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AvaliaÃÃo da bioacessibilidade de cobre, ferro, zinco e atividade antioxidante total de suco integral e fibra de caju / Bioaccessibility evaluation of copper, iron, zinc and antioxidant total activity of whole cashew apple juice and cashew apple fiber

Ana Cristina Silva de Lima 28 February 2013 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O caju possui componentes que lhe conferem o tÃtulo de alimento funcional, sendo assim considerado, por se subentender que este atende as necessidades nutricionais e possui funÃÃo agregada à saÃde pela riqueza em fibras, minerais, vitaminas, compostos fenÃlicos e aÃÃo antioxidante. Em termos de nutriÃÃo nÃo à suficiente determinar apenas o conteÃdo total de nutrientes de determinado alimento, mas tambÃm conhecer a bioacessibilidade, ou seja, a quantidade absorvida e utilizada pelo organismo. Nesse contexto o objetivo desse trabalho foi determinar a bioacessibilidade dos minerais cobre, ferro e zinco, Ãcido ascÃrbico, compostos fenÃlicos e atividade antioxidante total, em suco integral e em subproduto do pseudofruto de caju, uma vez que uma melhor compreensÃo da contribuiÃÃo nutricional desses elementos no organismo se faz necessÃria. Considerando a escassez de estudos sobre os percentuais bioacessÃveis de nutrientes em suco de caju, seus produtos e subprodutos, neste estudo, o suco integral e a fibra de caju foram submetidos a um processo de digestÃo gastrointestinal simulada in vitro onde estes foram analisados antes e apÃs essa digestÃo e tiveram seu conteÃdo de cobre, ferro e zinco, componentes bioativos (Ãcido ascÃrbico, compostos fenÃlicos totais e atividade antioxidante total pelo mÃtodo ABTS) avaliados. Como resultado, para o suco integral de caju, os percentuais bioacessÃveis do conteÃdo dos minerais cobre e ferro se apresentaram >10%, para o zinco este teor foi <5%, enquanto que para a fibra de caju, os percentuais bioacessÃveis para estes minerais foram menores que 5% para os trÃs minerais analisados. Para a porcentagem bioacessÃvel de Ãcido ascÃrbico, compostos fenÃlicos totais e atividade antioxidante total do suco integral os percentuais de bioacessibilidade ficaram sempre >25%, enquanto que para a fibra, os teores bioacessiveis ficaram em torno de 15%, sugerindo que o suco integral se apresenta como fonte mais relevante de antioxidantes naturais bioacessÃveis, podendo sua ingestÃo diÃria, teoricamente, contribuir na proteÃÃo contra diversas doenÃas, com base no que se refere ao seu potencia antioxidante. / Cashew has components that confer the title of functional food, and therefore considered, by itself imply that meets the nutritional needs and health aggregate function has the richness in fiber, minerals, vitamins, phenolic compounds and antioxidant action. In terms of nutrition is not sufficient only to determine the total content of nutrients in a food, but also know the bioaccessibility i.e. the amount absorbed and utilized by the body. In this context, the objective of this study was to determine the bioaccessibility minerals copper, iron and zinc, ascorbic acid, phenolics and total antioxidant activity in whole cashew juice and cashew byproduct of the pseudofruit, since a better understanding of the nutritional contribution of these elements the body is necessary. Given the scarcity of studies on the percentage of nutrients in bioavailability cashew juice, their products and by products, this study, the whole cashew apple juice and cashew byproduct of the pseudofruit underwent a simulated gastrointestinal digestion process in vitro where they were analyzed before and digestion and after that had their content of copper, iron and zinc, bioactive compounds (ascorbic acid, total phenolics and total antioxidant activity by TEAC method) assessed. As a result, for the whole cashew apple juice, percentages bioavailability the mineral content of copper, iron showed> 10% for zinc this level was <5% where as for the product, the percentages for these minerals were bioavailability in about <5%. For bioavailability percentage of ascorbic acid, total phenolics and total antioxidant activity from whole cashew apple juice bioaccessibilityâs percentages were always> 25%, while for the byproduct bioavailability levels were around 15%. May be suggested that the whole cashew apple juice presents as most relevant source of natural antioxidants bioavailability, your daily intake can lead to positive health outcomes.
