As metaloporfirinas (MeP) cloreto de 5,10,15,20-tetra(pentafluorofenill)porfirina de manganês (III) e ferro (III) (MnIIIP e FeIIIP) foram imobilizadas em matriz de sílica híbrida mesoporosa do tipo SBA-15. Os grupos silanóis da SBA-15 foram modificados com (3-aminopropil)trietoxissilano (APTES) e (3-aminopropil)dietoximetilsilano (APDES), que após a imobilização das metaloporfirinas geraram os catalisadores FeP-APSBA, FeP-APMSBA, MnP-APSBA e MnP-APMSBA. Um terceiro tipo de material foi preparado a partir da ligação de grupos trimetilsilil (TMS) nos catalisadores FeP-APSBA e MnP-APSBA, gerando outros dois catalisadores que foram denominados FeP-APSBA-TMS e MnP-APSBA-TMS. Os materiais foram caracterizados por FTIR, RD UV-Vis, TG/TGA MEV, MET e isotermas de adsorção e dessorção de N2 (BET/BJH). Para analisar a natureza da interação solvente-superfície nos materiais, foram determinadas medidas goniométricas de energia livre de superfície. Os catalisadores foram estudados na oxidação dos substratos (Z)-ciclo-octeno e ciclo-hexano, utilizando iodosilbenzeno (PhIO) como espécie doadora de oxigênio a fim de avalia-los como biomiméticos do citocromo P450. Os parâmetros estruturais foram comparados aos resultados catalíticos frente à formação da gaiola de solvente e das espécies intermediárias de alta valência, FeIV(O)P+. e MnV(O)P e estudar como esses fatores afetam o rendimento e a seletividade das reações catalisadas. As MeP-SBAs apresentaram uma faixa de rendimento de 88 a 47 % para epoxidação de (Z)-ciclo-octeno. Já na oxidação de ciclo-hexano houve formação de 2 a 8 % de ciclo-hexanol e 2 % de ciclo-hexanona. Observou-se maior seletividade para o álcool com as FeP-SBAs. / Manganese (III) and iron (III) 5,10,15,20- tetra(pentafluorophenyl) porphyrin (MnIIIP and FeIIIP ) chloride were immobilized in mesoporous silica hybrid matrix SBA-15. Silanol groups were modified with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) and (3-aminopropyl)diethoxymethylsilane (APDES), generating catalysts called FeP-APSBA, FeP-APMSBA, MnP-APSBA and MnP-APMSBA. A third type of material was prepared from the binding trimethylsilyl groups (TMS) in FeP-APSBA and MnP- APSBA catalysts generating the other two catalysts named FeP-APSBA-TMS and MnP-APSBA-TMS. The materials were characterized by FTIR , DR UV-Vis , TG/TGA SEM , TEM and adsorption and desorption isotherms of N2 (BET/BJH) and to analyze the materials solvent - surface interaction nature the were determined goniometric measurements of surface free energy. Catalysts were evaluated for (Z)- cyclooctene and cyclohexane oxidation mediated by iodosylbenzene (PhIO) as the oxygen donor species to evaluate their catalytic activity as cytochrome P450 biomimetics. Structural parameters were compared to catalytic results related to cage solvent formation and the intermediate species high valence FeIV(O)P+. and MnV(O) P and how these factors affect the yield and selectivity of catalysts. MeP-SBA\'s reactions showed a range of 88-47 % for epoxidation (Z)-cyclooctene and cyclohexane oxidation yielding 2 to 8 % of cyclohexanol and 2 % of cyclohexanone. In the latter case was observed a higher selectivity for alcohol with FeP-SBA\'s.

