Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, the ammonium salt of acid and a new polymeric compound of Cadmium, ligand 1,4-phenylene bis phenylphosphinic acid already reported by Herring at 1967 (Herring, L., D.; United States Patent, 3, 341-576, 1967) were synthesized and characterized. The reaction between an organometallic and a protector group aminephosphine gave rise to a diaminphenylphosphine which was subsequently oxided generating a white powder 1,4-phenylene bis phenylphosphinic acid. Acid when submitted at solvothermics conditions of methanol, led to colorless needle shaped crystals of 1. The dissolution of phenylene 1,4-phenylphosphinic acid in alcoholic medium followed by slow evaporation of the solvent generated needle-shaped crystals 2. The reaction between the ammonium salt of the acid in ethanol and cadmium chloride originated under conditions solvothermic colorless crystals plate-shaped to a compound of cadmium 3. Three compounds were first analyzed by infrared spectroscopy. Thermogravimetric analysis was performed for compound 1. Compounds 1, 2 and 3 were analyzed by X-ray diffraction of single crystal. Compound 1 is presented in the form of a two-dimensional network formed by hydrogen bonds, from strong to moderate, forming chains along the direction [010]. Compound 2 presents a rare two-dimensional array consisting of ammonium and hydronium. Structure is arranged by a complex network based on hydrogen bonds, with growth in the directions of a and b, being made available by alternating organic and inorganic layers. The coordination polymer 3 is two-dimensional and stretches along the [100], by double ligand bridges bisphenylphosphinate. Along [010], chains are connected by bridges of simple ligand, also occur in this direction, weak hydrogen bonds between-OH groups of ligands and deprotonated oxygen atoms of the protonated ligands. Each oxygen of the ligand connects so bismonodentate the cadmium atoms that exhibit octahedral geometry. Hydrogen bonds in these three compounds were important in maintaining their solid state structures. / Neste trabalho, foram sintetizados e caracterizados o ligante ácido benzeno 1,4-bisfenilfosfínico, já relatado por Herring em 1967 (Herring, L., D.; United States Patent, 3, 341-576, 1967), o sal de amônio do ácido e um novo composto polimérico de cádmio. A reação entre um organolítio e um grupo protetor organocloroaminofosfina deu origem a uma diaminafenilfosfina que foi posteriormente oxidada gerando um pó branco do ácido benzeno 1,4-bisfenilfosfínico. O ácido, quando submetido a condições solvotérmicas em metanol, originou cristais em forma de agulhas 1. A dissolução de 1 em solução alcoólica de amônio, seguida de evaporação lenta do solvente gerou cristais em forma de agulhas 2. A reação entre 1 e cloreto de cádmio em metanol sob condições solvotermais originou cristais incolores em forma de placas para um composto de cádmio 3. Os três compostos foram analisados primeiramente por espectroscopia de infravermelho. Análise termogravimétrica foi realizada para o composto 1. A análise estrutural dos compostos 1, 2 e 3 foi realizada através de difração de raios-X de monocristal. O composto 1 apresenta-se na forma de uma rede bidimensional formada por ligações de hidrogênio de forte a moderadas que formam cadeias ao longo da direção [010]. O composto 2 apresenta um raro arranjo bidimensional constituído por íons amônio e hidrônio. Sua estrutura é formada por uma complexa rede baseada em ligações de hidrogênio, com crescimento nas direções de a e b, sendo composta pela disposição alternada de camadas inorgânicas e orgânicas. O polímero de coordenação 3 é bidimensional e se estende na direção [100], através de pontes duplas do ligante bisfenilfosfinato. Na direção [010], as cadeias são conectadas por pontes simples do ligante, também nesta direção, ocorrem fracas ligações de hidrogênio entre grupos -OH de ligantes e átomos de oxigênio dos ligantes neutros. Cada oxigênio do ligante conecta-se de forma bismonodentada aos átomos de cádmio, que apresentam geometria octaédrica. As ligações de hidrogênio nestes três compostos mostraram-se importantes na manutenção de suas estruturas no estado sólido.

