La glicació no enzimàtica de biomolècules consisteix en la modificació irreversible dels seus grups amina per sucres reductors, i s’ha relacionat amb les complicacions patològiques de la diabetis. Una de les dianes de la glicació són els aminofosfolípids, encara que s’han realitzat pocs treballs sobre les seves reaccions. Aquesta tesi es centra en l’estudi de la primera etapa de la glicació (formació d’una base de Schiff) de composts anàlegs d’aminofosfolípids naturals amb composts carbonílics glicants i amb el 5’-fosfat de piridoxal (vitàmer B6 que actua com a inhibidor de la glicació). S’han determinat els valors de les constants cinètiques d’aquestes reaccions i la seva dependència amb la naturalesa química dels reactius. A més, s’ha estudiat en detall el mecanisme pel qual la piridoxamina (un altre vitàmer B6) actua com a segrestant de composts carbonílics amb capacitat glicant / La glicación no enzimática de biomoléculas consiste en la modificación irreversible de sus grupos amina por azúcares reductores, y se ha relacionado con las complicaciones patológicas de la diabetes. Una de las dianas de la glicación son los aminofosfolípidos, aunque se han realizado pocos trabajos acerca de sus reacciones. Esta tesis se centra en el estudio de la primera etapa de la glicación (formación de una base de Schiff) de compuestos análogos de aminofosfolípidos naturales con compuestos carbonílicos glicantes y con el 5’-fosfato de piridoxal (vitámero B6 que actúa como inhibidor de la glicación). Se han determinando los valores de las constantes cinéticas de estas reacciones y su dependencia con la naturaleza química de los reactivos. Además, se ha estudiado en detalle el mecanismo por el que la piridoxamina (otro vitámero B6) actúa como secuestrador de compuestos carbonílicos de capacidad glicante. / Non-enzymatic glycation of biomolecules involves the irreversibly modification of their amino groups by reducing sugars, which has been related with most of the diabetes associated pathologies. Although aminophospholipids are one of the targets for the glycation, their reactions have been subject of little research. This thesis focuses on the study of the first step of glycation (i.e. Schiff base formation) of natural aminophospholipids analogue compounds with glycating carbonyl compounds, and with pyridoxal 5’-phosphate (a vitamin B6 derivative which is an inhibitor of glycation). Kinetic constants of these reactions and their dependence on the chemical nature of the reagents have been determined. In addition, the mechanism by which pyridoxamine (another vitamin B6 derivative) acts as scavenger of glycating carbonyl compounds has been studied in detail.

L’apoptosi és un procés biològic rellevant en moltes malalties. Un punt de regulació d’aquest procés és la formació d’un complex multiproteic anomenat apoptosoma; per tant, aquest complex té un gran interès per al desenvolupament de moduladors apoptòtics. El nostre grup ha descrit prèviament una piperazina-2,5-diona substituïda en posició 3 com a potent modulador apoptòtic. Estudis estructurals d’aquest compost han permès veure la presència dels isòmers cis / trans de l’enllaç de l’amida terciària exocíclica en un procés d’intercanvi lent, fet que pot ser important per a la interacció amb la diana biològica. Aquesta informació ens va animar a mimetitzar aquests isòmers a través d’una substitució isostèrica de l’enllaç amida amb unitats de 1,2,3-triazoles. La síntesi d’aquests anàlegs restringits es va dur a terme utilitzant una reacció Ugi multicomponent seguida d’una ciclació intramolecular. L’anàlisi completa per RMN (incloent les correlacions 1H-15N en abundància natural) d’aquests compostos han permès la caracterització inequívoca dels patrons de substitució corresponents. Finalment, l’increment de l’activitat inhibitòria d’aquests nous compostos en comparació amb el compost de partida ha proporcionat nova informació sobre la unió dels compostos a la diana terapèutica i ha fet possible la identificació de nous moduladors. Cal destacar que per a una de les estructures proposades, es va formar inesperadament una β-lactama que va resultar el compost amb una activitat inhibidora més alta. Els estudis computacionals realitzats també donen suport a la hipòtesi que el mecanisme d’inhibició de tots aquests nous derivats és a través de la unió amb la proteïna Apaf-1. Degut a la formació d’aquest cicle, es va realitzar un estudi de reactivitat per explicar la manera de ciclació dels adductes de la reacció de Ugi. Per tal de modular aquesta reacció, s’ha sintetitzat una quimioteca de compostos que contenen els dos nuclis (β-lactama o dicetopiperazina) havent-se assajat les seves activitats com a inhibidores de l’apoptosis. Finalment, per intentar millorar les propietats dels nostres compostos com a possibles candidats a fàrmac, s’han dut a terme uns acoblaments amb alguns dels inhibidors i glicodendrímers. Com a conclusió, s’ha sintetitzat una nova família d’inhibidors de l’apoptosi amb una llibertat conformacional menor aconseguint mantenir valors d’activitat similars. Es confia que aquests compostos