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Estudo de remoção de elementos inorgânicos e degradação de compostos orgânicos por radiação gama em óleos lubrificantes usados / Inorganic elements and organic compounds degradation studies by gamma irradiation in used lubricating oils

SCAPIN, MARCOS A. 09 October 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os óleos lubrificantes automotivos durante o seu uso sofrem degradação parcial de compostos orgânicos e incorporam elementos inorgânicos indesejáveis. Estas substâncias tornam o óleo lubrificante usado classificado como perigoso e altamente tóxico. Assim, no que diz respeito à conservação ambiental, o consenso mundial é que a melhor solução para os óleos lubrificantes usados objetive no tratamento para a sua reutilização. Dentro deste contexto e visando o uso de uma tecnologia alternativa, neste trabalho foi proposto um estudo sobre a eficiência e a viabilidade técnica do processo de oxidação avançada (POA) por radiação gama para o tratamento de óleo lubrificante automotivo usado. Amostras de óleo lubrificante usado foram diluídas em concentrações variadas com peróxido de hidrogênio e água Milli-Q. Estas amostras foram submetida a um irradiador de Cobalto-60, tipo Gammacell, com as doses absorvidas de 100, 200 e 500 kGy. Os resultados das análises inorgânicas por fluorescência de raios X (WDXRF) mostraram que o tratamento proposto permite a remoção de elementos inorgânicos, principalmente enxofre, cálcio, ferro e níquel em níveis aceitáveis pela legislação ambiental para reuso destes óleos. Os resultados por cromatografia gasosa (CG/MS) mostraram que este tratamento, também, promove a degradação dos compostos orgânicos, formando principalmente, os compostos tridecano, 2-metil-naftaleno, trietilamina e uréia-tetrametil, os quais são de grande aplicação industrial. A análise multivariada, análise de Cluster (CA), confirmou que a aplicação POA é um tratamento promissor e viável para o reuso de óleo lubrificante usado. INORGANIC / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
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Determinação dos constituintes inorgânicos em plantas medicinais e seus extratos / Inorganic constituints determination in medicinal plants and their extracts

FRANCISCONI, LUCILAINE S. 21 January 2015 (has links)
Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-01-21T10:02:22Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-01-21T10:02:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Diferentes tipos de terapias vêm sendo introduzidas como tratamento alternativo ao combate a diversos tipos de distúrbios humanos e entre eles, a utilização de chás com plantas medicinais vem se destacando pelo custo/benefício, facilidade de aquisição e administração. O objetivo deste estudo foi determinar os constituintes inorgânicos, avaliar a concentração dos elementos As, Ba, Br, Ca, Co, Cr, Cs, Fe, Hf, K, Mg, Mn, Na, Rb, Sb, Sc, Se, Ta, Th, Ti, U, V, Zn e Zr por análise por ativação neutrônica; o Cd, Cu, Ni e Pb pela espectrometria de emissão com plasma indutivamente acoplado e o Hg por espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio nas plantas medicinais e seus extratos cuja comercialização é regulamentada pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). A relevância dessas análises é justificada pela necessidade de contribuir para a recomendação destas plantas como fontes desses minerais na dieta. As técnicas utilizadas apresentaram sensibilidade adequada na obtenção da concentração de todos os elementos analisados, foram encontrados elementos considerados tóxicos em concentrações não prejudiciais ao organismo humano. Este estudo também possibilitou relacionar a concentração elementar nas espécies analisadas por meio das análises de coeficiente de correlação e da análise de agrupamento. Pode-se com isso, verificar a confirmação da similaridade no comportamento de grupos de elementos em relação à variação de suas concentrações observadas nas plantas e em seus extratos. Os elementos que exercem papel importante no metabolismo foram determinados em concentrações que podem auxiliar tanto no tratamento como na carência destes elementos no organismo, quando introduzido na dieta alimentar. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Desenvolvimento de elastômeros fluorados multifuncionais baseados em nanocompósitos / Development of multifunctional fluoroelastomers based on nanocomposites