A interação da água com a celulose e com o amido é de grande importância para a compreensão das propriedades de ambos polissacarídeos e fundamental para o desenvolvimento de novas aplicações tecnológicas. Entre as novas aplicações estão em destaque a nanocelulose, como os nanocristais e microfibrilas. A preparação desses materiais é fortemente influenciada pela interação das ligações de hidrogênio presente nas fibras de celulose, tanto de caráter intra como intermolecular. Essas interações são responsáveis pelas propriedades mecânicas desses materiais uma vez que as moléculas estão ligadas umas às outras por meio de ligações de hidrogênio onde a água pode participar como elemento de ligação. Para o amido, dependendo da concentração da água, pode modifica-lo em termos da solubilidade e em propriedades pelo processo de gelatinização ou atuar como plastificantes como parcial despolimerização em amido termoplástico. Neste trabalho é descrito o estudo da interação do sistema água com a celulose e com o sistema água com amido por meio da análise termogravimétrica para a identificação de diferentes espécies de água: i) água livre, ii) água ligada congelável iii) água ligada não congelável. Para a realização deste estudo foi utilizado o método auto stepwise, método que permite uma maior resolução dos diversos fenômenos separadamente que ocorrem durante a dessorção da água. A dessorção da água no amido se demostrou mais complexa que a celulose devido à alternância da parte amorfa e cristalina em sua estrutura. Para o cálculo da energia de ativação da dessorção da água ligada e da degradação do polissacarídeo foi utilizado o método cinético de Osawa-Flynn-Wall, sendo possível estimar a energia de ativação dos fenômenos. Variando de 35-65 kJ/mol para dessorção da água ligada e 144,6-184 kJ/mol para degradação dos materiais. / The interaction of water with cellulose and starch are of great importance for understanding the properties of both polysaccharides and fundamental to the development of new technological applications. Among the new applications are highlighted to nanocellulose such as nanocrystals and microfibrils. The preparation of these materials is strongly influenced by the interaction of hydrogen bonds present in the cellulose fibers, both intra as intermolecular. These interactions are responsible for the mechanical properties of these materials since the molecules are linked to each other through hydrogen bonds where water can participate as a connecting element. For starch, depending on the concentration of the water, can modify it in terms of solubility and properties by gelatinization process or act as plasticizers as partial depolymerization of thermoplastic starch. This paper describes the study of the interaction of the water/cellulose system and the starch/water system by means of thermogravimetric analysis for the identification of different species of water: i) the free water or freezing water, ii) the freezing bound water and iii) the non-freezing bound water. For this study we used the auto stepwise method, that allows greater resolution of the various phenomena separately that occur during the water desorption. The water desorption in the starch is more complex that cellulose, due to alternating crystalline and amorphous parts of the structure. To calculate the bound water desorption activation energy and polysaccharide degradation energy was used kinetic method of Osawa-Flynn-Wall, that possible to estimate the phenomena of the activation energy, ranging from 35-65 kJ / mol for bound water desorption and from 144.6 to 184 kJ / mol for material degradation.

Nesse trabalho, foram obtidos bis-azofenóis (HO-(Azo-R)2) pela reação de sais de diazônio estáveis e fenol. As condições dessas reações foram analisadas, sendo que, pela primeira vez, a influência da temperatura foi investigada. Temperaturas mais altas aumentam o rendimento dos bis-azofenóis, o que reforça o modelo Droplet, e indicam um aumento na velocidade de reação da segunda reação de acoplamento. As propriedades espectroscópicas e fotoquímicas de HO-(Azo-Me)2 são essencialmente governadas pelo estabelecimento de uma ligação de hidrogênio intramolecular assistida por ressonância. Os rendimentos quânticos de fotoisomerização E-Z são baixos em decorrência, provavelmente, da formação de tautômeros no estado excitado, que desativam a isomerização. Foi obtida uma díade (Azo1-X-Azo2) contendo um azobenzeno da classe espectroscópica \"azobenzeno\" (Azo 1) e outro da classe \"aminoazobenzeno\'\' (Azo 2) conectados através de um espaçador (X). Não existe interação apreciável entre Azo 1 e Azo 2, sendo a separação entre os máximos de absorção dessas subunidades de mais de 60 nm. Observou-se que não foi possível fotoisomerizar (E-Z) seletivamente Azo 1, seja na região de seu isosbéstico, seja na região de seu máximo de absorção, sendo sempre observada a isomerização