Neste trabalho foram investigados sistemas modelos do citocromo P450 para o estudo do metabolismo da monensina A empregando três estratégias de abordagem: a) utilização de metaloporfirinas e complexos salen como catalisadores para a oxidação da monensina A por diferentes oxidantes e meios reacionais; b) utilização de fungos de diferentes cepas para estudos de biotransformação deste antibiótico e c) emprego de microssomas de fígado de ratos e humanos para o estudo do metabolismo in vitro da monensina A. Os produtos obtidos nestes três sistemas foram comparados com os metabólitos formados em estudos in vivo relatados na literatura. Os resultados obtidos com os sistemas envolvendo os catalisadores mostraram que a formação dos produtos é dependente da escolha do meio reacional e do oxidante empregado. Os estudos de biotransformação da monensina A empregando microssomas de fígado e os fungos Aspergillus awamori, Beauveria bassianna, Cunninghamella echinulata, Cunninghamella elegans, Fusarium oxysporum, M61, Mucor rouxii e Penicillium brevicompactum mostraram que estes sistemas são viáveis nos processos de biotransformação deste fármaco nas condições empregadas. Os produtos obtidos nas reações e/ou meios de cultura com os diferentes sistemas foram identificados por espectrometria de massas sequencial e também por comparação com padrões obtidos anteriormente. Foram obtidos três principais metabólitos: (i) 3-O-desmetil-monensina A, (ii) 12-hidroxi-monensina A e (iii) 12-hidroxi-3-O-desmetil-monensina A, os quais coincidem com os principais metabólitos obtidos em estudos in vivo. Assim, os resultados mostraram que os modelos estudados podem ser usados para predizer o metabolismo da monensina A. Os metabólitos 3-O-desmetil-monensina A e 12-hidroxi-monensina A puderam ser produzidos e isolados dos sistemas catalíticos envolvendo a metaloporfirina e o catalisador de Jacobsen. Os ensaios biológicos de atividade tóxica em mitocôndrias, bem como a atividade antimicrobiana da monensina A e de seus metabólitos 3-O-desmetil-monensina A e 12-hidroxi-monensina A mostraram que estes metabólitos possuem menor ou nenhuma atividade nos parâmetros biológicos testados quando comparados à monensina A. Assim, pode-se inferir que o metabolismo da monensina A corresponde a uma via de detoxicação clássica, através da qual as moléculas produzidas são mais polares, dificultando o transporte de complexos catiônicos através das membranas, diminuindo suas propriedades biológicas e facilitando a sua eliminação. / This study used model systems to investigate monensin A metabolism. More specifically, this work employed three strategies: (i) use of biomimetic systems, involving metalloporphyrins and salen complexes, to catalyze monensin A oxidation by different oxidants in distinct reaction media; (ii) application of different fungal strains to conduct biotransformation studies of this antibiotic; and (iii) use of rat and human liver microsomes as a cytochrome P450 model to monitor the in vitro metabolism of monensin A and compare the products with the metabolites generated in in vivo studies reported in the literature. Studies involving chemical catalysts showed that product formation depended on the choice of reaction medium and oxidant. Monensin A biotransformation studies employing fungi revealed that Aspergillus awamori, Beauveria bassianna, Cunninghamella echinulata, Cunninghamella elegans, Fusarium oxysporum, Marine M61, Mucor rouxii, and Penicillium brevicompactum successfully biotransformed the drug under the employed conditions. Liver microsomes also effectively transformed the target compound. Spectrometric analysis of the evaluated models attested to the formation of three main metabolites: (i) 3-O-demethyl monensin A, (ii) 12-hydroxy monensin A, and (iii) 12-hydroxy-3-O-demethyl-monensin A as the main monensin A derivatives. The products were identified by tandem mass spectrometry as well as by comparison with standards obtained in other studies. Taken together, the results demonstrated that the models studied herein could help to predict monensin A metabolismthey produced the main metabolites obtained in in vivo studies. Toxicity tests performed on mitochondria and antimicrobial assays revealed that the metabolites 3-O-demethyl-monensin A and 12-hydroxy-monensin A isolated from the reactions that employed chemical catalysts were less active or inactive as compared with monensin A. Therefore, it was possible to infer that monensin A metabolism is a classical detoxification pathway that generates polar molecules. The transport of such cationic molecules through the membrane is more difficult, decreasing their biological properties and facilitating their elimination.