mostrin una selectivitat més gran, condició fonamental per regular un procés tan delicat. / La apoptosis es un proceso biológico relevante en muchas enfermedades. Uno de los puntos de regulación de este proceso es la formación del complejo multiproteico llamado apoptosoma; por tanto, este complejo reviste gran interés para el desarrollo de moduladores apoptóticos. Previamente en nuestro grupo se ha descrito una piperazina-2,5-diona sustituida en posición 3 como potente inhibidor apoptótico. Estudios estructurales de este compuesto han permitido determinar la presencia de isómeros cis / trans del enlace de la amida terciaria exocíclica en un proceso de intercambio lento, hecho que puede ser importante en la interacción con la diana biológica. Ésta información nos animó a mimetizar éstos isómeros a través de una sustitución isostérica del enlace amida con unidades 1,2,3-triazólicas. La síntesis de éstos análogos restringidos se llevó a cabo usando una reacción Ugi multicomponente seguida de una ciclación intramolecular. El análisis completo por RMN (incluyendo las correlaciones 1H-15N en abundancia natural) de estos compuestos ha permitido la caracterización inequívoca de los patrones de sustitución correspondientes. Además, el aumento de la actividad inhibitoria de los nuevos compuestos ha proporcionado nueva información sobre el tipo de interacción de los compuestos con la diana terapéutica. La formación inesperada de una β-lactama en lugar de la dicetopiperazina para una de las estructuras propuestas y el hecho que este último compuesto fuera el que mostrara mayor actividad inhibidora, fueron hechos muy interesantes que dieron lugar a estudiar en mayor profundidad la reacción de ciclación intramolecular. Se realizó un estudio de la reactividad para explicar la ciclación de los aductos de la reacción de Ugi y para modular esta reacción, se sintetizó una quimioteca con los dos tipos de ciclo (β-lactama y dicetopiperazina), habiéndose ensayado sus actividades como inhibidores de la apoptosis. Finalmente, para intentar mejorar las propiedades de nuestros compuestos como posibles candidatos a fármaco, se llevaron a cabo acoplamientos entre algunos inhibidores y diferentes tipos de glicodendrímeros. Como conclusión, se ha sintetizado una nueva familia de inhibidores de la apoptosis con una libertad conformacional menor consiguiendo mantener valores de actividad similares. Se confía que estos compuestos muestren una selectividad mayor, condición fundamental para regular un proceso tan delicado. / Apoptosis is a biological process relevant to different human diseases stated that is regulated through protein-protein interactions and complex formation. In this context, one point of regulation is the formation of the multiprotein complex known as apoptosome. Consequently, this complex is of interest for the development of apoptosis modulators. In our group, it has been previously reported a peptidomimetic compound bearing a 3-substituted-piperazine-2,5-dione moiety as a potent apoptotic inhibitor. Structural studies of this compound showed the presence of cis/trans isomers of the exocyclic tertiary amide bond in slow exchange, which should be of high relevance for off-target interaction in front of the biological target. This information encouraged us to perform an isosteric replacement of the amide bond by a 1,2,3-triazole moiety, where different substitution patterns would mimic different amide rotamers. The syntheses of these restricted analogs have been carried out using the Ugi multicomponent reaction followed by an intramolecular cyclization. Unexpectedly, for one of the proposed structures, a novel β-lactam compound was formed. All synthesized compounds showed to efficiently inhibit apoptosis, in vitro and in cellular extracts, with slight differences for the corresponding regioisomers. Noticeably, the compound bearing the new β-lactam scaffold showed the highest inhibitory activity. On the other hand, computational studies also support the hypothesis that these new families of inhibitors exert their action by binding to Apaf-1, one of the components of the apoptosome complex. Due to the formation of the unexpected β-lactam scaffold, a reactivity study has been carried out to explain the course of the intramolecular cyclization of the Ugi adducts. In order to be able to modulate this cyclization, a small library of compounds bearing both heterocyclic scaffolds has been synthesized and their activities as apoptosis inhibitors have been evaluated. Moreover, couplings between some of the apoptosome inhibitors and different glycodendrimer moieties have been carried out to improve the properties of our compounds as drug candidates. As a conclusion, a new family of compounds has been designed, synthesized and characterized, and most of them showed good apoptosis inhibitory activities in vitro and in cellular extracts. We deem that the reduction of the conformational freedom achieved in this new family of inhibitors could be fundamental to increase the selectivity, which is a highly important condition when regulating such a delicate process.

