Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T20:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lustosa_DaniloMachado_M.pdf: 59336060 bytes, checksum: e1999d97ac1f1ad2f49b0e334514c4fa (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A reação de Heck convencional consiste em uma reação entre olefinas e haletos de arila ou vinila catalisada por paládio. A variante Heck-Matsuda (HM) utiliza sais de arenodiazônio, mais reativos do que os respectivos haletos de arila ou vinila.. Por muito tempo a HM apresentava como principal limitação metodológica a ausência de uma versão enantiosseletiva. Em 2012, o grupo do prof. Carlos Correia relatou a primeira reação de Heck-Matsuda enantiosseletiva. Com o intuito de tornar esta metodologia uma ferramenta sintética mais robusta e compreender melhor esta reação, esta dissertação relata novos estudos de complexos de paládio quirais, não racêmicos, como sistemas catalíticos na arilação de 3-pirrolinas N-protegidas em reações de Heck-Matsuda enantiosseletivas. Com a utilização de complexos Pd/piridinoxazolina obteve-se adutos de Heck contendo substituintes doadores de elétrons em rendimentos de bons a excelentes e razões enantiômericas de moderadas a boas. Ao se fazer uso de sais de arenodiazônio com substituintes retiradores de elétrons, obteve-se os adutos de Heck em rendimentos de baixos a bons e razões enantiômericas de boas a excelentes. Alguns dos adutos de Heck foram selecionados e aplicados na obtenção de análogos do baclofeno e suas respectivas butirolactamas, com o objetivo de demonstrar a aplicabilidade sintética da nova metodologia e determinar a estereoquímica absoluta dos adutos de Heck obtidos (via comparação dos valores de [a]D obtidos com aqueles relatados na literatura). Por fim, com a estereoquímica dos produtos determinadas, racionalizou-se a obtenção destes adutos de forma enantiosseletiva através da apresentação de ciclos catalíticos apropriados / Abstract: The conventional Heck reaction consists of a reaction between olefins and vinyl or aryl halides catalyzed by palladium. The variant Heck-Matsuda (HM) uses arenediazonium salts, more reactive than the corresponding aryl or vinyl halides. For a long time the HM was seeing as a limited synthetic method due to the absence of its enantioselective version. In 2012, the group of prof. Carlos Correia reported the first enantioselective Heck-Matsuda reaction. Aiming at making this methodology a powerful synthetic tool, as well as to get mechanistic insights, this dissertation describes our studies on the enantioselective HM employing chiral, non-racemic, palladium complexes for the arylation of 3-N-protected- pyrrolines. With the use of Pd/pyridine-oxazoline complexes chiral Heck adducts were obtained containing electron rich substituents in good to excellent yields in enantiomeric ratios from moderate to good. When making use of arenediazonium salts with electron withdrawing substituents, the Heck adducts were obtaining in low from good yields in enantiomeric ratios from good to excellent. Some of the Heck adducts were selected in order to synthesize baclofen analogues and butyrolactams to demonstrate not only the applicability of the new method but also to determine the absolute stereochemistry of the Heck adducts (comparison of our [a]D values with those reported in the literature). Finally, with the absolute stereochemistry of the products determined, a rationale for this new enantioselective Heck-Matsuda was provided / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Magnetic separation has received a lot of attention as a robust, highly efficient and rapid catalyst separation technology. Many studies have focused on developing methodologies for the immobilization of catalytic active species, but the development of magnetic supports has been mainly limited to silica, polymer or carbon-coated magnetic nanoparticles (NPs). The design of magnetic nanocomposites and the incorporation of other oxides are highly welcome to broaden the application of this separation technology in the field of catalysis. In this context, studies of the thermal stability of silica-coated magnetite (Fe3O4@SiO2) were performed to evaluate the possibility of calcining it without losing the magnetic properties of the support. The calcination would permit the deposition of different oxides on the silica surface, such as ceria and titania. The calcined Fe3O4@SiO2 material preserved the core-shell morphology and magnetic properties, but increased its surface area six times. New magnetic supports were developed by using post-coating process for the deposition of ceria and titania onto silica-coated magnetite. Magnetically recoverable Rh, Pd and Ru nanocatalysts were prepared. The catalysts were employed in hydrogenation of cyclohexene, benzene or phenol and the study of the influence of each support on the catalytic activity was a main objective of this thesis. The catalysts were prepared by two different approaches: the impregnation and the sol-immobilization of pre-formed metal NPs. The colloidal metal NPs were prepared by reduction of metal salts and also by decomposition of organometallic complexes. Rhodium catalysts prepared by impregnation of rhodium(III) chloride and reduction with H2 showed some reproducibility issues that were surpassed by using NaBH4 or hydrazine as reducing agents. The preparation of catalysts by the immobilization of colloidal NPs is an interesting alternative to obtain reproducible and very active catalysts. Nanoparticles of Pd, Rh and Ru were prepared by an organometallic approach and immobilized on calcined Fe3O4@SiO2, Fe3O4@SiO2CeO2 and Fe3O4@SiO2TiO2. The elimination of the stabilizing agent leads to more active catalysts upon recycling. Rhodium catalysts supported on ceria support was the most active catalyst in the hydrogenation of cyclohexene (TOF 125,000 h-1). Palladium catalysts were the most selective catalyst for the hydrogenation of phenol to cyclohexanone, no matter the support used. The formation of cyclohexanol is enhanced with titania and the hydrodeoxygenation to produce cyclohexane occurred mainly with silica. / A separação magnética tem recebido muita atenção como uma tecnologia robusta, altamente eficiente e rápida para recuperar catalisadores sólidos após uso em reações em fase líquida. Muitos estudos têm focado nas metodologias para a imobilização de espécies cataliticamente ativas, mas o desenvolvimento de suportes magnéticos tem se limitado a nanopartículas magnéticas revestidas com sílica, polímeros ou carbono. O desenvolvimento de nanocompósitos magnéticos com a incorporação de outros óxidos é muito desejável para ampliar a aplicação dessa tecnologia de separação