concomitante de Azo 2. O rendimento quântico de Azo 1 (0,22) é idêntico ao obtido para o modelo M-Azo 1, indicando que sua incorporação na díade não altera essa propriedade fotoquímica. A unidade Azo 2 pode ser fotoisomerizada (E-Z) seletivamente na região de seu máximo de absorção, não sendo observada isomerização significativa de Azo 1. É obtido um rendimento quântico (0,34) também idêntico ao do modelo M-Azo 2. Entretanto, na díade existe uma dependência do rendimento quântico de Azo 2 em função da região de excitação, sendo observado um rendimento quântico (0,54) quando excitado na região de 370 nm, que difere consideravelmente do rendimento quântico de M-Azo 2, que é independente do comprimento de onda (0,33). Um comportamento interessante foi observado ao se irradiar a díade na região de 370 nm, que corresponde ao ponto isosbéstico de Azo 2 e uma região de alta absorção da banda pi-pi* de Azo 1. Apesar da menor fração de luz absorvida por Azo 2 (44%), não se observa isomerização de Azo 1 até ser obtido o estado fotoestacionário (PSS) de Azo 2, indicando que existe um período de indução para que seja obtida a isomerização de Azo 1. Esse comportamento corresponde a um sistema do tipo neural, em que existe um estímulo durante um período de indução até que seja atingido um limiar para que ocorra uma determinada função. Considerando também os processos de isomerização Z-E, é possível realizar várias combinações a partir de estímulos luminosos diferentes e estados iniciais diferentes, que podem ser correlacionados com a lógica binária (byte [x,y]; x e y = 0 ou 1). Devido à combinação conveniente de grupos azo, essa díade é a primeira em que é possível uma caracterização fotoquímica dos processos fotoquímicos E-Z e Z-E e que se obtém uma seletividade, ao menos parcial, no controle desses processos. / In the studies herein proposed, bis-azophenols (HO-(Azo-R)2) were synthesized by the coupling reaction of stable diazonium salts and phenol. The reaction conditions were assessed and, for the first time, the influence of temperature was investigated in this type of reaction. Higher temperatures lead to increased yields of bis-azophenol, reinforcing the Droplet Model, and indicate an increase in the reaction rate for the second coupling step. Spectroscopic and photochemical properties of HO-(Azo-Me)2 are essentially directed by the establishment of a Resonance-Assisted Hydrogen Bond. The E-Z photoisomerization quantum yield is low, probably due to the formation of tautomers in the excited state that deactivate the isomerization process. A dyad (Azo1-X-Azo2) containing an azobenzene of the \"azobenzene\" spectroscopic group (Azo 1) and another azobenzene of the \"aminoazobenzene\" spectroscopic group (Azo 2), connected through a spacer (X), has been obtained. There is no appreciable interaction between Azo 1 and Azo 2 and the separation of the corresponding absorption maxima of these subunits is 60 nm. It was observed that selectively photoisomerization (E-Z) of Azo 1, either in the region of its isosbestic or in the region of its absorption maximum, was not feasible, being always observed the concomitant isomerization of Azo 2. The quantum yield of Azo 1 (0.22) is identical to that obtained for M-Azo 2, indicating that its incorporation into the dyad does not modify this photochemical property. The Azo 2 unit can be selectively photoisomerized (E-Z) in the region of its absorption maximum, without Azo 1 isomerization. A quantum yield of 0.34 was obtained, also the same to M-Azo 2 model. However, the dyad presents a dependence on the quantum yield of Azo 2 as a function of the excitation region , and a quantum yield of (0.54) was observed when excited in the region of 370 nm, which differs considerably from the quantum yield of M-Azo 2 since it is independent of the wavelength of excitation. An interesting behavior was observed by irradiating the dyad in the region of 370 nm, which corresponds to the isosbestic point of Azo 2 and a region of high absorption of the pi-pi* band of Azo 1. Despite the smaller fraction of light absorbed by Azo 2 (44%), isomerization of Azo 1 isn\'t observed until the photostationary state of Azo 2 is achieved, indicating that there is an induction period to obtain Azo 1 isomerization. This behavior corresponds to a neural type system, in which there is a stimulus during an induction period until a threshold is reached for a given function to occur. Considering also the Z-E isomerization processes, it is possible to perform several combinations from different light stimuli and different initial states that can be correlated with binary logic (byte [x, y] x and y = 0 or 1). Due to the convenient combination of azo groups, this dyad is the first in which a photochemical characterization of the photochemical processes E-Z and Z-E is obtained, and a partial selectivity is achieved in the control of these processes.