L’any 2002 tres grups de recerca, entre ells el nostre grup, van demostrar teòricament que la interacció entre anions i anells aromàtics electrodeficients, anomenada interacció anió–, era favorable. Des de llavors s’ha dut a terme un intens estudi de la seva naturalesa física fins la total comprensió. Aquesta tesi es basa amb l’estudi de la interacció anió– des de tres punts de vista. Primerament, la investigació es basa en el disseny teòric de motius estructurals per donar lloc a un receptor on la interacció anió– siga molt favorable, per posteriorment avaluar la força de la interacció experimentalment en dissolució. A continuació, es va analitzar la interrelació entre un gran nombre de combinacions d’interaccions no covalents. A partir d’aquest estudi es defineixen nous conceptes i es proposen diferents formules per calcular efectes de cooperativitat. Finalment, hem anat un pas més enllà en l’estudi de la interacció analitzant: 1) l’impacte de la interacció anió– a sistemes biològics; 2) la influència de modificacions a l’anió sobre la naturalesa física de la interacció / In 2002 three research groups, among them our research group, theoretically demonstrated that the interaction between anions and electron-deficient aromatic rings, named anion– interaction, was favourable. Since then, an intense study of its physical nature has been performed to understand it completely. This thesis is based on the study of the anion– interaction from three points of view. Firstly, theoretical design of binding units to build a receptor and to obtain the most favourable binding based on anion– interactions. The binding properties of these receptors have been experimentally assessed in solution. Secondly, we have studied the interplay between a great combination of noncovalent interactions. From this study, new concepts and formula to calculate cooperativity effects have been described. Finally, we have study one step further the anion– interaction analysing: 1) the impact of anion– interaction in biological systems; 2) how the modifications in the anion influence the physical nature of the interaction.

En el trabajo desarrollado en esta tesis se han sintetizado y caracterizado diversas nanopartículas de óxidos de hierro funcionalizadas con escuaramidas o antifolatos a través del uso de linkers apropiados como la dopamina o el APTES. Varias nanopartículas funcionalizadas con escuaramidas han sido utilizadas para evaluar su comportamiento supramolecular frente a carboxilatos e iones de metales pesados. Se ha demostrado la capacidad de la conjunción nanopartícula-escuaramida para actuar como receptores de estos analitos estableciendo cierta selectividad en el proceso. Algunas de estas nanopartículas también han sido estudiadas como posibles agentes transportadores de fármacos antineoplásicos, específicamente, antifolatos. Se han evaluado dos estrategias de transporte: una a través de interacciones no covalentes y otra mediante enlaces covalentes. A través de ensayos de viabilidad celular frente a células de adenocarcinoma de pulmón humano (A549) se determinó la mayor eficacia de la estrategia covalente frente a la no covalente.

(Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:13:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329183.pdf: 2109794 bytes, checksum: 0551203703d1e33a12efcdc7e1fc6328 (MD5) Previous issue date: 2014 / No presente trabalho desenvolveu-se uma nova metodologia sintética ambientalmente amigável, eficiente e simples para preparação de uma série de 3-selenil-indóis. A metodologia desenvolvida envolve a reação entre indóis funcionalizados e diferentes tipos de disselenetos orgânicos, na presença de K2CO3 em quantidade catalítica por um período de 2 horas a 60°C. Nessa metodologia utilizou-se etanol como solvente, que é de fonte renovável e não tóxico. A estratégia sintética adotada permitiu a obtenção de diferentes 3-selenil-indóis com rendimentos que variaram de moderados a excelentes. Cabe salientar que a metodologia desenvolvida está de acordo com vários princípios da química verde, tais como: reação catalítica, economia atômica, uso de solventes de fontes renováveis e não tóxicos, contempla a prevenção de resíduos e é realizada em atmosfera aberta.<br> / Abstract: In the present work, it was developed a new, efficient and simple environmentally friendly synthetic methodology to prepare a series of 3-selenyl-indoles.The developed methodology involves the reaction of functionalized indoles of with different types of organic diselenide, employing catalytic amounts K2CO3 in 2 hours at 60 °C. In this methodology ethanol was used as a solvent which is renewable and nontoxic.The synthetic strategy used allowed to preparation of different types of3-selenyl-indoles in moderate to excellent yields. It should be emphasized that this methodology is in agreement with several principles of green chemistry, such as atomic economy, use of renewable and nontoxic solvents, waste prevention, open to air and catalysis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:06:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329964.pdf: 5489531 bytes, checksum: 5b991fd3221aeaa645bd5bb47590a881 (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho foi estudada a síntese de a-arilideno-ð-lactonas utilizando alguns dos princípios da Química Verde, como o uso de micro-ondas, métodos one-pot e solventes aquosos. Primeiramente, realizou-se a preparação de a-metileno-ß-hidroxi ésteres, a partir da reação de Morita-Baylis-Hillman, em bons rendimentos (52-94%). Estes álcoois foram convertidos aos (Z)-2-(bromometil)-2-alcenoatos correspondentes após tratamento com LiBr e H2SO4 em CH3CN, levando à formação dos produtos esperados de forma simples e rápida e com rendimentos de 71 a 90%. A reação destes (Z)-2-(bromometil)-2-alcenoatos com acetoacetato de etila em meio básico forneceu os produtos de alquilação em bons rendimentos (68-80%). Em seguida, os compostos alquilados foram submetidos a hidrólise descarboxilativa favorecida pelo meio alcalino e altas temperaturas, formando os cetoácidos correspondentes em rendimentos de 77 a 81% após tratamento ácido (Método A). Os cetoácidos também foram sintetizados diretamente a partir dos (Z)-2-(bromometil)-2-alcenoatos em ótimos rendimentos (78-89%) (Método B). Para a preparação das a-arilideno-ð-lactonas, os cetoácidos foram submetidos a duas etapas reacionais consecutivas, de redução (pela adição de NaBH4 em um meio aquoso e alcalino) e de ciclização (catalisada por ácido, HCl), levando à formação das lactonas em rendimentos de 60 a 79%. Posteriormente, a síntese das a-arilideno-ð-lactonas foi realizada em etapas sequências e pelo método one-pot (sob aquecimento convencional ou por irradiação de micro-ondas). Dentre as quatro condições reacionais aplicadas (A, B, C e D), os Métodos A e B, que envolveram o isolamento de alguns produtos intermediários (compostos alquilados e cetoácidos), forneceram as lactonas em rendimentos globais de 36 a 47% e de 48 a 62%, respectivamente. No Método C, a reação foi realizada em one-pot sob aquecimento convencional e com rendimento global de 68%. Por fim, no Método D a reação foi realizada sob condições one-pot e sob irradiação de micro-ondas, obtendo a lactona em um menor tempo e melhor rendimento global (80%) comparado às outras metodologias (Métodos A, B e C). A síntese das lactonas foi realizada de forma eficiente (ótimos rendimentos globais), em meio aquoso, gerando apenas sais ou álcoois como resíduo. Todos os compostos foram caracterizados por técnicas como: ressonância magnética nuclear de hidrogênio e carbono, espectrometria de infravermelho, espectrometria de massas de alta resolução e medidas de ponto de fusão.