em catálise. Nesse contexto, estudos da estabilidade térmica de magnetita revestida com sílica (Fe3O4@SiO2) foram realizados para avaliar a possibilidade de calcina-la sem perder as propriedades magnéticas do suporte. Uma etapa de calcinação é necessária para a deposição de diferentes óxidos na superfície da sílica, tais como céria e titânia. O Fe3O4@SiO2 calcinado preservou a morfologia \"core-shell\" e as propriedades magnéticas, porém apresentou um aumentou de seis vezes na área superficial. Novos suportes magnéticos foram desenvolvidos pela deposição de céria e titânia sobre magnetita previamente revestida com sílica. Nanocatalisadores magneticamente recuperáveis de Rh, Pd e Ru foram preparados. Os catalisadores foram utilizados na hidrogenação de ciclo-hexano, benzeno ou fenol e o principal objetivo dessa tese foi o estudo da influência de cada suporte na atividade catalítica. Os catalisadores foram preparados de duas formas diferentes: impregnação-redução e imobilização de nanopartículas (NPs) metálicas pré-formadas. As NPs coloidais foram preparadas pela redução de sais metálicos e, também, pela decomposição de complexos organometálicos. Catalisadores de ródio preparados pela impregnação de cloreto de ródio(III) e redução com H2 mostraram alguns problemas de reprodutibilidade, que foram superados utilizando NaBH4 ou hidrazina como agentes redutores. A preparação de catalisadores pela imobilização de NPs coloidais é uma alternativa interessante para obter catalisadores reprodutíveis e muito ativos. Nanopartículas de Pd, Rh e Ru foram preparadas a partir de organometálicos e imobilizadas em Fe3O4@SiO2 calcinada, Fe3O4@SiO2CeO2 e Fe3O4@SiO2TiO2. A eliminação do agente estabilizante torna os catalisadores mais ativos durante os reusos. O catalisador de Rh sobre o suporte de céria foi o catalisador mais ativo na hidrogenação de ciclohexeno (TOF 125000 h-1). O catalisador de Pd foi o catalisador mais seletivo para a hidrogenação de fenol em ciclo-hexanona, independente do suporte usado. A formação de ciclo-hexanol é favorecida pelo suporte de titânia e a hidrodesoxigenação para produzir ciclo-hexano ocorreu principalmente no suporte de sílica.

A preparação do EM Pd foi escolhida pelo fato de já terem sido estudados em nossos laboratórios os EM Ni e EM Pt. Estes três eletrodos modificados (EMs) foram utilizados nas hidrogenações eletrocatalíticas (HEC) de substratos orgânicos para comparação de suas reatividades. A preparação deste novo eletrodo modificado revestido pelo filme misto poli-[éter alílico do p-(2-etilamônio) benzeno] e co-monômero éter fenil e alílico no suporte de bastão de grafite contendo partículas de Pd foi iniciada com a síntese do éter alílico do p-(2-etilamônio) benzeno a partir da acetamida do p-(2-etilamônio). A utilização do co-monômero éter fenil e alílico na estrutura do filme polimérico se fez na tentativa de espaçar a malha polimérica para conseguir melhorar os resultados das HEC de substratos orgânicos, pois estes teriam maior facilidade de permear (difundir) pela malha e também proporcionar um aumento na quantidade de partículas de paládio incorporadas ao filme. Depois da preparação, utilização e comparação dos EMs Ni, Pd e Pt foram desenvolvidos novos EMs mistos visando aumentar a eficiência nas HEC dos substratos orgânicos. O EM misto Ni/Ni já havia sido preparado e estudado nas HEC mostrando uma eficiência moderada. Preparou-se então os EMs mistos Ni/Pd e Ni/Pt para compará-los com o EM Ni/Ni e com os EMs Ni, Pd e Pt para verificar se ocorreria um aumento na eficiência nas HEC. A preparação destes EMs mistos foi feita utilizando a técnica de electroless. A eficiência dos EMs foi verificada através da GH a partir de uma solução de ácido sulfúrico, do volume de hidrogênio gerado, medidas de potencial de circuito aberto e de reação de HEC de substratos orgânicos. A caracterização dos EMs foi feita pelo cálculo da massa de partículas incorporadas e análise de raios X e MEV-EDX. Os substratos orgânicos estudados nas HEC foram: benzaldeído, n-valeraldeído, isoforona, 2-cicloexen-1-ona, cicloexanona, acetofenona, benzofenona, eugenol, isoeugenol, fenilacetileno, 3-butin-1-ol, benzonitrila, fenilacetonitrila, malononitrila e valeronitrila. Comparando-se os EMs Ni, Pt, Pd, Ni/Ni, Ni/Pd e Ni/Pt, o que levou aos melhores rendimentos nas HEC foi o EM misto Ni/Pd. A HEC da acetofenona e benzofenona levou a resultados inéditos na literatura com a hidrogenação dos anéis aromáticos. / The modified electrode (ME) Pd was chosen because ME Ni and ME Pt had already been studied in our laboratory. These three different MEs were used in the electrocatalytic hydrogenation (ECH) of organic substrates so that their reactivity could be compared. The preparation of the new modified electrode ME Pd by using the mixed film poly-[ether allyl p-(2-ammoniumethyl) benzene] and the co-monomer allyl phenyl ether in carbon stick containing Pd particles. The preparation was initiated by synthesizing the allyl p-(2-ammoniumethyl) benzene ether through reaction with the acetamyde of the p-(2-ammoniumethyl) group. The co-monomer allyl phenyl ether in a polymeric film was used in an attempt to obtain more space between the polymeric film and to achieve better results in the ECH of organic substrates, since they could be introduced through the polymer and increase the quantity of Pd particles of incorporated in to the film. After the preparation of the MEs Ni, Pd and Pt and after they had been used and compared, new mixed MEs were developed in order to study their efficiency in the ECH of organic substrates. Mixed ME Ni/Ni had already been prepared and studied in our laboratory and it was shown to be moderately efficient for ECH. Mixed ME Ni/Pd and Ni/Pt were prepared so that they could be compared with mixed ME Ni/Ni, ME Ni, ME Pd and ME Pt. The preparation of these mixed MEs was carried out by electroless deposition. The efficiency of these MEs was verified by hydrogen generation from a mineral acid solution, hydrogen generation volume, potential of the open circuit and ECH of organic substrates. The characterization of the MEs was done by calculating the mass of incorporated particles and by SEM-EDX analyses. The organic substrates used for in ECH were benzaldehyde, n-valeraldehyde, isophorone, 2-cyclohexen-1-one, cyclohexanone, acetophenone, benzophenone, eugenol, isoeugenol, phenylacetylene, 3-butin-1-ol, benzonitrile, phenylacetonitrile, malononitrile and valeronitrile. A comparison of these MEs shows that the mixed ME Ni/Pd are the most efficient for ECH for all studied substrates. Acetophenone and benzophenone gave fully hydrogenated products; a fact that has not yet been published in the literature.