Capes / Este trabalho teve por objetivos a síntese dos isômeros cis e trans do acetal 2-fenil-5-hidróxi-1,3-dioxano (FHD), e o estudo dos equilíbrios conformacionais por cálculos teóricos. A metodologia experimental consistiu na produção dos acetais através da reação de acetalisação do glicerol com benzaldeído em meio ácido. A separação dos isômeros do FHD promoveu-se por cromatografia de camada fina e em coluna. No estudo teórico as conformações iniciais tiveram suas geometrias otimizadas e comparadas as posições otimizadas com as estruturas semelhantes do 4-fenilcicloexanol (FCO). As superfícies de energias potenciais (PES) foram construídas pelos giros de 10 em 10º dos diedros C7-C8-C2-O1 referente ao anel aromático e ao diedro C4-C5-O13-H25 da hidroxila. A influência de diferentes substituintes nos equilíbrios conformacionais foi determinada através da inserção dos seguintes grupos na posição meta do anel aromático: NO2, CHO, CF3, Cl, F, CH3, OCH3, OH, NH2 e N(CH3)2. Também foram realizados os estudos de NBO e a determinação das cargas atômicas pelos métodos Mulliken, NBO e APT. Nos cálculos teóricos foi utilizado o método B3LYP na função de base 6-311G++(d,p). Os resultados experimentais indicaram que com o eluente hexano/acetona na proporção 1:1 foi possível isolar os isômeros cis e trans do FHD. Quanto ao estudo teórico, a otimização das conformações mostrou a presença das ligações de hidrogênio intramoleculares (LHI) O-H...O entre o hidrogênio da hidroxila e os oxigênios do dioxano, e a existência das inéditas LHI C-H...O entre os hidrogênios orto do anel aromático e os oxigênios do dioxano. A otimização das geometrias e as PES indicaram uma maior estabilização da conformação eqeq em relação ao axax do isômero trans de 1,04 kcal.mol-1, devido a maior força das LHI C-H...O com o fenil na equatorial. No isômero cis a conformação eqax apresentou ser mais estável do que a axeq em 4,29 kcal.mol-1 motivada pela maior força das LHI C-H...O e O-H...O. A influência dos substituintes no isômero trans foi muito significativa a ponto de atingir-se uma redução na proporção da conformação diaxial de 15% para 1% com o substituinte NO2 e um aumento para 44% com o grupo N(CH3)2. Por fim as análises de NBO e a determinação das cargas atômicas mostraram a baixa densidade eletrônica dos hidrogênios orto que favorecem a formação das LHI C-H...O / This work aimed to the synthesis cis and trans isomers of the 2-phenyl-5-hydroxy-1,3-dioxane (PHD) acetal and the study of conformational equilibria by theoretical calculations. Acetals were prepared by acetalization reaction of glycerol with benzaldehyde under acidic conditions. The isomers separations were promoted by thin layer and column chromatography. In the theoretical study the initial conformations were optimized and theirs geometries were compared with the optimized structures of similar 4-phenylcyclohexanol (PCO). The potential energy surfaces (PES) were made by turn dihedral angle C7-C8-C2-O1 and C4-C5-O13-H25 by 10 in 10 degrees to 360o. The influence of substituent on conformational equilibrium were determined by inserting the groups NO2, CHO, CF3, Cl, F, CH3, OCH3, OH, NH2 and N(CH3)2 at the meta position of the aromatic ring. Studies were also performed with NBO and by atomic charges determination using Mulliken, NBO, and APT methods. Theoretical calculations were made using B3LYP method and 6-311++G(d, p) basis function. Experimental results indicated that was possible isolate the cis and trans isomers of PHD with hexane/acetone 1:1. As for the theoretical study, the optimization of the conformations showed the presence of intramolecular hydrogen bonds (IHB) OH...O between the hydroxyl hydrogen and oxygen of dioxane. It was observed the existence of unpublished IHB CH...O between the ortho hydrogen of aromatic ring and dioxane oxygen. The optimization of geometries and PES indicated a more stable conformation eqeq than axax in relation to the trans isomer of 1.04 kcal.mol-1. This is due the greater strength of IHB CH...O with the phenyl group in equatorial position. In the cis isomer the conformation eqax it was more stable than axeq by 4.29 kcal.mol-1 because of greater strength of IHB CH...O and OH...O. The influence of the substituent in the trans isomer werevery significant to reduces diaxial conformer of 15% to 1% with the NO2 group and increases to 44% with N(CH3)2 group. Finally the NBO analysis and the determination of atomic charges showed low electron density of the ortho hydrogen indicating IHB CH...O.