ZEN, HELOISA A. 11 June 2015 (has links)
Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-06-11T18:00:50Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-06-11T18:00:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os polímeros fluorados são conhecidos por suas ótimas propriedades mecânicas, pela alta estabilidade térmica e pela resistência a ambientes químicos agressivos, e por causa destas propriedades são muito utilizados em indústrias automobilística, petroquímica, de manufatura, dentre outras. Para aprimorar as propriedades térmicas e de barreira a gases da matriz polimérica, é muito utilizado a incorporação de nanopartículas nesta matriz, pois após a incorporação o nanocompósito permanece com suas próprias características e adquire novas propriedades devido a presença da nanopartícula. Devido as características dos fluoropolímeros, sua modificação estrutural e morfológica é muito difícil de ser obtida por técnicas tradicionais e para transpor essa dificuldade a radiação ionizante é uma técnica muito utilizada e eficaz para a alteração estrutural de polímeros fluorados. Neste trabalho foram desenvolvidos nanocompósitos poliméricos à base de fluoroelastômero (FKM) incorporado com quatro diferentes nanopartículas: argila Cloisite 15A, POSS 1159, POSS 1160 e POSS 1163. Após obtenção dos filmes de nanocompósitos foi realizado o processo de enxertia de estireno induzida por radiação ionizante, seguida de sulfonação para obtenção de membrana trocadora de íons. O efeito da incorporação de nanopartículas e da radiação ionizante nos filmes desenvolvidos foram caracterizados por difração de raios X, análise térmica, análise mecânica, microcospia eletrônica de varredura e intumescimento; enquanto que as membranas obtidas foram avaliadas quanto ao grau de enxertia, capacidade de troca iônica e intumescimento. Após a caracterização os filmes, foi verificado que a reticulação foi o efeito predominante nos nanocompósitos irradiados antes da vulcanização, enquanto que a degradação foi o efeito predominante nos nanocompósitos irradiados após a vulcanização. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Síntese e caracterização de hidróxidos duplos lamelares preparados na presença de polímeros orgânicos ou com macromoléculas intercaladas / Synthesis and characterization of layered double hydroxides prepared in the presence of organic polymers or intercalated with macromolecules

Márcio José dos Reis 30 April 2009 (has links)
Compostos lamelares do tipo da hidrotalcita ou hidróxidos duplos lamelares (HDL), são materiais que possuem notáveis propriedades estruturais, químicas, eletrônicas, iônicas, ópticas e magnéticas. Em função dessas propriedades, os HDL apresentam uma diversidade de aplicações tais como adsorventes e catalisadores. Este trabalho tem por objetivo utilizar polímeros e macromoléculas na preparação e caracterização de HDL, visando melhorar as propriedades texturais dos HDL de MgAl-CO3 preparados em meio contendo polímeros orgânicos ou a intercalação direta de dendrímeros tipo PAMAM de gerações -0,5 e +0,5 em HDL do sistema Zn/Al. Os HDL de MgAl-CO3 foram preparados pela adaptação do método de coprecipitação a pH decrescente, com a presença de polímeros solubilizados no meio, como molde. Os materiais foram caracterizados por difração de Raios X, análise termogravimétrica, espectroscopia no infravermelho e medidas de área superficial por BET. Baseando-se nos resultados obtidos, pode-se concluir que propriedades texturais dos HDL preparados são modificadas, quando na presença de alguns polímeros. Na maioria dos casos, os valores calculados de área superficial específica foram mais elevados, em comparação com aquele obtido para o HDL preparado em meio reacional sem polímero. Isto pode ser explicado pela diminuição do tamanho de partículas e aumento no diâmetro médio de poros dos materiais