A reação entre nitratos, cloretos e percloratos dos lantanídeos e de ítrio com a 2,6-lutidina-N-óxido (2,6-LNO) conduziu à formação de compostos de adição de composição geral: Ln(NO3)3.4(2,6-LNO), LnCl3.3 (2,6-LNO) e Ln(ClO4)3.8(2,6-LNO) (Ln= La, Pr, Nd, Gd, Ho, Er e Y). Os produtos de reação são cristalinos, apresentam as mesmas colorações dos íons lantanídeos hidratados, porém bastante esmaecidas. Os compostos de adição contendo o íon cloreto não fundem até 300ºC. Os compostos de adição contendo os íons nitratos e percloratos são solúveis em acetona, acetonitrila, etanol, metanol, nitrobenzeno e nitrometano, ligeiramente solúveis em clorofórmio. Os compostos de adição contendo o íon cloreto são solúveis em etanol e metanol e praticamente insolúveis em acetona, acetonitrila, clorofórmio, nitrobenzeno e nitrometano. Todos os compostos de adição são praticamente insolúveis em benzeno; tetracloreto de carbono e éter etílico. Os compostos foram caracterizados por meio de análise elementar, espectros na região do infra-vermelho e do visível, medidas de condutância molar em nitrometano, acetonitrila e etanol, e diagramas de raios-x. Para alguns compostos de adição contendo o íon nitrato foram obtidos os espectros Raman. Os dados obtidos nos espectros na região do infravermelho indicam que a coordenação da 2,6-LNO ao ion lantanídeo ocorre pelo oxigênio do grupo N-O. Foram observadas cinco bandas que podem ser atribuídas ao íon nitrato, nos correspondentes compostos de adição, indicando que estes íons estão coordenados aos íons lantanídeos. As bandas atribuídas aos íons percloratos indicaram que os mesmos não estão coordenados. Os espectros eletrônicos dos compostos de adição contendo o íon perclorato, no estado sólido e em solução de nitrometano são muito semelhantes, sugerindo que a simetria em torno do íon central, é a mesma em ambos os casos. Os dados de condutância eletrolítica indicaram que os nitratos comportam-se como não-eletrólitos em nitrometano e acetonitrila e como eletrólito 1:1 em metanol. É interessante notar que os percloratos comportam-se como eletrólitos 1:3 em nitrometano e acetonitrila, mas em metanol, provavelmente devido a existência de pares iônicos, comportam-se como eletrólitos 1:2. Os dados para os cloretos em metanol estão de acordo com aqueles para eletrólitos 1:1. Todos os compostos preparados foram caracterizados por meio de diagramas de raios-X. De acordo com os dados três séries diferentes foram obtidas para os nitratos: (a) para o composto de La, (b) para os compostos de Pr, Nd and Gd, que são isomorfos, (c) para os compostos de Ho, Er and Y, que também são isomorfos. Para os percloratos duas séries de substâncias são observadas: a primeira série contém os compostos de Y, Pr, Gd, Ho e Er, e a segunda série os compostos de La e Nd. Para os cloretos duas séries diferentes foram também obtidas: (a) para os compostos de La, Pr e Nd, (b) para os compostos de Y, Gd, Ho e Er. / The reaction between hydrated lanthanide and ytrium nitrates, chlorides and perchlorates with 2,6-lutidine-N-oxide (2,6-LNO) provided adducts of general composition: Ln(NO3)3.4(2,6-LNO), LnCl3.3(2,6-LNO) and Ln(ClO4)3.8(2,6-LNO) (Ln= La, Pr, Nd, Gd, Ho, Er and Y). The products are crystalline, present the same, but less intense colors of the hydrated lanthanide ions. The chloride adducts do not melt up to 300ºC. The nitrate and perchlorate adducts are solube in acetone, acetonitrile, ethanol, methanol, nitrobenzene and nitromethane, slightly soluble in chloroform. The chloride adducts are soluble in ethanol and methanol and practically insoluble in acetone, acetonitrile, chloroform, nitrobenzene and nitromethane. All the adducts are practically insoluble in benzene, carbon tetrachloride and ethyl eter. The compounds were characterized by elemental analyses, infrared and visible spectra, molar conductance measurements in nitromethane, acetonitrile and methanol, and X-ray powder patterns. For some of the nitrate adducts the Raman spectra were obtained. Infrared data indicate that the 2,6-LNO is coordinated to the lanthanide ions through of oxygen. Five bands attributed to the nitrate ions were observed for the corresponding adducts, indicating these ions are coordinated to the lanthanides ions. The bands due to perchlorate ions indicate that they are not coordinated to the lanthanides ions.The electronic spectra of the perchlorates adducts in the solid state and in nitromethane solution indicate the existence of the same symmetry around the central ions in both cases. The electrolytic conductance data indicate that the nitrates behave as non-electrolytes in nitromethane and acetonitrile and 1:1 electrolytes in methanol. It is interesting to note that the perchlorates behave as 1:3 electrolytes in nitromethane and acetonitrile, but in methanol, probably due to the existence of ions pairs, they behave as 1:2 electrolytes. The data for the chlorides in methanol are in accordance of 1:1 electrolytes. to that All the compounds prepared were characterized by X-ray powder patterns. According to the data three different patterns were obtained for the nitrates: (a) for the compounds of La; (b) for the compounds of Pr, Nd and Gd, that are isomorphous, (c) for the oompounds of Ho, Er and Y, that are also isomorphous. For the perchlorates two series of isomorphous substances were observed: the first series contains the compounds of Y, Pr, Gd, Ho and Er, and the second series the adducts of La and Nd. For the chlorides two different patterns were also obtained: (a) for the compounds of La, Pr and Nd, (b) for the compounds of Y, Gd, Ho and Er.