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4600.pdf: 3262099 bytes, checksum: 1b7e10bcd82d9c791f13376725a1f80f (MD5) Previous issue date: 2012-06-29 / Universidade Federal de Minas Gerais / This thesis involves the syntheses and characterization of four heterotriads formed by metallotetraphenylporphyrins (CoTPP and NiTPP) and metallophthalocyanines (CoPc and NiPc) using pyrazine (pz) and trans-1,2-bis(4-pyridyl)ethylene (bpe) as spacer ligands. The following sequences: NiPc(pz)CoTPP(pz)NiPc, NiTPP(pz)CoPc(pz)NiTPP, NiTPP(bpe)CoPc(bpe)NiTPP and CoTPP(bpe)CoPc(bpe)CoTPP were investigated. All triads were analyzed by infrared and ultraviolet-visible spectroscopy and some of them were characterized by elemental analysis, termogravimetry and differential thermal analysis. The infrared and electronic spectra of the triads showed characteristic absorption bands of the two macrocycles. The elemental data are in a good agreement with the proposed stoichiometry of these arrays. The triad NiTPP(pz)CoPc(pz)NiTPP had its stoichiometry confirmed via thermogravimetry and elemental analysis. Besides these results, this thesis also reports the crystal structure of a new pseudopolymorph of cobalt tetraphenylporphyrin (CoTPP) obtained by single-crystal X-ray diffraction. This non-stoichiometric solvate crystallized in the space group Pī with unit cell parameters distinct from the non-solvated CoTPP, which in general, like others metallotetraphenylporphyrins, tends to crystallize in the tetragonal space group I42d. The triclinic and tetragonal forms differ with respect to the conformation adopted by the macrocycle and also in the phenyl orientation. Crystal packing analysis of this pseudopolymorph revealed the presence of infinite channels along the a axis that are filled by dichloromethane solvent molecules, which represents therefore the first clathrate of CoTPP reported in the literature. / Essa tese envolve a síntese e a caracterização de quatro heterotríades constituídas por metalotetrafenilporfirinas (CoTPP e NiTPP) e metaloftalocianinas (CoPc e NiPc) usando pirazina (pz) e trans-1,2-bis(4-piridil)etileno (bpe) como ligantes espaçadores. As seguintes sequências foram investigadas: NiPc(pz)CoTPP(pz)NiPc, NiTPP(pz)CoPc(pz)NiTPP, NiTPP(bpe)CoPc(bpe)NiTPP e CoTPP(bpe)CoPc(bpe)CoTPP. Todas as tríades foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho e no ultravioleta-visível. Algumas delas foram analisadas por termogravimetria, análise térmica diferencial e análise elementar. Os espectros no ultravioleta-visível e no infravermelho das tríades mostraram bandas de absorção características dos dois macrociclos. Os dados da análise elementar exibiram uma boa correlação com a estequiometria proposta para esses arranjos. A tríade NiTPP(pz)CoPc(pz)NiTPP teve a sua estequiometria confirmada por análise elementar e termogravimétrica. Além desses resultados, essa tese também reporta a estrutura cristalográfica de um novo pseudopolimorfo da cobaltotetrafenilporfirina (CoTPP) obtido por difração de raios X por monocristal. Esse solvato não estequiométrico cristalizou no grupo espacial Pī com parâmetros de cela distintos da forma não solvatada da CoTPP, a qual em geral, assim como outras metalotetrafenilporfirinas, tendem a cristalizar no grupo espacial tetragonal I42d. Além das diferenças conformacionais adotadas pelo macrociclo, as formas triclínica e tetragonal da CoTPP também diferem em relação a orientação das fenilas. A análise do empacotamento cristalino desse pseudopolimorfo revelou a formação de infinitos canais paralelos ao eixo a, preenchidos por moléculas do solvente diclorometano, constituindo o primeiro clatrato de CoTPP reportado na literatura.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:35:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCAG.pdf: 1124932 bytes, checksum: 30b78e84bb7efa63456374d9a1b41d84 (MD5) Previous issue date: 2006-02-21 / Financiadora de Estudos e Projetos / The porphyrin ligands, mesotetraphenyl-21H, 23Hporphyrin, meso-tetrakis(2-bromophenyl)-21H, 23H-porphyrin, meso-tetrakis(4- bromophenyl)-21H, 23H-porphyrin, meso-tetrakis(2-chlorophenyl)-21H, 23Hporphyrin, meso-tetrakis(4-chlorophenyl)-21H, 23H-porphyrin and meso-tetrakis(2,6- dichlorophenyl)-21H, 23H- porphyrins, were synthesized by the condensation reaction of pyrrol with aldehyde, under reflux in acetic acid. After purification and characterization, ruthenium was inserted into these ligands. A solution of ruthenium trichloride was added to a solution of the ligand in 2-metoxymethanol and/or 2,2- metoxyethoximethanol under reflux and under a constant flow of carbon monoxide. The complexes of first and second generations were obtained: (carbonyl)(methanol) mesotetraphenylporphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol) meso-tetrakis(2- bromophenil)porphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis (4- bromophenyl)porphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis(2- chlorophenyl)porphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis(4-chlorophenyl)porphyrinateruthenium(II) and (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis(2,6- dichlorophenyl)porphyrinateruthenium(II). Using these complexes as starting reagents, a new methodology was developed for the direct synthesis of third generation rutheniumporphyrin complexes, which are not yet reported in the literature. This methodology consisted of the reaction of the compounds of first and second generations with N-bromossuccynamide and/or N-chlorossuccynamide. The poly-chlorinated and poly-bromated compounds: (carbonyl)(methanol)mesotetraphenyl-β-octachloroporphyrinate ruthenium(II), (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis(2-bromophenyl)-β-octachloro-porphyrinate ruthenium(II), (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis(4-bromophenyl)-β-octachloro porphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis(2-chlorophenyl)-β- octachloroporphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis(4-chloro