A poluição dos corpos de água é cada vez maior devido ao lançamento de efluentes, esgotamento sanitário e disposição inadequada de resíduos sólidos. Esse fato causa grande preocupação à comunidade científica, pois à poluição associam-se riscos à saúde causado por poluentes bioativos, compostos químicos orgânicos persistentes e outros compostos que poderiam estar presentes na água. Dentre as substâncias que causam risco à saúde se destacam os desreguladores endócrinos, que são compostos químicos exógenos que interferem na atividade hormonal. Os sistemas de tratamento de água convencionais não removem alguns compostos, tais como pesticidas e hormônios, os quais deveriam ser removidos. O uso do ozônio e cloro vem sendo reportado para tal finalidade, pois atuam como oxidantes que são capazes de oxidar compostos orgânicos, além de serem poderosos desinfetantes. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar a eliminação e/ou redução dos desreguladores endócrinos - DE em estações de tratamento de água com o uso do ozônio e do cloro. Aliado ao estudo, avaliar qual será a eficiência de remoção de organismos indicadores nas doses utilizadas para oxidação de DE (Coliformes Totais e E.coli) e avaliar a ecotoxicidade em peixes de amostras cloradas contendo 17\'beta\'-estradiol. O cloro e o ozônio foram capazes de remover eficientemente estrona (E1) e 17\'beta\'-estradiol (E2) de águas, contudo a eficiência de remoção diminui em concentrações na ordem de ng/L, necessitando-se de altas doses de ozônio e cloro para a completa remoção dos hormônios estudados. Tanto o cloro como o ozônio foram eficientes na inativação de organismos indicadores nas doses comumente utilizadas em ETAs e nas doses requeridas para a remoção dos contaminantes estudados. Amostras contendo E2 após serem cloradas apresentaram toxicidade crônica a peixes da espécie Danio rerio, o efeito estrogênico foi observado principalmente em machos. Foi necessário uma dose de ozônio de 0,95 e 3,8 mg/L para a remoção de 93 e 98% de E2 e E1 respectivamente (Co = 100 ng/L). Considerando o cloro como oxidante após a aplicação de 1,5 mg/L com tempo de contato de 24 h chegou-se a uma remoção de 99,6 e 97,5% para o E2 e E1 respectivamente (Co = 500 ng/L). Tão importante quanto remover o estrona e o 17\'beta\'-estradiol foi verificar e identificar quais foram os subprodutos formados após a oxidação dos mesmos. Foram identificados vários subprodutos tanto utilizando a degradação por meio do cloro como do ozônio. Alguns destes compostos identificados foram persistentes e recalcitrantes. Para o ozônio a completa remoção foi atingida após 10 mg/L de \'O IND.3\' e 16 mg/L de \'O IND.3\' para os subprodutos do E1 e E2 respectivamente. Considerando o cloro mesmo após um tempo de contato de 16 dias, havia ainda subprodutos da degradação na água. / The pollution of water bodies is increasing due to the release of effluents, sewage and inadequate solid waste disposal. This fact causes great concern to the scientific community, because pollution are associated with health risks caused by pollutants of bioactive compounds and other persistent organic compounds that could be present in water. Among the substances that can cause health risks are the endocrine disrupters, which are exogenous chemicals that interfere with hormonal activity. The conventional water treatment systems does not remove certain compounds, such as pesticides and hormones, which should be removed. The use of ozone and chlorine has been reported for this purpose because it acts as an oxidant that can oxidize organic compounds, and addicionally are powerful disinfectants. Therefore, the aim of this study was the elimination and/or reduction of endocrine disrupters during the water treatment using ozone and chlorine. Allied to the study, evaluate the efficiency of indicator organisms removal in the doses used for the oxidation of endocrine disrupters (coliform and E.coli) and assess the ecotoxicity of fish in chlorinated samples containing 17\'beta\'- estradiol. Chlorine and ozone were able to efficiently remove estrone (E1) and 17\'beta\'-estradiol (E2) of water, but the removal efficiency decreases at concentrations in the ng/L. Complete removal of the hormones was reach with high doses of ozone and chlorine. Both chlorine and ozone were effective in the inactivation of indicator organisms at commonly doses used in water treatment plants and in the doses required for the removal of the pollutants studied. Samples containing chlorinated E2 had chronic toxicity to fish Danio rerio, the estrogenic effect was observed mainly in males, females in some groups estrogenic effect was not observed. The dose of ozone necessary for the removal of 93 and 98% of E1 and E2 (Co = 100 ng/L) were 0.95 and 3.8 mg/L, respectively. The application of 1.5 mg/L of chlorine with a contact time of 24 h achieved removal of 99.6 and 97.5% for E1 and E2 respectively (Co = 500 ng/L) . As important as removing estrone and 17\'beta\'-estradiol was to verify and identify which were the byproducts formed after oxidation. Several byproducts were identified by the degradation using chlorine and ozone. Some of these compounds were identified to be persistent and recalcitrant. The ozone dose required to the complete removal of the byproducts was achieved after 10 mg/L \'O IND.3\' and 16 mg/L \'O IND.3\' for the byproducts of E1 and E2 respectively. The byproducts of chlorine even after a contact time of 16 days persisted in the water.