Magnetic separation has received a lot of attention as a robust, highly efficient and rapid catalyst separation technology. Many studies have focused on developing methodologies for the immobilization of catalytic active species, but the development of magnetic supports has been mainly limited to silica, polymer or carbon-coated magnetic nanoparticles (NPs). The design of magnetic nanocomposites and the incorporation of other oxides are highly welcome to broaden the application of this separation technology in the field of catalysis. In this context, studies of the thermal stability of silica-coated magnetite (Fe3O4@SiO2) were performed to evaluate the possibility of calcining it without losing the magnetic properties of the support. The calcination would permit the deposition of different oxides on the silica surface, such as ceria and titania. The calcined Fe3O4@SiO2 material preserved the core-shell morphology and magnetic properties, but increased its surface area six times. New magnetic supports were developed by using post-coating process for the deposition of ceria and titania onto silica-coated magnetite. Magnetically recoverable Rh, Pd and Ru nanocatalysts were prepared. The catalysts were employed in hydrogenation of cyclohexene, benzene or phenol and the study of the influence of each support on the catalytic activity was a main objective of this thesis. The catalysts were prepared by two different approaches: the impregnation and the sol-immobilization of pre-formed metal NPs. The colloidal metal NPs were prepared by reduction of metal salts and also by decomposition of organometallic complexes. Rhodium catalysts prepared by impregnation of rhodium(III) chloride and reduction with H2 showed some reproducibility issues that were surpassed by using NaBH4 or hydrazine as reducing agents. The preparation of catalysts by the immobilization of colloidal NPs is an interesting alternative to obtain reproducible and very active catalysts. Nanoparticles of Pd, Rh and Ru were prepared by an organometallic approach and immobilized on calcined Fe3O4@SiO2, Fe3O4@SiO2CeO2 and Fe3O4@SiO2TiO2. The elimination of the stabilizing agent leads to more active catalysts upon recycling. Rhodium catalysts supported on ceria support was the most active catalyst in the hydrogenation of cyclohexene (TOF 125,000 h-1). Palladium catalysts were the most selective catalyst for the hydrogenation of phenol to cyclohexanone, no matter the support used. The formation of cyclohexanol is enhanced with titania and the hydrodeoxygenation to produce cyclohexane occurred mainly with silica. / A separação magnética tem recebido muita atenção como uma tecnologia robusta, altamente eficiente e rápida para recuperar catalisadores sólidos após uso em reações em fase líquida. Muitos estudos têm focado nas metodologias para a imobilização de espécies cataliticamente ativas, mas o desenvolvimento de suportes magnéticos tem se limitado a nanopartículas magnéticas revestidas com sílica, polímeros ou carbono. O desenvolvimento de nanocompósitos magnéticos com a incorporação de outros óxidos é muito desejável para ampliar a aplicação dessa tecnologia de separação em catálise. Nesse contexto, estudos da estabilidade térmica de magnetita revestida com sílica (Fe3O4@SiO2) foram realizados para avaliar a possibilidade de calcina-la sem perder as propriedades magnéticas do suporte. Uma etapa de calcinação é necessária para a deposição de diferentes óxidos na superfície da sílica, tais como céria e titânia. O Fe3O4@SiO2 calcinado preservou a morfologia \"core-shell\" e as propriedades magnéticas, porém apresentou um aumentou de seis vezes na área superficial. Novos suportes magnéticos foram desenvolvidos pela deposição de céria e titânia sobre magnetita previamente revestida com sílica. Nanocatalisadores magneticamente recuperáveis de Rh, Pd e Ru foram preparados. Os catalisadores foram utilizados na hidrogenação de ciclo-hexano, benzeno ou fenol e o principal objetivo dessa tese foi o estudo da influência de cada suporte na atividade catalítica. Os catalisadores foram preparados de duas formas diferentes: impregnação-redução e imobilização de nanopartículas (NPs) metálicas pré-formadas. As NPs coloidais foram preparadas pela redução de sais metálicos e, também, pela decomposição de complexos organometálicos. Catalisadores de ródio preparados pela impregnação de cloreto de ródio(III) e redução com H2 mostraram alguns problemas de reprodutibilidade, que foram superados utilizando NaBH4 ou hidrazina como agentes redutores. A preparação de catalisadores pela imobilização de NPs coloidais é uma alternativa interessante para obter catalisadores reprodutíveis e muito ativos. Nanopartículas de Pd, Rh e Ru foram preparadas a partir de organometálicos e imobilizadas em Fe3O4@SiO2 calcinada, Fe3O4@SiO2CeO2 e Fe3O4@SiO2TiO2. A eliminação do agente estabilizante torna os catalisadores mais ativos durante os reusos. O catalisador de Rh sobre o suporte de céria foi o catalisador mais ativo na hidrogenação de ciclohexeno (TOF 125000 h-1). O catalisador de Pd foi o catalisador mais seletivo para a hidrogenação de fenol em ciclo-hexanona, independente do suporte usado. A formação de ciclo-hexanol é favorecida pelo suporte de titânia e a hidrodesoxigenação para produzir ciclo-hexano ocorreu principalmente no suporte de sílica.

