of photocatalytic reactions and enzymatic reactions. Initially, it was decided to prepare the synthetic intermediate (amide-ester I), from the amidation reaction of methyl trans-2-octenoate with formamide. This compound will be the building block for the new monomers. The desired amide-ester I was obtained from three methodologies: Photocatalytic method under continuous flow conditions, using acetone and benzophenone as photoinitiators; photocatalytic method using tetrabutylammonium decatungstenate photocatalyst and Fe (II) catalyzed redox method in the presence of sulfuric acid and hydrogen peroxide. The best reaction condition provided the compound in 47% yield. x In order to obtain the amide monomers, we began a study to understand the reactivity of this type of compound in aminolysis reaction with mono and diamines catalyzed by lipase, under batch and continuous flow conditions. The desired monomer could not be obtained, instead the product resulting from the aminolysis reaction of 1 equivalent of the methyl 3-carbamoyloctanoate (I) with the 1,6-hexanediamine was isolated. This product was obtained in 11% yield. In parallel, also aiming to obtain polyamides from biologically based monomers, a study of aminolysis reaction of itaconic anhydride and dimethyl itaconate with aliphatic amines catalyzed by lipase was carried out under continuous flow conditions. The desired products were not obtained, instead, the corresponding lactam in 70% yield was obtained.

As práticas e ferramentas de Lean Production já foram e vêm sendo implantadas em várias empresas dos mais diversos setores. Porém, muitas vezes tais implantações não atingem o resultado esperado. O que se observa é que o processo de implantação de práticas e ferramentas utilizadas em ambientes Lean, foca, em grande parte das vezes, na implantação de algumas ferramentas, tais como o sistema kanban ou 5S, deixando de lado a busca constante por um processo que funcione com estoque zero e sem defeitos. Tal cenário, mesmo sendo inatingível no curto ou médio prazo para grande parte das empresas é, porém, a essência do sistema de produção originado na Toyota. Esta pesquisa identifica que a implantação do fluxo contínuo é fundamental durante as implantações de práticas de Lean Production por embasar essa busca constante pela melhoria do fluxo de produção, visando sempre a remoção dos desperdícios presentes ao longo do fluxo. Por meio da realização de uma Revisão Bibliográfica exploratória são identificadas também as práticas e ferramentas que têm a sua implantação relatada com o objetivo de auxiliar a implantação ou dar sustentabilidade a um fluxo contínuo. Um estudo de caso relata a implantação de fluxo contínuo em um processo de costura com a utilização de células de produção, mostrando ainda quais outras práticas e ferramentas foram implantadas. O resultado encontrado foi que as práticas e ferramentas mais utilizadas para auxiliar a implantação e sustentabilidade de um fluxo contínuo são o takt time, balanceamento das operações, Mapeamento de Fluxo de Valor (MFV), layout celular, trabalho padronizado e sistemas puxados. Os principais ganhos identificados como resultado da implantação do fluxo contínuo e de práticas e ferramentas para auxiliá-lo em ambientes de lean production são a redução do lead time de produção, redução do work in process, aumento de produtividade, redução da área utilizada pela produção, redução do custo de produção e a redução do tempo gasto com atividades que não agregam valor ao produto. A principal dificuldade identificada para a implantação do fluxo contínuo foi a aceitação da equipe de produção, principalmente durante o início das operações após as implantações. O apoio dos Supervisores, Gerentes e Diretores das empresas se mostra fundamental para o sucesso de tal empreitada. / The practices and tools of Lean Production were and are being implemented in many companies of the most diverse sectors. However, many times such implementations do not achieve the expected result. What is observed is that the implementation process of the practices and tools used in Lean environments in a great part of the time focus on the implementation of some tools such as kanban system or 5S, keeping aside the constant search for a process that works with zero stock and with no defects. Such scenario, even being unachievable in a short and medium term for great part of the companies is, however, the essence of the production system started at Toyota. This paper identifies that the implementation of continuous flow is fundamental during the implementation of Lean Production practices for supporting this constant search for improvement of the production flow, always aiming the removal of the waste present along the flow. Through a Literature Review, are also identified the practices and tools that have its implementation reported with the target of supporting the implementation or sustain a continuous flow. A case study reports the implementation of continuous flow in a stitching process through the use of production cells, showing also what other practices and tools were implemented. The result found was that the practices and tools most used to support the implementation and sustainability of a continuous flow are takt time, workload balancing, Value Stream Mapping (VSM), cellular layout, standardized work and pull system. The main gains identified as a result of the implementation of the continuous flow and practices and tools to support it in Lean Production environments are the reduction of the production lead time, reduction of work in process, increase of productivity, decrease of the area used by the production, reduction of production cost and reduction of the time spent with non-add value activities. The main difficulty identified for the implementation of a continuous flow was the acceptance of the production team, mainly during the beginning of the operations right after the implementation. The support of Supervisors, Managers and Directors of the companies reveals fundamental for the success of this endeavor.