Capes / Este trabalho teve por objetivos a síntese dos isômeros cis e trans do acetal 2-fenil-5-hidróxi-1,3-dioxano (FHD), e o estudo dos equilíbrios conformacionais por cálculos teóricos. A metodologia experimental consistiu na produção dos acetais através da reação de acetalisação do glicerol com benzaldeído em meio ácido. A separação dos isômeros do FHD promoveu-se por cromatografia de camada fina e em coluna. No estudo teórico as conformações iniciais tiveram suas geometrias otimizadas e comparadas as posições otimizadas com as estruturas semelhantes do 4-fenilcicloexanol (FCO). As superfícies de energias potenciais (PES) foram construídas pelos giros de 10 em 10º dos diedros C7-C8-C2-O1 referente ao anel aromático e ao diedro C4-C5-O13-H25 da hidroxila. A influência de diferentes substituintes nos equilíbrios conformacionais foi determinada através da inserção dos seguintes grupos na posição meta do anel aromático: NO2, CHO, CF3, Cl, F, CH3, OCH3, OH, NH2 e N(CH3)2. Também foram realizados os estudos de NBO e a determinação das cargas atômicas pelos métodos Mulliken, NBO e APT. Nos cálculos teóricos foi utilizado o método B3LYP na função de base 6-311G++(d,p). Os resultados experimentais indicaram que com o eluente hexano/acetona na proporção 1:1 foi possível isolar os isômeros cis e trans do FHD. Quanto ao estudo teórico, a otimização das conformações mostrou a presença das ligações de hidrogênio intramoleculares (LHI) O-H...O entre o hidrogênio da hidroxila e os oxigênios do dioxano, e a existência das inéditas LHI C-H...O entre os hidrogênios orto do anel aromático e os oxigênios do dioxano. A otimização das geometrias e as PES indicaram uma maior estabilização da conformação eqeq em relação ao axax do isômero trans de 1,04 kcal.mol-1, devido a maior força das LHI C-H...O com o fenil na equatorial. No isômero cis a conformação eqax apresentou ser mais estável do que a axeq em 4,29 kcal.mol-1 motivada pela maior força das LHI C-H...O e O-H...O. A influência dos substituintes no isômero trans foi muito significativa a ponto de atingir-se uma redução na proporção da conformação diaxial de 15% para 1% com o substituinte NO2 e um aumento para 44% com o grupo N(CH3)2. Por fim as análises de NBO e a determinação das cargas atômicas mostraram a baixa densidade eletrônica dos hidrogênios orto que favorecem a formação das LHI C-H...O / This work aimed to the synthesis cis and trans isomers of the 2-phenyl-5-hydroxy-1,3-dioxane (PHD) acetal and the study of conformational equilibria by theoretical calculations. Acetals were prepared by acetalization reaction of glycerol with benzaldehyde under acidic conditions. The isomers separations were promoted by thin layer and column chromatography. In the theoretical study the initial conformations were optimized and theirs geometries were compared with the optimized structures of similar 4-phenylcyclohexanol (PCO). The potential energy surfaces (PES) were made by turn dihedral angle C7-C8-C2-O1 and C4-C5-O13-H25 by 10 in 10 degrees to 360o. The influence of substituent on conformational equilibrium were determined by inserting the groups NO2, CHO, CF3, Cl, F, CH3, OCH3, OH, NH2 and N(CH3)2 at the meta position of the aromatic ring. Studies were also performed with NBO and by atomic charges determination using Mulliken, NBO, and APT methods. Theoretical calculations were made using B3LYP method and 6-311++G(d, p) basis function. Experimental results indicated that was possible isolate the cis and trans isomers of PHD with hexane/acetone 1:1. As for the theoretical study, the optimization of the conformations showed the presence of intramolecular hydrogen bonds (IHB) OH...O between the hydroxyl hydrogen and oxygen of dioxane. It was observed the existence of unpublished IHB CH...O between the ortho hydrogen of aromatic ring and dioxane oxygen. The optimization of geometries and PES indicated a more stable conformation eqeq than axax in relation to the trans isomer of 1.04 kcal.mol-1. This is due the greater strength of IHB CH...O with the phenyl group in equatorial position. In the cis isomer the conformation eqax it was more stable than axeq by 4.29 kcal.mol-1 because of greater strength of IHB CH...O and OH...O. The influence of the substituent in the trans isomer werevery significant to reduces diaxial conformer of 15% to 1% with the NO2 group and increases to 44% with N(CH3)2 group. Finally the NBO analysis and the determination of atomic charges showed low electron density of the ortho hydrogen indicating IHB CH...O.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1225184 bytes, checksum: aea7240aacf52c5036cf6d487576423c (MD5) Previous issue date: 2009-10-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The intramolecular hydrogen bond occurs when the same molecules has both proton donor and proton acceptor groups in satisfactory configuration space for the formation of this interaction. It is important to note the changes in the structural, electronic and vibrational properties that occur due to the formation of this interaction. In the hydrogen bonding formation is an important phenomenon called charge transfer , where part of the electronic density of the proton acceptor species, Y, is transferred o the proton donor specie, HX. With respect to the vibrational spectrum are observed changes in the way of