A reação entre nitratos, cloretos e percloratos dos lantanídeos e de ítrio com a 2,6-lutidina-N-óxido (2,6-LNO) conduziu à formação de compostos de adição de composição geral: Ln(NO3)3.4(2,6-LNO), LnCl3.3 (2,6-LNO) e Ln(ClO4)3.8(2,6-LNO) (Ln= La, Pr, Nd, Gd, Ho, Er e Y). Os produtos de reação são cristalinos, apresentam as mesmas colorações dos íons lantanídeos hidratados, porém bastante esmaecidas. Os compostos de adição contendo o íon cloreto não fundem até 300ºC. Os compostos de adição contendo os íons nitratos e percloratos são solúveis em acetona, acetonitrila, etanol, metanol, nitrobenzeno e nitrometano, ligeiramente solúveis em clorofórmio. Os compostos de adição contendo o íon cloreto são solúveis em etanol e metanol e praticamente insolúveis em acetona, acetonitrila, clorofórmio, nitrobenzeno e nitrometano. Todos os compostos de adição são praticamente insolúveis em benzeno; tetracloreto de carbono e éter etílico. Os compostos foram caracterizados por meio de análise elementar, espectros na região do infra-vermelho e do visível, medidas de condutância molar em nitrometano, acetonitrila e etanol, e diagramas de raios-x. Para alguns compostos de adição contendo o íon nitrato foram obtidos os espectros Raman. Os dados obtidos nos espectros na região do infravermelho indicam que a coordenação da 2,6-LNO ao ion lantanídeo ocorre pelo oxigênio do grupo N-O. Foram observadas cinco bandas que podem ser atribuídas ao íon nitrato, nos correspondentes compostos de adição, indicando que estes íons estão coordenados aos íons lantanídeos. As bandas atribuídas aos íons percloratos indicaram que os mesmos não estão coordenados. Os espectros eletrônicos dos compostos de adição contendo o íon perclorato, no estado sólido e em solução de nitrometano são muito semelhantes, sugerindo que a simetria em torno do íon central, é a mesma em ambos os casos. Os dados de condutância eletrolítica indicaram que os nitratos comportam-se como não-eletrólitos em nitrometano e acetonitrila e como eletrólito 1:1 em metanol. É interessante notar que os percloratos comportam-se como eletrólitos 1:3 em nitrometano e acetonitrila, mas em metanol, provavelmente devido a existência de pares iônicos, comportam-se como eletrólitos 1:2. Os dados para os cloretos em metanol estão de acordo com aqueles para eletrólitos 1:1. Todos os compostos preparados foram caracterizados por meio de diagramas de raios-X. De acordo com os dados três séries diferentes foram obtidas para os nitratos: (a) para o composto de La, (b) para os compostos de Pr, Nd and Gd, que são isomorfos, (c) para os compostos de Ho, Er and Y, que também são isomorfos. Para os percloratos duas séries de substâncias são observadas: a primeira série contém os compostos de Y, Pr, Gd, Ho e Er, e a segunda série os compostos de La e Nd. Para os cloretos duas séries diferentes foram também obtidas: (a) para os compostos de La, Pr e Nd, (b) para os compostos de Y, Gd, Ho e Er. / The reaction between hydrated lanthanide and ytrium nitrates, chlorides and perchlorates with 2,6-lutidine-N-oxide (2,6-LNO) provided adducts of general composition: Ln(NO3)3.4(2,6-LNO), LnCl3.3(2,6-LNO) and Ln(ClO4)3.8(2,6-LNO) (Ln= La, Pr, Nd, Gd, Ho, Er and Y). The products are crystalline, present the same, but less intense colors of the hydrated lanthanide ions. The chloride adducts do not melt up to 300ºC. The nitrate and perchlorate adducts are solube in acetone, acetonitrile, ethanol, methanol, nitrobenzene and nitromethane, slightly soluble in chloroform. The chloride adducts are soluble in ethanol and methanol and practically insoluble in acetone, acetonitrile, chloroform, nitrobenzene and nitromethane. All the adducts are practically insoluble in benzene, carbon tetrachloride and ethyl eter. The compounds were characterized by elemental analyses, infrared and visible spectra, molar conductance measurements in nitromethane, acetonitrile and methanol, and X-ray powder patterns. For some of the nitrate adducts the Raman spectra were obtained. Infrared data indicate that the 2,6-LNO is coordinated to the lanthanide ions through of oxygen. Five bands attributed to the nitrate ions were observed for the corresponding adducts, indicating these ions are coordinated to the lanthanides ions. The bands due to perchlorate ions indicate that they are not coordinated to the lanthanides ions.The electronic spectra of the perchlorates adducts in the solid state and in nitromethane solution indicate the existence of the same symmetry around the central ions in both cases. The electrolytic conductance data indicate that the nitrates behave as non-electrolytes in nitromethane and acetonitrile and 1:1 electrolytes in methanol. It is interesting to note that the perchlorates behave as 1:3 electrolytes in nitromethane and acetonitrile, but in methanol, probably due to the existence of ions pairs, they behave as 1:2 electrolytes. The data for the chlorides in methanol are in accordance of 1:1 electrolytes. to that All the compounds prepared were characterized by X-ray powder patterns. According to the data three different patterns were obtained for the nitrates: (a) for the compounds of La; (b) for the compounds of Pr, Nd and Gd, that are isomorphous, (c) for the oompounds of Ho, Er and Y, that are also isomorphous. For the perchlorates two series of isomorphous substances were observed: the first series contains the compounds of Y, Pr, Gd, Ho and Er, and the second series the adducts of La and Nd. For the chlorides two different patterns were also obtained: (a) for the compounds of La, Pr and Nd, (b) for the compounds of Y, Gd, Ho and Er.