preparados, provocada pela presença de polímeros no meio reacional. Os HDL intercalados com dendrímeros PAMAM G-0,5 e PAMAM G+0,5 foram preparados por duas rotas diferentes: coprecipitação a pH constante e troca iônica em fase dupla. Os materiais obtidos foram caracterizados por meio de difração de Raios X, análise de termogravimétrica associada à espectrometria de massas e espectroscopia no infravermelho. Utilizando os dois procedimentos de preparação, a intercalação de PAMAM G-0,5 deu origem a HDL com os mesmos espaçamentos basais, concordando com a intercalação dos ânions do dendrímero em um arranjo perpendicular à lamela do HDL, enquanto que para a intercalação do PAMAM G+0,5, espaçamentos basais muito menores do que o tamanho da molécula foram obtidos. A diferença entre a distância interlamelar observada e a esperada pode ser explicada por um arranjo peculiar das moléculas desse dendrímero em uma forma elipsoidal, devido às interações intramoleculares. Espectros no infravermelho confirmam a presença dos dendrímeros nos materiais Zn2Al-PAMAM G-0,5 e Zn2Al-PAMAM G+0,5. Finalmente, a presença destes dendrímeros foi confirmada por análise térmica associada com espectrometria de massas. Os estudos de Raios X com variação de temperatura in situ e as análises termogravimétricas revelaram que o material obtido pela intercalação do PAMAM G+0,5 é termicamente menos estável do que aquele intercalado com PAMAM G-0,5, concordando com a diferença de estabilidade entre os dendrímeros livres. / Hydrotalcite-like lamellar compounds or layered double hydroxides (LDH) are materials that present notable structural, chemical, electronic, ionic, optical and magnetic properties. Depending on these properties, the LDH present a great variety of applications such as adsorbents and catalysts. The aim of this work is to prepare and to characterize MgAl-CO3-LDH prepared in aqueous media containing organic polymer to improve textural properties, and to prepare HDL by intercalation of dendrimer (PAMAM) of generations -0.5 and +0.5 in ZnAl-HDL. MgAl-CO3-HDL samples were prepared by an adaptation of the coprecipitation method at decreasing pH, with the presence of polymers in the aqueous media as template. The materials were characterized by powder X-ray diffraction, termogravimetric analysis, infrared spectroscopy and BET isotherms. Based on the obtained results, it can be concluded that the textural properties of the prepared LDH were modified. The calculated values of specific surface area were higher in most of the cases compared with those obtained by the LDH prepared without polymer due to a decrease of the particle size and an increase in the average pore diameter of the prepared materials due to the presence of polymers. HDL with intercalated (PAMAM) dendrimers G-0.5 and G+0.5 were prepared by two different methods: coprecipitation at constant pH, and ionic exchange in double phase. The obtained materials were characterized by powder X-ray diffraction, thermal gravimetric analysis associated with mass spectrometry, and infrared spectroscopy. X-ray powder diffraction patterns exhibit the characteristic profiles of the lamellar materials with basal spacing depending on the nature of the dendrimer. For both preparation methods, the intercalation of PAMAM G-0.5 gives rise to LDH with basal spacing in agreement with the dendrimer molecules perpendicular to the layer of the host structure, while for PAMAM G+0.5 a basal spacing smaller than the molecule size was obtained. The difference between the obtained and the expected value is explained by an accommodation of the dendrimer molecule in an ellipsoidal shape, due to the intra-molecular interactions. Infrared spectra confirm the presence of dendrimers in the Zn2Al-PAMAM G-0.5 and Zn2Al-PAMAM G+0.5 materials. Finally, thermal analyses associated with mass spectrometry confirm the presence of these dendrimers. Powder X-ray diffraction with in situ temperature variation reveals that the material obtained by the PAMAM G+0.5 intercalation is thermally less stable than that prepared by PAMAM G-0.5 intercalation, in agreement with the difference in the thermal stability of the free dendrimers.