Os Aluminetos de Ferro tem, dentre muitas características predominantes, excelente resistência à corrosão a altas temperaturas devido à formação de uma camada protetora de alumina que favorece a sua aplicação em ambientes agressivos. Este trabalho tem por objetivo estudar a produção de ligas a partir de matéria-prima reciclada e a cinética de oxidação em alta temperatura de 800 graus Celsius a 1100 graus Celsius em forno mufla sem atmosfera protetora com tempo de permanência no forno de 10, 50, 100 e 200h. As ligas estudadas se baseiam na composição básica Fe30Al6Cr (os números representam a fração molar dos componentes). Duas ligas, nomeadas (A) e (B), foram obtidas seguindo a mesma rota de processamento, porém, diferenciando os cadinhos de fundição o que resultou em concentrações de carbono diferentes e conseqüente diferença na fração volumétrica de carbonetos. As ligas foram analisadas através de difração de Raio X para determinação das fases presentes e microscopia eletrônica de varredura para caracterização microestrutural. Foram também, submetidas ao ensaio de solubilização por 10 horas a uma temperatura de 1200 graus Celsius e precipitação a 800 graus Celsius por 10 min para determinação da evolução microestrutural. O resultados das análises de microdureza Vickers no material em estados bruto de fusão e tratado termicamente serviram para caracterizar os carbonetos presentes, bem como a resistência intrínseca da matriz. Os resultados do ensaio de oxidação realizado em 16 amostras de cada liga são apresentados sob forma de curvas de ganho de massa por unidade de área, (deltam/S), versus tempo de oxidação, (t). A avaliação feita das curvas dos gráficos não foi suficiente para determinar à cinética de formação de óxidos. / Iron aluminides have, among many outstanding characteristics, excellent resistance to high temperature oxidation due to the formation of a protective alumina layer which favors its use in harsh environments. This work aims at producing iron aluminides-based alloy using only recycled raw material and characterizing the results of studies of oxidation kinetic at high temperatures of 800 Celsius to 1100 Celsius in muffle furnace without protective atmosphere with residence time in oven 10, 50, 100 and 200h. The investigated alloy are based on the nominal composition Fe30Al6Cr (The numbers refer to the molar fraction of alloys elementes). Two alloys, namely (A) and (B), were obtained following the same processing route using, however, different crucibles which resulted in different carbon concentrations and consequently in different carbide volume fractions. The alloys were analyzed by X-ray diffraction to determine the phases and scanning electron microscopy for microstructural characterization. Sample taken from both alloys were also subjected to solubilization for 10 hours at 1200 Celsius and precipitation at 800 Celsius for 10 min to determine the microstructural evolution. The analytical results of Vickers microhardness of the material both in the as cast state as well as in the heat treated states were used to characterize the carbides and matrix mechanical properties. Oxidation results carried out in 16 samples of each alloy are presented in the form of mass gain per unit area (deltam / S) versus oxidation time (t) curves. The evaluation of the graphics curves used to observe the linear behavior was not enough to determine the oxidation kinetics law.

Objetivou-se nesse trabalho avaliar os efeitos de fontes de óleo vegetal na dieta de bovinos Nelore em fase de terminação sobre a aceitação sensorial, teores de colesterol e óxidos de colesterol, composição de ácidos graxos e estabilidade oxidativa de hambúrgueres bovinos, avaliados após serem congelados e acondicionados a -18°C por 90 dias, então avaliados crus e grelhados. Foram confinados 96 bovinos, machos, castrados, Nelore, com aproximadamente 380 kg de peso inicial e idade média de 24 meses, alimentados com óleos de soja, girassol, linhaça e tratamento controle sem adição de óleo por 82 dias. A partir do músculo Longissimus e da gordura subcutânea dos animais foram produzidos hambúrgueres Os hambúrgueres produzidos com carne de bovinos que receberam óleo de soja tiveram maior estabilidade lipídica, tanto para zero quanto para 90 dias de armazenamento quando comparado às outras dietas. O método cru de preparo também resultou em menores valores tanto para o tempo zero quanto para o tempo 90 dias de armazenamento, em relação ao método grelhado. Os hambúrgueres dos animais alimentados com o óleo linhaça resultaram em menores valores para o atributo sabor. O tempo zero dias de armazenamento dos hambúrgueres resultou em maiores notas dos consumidores para a textura e aceitabilidade global, em relação às amostras armazenadas por 90 dias. A porcentagem de ácidos graxos polinsaturados foi reduzida, independente dos tratamentos, após 90 dias de armazenamento. O CLA c9 t11 foi encontrado em maiores quantidades nas amostras dos animais alimentados com os óleos de linhaça e soja, para zero e 90 dias de armazenamento. O teor de colesterol aumentou após as amostras de hambúrgueres serem grelhadas, enquanto que não foi observado efeito para as fontes de óleos e os tempos de armazenamento. Foi observada a presença de óxidos de colesterol após as amostras serem armazenadas por 90 dias, independente das fontes de óleos utilizadas. O fornecimento de óleos insaturados para bovinos confinados aumenta a porcentagem de ácidos graxos polinsaturados em hambúrgueres produzidos com carne e gordura desses. A inclusão de óleos vegetais para bovinos aumenta a oxidação lipídica de hambúrgueres produzidos a partir de carne e gordura provenientes desses animais quando comparados a um tratamento sem inclusão de óleos vegetais. Hambúrgueres produzidos com carne e gordura de animais alimentados com óleos vegetais na dieta possuem maior oxidação lipídica após 90 dias de armazenamento quando comparados com os hambúrgueres do tempo zero e dos hambúrgueres do tratamento controle enquanto que o processamento térmico não foi responsável pela maior oxidação lipídica. / The aim of this study was to evaluate the effects of vegetable oil sources in Nellore diet in the finishing phase of the sensory analysis, cholesterol analysis and cholesterol oxides, fatty acid composition and oxidative stability of beef burgers, raw and packaged grilled at -18 ° C in two stages (storage for zero and 90 days). 96 cattle were confined, castrated male, Nellore, with about 380 kg of initial weight and average age of 24 months, fed soybean oil, sunflower, linseed and a control treatment without oil for 82 days. From the Longissimus muscle and subcutaneous fat of animals burgers were produced. The beef burgers receiving soybean oil had higher lipid stability for both zero and 90 days of storage as compared to other diets. The raw patties resulted in lower values for zero as well as 90 days of storage compared to the grill method. The animal burgers fed the flaxseed oil resulted in lower values for the attribute flavor. The burgers of storage time zero days resulted in higher grades by consumers for texture and overall acceptability compared to the samples stored for 90 days. The percentage of polyunsaturated fatty acids was decreased, regardless of the treatment after 90 days of storage. The CLA c9 t11 were found in larger quantities in samples of animals fed with linseed and soybean oils, and 90 to zero days of storage. The cholesterol content increased after samples of burgers were grilled, while there was no effect for the sources of oils and storage times. The presence of cholesterol oxides was observed after the samples were stored for 90 days, independent of the used oil sources. The supply of unsaturated oils to feedlot cattle increases the percentage of polyunsaturated fatty acids in hamburgers produced from meat and fat of these animals. The addition of vegetable oils for cattle increases lipid oxidation in hamburgers produced from meat and fat from these animals when compared to a treatment without addition of vegetable oils. Hamburgers produced from meat and fat animals fed with vegetable oils in the diet have higher lipid oxidation after 90 days of storage compared to burgers with zero storage time and the control treatment burgers, while the heat process is not responsible for the higher lipid oxidation.