<br> / Abstract: This work describes the synthesis of a-arylidene-ð-lactones based on principles of Green Chemistry, such as the use of microwave energy, one-pot methods and aqueous medium. First, the preparation of a-methylene-ß-hydroxy esters was carried out by the Morita-Baylis-Hillman reaction, in good yields (52-94%). These alcohols were readly converted to the corresponding (Z)-2-(bromomethyl)-2-alkenoates after treatment with LiBr and H2SO4 in CH3CN after 0,5-4 h, furnishing the expected products in 71 to 90% yield. The reaction of these (Z)-2-(bromomethyl)-2-alcenoates with ethyl acetoacetate in basic medium provided the alkylation products in good yields (68-80%). Then, the alkylated compounds underwent a decarboxylative hydrolysis mediated by the alkaline medium under high temperatures to give the corresponding ketoacids in 77 to 81% yield after acidic treatment (Method A). The ketoacids were also synthesized directly from the (Z)-2-(bromomethyl)-2-alcenoates in high yields (78-89%) (Method B). For the preparation of the a-arylidene-ð-lactones, the starting ketoacids were subjected to two sequential reactional steps, first the reduction keto group (by addition of NaBH4 in an aqueous alkaline medium) followed by acid-catalyzed cyclization (with HCl), leading to the formation of the expected lactones in 60 to 79% yield. Subsequently, the synthesis of a-arylidene-ð-lactones was performed through one-pot methods, under conventional heating (Method C) or microwave irradiation (Method D). Among the four conditions tested (Methods A, B, C and D) applied, Methods A and B, which involved the isolation of reaction intermediates (alkylated products and ketoacids), furnished the final lactones in 36-47% and in 48-62% overall yield, respectively. For Method C, the one-pot reaction under conventional heating gave the expected lactone in 68% overall yield. Finally, in Method D the one-pot reaction performed under microwave irradiation gave the best overall yield (80%) among all methods tested. All the methods studied were simple, mild, inexpensive and generates only aqueous residues of sodium salts and simple alcohols. The characterization of the products was accomplished by nuclear magnetic resonance, infrared spectroscopy, high resolution mass spectroscopy and melting point determination.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-07T03:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343733.pdf: 2039218 bytes, checksum: 81d14cdb66fa38d6a36c87a0de1fd793 (MD5) Previous issue date: 2016 / Os procedimentos tradicionais de preparo de amostras para determinações de elementos traço por espectrometria atômica e de massa, em geral, são laboriosos e necessitam de elevado consumo de tempo, além das possíveis perdas de analito e contaminação. Neste contexto, alternativas de preparo de amostra são importantes. Dessa forma, na primeira parte, o objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos para a determinação de elementos traço empregando extração, amostragem por suspensão e análise direta de sólidos. Por extração, foi desenvolvido um método para a determinação de Ba, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni e Pb por extração ácida assistida por ultrassom e análise por ICP-MS em amostras de tabaco, em que o método constou do uso de meio extrator contendo HNO3 0,7 mol L-1, com tempo de exposição ao ultrassom de 30 minutos. Também foi desenvolvido um procedimento para a determinação simultânea de Cr e Ti em amostras de sedimento, realizando a introdução das amostras na forma de suspensão e análise por HR-CS ETAAS, com procedimento otimizado de forma multivariada. A otimização das temperaturas de pirólise e atomização indicaram as melhores condições em 1100 e 2700 °C, respectivamente, com uso de modificador; e a otimização multivariada das condições do preparo das amostras indicou extrações em meio de HNO3 0,4 mol L-1, HF 0,1 mol L-1, com 20 minutos no ultrassom. Por fim, foram desenvolvidos métodos para a determinação de Be, Cd e Pb por análise direta de sólidos associada a HR-CS ETAAS em amostras de material particulado atmosférico, resultando em métodos livres de interferências, mesmo com uma forte absorção da radiação por parte de moléculas nas regiões espectrais analisadas. Os métodos desenvolvidos eliminaram a necessidade de etapas longas e laboriosas de preparo, promovendo a obtenção de resultados com qualidade analítica de forma rápida e simplificada, além de promover uma diminuição considerável do uso de reagentes químicos, sendo que foram obtidos limites de detecção baixíssimos de 0,001, 0,001 e 0,004 ng m-3 para Be, Cd e Pb, respectivamente.Em uma segunda parte, foi estudada a capacidade do HR-CS AAS em promover a determinação da razão isotópica para Li. Para isso, foram usadas soluções padrão com diferentes composições isotópicas de Li avaliando a região próxima a 670,7845 nm, onde verificou-se que apesar do instrumento não possuir resolução suficiente, foi possível apontar linhas analíticas em 670,7673 e 670,8146 nm para os isótopos7Li e 6Li, respectivamente, determinados de forma simultânea. Estas linhas foram aplicadas para a determinação da razão isotópica de Li em sedimento, sendo que os resultados apresentaram concordância com os valores certificados, e coerência com as abundâncias isotópicas naturais.