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Optoelectronically Active Metal-Inorganic Frameworks and Supramolecular Extended Solids

Ivy, Joshua F. 08 1900 (has links)
Metal-organic frameworks (MOFs) have been intensely researched over the past 20 years. In this dissertation, metal-inorganic frameworks (MIFs), a new class of porous and nonporous materials using inorganic complexes as linkers, in lieu of traditional organic linkers in MOFs is reported. Besides novel MIF regimes, the previously described fluorous MOF "FMOF-1", is re-categorized herein as "F-MIF1". F-MIF-1 is comprised of [Ag4Tz6]2- (Tz = 3,5-bis-trifluoromethyl-1,2,4-triazolate) inorganic clusters connected by 3-coordinate Ag+ metal centers. Chapter 2 describes isosteric heat of adsorption studies of F-MIF1 for CO2 at near ambient temperatures, suggesting promise for carbon capture and storage. We then successfully exchanged some of these Ag(I) centers with Au(I) to form an isostructural Au/F-MIF1. Other, nonporous MIFs have been synthesized using Ag2Tz2 clusters with bridging diamine linkers 4,4'-bipyridine, pyrazine, and a Pt(II) complex containing two oppositely-situated non-coordinating pyridines. This strategy attained luminescent products better-positioned for photonic devices than porous materials due to greater exciton density. Chapter 3 overviews work using an entirely inorganic luminescent complex, [Pt2(P2O5)4]4- (a.k.a. "PtPOP") to form new carbon-free MIFs. PtPOP is highly luminescent in solution, but as a solid shows poor quantum yield (QY ~0.02) and poor stability under ambient conditions. By complexing PtPOP to various metals, we have shown a dramatic enhancement in its solid-state luminescence (by an order of magnitude) and stability (from day to year scale). One embodiment (MIF-1) demonstrates microporous character. Chapter 4 overviews the design and application of new MIF linkers. Pt complexes based upon (pyridyl)azolates, functionalized with carboxylic acid groups, have been synthesized. These complexes, and their esterized precursors, show strong luminescence on their own. They have been used to generate new luminescent MIFs. Such new MIFs may be useful toward future inorganic (LEDs) or organic (OLEDs) light-emitting diodes, respectively. The electronic communication along their infinite coordination structures is desirable for color tuning and enhanced conductivity functions, compared to the small molecules used in such technologies, which rely on intermolecular interactions for these functions.
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Desenvolvimento de nanossistemas supramoleculares baseados em complexos terpiridínicos de ferro(II) / Development of supramolecular nanosystems based on iron(II) terpyridine complexes

Assumpção, Aline Moreno Chagas 11 December 2008 (has links)
A química supramolecular representa o caminho mais promissor na rota de desenvolvimento da nanotecnologia devido à maneira especial com que diferentes moléculas interagem, trocando informações e criando estruturas organizadas. Esta tese pretende contribuir para este campo de pesquisa, através do estudo de três derivados terpiridínicos funcionalizados e seus complexos de ferro(II): 4\'-(3- tienil)- 2,2\':6\',2\'\'-terpiridina (titpy), [Fe(titpy)2]2+; 4\'-(4\'-(fenil)- 2,2\':6\',2\'\'-terpiridina (phtpy), [Fe(phtpy)2]2+ e 4\'-(4-bromo-fenil)-2,2\':6\',2\'\'-terpiridina (Br-phtpy), [Fe(Brphtpy)2]2+. A investigação desses complexos foi realizada por métodos espectroscópicos, físico-químicos e computacionais. As propriedades dos complexos sintetizados foram exploradas empregando o conceito de química supramolecular, através da interação dos mesmos com &#946;-ciclodextrina, matriz de gel de pentóxido de vanádio e nanopartículas de ouro. Os novos materiais gerados apresentaram características que tornam possível a sua aplicação em diferentes áreas como: dosimetria UV-Vís, materiais para baterias e armazenamento de cargas e nanoestruturas organizadas. / Supramolecular chemistry is the most promising path on the development of