A oxidação seletiva de alcoóis é importante para a síntese de intermediários e produtos químicos utilizados na fabricação de inúmeros materiais. O interesse em novos métodos catalíticos para a oxidação de moléculas orgânicas tem aumentado juntamente com a busca por processos ecossustentáveis. Neste trabalho foram estudadas diferentes estratégias de deposição de nanopartículas bimetálicas de ouro e paládio sobre um suporte magnético, constituído por nanopartículas de magnetita revestidas por sílica. Dois métodos de síntese de nanopartículas bimetálicas de ouro e paládio foram estudados: (I) a síntese de nanopartículas bimetálicas formadas por ligas de ouro e paládio, seguida pela deposição dessas nanopartículas pré-formadas sobre o suporte catalítico e (II) a síntese de nanopartículas bimetálicas do tipo core-shell, por meio da redução sucessiva de ouro e paládio sobre o suporte catalítico. A morfologia dos catalisadores foi determinada por diferentes técnicas de microscopia eletrônica. O desempenho catalítico das nanopartículas bimetálicas foi estudado na reação modelo de oxidação de álcool benzílico com oxigênio. Os catalisadores mostraram-se ativos e seletivos para benzaldeído sem a necessidade do uso de solvente ou base e, após separação magnética, foram usados em sucessivas reações com desempenho satisfatório / The selective oxidation of alcohols is important for the synthesis of intermediates and chemical products used for the production of many materials. The interest in new catalytic methods for the oxidation of organic molecules has increased along with the search for eco-sustainable processes. In this thesis we studied different deposition strategies of gold and palladium bimetallic nanoparticles on a magnetic support, comprised by silica coated magnetite nanoparticles. Two synthetic methods for the preparation of supported gold and palladium bimetallic nanoparticles were investigated: (I) the synthesis of gold and palladium bimetallic nanoparticles, followed by deposition of the preformed nanoparticles on the catalytic support and (II) the synthesis of core-shell bimetallic nanoparticles, through the sequential reduction of gold and palladium on the catalytic support. The catalysts\' morphology was investigated by electronic microscopy techniques. The catalytic behavior of the bimetallic nanoparticles was investigated in the model reaction of the oxidation of benzyl alcohol with oxygen. The catalysts were active and selective for benzaldehyde without the use of solvent and base and, after magnetic separation, were able to be reused in successive runs and showed a good performance.

Neste trabalho, avaliou-se o potencial do uso de oxidantes quirais em oxidações enantiosseletivas de compostos orgânicos de boro. É de conhecimento geral que compostos orgânicos de boro, especialmente ésteres e ácidos borônicos são facilmente oxidados por hidroperóxidos em meio básico. No entanto, são escassos na literatura exemplos destas reações de modo enantiosseletivo. A fim de realizar as reações mencionadas, sintetizou-se os hidroperóxidos quirais TADOOH ({(4R,5R)-5-[(hidroperoxidifenil)metil]-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4il}difenilmetanol) e o hidroperóxido quiral derivado de carboidrato, 2,3-dideoxi1-O-oxidanil-4,6-di-O-pivaloil-α-D-eritro-hex-2-enopiranose (di-O-PivOOH). Estes compostos apresentaram resultados interessantes na literatura em oxidações enantiosseletiva de sulfetos orgânicos, em epoxidações de alcenos e em oxidações de Baeyer-Villiger. Inicialmente o potencial oxidativo de ambos hidroperóxidos, bem como a seletividade destes, foi avaliado frente a diversos ésteres borônicos, sendo que somente o TADOOH apresentou resultados promissores. (Ver esquema no PDF) Observou-se uma melhor seletividade do TADOOH frente a ésteres borônicos que possuíam grupos carbonílicos em sua estrutura. Ao submeter o β-boronil-éster, 3-fenil-3-(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioxaborolan-2-il)propanoato de etila, à oxidação com o TADOOH em THF utilizando NaOH como base, a -30°C por 1 hora, obteve-se o respectivo álcool com 40% de e.e. Cálculos de DFT para o estado de transição na oxidação dos ésteres borônicos com o TADOOH foram realizados em colaboração com o grupo do Prof. Dr. Ataualpa Albert Carmo Braga. Estes cálculos demonstraram que o estado de transição é estabilizado por uma ligação de hidrogênio não clássica entre o oxigênio da carbonila e umas das ligações C-H dos grupos fenila do TADOOH. Além dos estudos relatados, a reconhecida metodologia de Sharpless na epoxidação assimétrica de alcoóis alílicos foi adaptada para a oxidação enantiosseletiva de ésteres borônicos. Ao trocar o ligante derivado de éster tártarico, normalmente utilizado nas epoxidações de Sharpless, por (-)-efedrina observou-se uma moderada seletividade deste sistema frente ao pinacol l-fenietilboronato. Investigações mais detalhadas demonstraram que a presença do Ti(IV) não era necessária, sendo que a (-)efedrina era a responsável pela ativação e indução quiral nesta reação. / In this work, it was investigated the potential use of chiral oxidants in organic boron compound oxidation. It is known in the literature, that organic boron compounds can be easily oxidized by hydroperoxides. However, an enantioselective approach in literature is scarce. In order to perform these reactions, hydroperoxide TADOOH ({(4R,5R)-5[(hydroperoxydiphenyl)methyl]-2,2-dimethyl-l,3-dioxolan-4-yl}diphenylmethanol) and carbohydrate derived hydroperoxide, 2,3-dideoxy-1-O-oxidanyl-4,6-di-O-pivaloyl-α-D-erythro-hex-2-enopyranose (di-O-PivOOH), have been synthesized. These compounds showed interesting results in several enantioselective oxidations, as like, organic sulfides oxidation, alkenes epoxidation and Baeyer-Villiger oxidations. The oxidative potential of both hydroperoxides, as well as their selectivity, were evaluated against several boronic esters. Only TADOOH has shown promissing results for further studies. (See Scheme on PDF). Boronic esters containing a carbonyl moiety showed better selectivities with TADOOH, for example, the reaction of β-boronyl-ester, ethyl 3-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-l,3,2-dioxaborolan-2-yl)propanoate, gave the correponding alcohol with 40% e.e. DFT calculations for the transition state in the oxidation of the boronic esters with TADOOH were carried out in collaboration with the group of Prof. Dr. Ataualpa Albert Carmo Braga. These calculations have shown that the transition state is stabilized by a non-classical hydrogen bond between the carbonyl oxygen and one of the C-H bonds of the TADOOH phenyl groups. In addition to the studies, the well-known Sharpless protocol for asymmetric epoxidation of allylic alcohols was adapted in the enantioselective oxidation of boronic esters. By replacing the tartaric ester-derived, commonly used in the Sharpless experiments, for (-)-ephedrine moderate selectivity was observed with pinacol 1-phenylethyl boronate. Further investigations showed that the presence of Ti (IV) was not necessary, and (-)-ephedrine was responsible for the activation and chiral induction in this reaction.