straightening of donor and acceptor proton species. Di-carbonyl compounds (C3H2O2R2) with their substituent groups (R=CH3, CN, H, NH2, OH and SH) were studied focusing on the energetic, structural, vibrational and electron density analysis. Initially the energy and structural analysis were carried out starting from the molecules optimized geometry. We also evaluated of the strength s hydrogen bonding and the length s intramolecular bond. The QTAIM study was performed to obtain the electron density s values and the electron density s Laplacian values and verify the existence of the bond critical point in the intramolecular hydrogen bond. From the harmonic vibrational spectra was possible to identify changes in the vibrational modes, related the intramolecular interaction s formation. / A ligação de hidrogênio intramolecular ocorre quando uma mesma molécula apresenta, simultaneamente, um grupo doador e outro receptor de próton, em configuração espacial favorável à formação dessa interação. É importante salientar as mudanças nas propriedades estruturais, eletrônicas e vibracionais que ocorrem devido à formação dessa interação. Na formação da ligação de hidrogênio ocorre um fenômeno importante denominado de transferência de carga , onde parte da densidade eletrônica da espécie receptora de próton, Y, é transferida para a espécie doadora de próton, HX. Com respeito aos espectros vibracionais, são observadas modificações nos modos de estiramento das espécies doadora e receptora de próton. Compostos di-carbonílicos (C3H2O2R2) com suas substituições (R=CH3, CN, H, NH2, OH e SH) foram estudados enfocando as análises energética, estrutural, vibracional e de densidade eletrônica. Inicialmente foram realizadas as análises energéticas e estruturais a partir da geometria otimizada das moléculas. Foram avaliados a força da ligação de hidrogênio e do comprimento da ligação intramolecular. O estudo usando a QTAIM foi realizado para adquirir os valores de densidade eletrônica e do Laplaciano da densidade eletrônica e verificar a existência do ponto crítico de ligação na ligação de hidrogênio intramolecular. A partir dos espectros vibracionais harmônicos foi possível identificar as variações no infravermelho, referentes à formação da interação intramolecular.

A interação da água com a celulose e com o amido é de grande importância para a compreensão das propriedades de ambos polissacarídeos e fundamental para o desenvolvimento de novas aplicações tecnológicas. Entre as novas aplicações estão em destaque a nanocelulose, como os nanocristais e microfibrilas. A preparação desses materiais é fortemente influenciada pela interação das ligações de hidrogênio presente nas fibras de celulose, tanto de caráter intra como intermolecular. Essas interações são responsáveis pelas propriedades mecânicas desses materiais uma vez que as moléculas estão ligadas umas às outras por meio de ligações de hidrogênio onde a água pode participar como elemento de ligação. Para o amido, dependendo da concentração da água, pode modifica-lo em termos da solubilidade e em propriedades pelo processo de gelatinização ou atuar como plastificantes como parcial despolimerização em amido termoplástico. Neste trabalho é descrito o estudo da interação do sistema água com a celulose e com o sistema água com amido por meio da análise termogravimétrica para a identificação de diferentes espécies de água: i) água livre, ii) água ligada congelável iii) água ligada não congelável. Para a realização deste estudo foi utilizado o método auto stepwise, método que permite uma maior resolução dos diversos fenômenos separadamente que ocorrem durante a dessorção da água. A dessorção da água no amido se demostrou mais complexa que a celulose devido à alternância da parte amorfa e cristalina em sua estrutura. Para o cálculo da energia de ativação da dessorção da água ligada e da degradação do polissacarídeo foi utilizado o método cinético de Osawa-Flynn-Wall, sendo possível estimar a energia de ativação dos fenômenos. Variando de 35-65 kJ/mol para dessorção da água ligada e 144,6-184 kJ/mol para degradação dos materiais. / The interaction of water with cellulose and starch are of great importance for understanding the properties of both polysaccharides and fundamental to the development of new technological applications. Among the new applications are highlighted to nanocellulose such as nanocrystals and microfibrils. The preparation of these materials is strongly influenced by the interaction of hydrogen bonds present in the cellulose fibers, both intra as intermolecular. These interactions are responsible for the mechanical properties of these materials since the molecules are linked to each other through hydrogen bonds where water can participate as a connecting element. For starch, depending on the concentration of the water, can modify it in terms of solubility and properties by gelatinization process or act as plasticizers as partial depolymerization of thermoplastic starch. This paper describes the study of the interaction of the water/cellulose system and the starch/water system by means of thermogravimetric analysis for the identification of different species of water: i) the free water or freezing water, ii) the freezing bound water and iii) the non-freezing bound water. For this study we used the auto stepwise method, that allows greater resolution of the various phenomena separately that occur during the water desorption. The water desorption in the starch is more complex that cellulose, due to alternating crystalline and amorphous parts of the structure. To calculate the bound water desorption activation energy and polysaccharide degradation energy was used kinetic method of Osawa-Flynn-Wall, that possible to estimate the phenomena of the activation energy, ranging from 35-65 kJ / mol for bound water desorption and from 144.6 to 184 kJ / mol for material degradation.