nanotechnology. This is due to the special way that different molecules interact, exchanging information and generating organized structures. This PhD thesis intends to contribute in the supramolecular research field, with the study of three functionalized terpyridines derivates and the correlated iron(II) complexes: 4\'-(3-thienyl)-2,2\':6\',2\'\'-terpyridine, (titpy), [Fe(titpy)2]2+; 4\'-(4\'-(phenyl)- 2,2\':6\',2\'\'-terpirydine (phtpy), [Fe(phtpy)2]2+ and 4\'-(4-bromophenyl)-2,2\':6\',2\'\'- terpirydine (Br-phtpy), [Fe(Br-phtpy)2]2+. The investigations of the prepared compounds were done by spectroscopy, physicochemical and computational methods. The properties of the synthesized complexes were exploited in the supramolecular chemistry sense by the interactions of those compounds with &#945;-cyclodextrin, vanadium pentoxide gel matrix and gold nanoparticles. The originated materials presented features that make possible the employment of them in distinct areas such: UV-Vis dosimeter, batteries and charge storage, and organized nanostructures
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A New Approach to Sensitized Luminescence in Trivalent Lanthanide Coordination Polymers: From Fundamental Luminescence and Crystal Engineering Toward Sensing Applications

Unknown Date (has links)
Luminescent lanthanide containing coordination polymers and metal-organic frameworks hold great potential in many applications due to their distinctive spectroscopic properties. While the ability to design coordination polymers for specific functions is often mentioned as a major benefit bestowed upon these compounds, the lack of a meaningful understanding of the crystal engineering and luminescence in lanthanide coordination polymers remains a significant challenge toward functional design. Currently, the study of luminescence attributed to these compounds is based on the antenna effect as derived from molecular systems, where organic antennae are used to facilitate lanthanide-centered luminescence. This molecular based approach does not take into account the unique features of extended network solids, particularly the formation of band structure. By comparing molecular and band-based approaches, it was determined that the band structure of the organic sensitizing linker needs to be considered when evaluating the luminescence of lanthanide coordination polymers. This new model, as well as work on the crystal engineering and sensor applications of these materials will be presented. / Includes bibliography. / Dissertation (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2017. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection
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Desenvolvimento de nanossistemas supramoleculares baseados em complexos terpiridínicos de ferro(II) / Development of supramolecular nanosystems based on iron(II) terpyridine complexes

Aline Moreno Chagas Assumpção 11 December 2008 (has links)
A química supramolecular representa o caminho mais promissor na rota de desenvolvimento da nanotecnologia devido à maneira especial com que diferentes moléculas interagem, trocando informações e criando estruturas organizadas. Esta tese pretende contribuir para este campo de pesquisa, através do estudo de três derivados terpiridínicos funcionalizados e seus complexos de ferro(II): 4\'-(3- tienil)- 2,2\':6\',2\'\'-terpiridina (titpy), [Fe(titpy)2]2+; 4\'-(4\'-(fenil)- 2,2\':6\',2\'\'-terpiridina (phtpy), [Fe(phtpy)2]2+ e 4\'-(4-bromo-fenil)-2,2\':6\',2\'\'-terpiridina (Br-phtpy), [Fe(Brphtpy)2]2+. A investigação desses complexos foi realizada por métodos espectroscópicos, físico-químicos e computacionais. As propriedades dos complexos sintetizados foram exploradas empregando o conceito de química supramolecular, através da interação dos mesmos com &#946;-ciclodextrina, matriz de gel de pentóxido de vanádio e nanopartículas de ouro. Os novos materiais gerados apresentaram características que tornam possível a sua aplicação em diferentes áreas como: dosimetria UV-Vís, materiais para baterias e