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-25 / O melanoma é a forma mais agressiva de câncer de pele em virtude do elevado grau de proliferação, invasão e metástase das células tumorais. Menos de 10% dos pacientes com melanoma metastático sobrevivem por 5 anos. Quimioterapias com um único composto são bem toleradas, mas associadas a baixas taxas de resposta terapêutica. Associações de quimioterápicos já aprovados para uso humano também foram relacionadas a baixas taxas de resposta, sem redução da toxicidade. Logo, a identificação de novos agentes antitumorais é crítica para o tratamento do melanoma, e este trabalho buscou avaliar a atividade antitumoral de novos quimioterápicos derivados de paládio e rutênio no modelo pré-clínico de melanoma murino B16F10-Nex2. Um composto ciclopaladado, [Pd2(S(-)C2, N-dmpa)2 (μ-dppe)Cl2], denominado C7A, avaliado anteriormente pelo nosso grupo, demonstrou elevada atividade antitumoral e baixa toxicidade in vivo, porém, seu mecanismo de ação ainda não estava determinado. Neste trabalho demonstramos que este composto interage com grupos tiol presentes em proteínas da membrana mitocondrial, induzindo uma abrupta redução na acidificação extracelular, colapso do potencial de membrana mitocondrial e translocação da proteína Bax para o interior dessa organela. Evidenciamos também um aumento nas concentrações intracelulares de cálcio, proveniente de organelas celulares e do meio extracelular. Estes efeitos iniciais causaram ativação de caspases efetoras, condensação nuclear, degradação do DNA e dramáticas alterações morfológicas nessas células. Esses dados sugerem que C7A provoca uma morte celular por apoptose induzindo a via intrínseca em células de melanoma murino B16F10-Nex2. Observou-se que células tumorais humanas são sensíveis ao C7A, e o mecanismo de ação do composto nessas células parece ser idêntico ao observado em células murinas. O ciclopaladado 7A reduziu significativamente o número de nódulos pulmonares sem toxicidade aparente, indicando sua eficiência também contra tumores metastáticos. A atividade antitumoral de diversos compostos nitrosil-tetraamina-rutênio (trans-[RuII(NH3)4(L)NO+], onde L corresponde a diferentes ligantes de estabilização, e que são doadores de óxido nítrico (NO) em meios biológicos foi avaliada. Todos os compostos testados foram citotóxicos in vitro para células tumorais murinas e humanas. Alguns compostos foram selecionados e avaliados in vivo, mostrando uma elevada toxicidade em paralelo a uma atividade antitumoral. No entanto, observou-se que os compostos onde o NO havia sido substituído por um radical sulfato, utilizados como controles dos compostos doadores de NO, apresentaram elevada atividade antitumoral e baixa toxicidade in vivo, retardando o desenvolvimento do tumor subcutâneo e prolongando a sobrevida dos animais tratados. Os compostos sulfatados também apresentaram baixa toxicidade ao reduzir o número de nódulos metastáticos dos animais tratados. Esses compostos também foram citotóxicos in vitro para células tumorais humanas, e as alterações morfológicas, externalização de fosfatidilserina, condensação nuclear e degradação de DNA observados sugerem que os compostos tetraamina rutênio sulfatados levam a célula tumoral à morte por apoptose. Ambos os quimioterápicos testados abrem novas possibilidades para o tratamento do melanoma maligno. / Melanoma is the most aggressive form of skin cancer mainly because of the high degree of tumor cell proliferation, invasion and metastasis. Less than 10% of metastatic melanoma patients show 5 years survival. Single drug chemotherapy is well tolerated but associated with low response rates. Associations of chemotherapeutic agents approved for human use are related to low response rates, without improvement on side effects. Therefore, the identification of new antitumor agents is critical to melanoma treatment, and this study aimed to evaluate the antitumor effect of novel palladium and rutheniun derived chemotherapeutic drugs in the preclinical model of murine melanoma B16F10-Nex2. A cyclopalladated compound, [Pd2(S(-)C2, N-dmpa)2 (μ-dppe)Cl2], named C7A was previously evaluated by our group. The complex showed high antitumor and low toxicity in vivo, however, the targets for this compound in tumor cells were not determined yet. In this work we demonstrated that C7A interacts with thiol proteins present in the mitochondrial membrane, leading to an abrupt reduction of extracellular acidification, collapse of mitochondrial membrane potential and Bax translocation to the interior of this organelle. It was also observed an increase in intracellular calcium concentrations, originated from cellular organelles as well as from extracellular medium. These initial effects caused activation of effector caspases, nuclear condensation, DNA degradation and dramatic morphological changes in these cells. All these data suggests that the cyclopalladated 7A induces the intrinsic pathway apoptotic cell death on B16F10-Nex2 murine melanoma cells. Human tumor cells are sensitive to this compound and mitochondria also seem to be the target for C7A on these cells. Cyclopalladated 7A significantly reduced the number of pulmonary nodules with no apparent toxicity, indicating that this compound is also active against metastatic melanoma lesions. Antitumor activity of several nitrosyl tetraammine ruthenium compounds with general formula (trans-[RuII(NH3)4(L)NO+], where L corresponds to different stabilization ligands, were evaluated. These compounds are nitric oxide (NO) donors in biological media. All tested compounds were cytotoxic in vitro to human and murine tumor cells. Some