phenyl)-β-octachloroporphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis (2,6-dichlorophenyl)-β-octachloroporphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol) mesotetraphenyl-β-octabromoporphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol)mesotetrakis(2-bromophenyl)-β-octabromoporphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol) meso-tetrakis(4-bromophenyl)-β- octabromoporphyrinateruthenium(II), (carbonyl) (methanol)meso-tetrakis(2-chlorophenyl)-β-octabromoporphyrinateruthenium(II), (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis(4-chlorophenyl)-β-octabromoporphyrinate ruthenium(II) and (carbonyl)(methanol)meso-tetrakis(2,6-dichlorophenyl)-β- octabromoporphyrinateruthenium(II), were obtained using this new synthetic method and sometimes using the conventional literature method. All the ligands and complexes were characterized by UV-VIS and Infrared spectrometry, elemental analysis CHN and nuclear magnetic resonance of hydrogen. After the characterizations, all the compounds were used as catalysts in oxidation reactions of ciclohexane, adamantane and Z-ciclooctene with iodosylbenzene, hydrogen peroxide and sodium hypochlorite as oxygen donors. The effect of the aging of the catalysts was investigated. Rutheniumporphyrins recently-prepared and stored for two years were used in catalyzed reactions. For all the complexes significant results for the yields and selectivity of the formed products were obtained for almost all of the systems and for all of the used oxidizers. / Através da reação de condensação de pirrol e aldeído, em meio de ácido acético glacial, sintetizaram-se os ligantes porfirínicos: mesotetrafenil-21H, 23H-porfirina, meso-tetraquis(2-bromofenil)-21H, 23H-porfirina, meso-tetraquis(4-bromofenil)-21H, 23H-porfirina, meso-tetraquis(2-clorofenil)-21H, 23H-porfirina, meso-tetraquis(4-clorofenil)-21H, 23H-porfirina e meso-tetraquis(2,6- diclorofenil)-21H, 23H-porfirina. Após purificação e caracterização, estes ligantes foram metalados, em meio de 2-metoximetanol e/ou 2,2-metoxietoximetanol, com rutênio através da mistura de uma solução de tricloreto de rutênio hidratado à solução, sob refluxo e fluxo constante de monóxido de carbono contendo o ligante porfirínico. Obtiveram-se os complexos rutenioporfirínicos de primeira e segunda gerações: (carbonil)(metanol)mesotetrafenilporfirinatorutenio(II), (carbonil)(metanol) meso-tetraquis(2-bromofenil)porfirinatorutenio(II), (carbonil)(metanol)meso-tetraquis (4-bromofenil)porfirinatorutenio(II), (carbonil)(metanol)meso-tetraquis(2-clorofenil) porfirinatorutenio(II), (carbonil)(metanol)meso-tetraquis(4-clorofenil)porfirinato rutenio(II) e (carbonil)(metanol)meso-tetraquis(2,6-diclorofenil)porfirinatorutenio(II). Usando-se esses complexos como reagentes de partida, desenvolveu-se uma metodologia de síntese, ainda não relatada na literatura, para a obtenção direta de complexos rutenioporfirínicos inéditos, de terceira geração. Essa metodologia consistiu na reação dos complexos de primeira e segunda gerações com Nbromossuccinamida e/ou N-clorossuccinamida sob condições especiais. Com o método de síntese desenvolvido, e também algumas vezes com o convencional, obtiveram-se os complexos poli-clorados: (carbonil)(metanol)mesotetrafenil-β- octacloroporfirinatorutenio(II), (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(2-bromofenil)-β- octacloroporfirinatorutenio(II), (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(4-bromofenil)-β- octacloroporfirinatorutenio(II), (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(2-clorofenil)-β-octacloroporfirinatorutenio(II), (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(4-clorofenil)-β- octacloroporfirinatorutenio(II) e (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(2,6-diclorofenil)-β-octacloroporfirinatorutenio(II) e os complexos poli-bromados: (carbonil)(metanol)mesotetrafenil-β-octabromo porfirinatorutenio(II), (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(2-bromofenil)-β-octabromo porfirinatorutenio(II), (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(4-bromofenil)-β-octabromoporfirinatorutenio(II), (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(2-clorofenil)-β-octabromoporfirinatorutenio(II), (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(4-clorofenil)-β-octabromoporfirinatorutenio(II) e (carbonil) (metanol)meso-tetraquis(2,6-diclorofenil)-β-octabromoporfirinato rutenio(II). Os ligantes porfirínicos e os complexos rutenioporfirínicos foram caracterizados por espectrofotometria de absorção na região do ultravioleta/visível, espectrofotometria de absorção na região do infravermelho, análise elementar CHN e espectrometria de ressonância magnética nuclear de hidrogênio. Depois de caracterizados, todos os complexos foram utilizados como catalisadores em reações de oxidação de ciclohexano, adamantano e Z-cicloocteno com iodosilbenzeno, peróxido de hidrogênio e hipoclorito de sódio como doadores de oxigênio. Investigou-se o efeito do envelhecimento dos catalisadores em relação à atividade catalítica, utilizando-se catalisadores recém-preparados e armazenados por dois anos. Na aplicação dos complexos rutenioporfirínicos de primeira, segunda e terceira gerações como catalisadores, obtiveram-se resultados significativos como bons rendimentos e seletividade em quase todos os sistemas e para todos os oxidantes utilizados.