Este estudo relata a síntese dos catalisadores heterogêneos Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP e Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP. São sistemas que aliam as propriedades catalíticas de metaloporfirinas, com as propriedades magnéticas das nanopartículas de magnetita (Fe3O4) numa matriz estruturada de sílica mesoporosa MCM-41. A síntese das nanopartículas de Fe3O4 foi seguida pelo revestimento de sua superfície com camada fina de sílica (Fe3O4@nSiO2). Em seguida, a estrutura mesoporosa da sílica MCM-41 foi formada sobre as partículas recobertas na presença de brometo de hexadeciltrimetilamônio, como surfatante, e tetraetilortosilicato, como o precursor de sílica, obtendo-se o compósito Fe3O4@nSiO2@MCM-41. No processo de síntese do compósito Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E), o mesitileno foi incorporado como agente expansor de estrutura, a fim de se obter poros com diâmetros maiores que os característicos para a sílica mesoporosa MCM-41. Os compósitos foram funcionalizados com o agente sililante 3-aminopropiltrietoxisilano. Esta etapa permitiu a imobilização covalente da [Mn(TF5PP)]Cl nos compósitos através de uma reação de substituição nucleofílica aromática, gerando os catalisadores Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP e Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP. Caracterizações por espectroscopia no ultravioleta-visível e no infravermelho, reflectância difusa no UV-Vis, magnetometria de amostra vibrante, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e transmissão e isotermas de adsorção-dessorção de N2, permitiram compreender a estrutura e morfologia dos catalisadores. A atividade catalítica dos sistemas na oxidação de hidrocarbonetos ((Z) ciclo-octeno e ciclo-hexano) e na oxidação de fármaco (mirtazapina) foi avaliada; iodosilbenzeno ou ácido meta-cloroperoxibenzóico, foram utilizados como agente doador de oxigênio. Os testes catalíticos com os hidrocarbonetos demonstraram maiores rendimentos de epóxido para o catalisador Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP do que o catalisador Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP. Estes rendimentos altos para o primeiro foram atribuídos ao seu maior tamanho de poros. Ambos os catalisadores foram seletivos para o produto ciclo-hexanol, indicando um comportamento biomimético. A oxidação do fármaco, nas condições deste estudo preliminar, gerou um metabólito que difere dos dois principais metabólitos (8-hidroximirtazapina e demetilmirtazapina) obtidos em estudos com enzimas P450. Estudos controle de oxidação do fármaco com manganês porfirina em solução revelaram que este sistema foi seletivo para formação do produto demetilmirtazapina. / This study reports on the preparation of the Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP and Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP heterogeneous catalysts. They are systems that allies the catalytic properties of metalloporphyrins with the magnetic properties of magnetite (Fe3O4) nanoparticles in a structured matrix of MCM-41 mesoporous silica. Synthesis of Fe3O4 nanoparticles was followed by surface coating with a thin silica layer (Fe3O4@nSiO2). Then, a MCM-41-type mesoporous silica structure was grown over the coated particles in the presence of hexadecyltrimethylammonium bromide, as surfactant, and tetraethylorthosilicate, as the silica precursor, to yield the Fe3O4@nSiO2@MCM-41 composite. It was incorporated into the synthesis route of Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E) composite the mesitylene as expanding agent structure, in order to obtain pores with diameters greater than the characteristic for the MCM-41 mesoporous silica. The resulting composites was functionalized with the silylating agent 3-aminopropyltriethoxysilane. This enabled covalent immobilization of [Mn(TF5PP)]Cl onto the composite via a nucleophilic aromatic substitution reaction, to afford the Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP and Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP catalysts. Characterization of the catalysts by ultraviolet-visible and infrared spectroscopies, UV-Vis diffuse reflectance, vibrating sample magnetometer, X-ray diffractometry, scanning and transmission electron microscopies and N2 adsorption-desorption isotherm, aimed to understand the structure and morphology of the catalysts. The catalytic activity of the systems in hydrocarbon oxidation ((Z)-cyclooctene and cyclohexane) and the drug oxidation (mirtazapine) was evaluated; iodosylbenzene or meta-chloroperoxybenzoic acid, were used as the oxygen donor agent. The catalytic tests with the hydrocarbons demonstrated higher yields of epoxide for Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP than Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP catalyst. These high yields for the first catalyst, were attributed to larger pore size. Both catalysts were selective for the cyclohexanol product, indicating a biomimetic behavior. The drug oxidation, under the preliminary study conditions, generated a metabolite that differs from the two major metabolites (8-hydroxy mirtazapine and demethylmirtazapine) obtained in studies with P450 enzymes. Control drug oxidation studies with manganese porphyrin solution revealed that this system was selective for formation of demethylmirtazapine product.