armazenamento de cargas e nanoestruturas organizadas. / Supramolecular chemistry is the most promising path on the development of nanotechnology. This is due to the special way that different molecules interact, exchanging information and generating organized structures. This PhD thesis intends to contribute in the supramolecular research field, with the study of three functionalized terpyridines derivates and the correlated iron(II) complexes: 4\'-(3-thienyl)-2,2\':6\',2\'\'-terpyridine, (titpy), [Fe(titpy)2]2+; 4\'-(4\'-(phenyl)- 2,2\':6\',2\'\'-terpirydine (phtpy), [Fe(phtpy)2]2+ and 4\'-(4-bromophenyl)-2,2\':6\',2\'\'- terpirydine (Br-phtpy), [Fe(Br-phtpy)2]2+. The investigations of the prepared compounds were done by spectroscopy, physicochemical and computational methods. The properties of the synthesized complexes were exploited in the supramolecular chemistry sense by the interactions of those compounds with &#945;-cyclodextrin, vanadium pentoxide gel matrix and gold nanoparticles. The originated materials presented features that make possible the employment of them in distinct areas such: UV-Vis dosimeter, batteries and charge storage, and organized nanostructures
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Redox-active ligand-mediated radical coupling reactions at high-valent oxorhenium complexes: reactions relevant to water oxidation for artificial photosynthesis

Lippert, Cameron A. 07 July 2011 (has links)
The making and breaking of O-O bonds has implications ranging from artificial photosynthesis and water oxidation to the use of O₂ as a selective, green oxidant for transformations of small molecules. Oxidative generation of O₂ from coupling of two H₂O molecules remains challenging, and well defined systems that catalytically evolve O₂ are exceedingly rare. Recent theoretical studies have invoked metal oxyl radicals (L[subscript n]M=O*) containing a singly occupied M-O π-type orbital as precursors to O-O bond forming events in both biological and synthetic water oxidation catalysts. However, the lack of stable metal oxyl complexes makes it difficult to explore and understand this hypothesis. The activation of dioxygen (breaking of O-O bonds) to produce terminal metal oxos also remains a challenge. There is an inherent kinetic barrier to the spin-forbidden reactions of triplet dioxygen, and features that engender selective O₂ reduction are not easily transferable from system to system. The primary thrust of this thesis work has been to elaborate new methods to generate well-defined metal oxyl radicals for studies of their reactions in radical bond-forming reactions similar to the radical coupling hypothesis of water oxidation. A library of >20 5- and 6-coordinate high-valent oxorhenium complexes containing redox-inert and redox-active ligands has been prepared. The complexes containing redox-active ligands have shown the ability for ligand-mediated radical coupling reactions. Mechanistic studies of bimetallic O₂ homolysis (the microscopic reverse of water oxidation) and nitroxyl radical deoxygenation at five-coordinate oxorhenium(V) reveal that, in both net 2e⁻ reactions, coupling to a redox-active ligand lowers the kinetic barrier to the reaction by facilitating formation and stabilization of 1e⁻ oxidized intermediates. Coordinatively unsaturated high-valent oxorhenium complexes containing redox-active ligands direct bond-forming reactions towards the metal center. This is undesirable towards the goal of forming O-O bonds. To address this problem coordinatively saturated Re(V) and Re(VII) complexes were prepared. Oxidation of these species by chemical oxidants allowed for the isolation of "masked" oxyl species. These complexes showed reactivity towards Si and trityl radicals to produce new Si-O and C-O bonds, whereas their closed-shell congeners were inert. We have successfully developed a method for the preparation and isolation of "masked" oxyl radicals and shown their utility in ligand-mediated radical coupling reactions.

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