Orientador: Maria Aparecida Carvalho de Medeiros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T21:31:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_FlaviaFerreiradeSouzados_M.pdf: 3188351 bytes, checksum: 5ae9b978a432ed1f2c74038ebd5c9e43 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os resíduos químicos gerados em laboratórios de universidades são complexos devido a grande diversidade dos processos de geração e dos compostos que os constituem. Dessa forma, há necessidade de um plano de gestão para evitar que esses resíduos de composição diversificada sejam dispostos inadequadamente no meio ambiente. Nesse contexto encontra-se em implantação o Plano de Gestão de Resíduos Químicos (PGRQ) dos Laboratórios de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Tecnologia - FT/UNICAMP. Com a finalidade de contribuir para a implantação do PGRQ da FT, o presente projeto visou realizar ações de gestão, tais como o diagnóstico qualitativo e quantitativo dos resíduos gerados em todos os laboratórios da FT, buscar ações de minimização de geração, a divulgação do programa de gestão à comunidade acadêmica usuária dos laboratórios e a avaliação de possíveis alternativas de tratamento de resíduos. O levantamento periódico dos resíduos permitiu traçar o perfil de geração dos laboratórios da FT, fundamental para a implantação do plano de gerenciamento. A primeira transferência de resíduos ao abrigo externo e o oferecimento do curso de capacitação resultaram na redução da quantidade de resíduos gerados. No laboratório de cromatografia da FT tem sido realizado há alguns anos o monitoramento de herbicidas triazínicos em amostras ambientais, o que levou a geração desses resíduos orgânicos perigosos. Perante essa condição, foi avaliada uma alternativa de tratamento avançado, via reação de oxidação catalisada por metaloporfirinas, para a degradação dos resíduos de herbicidas triazínicos. As reações de oxidação dos herbicidas triazínicos e os subprodutos gerados foram monitorados por espectrofotometria UV-Vis e cromatografia gasosa. Os rendimentos das reações de oxidação das triazinas com H2O2 e catalisadas pelas metaloporfirinas de ferro (Fe(FTTPCl)) e rutênio (Ru(OCTTPP), variaram de acordo com as condições de reações para a simazina de 9% a 74% e para a atrazina de 12% a 67%, utilizando a Ru(OCTTPP), sendo que para a Fe(FTTPCl) foram de 1,7% a 66% para a simazina, enquanto que para a atrazina foram de aproximadamente 20% nas melhores condições / Abstract: The chemical waste generated in laboratories of universities are complex due to the great diversity of processes of generation and compounds that comprise them. Thus, there is need for a management plan to prevent the waste of diverse composition are inadequately disposed in the environment. In this context are in implementing the Chemical Waste Management Program of Teaching and Research Laboratories of the Faculty of Technology - FT / UNICAMP. With purpose of contribute to the implementation of the FT's Management Program, this project aimed to carry out management actions as the qualitative and quantitative diagnostic of the waste generated in the whole laboratories from FT, to look for actions to minimize the waste generation, dissemination of management program for the academic community users of the laboratory and the evaluation of possible alternatives for waste treatment. The periodic survey of waste allowed tracing the profile generation FT Laboratories, has been crucial for the implementation of the management plan. The first waste transference for the external shelter and the offering of the training course resulted in reducing the amount of waste generated. In the chromatography laboratory of FT was performed for several years monitoring triazine herbicides in environmental samples, with the generation of hazardous organic wastes. In this connection, the another aim of the present work has focused in a advanced treatment alternative by oxidation reaction catalyzed by metalloporphyrins for the degradation of triazine herbicides residues. The oxidation reactions of the triazines herbicides wtih H2O2 and catalized by iron (Fe(FTTPCl) and ruthenium (Ru(OCTTPP)) metalloporphyrins were obtained with variation according to the reactions conditions, from 9% to 74% for simazine and from 12% to 67% for atrazine, using Ru(OCTTPP), while for Fe(FTTPCl) the yields were from 1.7% to 66% for simazine and ca. 20% for atrazine at the best conditions / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

As metaloporfirinas (MeP) cloreto de 5,10,15,20-tetra(pentafluorofenill)porfirina de manganês (III) e ferro (III) (MnIIIP e FeIIIP) foram imobilizadas em matriz de sílica híbrida mesoporosa do tipo SBA-15. Os grupos silanóis da SBA-15 foram modificados com (3-aminopropil)trietoxissilano (APTES) e (3-aminopropil)dietoximetilsilano (APDES), que após a imobilização das metaloporfirinas geraram os catalisadores FeP-APSBA, FeP-APMSBA, MnP-APSBA e MnP-APMSBA. Um terceiro tipo de material foi preparado a partir da ligação de grupos trimetilsilil (TMS) nos catalisadores FeP-APSBA e MnP-APSBA, gerando outros dois catalisadores que foram denominados FeP-APSBA-TMS e MnP-APSBA-TMS. Os materiais foram caracterizados por FTIR, RD UV-Vis, TG/TGA MEV, MET e isotermas de adsorção e dessorção de N2 (BET/BJH). Para analisar a natureza da interação solvente-superfície nos materiais, foram determinadas medidas goniométricas de energia livre de superfície. Os catalisadores foram estudados na oxidação dos substratos (Z)-ciclo-octeno e ciclo-hexano, utilizando iodosilbenzeno (PhIO) como espécie doadora de oxigênio a fim de avalia-los como biomiméticos do citocromo P450. Os parâmetros estruturais foram comparados aos resultados catalíticos frente à formação da gaiola de solvente e das espécies intermediárias de alta valência, FeIV(O)P+. e MnV(O)P e estudar como esses fatores afetam o rendimento e a seletividade das reações catalisadas. As MeP-SBAs apresentaram uma faixa de rendimento de 88 a 47 % para epoxidação de (Z)-ciclo-octeno. Já na oxidação de ciclo-hexano houve formação de 2 a 8 % de ciclo-hexanol e 2 % de ciclo-hexanona. Observou-se maior seletividade para o álcool com as FeP-SBAs. / Manganese (III) and iron (III) 5,10,15,20- tetra(pentafluorophenyl) porphyrin (MnIIIP and FeIIIP ) chloride were immobilized in mesoporous silica hybrid matrix SBA-15. Silanol groups were modified with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) and (3-aminopropyl)diethoxymethylsilane (APDES), generating catalysts called FeP-APSBA, FeP-APMSBA, MnP-APSBA and MnP-APMSBA. A third type of material was prepared from the binding trimethylsilyl groups (TMS) in FeP-APSBA and MnP- APSBA catalysts generating the other two catalysts named FeP-APSBA-TMS and MnP-APSBA-TMS. The materials were characterized by FTIR , DR UV-Vis , TG/TGA SEM , TEM and adsorption and desorption isotherms of N2 (BET/BJH) and to analyze the materials solvent - surface interaction nature the were determined goniometric measurements of surface free energy. Catalysts were evaluated for (Z)- cyclooctene and cyclohexane oxidation mediated by iodosylbenzene (PhIO) as the oxygen donor species to evaluate their catalytic activity as cytochrome P450 biomimetics. Structural parameters were compared to catalytic results related to cage solvent formation and the intermediate species high valence FeIV(O)P+. and MnV(O) P and how these factors affect the yield and selectivity of catalysts. MeP-SBA\'s reactions showed a range of 88-47 % for epoxidation (Z)-cyclooctene and cyclohexane oxidation yielding 2 to 8 % of cyclohexanol and 2 % of cyclohexanone. In the latter case was observed a higher selectivity for alcohol with FeP-SBA\'s.

Neste trabalho foram investigados sistemas modelos do citocromo P450 para o estudo do metabolismo da monensina A empregando três estratégias de abordagem: a) utilização de metaloporfirinas e complexos salen como catalisadores para a oxidação da monensina A por diferentes oxidantes e meios reacionais; b) utilização de fungos de diferentes cepas para estudos de biotransformação deste antibiótico e c) emprego de microssomas de fígado de ratos e humanos para o estudo do metabolismo in vitro da monensina A. Os produtos obtidos nestes três sistemas foram comparados com os metabólitos formados em estudos in vivo relatados na literatura. Os resultados obtidos com os sistemas envolvendo os catalisadores mostraram que a formação dos produtos é dependente da escolha do meio reacional e do oxidante empregado. Os estudos de biotransformação da monensina A empregando microssomas de fígado e os fungos Aspergillus awamori, Beauveria bassianna, Cunninghamella echinulata, Cunninghamella elegans, Fusarium oxysporum, M61, Mucor rouxii e Penicillium brevicompactum mostraram que estes sistemas são viáveis nos processos de biotransformação deste fármaco nas condições empregadas. Os produtos obtidos nas reações e/ou meios de cultura com os diferentes sistemas foram identificados por espectrometria de massas sequencial e também por comparação com padrões obtidos anteriormente. Foram obtidos três principais metabólitos: (i) 3-O-desmetil-monensina A, (ii) 12-hidroxi-monensina A e (iii) 12-hidroxi-3-O-desmetil-monensina A, os quais coincidem com os principais metabólitos obtidos em estudos in vivo. Assim, os resultados mostraram que os modelos estudados podem ser usados para predizer o metabolismo da monensina A. Os metabólitos 3-O-desmetil-monensina A e 12-hidroxi-monensina A puderam ser produzidos e isolados dos sistemas catalíticos envolvendo a metaloporfirina e o catalisador de Jacobsen. Os ensaios biológicos de atividade tóxica em mitocôndrias, bem como a atividade antimicrobiana da monensina A e de seus metabólitos 3-O-desmetil-monensina A e 12-hidroxi-monensina A mostraram que estes metabólitos possuem menor ou nenhuma atividade nos parâmetros biológicos testados quando comparados à monensina A. Assim, pode-se inferir que o metabolismo da monensina A corresponde a uma via de detoxicação clássica, através da qual as moléculas produzidas são mais polares, dificultando o transporte de complexos catiônicos através das membranas, diminuindo suas propriedades biológicas e facilitando a sua eliminação. / This study used model systems to investigate monensin A metabolism. More specifically, this work employed three strategies: (i) use of biomimetic systems, involving metalloporphyrins and salen complexes, to catalyze monensin A oxidation by different oxidants in distinct reaction media; (ii) application of different fungal strains to conduct biotransformation studies of this antibiotic; and (iii) use of rat and human liver microsomes as a cytochrome P450 model to monitor the in vitro metabolism of monensin A and compare the products with the metabolites generated in in vivo studies reported in the literature. Studies involving chemical catalysts showed that product formation depended on the choice of reaction medium and oxidant. Monensin A biotransformation studies employing fungi revealed that Aspergillus awamori, Beauveria bassianna, Cunninghamella echinulata, Cunninghamella elegans, Fusarium oxysporum, Marine M61, Mucor rouxii, and Penicillium brevicompactum successfully biotransformed the drug under the employed conditions. Liver microsomes also effectively transformed the target compound. Spectrometric analysis of the evaluated models attested to the formation of three main metabolites: (i) 3-O-demethyl monensin A, (ii) 12-hydroxy monensin A, and (iii) 12-hydroxy-3-O-demethyl-monensin A as the main monensin A derivatives. The products were identified by tandem mass spectrometry as well as by comparison with standards obtained in other studies. Taken together, the results demonstrated that the models studied herein could help to predict monensin A metabolismthey produced the main metabolites obtained in in vivo studies. Toxicity tests performed on mitochondria and antimicrobial assays revealed that the metabolites 3-O-demethyl-monensin A and 12-hydroxy-monensin A isolated from the reactions that employed chemical catalysts were less active or inactive as compared with monensin A. Therefore, it was possible to infer that monensin A metabolism is a classical detoxification pathway that generates polar molecules. The transport of such cationic molecules through the membrane is more difficult, decreasing their biological properties and facilitating their elimination.