compounds were selected and evaluated in vivo, showing numerous side effects in association with the antitumor effect. However, it was found that the compounds where the NO was replaced by a sulfate group, used regularly as a negative control for NO-donor ruthenium complexes, showed a pronounced antitumor activity and low toxicity in vivo, delaying subcutaneous tumor development and extending survival of treated animals. Sulfate compounds also reduced the number of metastatic lung nodules with no apparent toxicity. These compounds were also cytotoxic for human tumor cells in vitro, and the morphological alterations, phosphatidylserine externalization, nuclear condensation and DNA degradation observed after cell treatment suggested that sulfate tetraamine compounds induced an apoptotic cell death. Both evaluated chemotherapeutic drugs open new possibilities for malignant melanoma treatment. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present work describes the synthesis of a new catalyst of palladium nanoparticles supported on multi-walled carbon nanotubes containing nitrogen (Pd@CNxNCPM) 1 and its use in carbon-carbon coupling reactions (Suzuki and Heck) as well as reactions catalytic hydrogenation (reduction of double C-C bonds and nitro compounds reduction). The synthetic strategy employed afforded the simple way to obtain the catalyst with reaction in a short time and efficiently. To this was employed as the palladium precursor, the salt potassium hexacloropalladate IV and hydrazine monohydrate as the reducing agent, without the need for stabilizing agents for the control of nucleation and size of nanoparticle. The catalyst system was characterized as its morphology: dispersion, size and shape of nanoparticles by scanning electron microscopy. Also the catalyst was performed Raman spectroscopy and determination of amount of palladium. After characterization the catalyst, it was tested for coupling reactions of carbon-carbon: Suzuki and Heck leading to the formation of their products with 70-> 95% for Suzuki coupling and 75-> 95% for Heck. For the synthesis in question were used 0.5 mol% of catalyst (based amount of palladium) for Suzuki and 10 mol% for Heck. It should be noted that the catalyst shown stable in the reaction conditions tested, and observed the possibility of reuse of this system for additional reaction cycles without loss of efficiency for the Suzuki coupling. Also, the catalyst was efficient and chemoselectiv for catalytic hydrogenations of unsaturated carbon-carbon bonds and nitro compounds leading to their products in good yields. Thus, the synthesized catalyst proved versatile and can be used in reactions of carbon-carbon coupling well as in catalytic reduction may also be recovered and reused, which provides an environmentally friendly at the same characteristic. / O presente trabalho apresenta a síntese de um novo catalisador de nanopartículas de paládio suportadas em nanotubos de carbono de paredes múltiplas contendo nitrogênio (Pd@CNxNCPM) 1 e sua utilização em reações de acoplamento carbono-carbono (Suzuki e Heck) bem como em reações de Hidrogenações catalíticas (reduções de duplas ligações C-C e redução de nitrocompostos). A estratégia sintética utilizada permitiu a obtenção do catalisador de maneira simples, em curto tempo reacional e de maneira eficiente e sem a presença de agentes estabilizantes externos. Para isso foi empregado como precursor de paládio o sal hexacloropaladato IV de potássio e como agente redutor, hidrazina monohidratada sem a necessidade de agentes estabilizantes para o controle da nucleação e tamanho de nanopartículas. O sistema catalítico foi caracterizado quanto sua morfologia: dispersão, tamanho e forma de nanopartículas através de microscopia eletrônica de varredura. Também foi realizada espectroscopia Raman do catalisador bem como determinação do teor de paládio. Após devidamente analisado o catalisador, o mesmo foi testado para reações de acoplamento carbono-carbono de Suzuki e Heck levando a formação dos respectivos produtos com rendimentos de 70-> 95% para os acoplamentos de Suzuki e 75-> 95% para Heck. Para as sínteses em questão foram usados 0,5 mol% de catalisador (baseados na massa de paládio) para Suzuki e 10 mol% para Heck. Cabe salientar que o catalisador se mostra estável nas condições reacionais testadas, sendo observada a possibilidade de reuso deste sistema por ciclos reacionais adicionais, sem perdas de eficiência para o acoplamento de Suzuki. Ainda, o catalisador se mostrou eficiente para hidrogenações catalíticas quimiosseletivas de ligações de carbono-carbono insaturadas e nitrocompostos levando aos respectivos produtos em bons rendimentos. Dessa forma o catalisador sintetizado se mostrou versátil, sendo possível ser utilizado em reações de acoplamento carbono-carbono bem como em reduções catalíticas, também pode ser recuperado e reutilizado, o que confere ao mesmo uma característica ambientalmente correta.