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-25T14:19:15Z No. of bitstreams: 1 marianadasilvacunha.pdf: 6235170 bytes, checksum: e49cfdcb2f78bafd1146dd684a809c87 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-25T14:48:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marianadasilvacunha.pdf: 6235170 bytes, checksum: e49cfdcb2f78bafd1146dd684a809c87 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-25T14:48:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marianadasilvacunha.pdf: 6235170 bytes, checksum: e49cfdcb2f78bafd1146dd684a809c87 (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 / Neste trabalho foi investigada a influência da modificação dos ligantes Hidrogeno psulfobenzoato de potássio (PSB), Ácido 1,2,4,5-benzenotetracarboxílico (BTC) e Ácido 1,5-naftalenodissulfônico tetrahidratado (1,5NDS) nas interações com a molécula de Isoniazida (INH) em três novos compostos, PSB-INH, BTC-INH e 1,5NDS-INH, e também foi realizado um estudo sobre o composto 1,5NDS-INO no qual o ligante Isoniazida sofreu uma termodecomposição, levando à formação do Ácido isonicotínico (INO). Foi realizado um estudo das ligações de hidrogênio formadas entre os ligantes através da análise de superfície de Hirshfeld e gráficos de impressão digital. Estas análises são extremamente sensíveis ao ambiente químico da molécula e são únicas para cada molécula e, dessa forma, permitem a identificação das diferenças entre os empacotamentos cristalinos no estado sólido. Foi observado que, embora a conformação da molécula de Isoniazida seja praticamente idêntica nos compostos PSB-INH, BTC-INH e 1,5NDS-INH e as principais ligações de hidrogênio presentes envolvem interações do tipo N – H···O e O – H···N, os gráficos de impressão digital são diferentes e exibem a influência da modificação dos ligantes. Nos gráficos de impressão digital obtidos as contribuições mais importantes das interações estão relacionadas aos contatos O···H e N···H, que possuem valores de 31,3% e 6,0% para o composto PSB-INH, 49,9% e 6,9% para o composto BTC-INH e 44,8% e 5,0% para o composto 1,5NDS-INH. No composto 1,5NDS-INO as principais ligações de hidrogênio são do tipo O – H···O e O – H···N e a contribuição mais importante para o gráfico de impressão digital está relacionada ao contato O···H, que contribui com 41,9% para a superfície e também ao contato H···H, que contribui com 30,5%. Este trabalho demonstrou como as análises de superfície de Hirshfeld e dos gráficos de impressão digital conseguem identificar diferenças entre as moléculas no estado sólido e permitiu a análise das interações intermoleculares formadas nos diferentes compostos, comprovando a importância dessas novas ferramentas para a análise estrutural. / In this work was investigated the influence of the modification of the ligands Hydrogen p-sulfobenzoate of potassium (PSB), 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid (BTC) and 1,5-naphthalenedisulfonic acid tetrahydrate (1,5NDS) in interactions with the molecule of Isoniazid (INH) in three new compounds, PSB-INH, BTC-INH and 1,5NDS-INH, and also a study on the compound 1,5NDS-INO in which the Isoniazid ligand underwent a thermodecomposition, leading to the formation of isonicotinic acid (INO). A study of the hydrogen bonds formed between the ligands was carried out through Hirshfeld surface analysis and fingerprint plots. These analysis are extremely sensitive to the chemical environment of the molecule and are unique to each molecule and thus allow identification of the differences between the crystalline packages in the solid state. It was observed that, although the conformation of the Isoniazide molecule is practically identical in the compounds PSB-INH, BTC-INH and 1,5NDS-INH and the main hydrogen bonds present involve N – H ··· O and O – H ··· N, the fingerprint plots are different and exhibit the influence of the modification of the ligands. In the fingerprint plots obtained, the most important contributions of the interactions are related to the contacts O···H and N···H, which have values of 31.3% and 6.0% for the compound PSB-INH, 49.9% and 6.9% for compound BTC-INH and 44.8% and 5.0% for the compound 1.5NDS-INH. In the compound 1,5NDS-INO the main hydrogen bonds are of the O – H ··· O and O – H ··· N type and the most important contribution to the fingerprint plot is related to the contact O···H, which contributes with 41.9% to the surface and also to the H···H contact, which contributes with 30.5%. This work demonstrated how Hirshfeld surface analysis and fingerprint plots can identify differences between molecules in the solid state and allowed the analysis of the intermolecular interactions formed in the different compounds, proving the importance of these new tools for structural analysis.