Esta tese focaliza o desenvolvimento de sistemas nanoestruturados através da intercalação de espécies moleculares e supramoleculares em matrizes lamelares de xerogel de pentóxido de vanádio, visando sua utilização como interfaces em dispositivos sensoriais. Nela se explora principalmente as características dos sistemas supramoleculares, dando destaque ao fato de estarem intimamente relacionadas com a natureza das espécies neles presentes, bem como com o tipo de interação, organização e disposição das mesmas. Nesse contexto, são descritos trabalhos desenvolvidos com V2O5.H2O, o material base do projeto, em combinação com outros materiais, para gerar compósitos com potenciais aplicações na área de sensores. Nessa linha são apresentados principalmente os resultados obtidos para a intercalação de metaloporfirinas no pentóxido de vanádio. Também foi dedicada especial atenção à 4,5-diamino-2,6-dimercaptopirimidina (DADMcP), como espécie intercalante em matriz de pentóxido de vanádio, motivado pelas suas propriedades eletroquímicas interessantes para aplicações em baterias de alta densidade de carga. / Nanostructured systems based on the intercalation of molecular and supramolecular species into lamellar vanadium pentoxide xerogels are focused on this Thesis. The exciting characteristics of the supramolecular systems which are closely related to the nature, interaction and organization of the chemical species involved, have been exploited aiming their application in sensor devices. Special emphasis has been given to the research dealing with vanadium(V) oxide in combination with many other suitable species for generating composite materials exhibiting potential application for sensing purposes. Along this line, the results obtained from the intercalation of metalloporphyrins into the lamellar vanadium(V) oxide matrix have been discussed in great detail. Another system, consisting of 4,5-diamine-2,6-dimercaptopyrimidine (DADMcP) as the intercalating species in vanadium(V) oxide, has also been investigated, stimulated by its promising use in high charge density batteries.

A busca por novos fármacos inspirados em substâncias de origem natural é uma estratégia conhecida e há tempos utilizada. As lactonas sesquiterpênicas (LST) são um grupo de substâncias amplo e diverso com várias atividades farmacológicas descritas, e cuja característica estrutural determinante é a de um esqueleto principal contendo 15 átomos de carbono e um anel lactônico. O mecanismo de ação das LST está intrinsicamente relacionado com reações de adição do tipo Michael frente a biomoléculas, provocando alquilações. Há na literatura estudos aprofundados sobre a química medicinal das LST, entretanto pouco há sobre o metabolismo desse grupo de substâncias em ambientes fisiológicos. Neste sentido, este trabalho é focado no estudo do metabolismo e também das vias de fragmentação por eletrospray da budleína A, que possui estrutura química do tipo furanoeliangolido, e pertence à classe dos germacranolidos. Foram realizados ensaios in vitro utilizando-se os modelos de oxidação biomimética com metaloporfirina, microssomas hepáticos e metabolismo pela microbiota intestinal de ceco de porco (pig cecum model), sendo nos dois últimos testado também o correlato 4,5-dihidro-2\',3\'-epoxi-15-desoxigoyazensolido. O estudo de fragmentação também abordou a comparação entre budleína A e a centraterina - um estereoisômero que se diferencia apenas pela orientação da cadeia lateral ligada ao C-8 - em espectrômetros distintos e com suporte de métodos computacionais para cálculos de energia (Gaussian 03 em base B3LYP/6-31G(d)). Nos estudos de fragmentação observou-se a diferença de intensidade dos sinais para íons fragmento comuns às duas LST (m/z 275, 257 e 83), além da presença do íon fragmento de m/z 293 apenas para a budleína A, permitindo a diferenciação destes isômeros por meio de espectrometria de massas com ionização por eletrospray, sem a necessidade de ressonância de magnética nuclear. Os produtos de oxidação detectados na reação com metaloporfirinas acusaram a epoxidação na cadeia lateral envolvendo C-2\' e C-3\' com a formação de diastereoisômeros. No ensaio com microssomas não foram detectados produtos para a budleína A, enquanto que para a substância correlata observou-se a abertura do epóxido na cadeia lateral e adição de uma hidroxila, formando um diol vicinal. No modelo de ceco de porco observaram-se a formação de adutos de LST com o aminoácido cisteína, os quais foram posteriormente degradados pela ação da microbiota intenstinal, dando origem a diversos metabólitos compostos pela LST e partes de cisteína. Sendo assim, este trabalho lança bases para a maior compreensão do metabolismo de LST do tipo furanoeliangolido em modelos distintos e também contribui para os estudos de espectrometria de massas para este tipo de substância, além de descrever uma