Orientador: Wendel Andrade Alves. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados.

Orientador: Wendel Andrade Alves. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2012.

Orientador: Wendel Andrade Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2014

Orientador: Prof. Dr. Wendel Andrade Alves / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2017. / As inovacoes tecnologicas voltadas ao desenvolvimento de biomateriais vem contribuindo na pesquisa por dispositivos de alto desempenho e funcionalidades especificas. O presente projeto de pesquisa teve por objetivo o estudo de processos de automontagem molecular de compostos peptidicos anfifilicos visando a sua aplicacao em catalise estereosseletiva. Em linhas gerais, compostos peptidicos anfifilicos foram sintetizados e posteriormente nanoestruturados e avaliados quanto a sua eficiencia na catalise de reacoes aldolicas diretas em meio aquoso, o que e altamente desejavel do ponto de vista economico e ambiental. De forma geral, os lipopeptideos estudados sintetico GCP (Guanidiniocarbonyl pyrrole), L-triptofano e glicina, ligados covalentemente a uma ou duas cadeias alifaticas longas (16 ou 18 carbonos), levando a moleculas com caracteristicas de surfactante. Estudos de microscopia e espalhamento de raios X a baixos angulos (SAXS) indicaram a formacao de diferentes morfologias. Em seguida, essas estruturas foram aplicadas como sistemas cataliticos supramoleculares na reacao aldolica direta estereosseletiva entre a cicloexanona e o p-nitrobenzaldeido em agua como exclusivo solvente. As nanoestruturas formadas apresentaram-se como sistemas cataliticos excelentes nos testes realizados, nos quais excelentes taxas de conversao (>99%), elevados niveis de diastereosseletividade (ds = 94:6) e bons niveis de enantiosseletividade (ee = 92%) foram obtidos. Esses resultados permitiram um estudo sistematico que demonstrou o potencial de arranjos lipopeptidicos na catalise de reacoes aldolicas promovidas em um meio ambientalmente adequado. Com isso, a sintese estereosseletiva de ¿À-hidroxi-cetonas, que sao importantes fragmentos presentes em produtos naturais com atividade biologica, foi promovida de uma maneira inovadora, elegante e com reducao de residuos quimicos gerados. O presente trabalho conta ainda com uma segunda parte onde sao apresentados os resultados envolvendo os estudos estruturais de anticorpos cataliticos de aldolase. Diversos trabalhos da literatura mostram excelentes resultados envolvendo a aplicacao desses anticorpos como catalisadores de reacoes aldolicas, entao foi promovido um estudo utilizando a tecnica de SAXS acerca das variacoes estruturais que o anticorpo sofre em funcao dos substratos aplicados. / Technological innovations focused on the development of biomaterials have contributed to the research of high performance devices and specific functionalities. This research project had the objective of the study of self-assembling processes of amphiphilic peptides aiming their application in stereoselective catalysis. In general terms, amphiphilic peptides were synthesized and nanostructured and evaluated considering their efficiency in the catalysis of direct aldol reactions in aqueous media, which is highly desirable from an economic and environmental point of view. In general, the studied lipopeptides have the amino acids L-proline, L-arginine or the synthetic amino acid GCP (Guanidiniocarbonyl pyrrole), L-tryptophan and glycine, covalently linked to one or two long aliphatic chains (16 or 18 carbons), leading to molecules with surfactant characteristics. Microscopy and small angle X-ray scattering (SAXS) studies showed the formation of distinct morphologies. These compounds were then applied as supramolecular catalytic systems in the stereoselective direct aldol reaction between cyclohexanone and pnitrobenzaldehyde in water as the solvent. The produced nanostructures acted as excellent catalytic systems in the performed tests, in which excellent conversions (>99%), high diastereoselectivities (ds = 94:6) and good enantioselectivities (ee = 92%) were obtained. These results allowed a systematic study that demonstrated the potential of lipopeptide arrangements in the catalysis of aldol reactions promoted in an environmentally suitable environment. Furthermore, the stereoselective synthesis of â-hydroxy ketones, which are important fragments present in natural products with biological activity, was promoted in an innovative and elegant way, with reduction of the generated chemical residues. The present work also has a second part where the results involving the structural studies of aldolase catalytic antibodies are presented. Several studies of the literature show excellent results involving the application of these antibodies as catalysts of aldol reactions, so a study using SAXS regarding the structural variations that the antibody undergoes as a function of the substrates applied was promoted.

Orientador: Prof. Dr. Wendel Andrade Alves / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. / O consumo de produtos eletrônicos pela sociedade provoca forte impacto ambiental no momento de descartar tais eletrônicos. Neste contexto, a busca por materiais ambientalmente amigáveis está alinhada às necessidades de nosso tempo. Nanoestruturas peptídicas derivadas de aminoácidos naturais possuem grande potencial para a fabricação de uma nova geração de dispositivos biodegradáveis, utilizando a rota de síntese de baixo para cima, sem a necessidade de caros processos litográficos. Neste trabalho, nanomateriais peptídicos foram utilizados tanto em sua forma pura quanto modificados com polímeros para a criação de dispositivos eletrônicos. Os efeitos da auto-organização das nanoestruturas sobre o desempenho e eficiência desses dispositivos foram investigados. Transistores orgânicos de efeito de campo (OFETs) baseados no dipeptídeo L,L-difenilalanina foram desenvolvidos pela primeira vez, tendo apresentado razões on/off e mobilidades da ordem de 103 e de 10-3 cm2 Vs-1. Esses valores são bastante promissores na busca de componentes eletrônicos que atendam às necessidades de desempenho atuais. Um diodo orgânico emissor de luz (OLED) também foi fabricado utilizando as nanoestruturas peptídicas de L,L-difenilalanina modificadas com o polímero emissor poli[2,7-(9,9-dioctilfluoreno)]. Embora o dispositivo tenha apresentado eficiência cerca seis vezes menor comparado ao sistema produzidos com o polímero puro, a introdução de peptídeos permitiu o uso de uma quantidade menor de polímero, além de exibir taxas de biodegradabilidade cerca de 85% maiores. A integração de nanoestruturas de peptídeos com dispositivos de eletrônica orgânica pode significar o início do desenvolvimento de materiais biodegradáveis para aplicação em dispositivos com alta demanda de consumo, tendo como consequência a diminuição do impacto ambiental proveniente da utilização destes dispositivos. / The consumption of electronic products in our society leads to strong environmental impact when such devices need to be discarded. In this sense, research on environmental friendly materials is aligned with the needs of our time. Peptide nanostructures derived from natural amino acids have great potential for producing a new generation of biodegradable devices using the "bottom-up" synthesis route without need for expensive lithographic processes. In this work, peptide nanomaterials were used either in pure form or modified with polymers for designing organic electronic devices and the effects of self-organization on performance and efficiency of these devices were investigated. Organic field effect transistors (OFETs) based on the dipeptide L-L-diphenylalanine were developed for the first time, exhibiting on/off and mobility values of the order of 103 and of 10-3 cm2 Vs-1. These values are very promising and meet the current performance needs in organic devices. An organic light emitting diode (OLED) was fabricated using a combination of peptide nanostructures and 9,9-dioctylfluorene emitting polymer. Although this device shows efficiency six times lower than those build up from pure polymer, they required a lower amount of polymer in the hybrid material and exhibited biodegradability rates ~ 85% higher than architectures exclusively based on pristine polymer. Integration of peptide nanostructures with organic electronic devices represent a milestone on developing biodegradable materials for use in devices with high demand in our society, resulting in reduced environmental impact.