Neste trabalho foi sintetizada e caracterizada uma série de porfirinas e FeP correspondentes contendo substituintes NO2 nas posições orto- ou grupos COOH nas posições para- dos anéis meso-fenis, e a atividade catalítica destes compostos na oxidação de hidrocarbonetos foi investigada, tanto em sistemas homogêneos quanto em sistemas suportados. As porfirinas H2(TNMCPP), H2(DNDCPP) e H2(MNTCPP) foram sintetizadas pela reação de pirrol com a mistura de 2-nitrobenzaldeído e 4-carboxibenzaldeído, em meio de ácido propiônico e nitrobenzeno, sendo em seguida isoladas e purificadas através de cromatografia preparativa em sílica gel tendo como eluente a mistura DCM : ACT : HAc (8 : 2 : 0,1). A inserção de ferro nas porfirinas bases livre foi feita pela reação com FeBr2.2H2O em meio de DMF. A caracterização das porfirinas bases livre e das correspondentes FeP envolveu diferentes técnicas como: TLC, eletroforese em gel de agarose, análise elementar, UV/Vis, IV, RMN 1H, FAB MS, susceptibilidade magnética e EPR. Utilizou-se as porfirinas H2(TNPP) e H2(TCPP) e FeP correspondentes como padrões de comparação, tornando a série completa. A purificação e caracterização destas porfirinas mostraram-se bastante complexas devido à presença de grupos ionizáveis resultando em grandes diferenças de solubilidade na série e efeitos de agregação. Estes efeitos foram mais pronunciados para as porfirinas contendo maior número de grupos COOH. O estudo da atividade catalítica da série de FeP foi desenvolvido inicialmente em meio homogêneo, utilizando diferentes substratos como: (Z)-cicloocteno, cicloexeno, cicloexano e adamantano. As FeP sintetizadas mostraram-se catalisadores eficientes e seletivos para a hidroxilação de alcanos e epoxidação de alcenos. A estabilidade da Fe(TNMCPP)Cl foi investigada em reações com múltiplas adições de oxidante. Observou-se uma alta estabilidade para este catalisador em solução, com bons rendimentos em epóxido para até sete ciclos consecutivos, e um alto número de turnover (1142). A Fe(TNMCPP)Cl foi ancorada na APS através de ligação covalente (peptídica) entre o grupo COOH da FeP e o grupo NH2 da sílica funcionalizada. Esta FeP foi selecionada por possuir apenas um grupo capaz de reagir com a sílica e, ao mesmo tempo, a proteção estérica de três grupos NO2 substituintes nas posições orto-, constituindo um sistema interessante do ponto de vista catalítico. Este sistema mostrou-se bastante eficiente na oxidação do (Z)-cicloocteno. O número máximo de turnover catalítico para esta FeP suportada foi de 595 após três adições sucessivas de oxidante. A Fe(TNMCPP)Cl foi ancorada na APS também por atração eletrostática, porém este sistema mostrou-se menos eficiente como catalisador na oxidação do (Z)-cicloocteno. / In this work, a series of porphyrins and corresponding FeP containing NO2-substituents in the ortho- or COOH-groups in the para- meso-phenyl rings were synthesized and the catalytic activities of such compounds were investigated in both homogeneous and heterogeneous systems. H2(TNMCPP), H2(DNDCPP) and H2(MNTCPP) porphyrins were synthesized through the mixed co-condensation of pyrrole and different benzaldehydes (2-nitrobenzaldehyde and 4-carboxybenzaldehyde) in propionic acid and nitrobenzene media. The porphyrins were then isolated and purified through silica gel chromatography, having a solvent mixture DCM : ACT : HAc (8 : 2 : 0,1). The characterization of the free-base porphyrins and the corresponding FeP was carried out through TLC, electrophoresis on agarose gel, elemental analysis, UV/Vis, infra red, RMN 1H, FAB MS, magnetic susceptibility and EPR. H2(TNPP) and H2(TCPP) and corresponding FeP were used for comparison, thus completing the porphyrin series. The purification and characterization of these porphyrins proved to be very complex due the presence of ionic groups. This resulted in different solubilities throughout the series, as well as aggregation effects. Such effects were more pronounced with porphyrins containing a greater number of COOH groups. The study of the catalytic activities of the FeP was initially carried out in homogeneous system, by using various substrates: (Z)-cyclooctene, cyclohexene, cyclohexane and adamantane. The synthesized FeP were efficient and selective catalysts for alkane hydroxilation and alkene epoxidation. The stability of Fe(TNMCPP)Cl was investigated by multiple oxidant addition. A high stability was observed for this catalyst in homogeneous system, since it led to good epoxide yields up to the seventh cycle and an excellent turnover number of 1142. Fe(TNMCPP)Cl was supported on APS through covalent binding of the peptidic type between COOH groups in the FeP and NH2 group on the funcionalized silica. This FeP was chosen for the study since it has only one group that is capable of reacting with the silica, at the same time that it presents sterical hindrance confered by the three NO2 groups in the ortho-position. This is a very interesting system from the catalytical point of view. Such system proved to be very efficient in the oxidation of (Z)-cyclooctene. The maximum catalytic turnover attained with this supported FeP was of 595, after three sucessive additions of oxidant. Fe(TNMCPP)Cl was also supported on APS though electrostatic binding, but this system was a less efficient catalyst for (Z)-cyclooctene oxidation.