Orientador: Roberto Rittner Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T09:46:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cormanich_RodrigoAntonio_M.pdf: 17962045 bytes, checksum: e9b512f22b0c39e10dfff2d962a24647 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: São reportadas na presente dissertação as análises conformacionais dos aminoácidos da glicina, L-alanina, sarcosina e N,N-dimetilglicina e dos ésteres metílicos da L-valina, L-fenilalanina e L-tirosina, utilizando cálculos teóricos e espectroscopias de RMN de H e infravermelho. Todos os cálculos foram executados em nível B3LYP/aug-cc-pVDZ e comparados com os dados obtidos experimentalmente, para o caso dos ésteres metílicos da L-valina, L-fenilalanina e L-tirosina utilizando as espectroscopias de RMN de H e de infravermelho. Os valores de JHH em vários solventes forneceram informações importantes a respeito das variações populacionais com a mudança do meio para estes três sistemas moleculares. As populações relativas dos confôrmeros, obtidas em solventes com diferentes valores de constante dielétrica, foram também determinadas pela deconvolução da banda referente ao estiramento da ligação C=O dos espectros de infravermelho. Os resultados experimentais obtidos em cada solvente estão em boa concordância quando comparados com as estruturas obtidas utilizando cálculos teóricos de solvatação implícita IEFPCM (Integral Equation Formalism Polarized Continuum Model) e, portanto, validam estes últimos. Assim, em divergência aos dados da literatura, este trabalho sugere, baseado nas análises de orbitais naturais de ligação (NBO) e de teoria quântica de átomos em moléculas (QTAIM), que as preferências conformacionais destes importantes compostos são governados por efeitos estéricos e hiperconjugativos e não devido à possível formação de ligações de hidrogênio intramoleculares / Abstract: The conformational analysis of glycine, L-alanine, sarcosine and N,N-dimetilglycine aminoacids and L-valine, L-phenylalanine and L-tyrosine methyl esters, using theoretical calculations and H NMR and infrared spectroscopies, are reported in the present dissertation. All calculations were carried out at the B3LYP/aug-cc-pVDZ level of theory and compared with experimental data obtained for the L-valine, L-phenylanaline and L-tyrosine, using the H NMR and infrared spectroscopies. The JHH values in various solvents provided important informations about the populational variation with the environment changing to these three molecular systems. Conformer relative populations, obtained in solvents of different dieletric constant values, were also measured by the infrared spectra C=O stretching band deconvolution. The experimental results obtained in each solvent are in good agreement in comparison to the obtained structures using the implicit solvent model IEFPCM (Integral Equation Formalism Polarized Continuum Model) theoretical calculations and, therefore, validate the last ones. Indeed, in divergence with literature data, this work suggests, within the framework of natural bond orbital (NBO) and the quantum theory of atoms in molecules (QTAIM) analysis, that these important compounds conformational preferences are ruled by steric and hyperconjugative effects and not as due to possible intramolecular hydrogen bonding formation / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Na última década sistemas supramoleculares vêm atraindo a atenção de muitos pesquisadores na área da química. Este interesse é devido a capacidade dos sistemas supramoleculares mimetizarem sistemas biológicos e pelo seu importante papel na construção de novos materiais com interesse tecnológico. No contexto de interações supramoleculares as espécies oxocarbônicas têm se mostrado como excelentes sondas para o estudo dessas interações devido às características sui generis dos seus espectros eletrônicos e vibracionais, o que por sua vez decorre da presença do efeito Jahn-Teller. Neste trabalho foram investigados os sistemas supramoleculares: mordenita/ácido esquárico, tiouréia/ácido esquárico e agregação de esquaraínas em solução. Nessa investigação foram utilizadas técnicas de espectroscopia eletrônica e vibracional. As espectroscopias Raman e Raman ressonante se mostraram eficientes para o estudo dos sistemas supramoleculares acima. Através do uso das espectroscopias eletrônica e vibracional foi possível caracterizar interações do tipo \"transferência de carga\" em mordenitas incluídas, caracterizar clatratos formados por tiouréia e espécies oxocarbônicas, e determinar os modos vibracionais envolvidos no processo de agregação em solução de esquaraínas e, conseqüentemente, sua geometria de agregação. / Over the last decade supramolecular systems have received the attention of many researchers. Such interest can be explained by the ability of supramolecular systems to mimic biological systems, as well as by their important role in the design of new materials with technological relevance. In the context of supramolecular interactions oxocarbon species have proved to be excellent probes for the study of such interactions thanks to the unique features of their vibrational and electronic spectra, a consequence of the Jahn-Teller effect. In the present work the following systems were investigated: Mordenite/squaric acid, thioureia/squaric acid and aggregated squaraines in solution. Electronic and vibrational spectroscopies were the techniques of choice. Raman and resonance Raman spectroscopies showed to be convenient techniques for the study of the forementioned systems. It was possible to characterize the charge-transfer interaction induced by the restrict geometry in mordenite, the clathrate-like host formed by thioureia squaric acid, as well as to determine the nature of the squaraines aggregates formed in solutions.