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-12T12:14:46Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6051062 bytes, checksum: 9d8a71da8da5797495aee64e3b141b54 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T12:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6051062 bytes, checksum: 9d8a71da8da5797495aee64e3b141b54 (MD5) Previous issue date: 2016-10-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Natural compounds, as coumarins and others oxygenated heterocycles, has been shown with a rich source of bioactive substances, however, due to difficulty of getting into large amounts of these substances isolated, many total synthesis or semi-synthesis methods has been developed. Among these many synthetic derivation strategies currently, the metal-catalyzed cross-coupling reactions have been highlighted in the literature, such as: Suzuki-Miyaura, Sonogashira, Heck, Negishi and Buchwald-Hartwig. In the present work, it is aimed the obtaining and preparation of natural heterocycles skeleton, and your derivations via cross-coupling palladium-catalyzed reactions; of which were obtained excellent results for the first three mentioned above, which was not repeated for the last two protocols, from the reactional conditions used. In all synthetics strategies realized, reactional conditions were diversify, such as temperature, reactional time, energy source, base, catalysts, among others; with the in order to observe the effects these changes and obtain the best sets of conditions. Besides the palladium-catalyzed reactions, some of cumarinic alkynes obtained by Sonogashira were submitted to the catalytic hydrogenation, to provide new alkanes with different spacers between the coumarinic ring and their phenyl groups. In general, the final compounds obtained showed from good to great yield values, reflecting on success in mostprotocols tested, where a total of 48 final molecules were obtained, of which 26 are novel compounds, all being characterized and proven according to their chemical structures. / Compostos naturais, como cumarinas e outros heterociclos oxigenados, tem se mostrado como uma rica fonte de substâncias bioativas, porém, devido à dificuldade da obtenção em grandes quantidades dessas substâncias isoladas, vários métodos de síntese total, ou semi-síntese têm sido desenvolvidos. Dentre as muitas estratégias de derivação sintética utilizadas atualmente, as reações de acoplamento cruzado catalisadas por metais têm tido destaque na literatura, como: Suzuki-Miyaura, Sonogashira, Heck, Negishi e Buchwald- Hartwig. No presente trabalho, objetivou-se a obtenção e preparação de esqueletos de heterociclos naturais, e suas derivações via reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio; das quais foram obtidos excelentes resultados para as três primeiras citadas anteriormente, o que não se repetiu para os dois últimos protocolos, a partir das condições reacionais utilizadas. Em todas as estratégias sintéticas realizadas, condições reacionais foram variadas, como temperatura, tempo recional, fonte de energia, base, catalisadores, entre outros; com o intuito de se observar os efeitos dessas mudanças e obter os melhores conjuntos de condições. Além das reações catalisadas por paládio, alguns dos alcinos cumarínicos obtidos por Sonogashira foram submetidos à hidrogenação catalítica, para fornecer novos alcanos com diferentes espaçadores entre o anel cumarínico e seus grupos fenílicos. De maneira geral, os compostos finais obtidos demonstraram de bons a ótimos valores de rendimento, refletindo no sucesso em boa parte dos protocolos testados, onde um total de 48 moléculas finais foram obtidas, das quais 26 são compostos inéditos, sendo todas caracterizadas e comprovadas de acordo com suas estruturas químicas.

Mesoporous materials like MCM-41 containing oxides of nickel, palladium or titanium were synthesized to evaluate the effect of these active phases in the structural, morphological and catalytic properties of these materials. The X-ray diffraction indicated that the MCM-41 type material was obtained with hexagonal structure well defined and highly ordered, and also suggest that after the impregnation of the MCM-41 with metal oxide, the MCM-41 structure was preserved and there was formation of particles of oxides of nickel, palladium or titanium, well dispersed on the MCM-41 surface, confirmed by the XRD, TEM and XPS analysis. The results of analysis of N2 adsorption indicate that the MCM-41 obtained has the textural properties relevant to the field of catalysis, such as high specific surface area (805 m2g-1), pore diameter of 3.65 nm and mesoporous volume of 0.48 cm3g-1. The insertion of the palladium, nickel or titanium oxides on MCM-41 resulted in a decrease in specific surface area of the supported catalysts. The catalytic tests revealed that: i) the Ni/MCM-41 presented a conversion of 55% DBT, ii) the Pd/MCM-41 had a performance of 50%, iii) the Ti/MCM-41, showed a conversion of 65% DBT, all with air flow at temperature of 60°C. / Materiais mesoporosos do tipo MCM-41 contendo óxidos de níquel, paládio ou titânio foram sintetizados visando avaliar o efeito dessas fases ativas nas propriedades estruturais, morfológicas e catalíticas desses materiais. Os difratogramas de raios X indicam a obtenção de materiais do tipo MCM-41 com estrutura hexagonal bem definida e altamente ordenada, além de sugerir que após a impregnação com metais a sua estrutura foi preservada e houve a formação de partículas de óxidos de níquel, paládio ou titânio, bem dispersas na superfície do MCM-41, confirmadas através das análises de DRX, MET e XPS. Os resultados da análise de adsorção de N2 indicaram que o MCM-41 obtido possui propriedades texturais relevantes para a área de catálise, tais como, alta área superficial específica (805 m2g-1), diâmetro médio de poro de 3,65 nm e volume de mesoporo de 0,48 cm3g-1. A inserção dos óxidos de níquel, paládio ou titânio no MCM-41 resultou numa diminuição na área superficial específica dos catalisadores suportados. Os testes catalíticos revelaram que: i) o Ni/MCM-41 apresentou uma conversão de 55% de DBT, ii) o Pd/MCM-41 apresentou um desempenho de 50%, iii) o Ti/MCM-41, apresentou uma conversão de 65% de DBT, todos na presença de fluxo de ar à temperatura de 60ºC.