Neste trabalho foram estudadas a atividade catalítica de metaloporfirinas e complexos salen (catalisador de Jacobsen), em solução e imobilizados em diferentes suportes, na oxidação de hidrocarbonetos e fármacos anticonvulsivantes (carbamazepina e primidona) e antidepressivo (fluoxetina), utilizando os seguintes doadores de oxigênio: peróxido de hidrogênio, terc-butil hidroperóxido (t-BOOH), ácido m-cloroperbenzóico (m-CPBA) e iodosilbenzeno (PhIO). Os catalisadores contendo o complexo salen imobilizado em alumina, membranas de quitosana e membranas polidimetilssiloxano/acetato de polivinila (PDMS/PVA), foram preparados e caracterizados por espectroscopia UV-Vis, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, análise térmica diferencial, infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, raios-X e área superficial. Foi investigada a atividade destes materiais inicialmente na catálise oxidativa de hidrocarbonetos (cicloocteno, estireno e cicloexano). Estes sistemas heterogêneos se mostraram bastante eficientes para oxidação destes substratos, com rendimentos de até 79 % de ciclooctenóxido e elevada seletividade para formação de epóxido ou cetona, quando se utilizam os substratos alcenos ou cicloexano, respectivamente. As membranas de quitosana e membranas híbridas PDMS/PVA foram avaliadas em sistema trifásico, nos quais a membrana se localiza na interface entre a fase apolar (substrato orgânico) e a fase aquosa (contendo o oxidante). Os resultados catalíticos foram excelentes, obtendo-se freqüências de turnovers da ordem de 138 h-1. As reações de oxidação dos fármacos (carbamazepina, primidona e fluoxetina) foram analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-UV) em fase reversa, por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC-ESI) e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-MS), para identificação dos produtos. Na oxidação da carbamazepina (CBZ) foi produzido apenas o 10,11-epóxido-carbamazepina (CBZ-EP), que corresponde ao principal metabólito obtido no metabolismo in vivo catalisado pelo P450, indicando que os sistemas catalíticos utilizados são excelentes modelos biomiméticos desta enzima. Observou-se que a formação de CBZ-EP é dependente do oxidante e do pH do meio, principalmente nas reações com peróxido de hidrogênio, resultando em mecanismos de clivagem homolítica ou heterolítica conforme o pH da reação. Os oxidantes m-CPBA e t-BOOH mostraram que a natureza dos substituintes ligados ao grupo OOH do peróxido exerce grande efeito na oxidação da CBZ. Na oxidação da primidona foram obtidos dois metabólitos encontrados no sistema in vivo: feniletilmalonamida e fenobarbital, além de três outros produtos (2-fenilbutiramida, -fenil--butirolactona e um produto em nível de traços, não identificado). A formação destes compostos foi altamente dependente do oxidante, co-catalisador, pH e oxigênio, o que possibilitou a proposta de um esquema de oxidação com os possíveis intermediários envolvidos. Todos os sistemas catalíticos utilizados na oxidação da fluoxetina estudados geraram o produto de N-desalquilação, o p-trifluorometilfenol (TFMF). A norfluoxetina principal metabólito deste fármaco in vivo, resultante de N-desmetilação, não foi produzida, indicando que a reação de O-desalquilação prevalece e, portanto, os catalisadores não seguem a rota biomimética para este fármaco. Este trabalho demonstrou a habilidade do complexo salen e das metaloporfirinas para mimetizar a ação do citocromo P450 na oxidação de fármacos. Os resultados mostram também o grande potencial de aplicação de modelos biomiméticos para sintetizar metabólitos e fornecer amostras para testes farmacológicos e toxicológicos, visando elucidação do metabolismo do fármacos, e como uma alternativa aos estudos enzimáticos. / In this work, the catalytic activities of metalloporphyrins and the salen complex (Jacobsen catalyst) in solution and immobilized on different supports were studied in the oxidation of hydrocarbons, anticonvulsivant drugs (carbamazepine and primidone) and antidepressives (fluoxetine) by the following oxygen donors: hydrogen peroxide, terc-butyl hydroperoxide (t-BOOH), 3-chloroperoxybenzoic acid (m-CPBA), and iodosylbenzene (PhIO). The catalysts containing the salen complex immobilized on alumina, chitosan membranes and poly(dimethylsiloxane)/polyvinyl acetate membranes (PDMS/PVA) were prepared and characterized by UV-Vis spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential thermal analysis, differential scanning calorimetry, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and surface area analysis. The activity of these materials was initially investigated in the oxidative catalysis of hydrocarbons (cyclooctene, styrene and cyclohexane). These heterogeneous systems were efficient for the oxidation of these substrates, with yields as high as 79 % for cyclooctene oxide. The selectivity for epoxide or ketone formation was high when the substrate alkenes or cyclohexane were used, respectively. The chitosan membranes and hybrid membranes PDMS/PVA were available in a triphasic system, where the membrane was located in the interface between the apolar phase (organic substrate) and the aqueous phase (containing the oxidant). The catalytic results were excellent, with turnover frequencies of 138 h-1. Drug oxidation (carbamazepine, primidone and fluoxetine) products were analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC-UV) in reverse phase, liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-ESI), and gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), for products identification. In the case of carbamazepine (CBZ) oxidation only carbamazepine 10,11- epoxide (CBZ-EP) was produced. This is to the main metabolite obtained in carbamazepine metabolism by P450 in vivo, indicating that the catalytic systems employed here are excellent biomimetic models of this enzyme. Formation of CBZEP is highly dependent on the oxidant and pH, especially in the reaction with hydrogen peroxide, resulting in homolytic and/or heterolytic cleavage, according to the pH of the reaction medium. The oxidants m-CPBA and t-BOOH showed that the presence of substituents linked to the -OOH group of the peroxide affects the catalytic activity of the studied system significantly. As for primidone oxidation, two metabolites found in the in vivo system were obtained: phenylethylmalondiamide and phenobarbital, besides three other products (2-phenylbutyramide, g-phenyl-g-butyrolactone and, a product in trace amounts, not identified). The formation of these compounds was highly dependent on the oxidant, co-catalyst, pH and presence of oxygen. These results enabled the proposition of a scheme for Mn(salen)-catalyzed primidone oxidation and the possible intermediate involved. All the studied catalytic systems used in fluoxetine oxidation generated the product obtained via the O-dealkylation mechanism, p-trifluoromethylphenol (TFMF). Norfluoxetine, the main metabolite in vivo and formed via the N-demethylation mechanism, was not obtained. This indicates that the O-dealkylation mechanism prevails and, therefore, the catalysts do not follow the biomimetical route in the case of this drug. This work demonstrated the ability of the salen complex and metalloporphyrins to mimic the action of cytochrome P450 in drug oxidation. These results showed the potential application of these biomimetic models in the synthesis of drug metabolites, which should provide samples for pharmacological and toxicological tests, as well as aid studies that pursue the elucidation of in vivo drug metabolism, being an alternative to enzymatic studies.