ferramenta analítica útil na diferenciação de dois estereoisômeros. / The search for new drugs inspired on compounds from natural products is a wellknown strategy with several successful cases. Sesquiterpene lactones (STL) are a wide and diversified group of compounds which has already many pharmacological activities reported. Their fundamental moiety includes a skeleton containing 15 carbons and a lactone ring and the mechanism of action is related to Michael addition type reactions with biomolecules, promoting alkylation. There are a high amount of studies regarding the medicinal chemistry of the STL, however there are few information about the metabolism of these compounds under physiological environments. On this way, the aims of this work are focused on the study of the metabolism as well as the fragmentation pathways of budlein A, which is a furanoheliangolide and belongs to the germacranolides class. On this work the following experiments were carried out: in vitro oxidative metabolism with metalloporphyrin and microsomes; intestinal metabolism by using the pig cecum model (microbiota). For microsomes and intestinal metabolism the compound 4,5- dihydro-2\',3\'-epoxy-15-deoxy-goyazensolide was also applied. Fragmentation studies compared the fragmentation patterns of budlein A and centratherin - which is a stereoisomer with -orientation for the side chain bonded at C-8 - by using different spectrometers being supported by computational methods for energies calculations (Gaussian 03 at level B3LYP/6-31G(d)). For the fragmentation studies it was observed the difference of signal intensities for fragment ions which are common for both STL (m/z 275, 257 e 83), moreover the ion m/z 293 was detected only for budlein A, allowing the differentiation between these isomers by electrospray ionization mass spectrometry instead nuclear magnetic resonance. The reactions with metalloporphyrin yielded two diastereoisomers of the STL with an epoxide at the side chain between C-2\'and C-3\'. On the microsome assay any product was detected for budlein A, while for the correlated compound the epoxide ring was opened and a hydroxyl was added at C-3\', forming a vicinal diol. On the pig cecum model it was observed the formation of adducts due to the reaction of the STL and the amino acid cysteine. These adducts were later degraded by the action of the microbiota yielding different metabolites composed by STL and residues of cysteine. Thus, this work may contribute to the improvement of the knowledge about the metabolism of STL furanoheliangolide type in different models as well as for the studies regarding the mass spectrometry of this type of compound. The development of a useful analytical tool for the differentiation of two isomers was also an important achievement.

Esta tese focaliza o desenvolvimento de sistemas nanoestruturados através da intercalação de espécies moleculares e supramoleculares em matrizes lamelares de xerogel de pentóxido de vanádio, visando sua utilização como interfaces em dispositivos sensoriais. Nela se explora principalmente as características dos sistemas supramoleculares, dando destaque ao fato de estarem intimamente relacionadas com a natureza das espécies neles presentes, bem como com o tipo de interação, organização e disposição das mesmas. Nesse contexto, são descritos trabalhos desenvolvidos com V2O5.H2O, o material base do projeto, em combinação com outros materiais, para gerar compósitos com potenciais aplicações na área de sensores. Nessa linha são apresentados principalmente os resultados obtidos para a intercalação de metaloporfirinas no pentóxido de vanádio. Também foi dedicada especial atenção à 4,5-diamino-2,6-dimercaptopirimidina (DADMcP), como espécie intercalante em matriz de pentóxido de vanádio, motivado pelas suas propriedades eletroquímicas interessantes para aplicações em baterias de alta densidade de carga. / Nanostructured systems based on the intercalation of molecular and supramolecular species into lamellar vanadium pentoxide xerogels are focused on this Thesis. The exciting characteristics of the supramolecular systems which are closely related to the nature, interaction and organization of the chemical species involved, have been exploited aiming their application in sensor devices. Special emphasis has been given to the research dealing with vanadium(V) oxide in combination with many other suitable species for generating composite materials exhibiting potential application for sensing purposes. Along this line, the results obtained from the intercalation of metalloporphyrins into the lamellar vanadium(V) oxide matrix have been discussed in great detail. Another system, consisting of 4,5-diamine-2,6-dimercaptopyrimidine (DADMcP) as the intercalating species in vanadium(V) oxide, has also been investigated, stimulated by its promising use in high charge density batteries.