Em uma primeira etapa, os catalisadores eletroquímicos de Pt/C, Pt/C+ATO, Pd/C, Pd/C+ATO, PtPd/C+ATO e PtPdSn/C+ATO, onde foram usadas diferentes razões molares de Pt e Pd, e de Pt, Pd e Sn, respectivamente, foram preparados pelo método de redução por borohidreto de sódio para serem testados na oxidação do etanol. H2PtCl6.6H2O, Pd(NO3)2.2H2O e SnCl2.2H2O foram utilizados como fontes de metais, que corresponderam a 20% em massa do catalisador. A mistura física de 85% de carbono Vulcan XC72 e 15% de Sb2O5.SnO2 (ATO) foi utilizada como suporte. Os catalisadores foram caracterizados por meio da difração de raios X, microscopia de transmissão, voltametria cíclica, cronoamperometria, teste em célula unitária de etanol direto e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier in situ (ATR-FTIR). Os difratogramas de raios X de Pt/C e Pd/C mostraram quatro picos associados com a estrutura cúbica de face centrada (cfc) da platina e do paládio, respectivamente. Já para os catalisadores de Pt, Pd, PtPd e PtPdSn, suportados em carbono e ATO puderam ser visualizados, além dos picos referentes à Pt e ao Pd, outros oito picos associados com a cassiterita e/ou com os óxidos de estanho dopado com antimônio (ATO). A microscopia de transmissão mostrou que todos os catalisadores apresentam suas partículas metálicas homogeneamente distribuídas no suporte e seus tamanhos variaram de 2 a 6 nm. Os estudos eletroquímicos de voltametria e cronoamperometria em meio de H2SO4 indicaram que os catalisadores terciários de PtPdSn(80:10:10)/C+ATO e PtPdSn(90:5:5)/C+ATO, e o binário de PtPd(80:20)/C+ATO apresentaram, nesta ordem, as maiores densidades de corrente para a oxidação eletroquímica do etanol, em relação a Pt/C, no intervalo de potenciais de interesse de 0,05 a 0,9 V vs. ERH. Os experimentos em uma célula a combustível de etanol direto à 100°C mostraram desempenhos de densidade de potência semelhantes para os dois catalisadores terciários e, aproximadamente 6 vezes mais altos que o obtido para Pt/C. Os espectros de FTIR obtidos durante a oxidação eletroquímica do etanol na presença de HClO4 0,1 M mostrou as principais bandas em 2344, 1282 e 933 cm-3, as quais estão associadas à presença de CO2, ácido acético e acetaldeído, respectivamente. Para os catalisadores de Pt/C, PtPd(80:20)/C+ATO e PtPdSn(90:5:5)/C+ATO, o acetaldeído foi o principal produto no intervalo de potenciais estudado, conforme é indicado pelo gráfico das intensidades integradas de bandas; enquanto que para Pt/C+ATO e PtPdSn(80:10:10)/C+ATO, o ácido acétido foi o principal produto. Em uma segunda etapa, os catalisadores de PdPt(80:20)/C+ATO, PdPtSn(80:10:10)/C+ATO e PdPtSn(90:5:5)/C+ATO foram preparados para serem testados eletroquimicamente, por meio de voltametria cíclica e cronoamperometria, em meio alcalino. Os resultados obtidos indicaram que novamente os catalisadores terciários apresentaram as maiores atividades catalíticas no intervalo de -0,850 V a -0,450 V vs. Ag/AgCl. Isso confirmou que o Pd é um excelente catalisador para oxidação do etanol em meio alcalino, pois o valor de corrente em meio alcalino foi cerca de sessenta vezes maior que o valor obtido em meio ácido. Esses resultados sugerem excelentes perspectivas para o uso de catalisadores de Pd para a oxidação de etanol em células alcalinas. / Firstly, Pt/C, Pt/C+ATO, Pd/C, Pd/C+ATO, PtPd/C+ATO and PtPdSn/C+ATO electrocatalysts were prepared by the reduction by sodium borohydride method. H2PtCl6.6H2O, Pd(NO3)2.2H2O and SnCl2.2H2O were used as metal source and a physical mixture of 85% Vulcan Carbon XC72 and 15% Sb2O5.SnO2, so-called ATO, as support. The catalysts were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) experiments, attenuated total reflectance Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy and tests in direct ethanol fuel cells for ethanol oxidation. XRD analysis of Pt/C and Pd/C showed four peaks associated with the face-centered cubic (fcc) structure of Pt and Pd, respectively. On the other hand, carbon plus ATO supported Pt and Pd based catalysts showed besides the presence of four fcc Pt and Pd reflections others eight peaks associated with antimony-doped tin oxides (ATO). TEM images and the corresponding metal particle size distribution histogram of the catalysts revealed the metallic particles are highly dispersed on the support and their average size ranges were from 2 to 6 nm. The electrochemical measurements characterized by cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) in N2 saturated 0,5 M H2SO4 solutions at room temperatures showed the PtPdSn(80:10:10)/C+ATO and PtPdSn(90:5:5)/C+ATO tri-mettallic catalysts, and the PtPd(80:20)/C+ATO bi-mettallic catalyst presented, in that order, the highest peak current densities with 1 M ethanol, in comparision with Pt/C, in the potential region of 0.05 to 0.9 V vs. RHE. The experiments at 100oC on single direct ethanol fuel cells showed that the power density values for both tri-mettallic catalysts were very similar and at about 6 times higher than that value of Pt/C. The FTIR spectra collected during ethanol electro-oxidation in presence of 0.1 M HClO4 showed the main bands at 2344, 1282 and 933 cm-3, which are characteristic of the presence of CO2, acetic acid and acetaldehyde, respectively. For Pt/C, PtPd(80:20)/C+ATO and PtPdSn(90:5:5)/C+ATO electrocatalysts acetaldehyde was the main product in the potential region observed, as it is shown in the graph of integrated band intensity as a function of the electrode potential. In the case of Pt/C+ATO and PtPdSn(80:10:10)/C+ATO catalysts acetic acid was the main product. At second, PdPt(80:20)/C+ATO, PdPtSn(80:10:10)/C+ATO e PdPtSn(90:5:5)/C+ATO were prepared to be tested by means of CV and CA in alkaline medium. The results obtained again indicated that the tri-mettallic catalysts showed the highest peak current densities in the potential region of -0,850 V to -0,450 V vs. Ag/AgCl. This confirms that Pd-based catalysts are an excellent option for ethanol oxidation in alkaline medium since the current values in alkaline medium were approximately sixty times higher than those ones obtained in acidic medium.

Durante a exploração de uma mina, vários impactos são causados no meio ambiente, entre eles a geração da drenagem ácida de minas (DAM), que consiste da exposição de minerais sulfetados ao ar, água e microorganismos do tipo ferroxidantes, apresentando reações de oxidação e formação de ácido sulfúrico solubilizando metais ali presentes contaminando o solo e as águas. O objetivo deste trabalho de pesquisa foi estudar uma solução tecnológica fazendo uso da oxidação avançada com ozônio de metais pesados presentes em efluentes contaminados, em mina de urânio, com especial foco na remoção do manganês. A mina de urânio das Indústrias Nucleares do Brasil INB, em Caldas, Minas Gerais, local de aplicação deste estudo, enfrenta o problema da DAM e tem como principais contaminantes de suas águas superficiais os elementos, alumínio (Al), manganês (Mn), zinco (Zn), ferro (Fe), sulfatos (SO4+2), fluoretos (F-), metais de terras raras, alem do urânio (U) e do tório (Th). Os testes com ozônio realizados em laboratório com os efluentes da INB e in situ, mostraram uma grande eficiência para remoção do ferro, manganês e cério em até 99%. A concentração total de manganês ficou abaixo dos limites estabelecidos pela resolução 430 e 357 do CONAMA. Elementos como neodímio (Nd), lantânio (La) e zinco (Zn) pouco se oxidam com O3. O Al se mantém praticamente inalterado, enquanto que o tório e o urânio decaem, mas com o passar do tempo de ozonização voltam a se concentrar, porém com um valor inferior ao inicial. O precipitado obtido após a ozonização consiste de até 85% de oxido de manganês. A fim de descartar, após a ozonização, o efluente líquido para o ambiente é necessário uma correção do pH, de modo a atender os parâmetros da legislação CONAMA, sendo utilizado 50 a 86% menos reagente (CaOH2), do que as quantidades utilizadas no processo adotado pela INB. / During a mine exploration the environment can be affected by different ways being one of them the mine acid drainage(DAM), that is formed by the exposition of sulpheted minerals to the atmospheric air, water and iron-oxidation microorganisms. This exposition results in oxidation reactions and formation of sulphuric acid that dissolves all kind of metals present at the mineral that will result in the contamination of the ground and waters. The object of this research work is to test a technological solution of the mine acid drainage problem applying ozone advanced oxidation of the heavy metals present at the mine drainage of a uranium mine with special focus in the manganese removal. This study is applied to the material from the uranium mine of the Brazilian Nuclear Industry INB, at Caldas- MG. The INB Industry has serious DAM contamination being the main contaminants of the superficial waters the elements, aluminium (Al), manganese (Mn), zinc (Zn), iron (Fe), sulfates(SO4+2), fluorides(F-), rare earth metals besides uranium (U) and thorium (Th). The Caldas unity is being used as research and testing field for the treatment of areas with environment degradation formed by the mining activity. The ozone testing showed a high efficiency for the removal of iron(Fe), manganese(Mn) and cerium (Ce) up to 99%. The manganese total concentration was reduced to values bellow the ones determined by CONAMA resolution. Elements as neodymium (Nd), zinc (Zn) and lanthamium (La) are also oxidated in presence of ozone but with lower efficiency. The aluminium remained unaffected by the ozone while Thorium and Uranium show an initial decay but at the end present only a concentration slight lower than the initial. The solid material formed after the ozone treatment consists mainly of manganese oxide (85%). In order to dispose, after the ozonization, the liquid efluente to the environment is necessary a pH correction in order to be within the CONAMA legislation, being used less reagent (CaOH2), 50 to 86% less, than the amounts used in the process adopted by INB.