<br> / Abstract : The traditional sample preparation procedures for trace elementae determination by atomic and mass spectrometry, in general, are laborious and require large release time, and can result in loss of analyte and contamination. In this context, sample preparation alternatives are important proposals. Thus, in the first part, the aim of this study was to develop methods for the determination of trace elements using extraction, slurry sampling and direct solid sampling. For extraction, a method was developed for the determination of Ba, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni and Pb by ultrasound assisted acid extraction and analysis by ICP-MS in tobacco samples, wherein the method consisted of using mean extractor containing HNO3 0.7 mol L-1, with time of exposure to ultrasound in 30 minutes. Also, a procedure was developed for the simultaneous determination of Cr and Ti in sediment samples, performing the introduction of the samples by slurry form and analyzed by HR-CS ETAAS with optimized procedure for multivariate way. The optimization of the pyrolysis and atomization temperatures indicated the best conditions at 1100 and 2700°C, respectively, with Pt as modifier; and the preparation conditions by multivariate optimization indicated extractions using HNO3 o,4 mol L-1, HF 0,1 mol L-1, with 20 minuts in the ultrasound. Finally, methods have been developed for the determination of Be, Cd and Pb by direct solid sampling associated with HR-CS ETAAS for airborne particulate matter samples, where the methods were free of interferences, even with a strong absorption of radiation by molecules in the analyzed spectral regions. The developed methods eliminated the need for long and laborious steps of preparation, promoting the achievement of results with analytical quality, in a fast and simplified form, as well as promoting a considerable decrease in the use of chemical reagents, and have obtained very low detection limits of 0.001, 0.001 and 0.004 ng m-3 for Be, Cd and Pb, respectively.In a second part, it has been studied the HR-CS AAS ability to promote the isotopic ratio for Li. For this purpose, standard solution with different isotope compositions of Li were used, evaluating the region near 670.7845 nm, which was verified that despite the instrument do not have sufficient resolution, it was possible to identify analytical lines in 670.7670 and 670.8146 nm for the isotopes7Li and 6Li, respectively, simultaneously determined. These lines were applied to measure the isotopic ratio of Li in sediment samples, and the resultsshowed agreement with the certified values, and consistency with natural isotopic abundances.

La tesi doctoral presentada té com a objectius principals l'estudi de les etapes fonamentals de desintegració i flotació en un procés de destintatge de papers vell de qualitats elevades per a poder millorar l'eficàcia d'aquestes etapes clau. Conté una revisió teòrica completa i molt actualitzada del procés de desintegració i flotació tant a nivell macroscòpic com microscòpic. La metodologia de treball en el laboratori, la posada a punt dels aparells, així com les anàlisis efectuades per a valorar la resposta del procés (anàlisi de blancor, anàlisi d'imatge i anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual) estan descrites en el capítol de material i mètodes. La posada en marxa permet obtenir unes primeres conclusions respecte la necessitat de treballar amb una matèria primera homogènia i respecte la no significació de la temperatura de desintegració dins l'interval de treball permès al laboratori (20-50°C). L'anàlisi de les variables mecàniques de desintegració: consistència de desintegració (c), velocitat d'agitació en la desintegració (N) i temps de desintegració (t), permet de discernir que la consistència de desintegració és una variable fonamental. El valor de consistència igual al 10% marca el límit d'existència de les forces d'impacte mecànic en la suspensió fibrosa. A consistències superiors, les forces viscoses i d'acceleració dominen l'etapa de desintegració. Existeix una interacció entre la consistència i el temps de desintegració, optimitzant-se aquesta darrera variable en funció del valor de la consistència. La velocitat d'agitació és significativa només per a valors de consistència de desintegració inferiors al 10%. En aquests casos, incrementar el valor de N de 800 a 1400 rpm representa una disminució de 14 punts en el factor de destintabilitat. L'anàlisi de les variables químiques de desintegració: concentració de silicat sòdic (% Na2SiO3), peròxid d'hidrogen (% H2O2) i hidròxid sòdic (% Na2OH), proporciona resultats força significatius. El silicat sòdic presenta un efecte altament dispersant corroborat per les corbes de distribució dels diàmetres de partícula de tinta obtingudes mitjançant anàlisi d'imatges. L'hidròxid sòdic també presenta un efecte dispersant tot i que no és tant important com el del silicat sòdic. Aquests efectes dispersants són deguts principalment a l'increment de les repulsions electrostàtiques que aporten a la suspensió fibrosa aquests reactius químics fent disminuir l'eficàcia d'eliminació de l'etapa de flotació. El peròxid d'hidrogen utilitzat generalment com agent blanquejant, actua en aquests casos com a neutralitzador dels grups hidroxil provinents tant del silicat sòdic com de l'hidròxid sòdic, disminuint la repulsió electrostàtica dins la suspensió.Amb l'anàlisi de les variables hidrodinàmiques de flotació: consistència de flotació (c), velocitat d'agitació durant la flotació (N) i cabal d'aire aplicat (q), s'aconsegueix la seva optimització dins el rang de treball permès al laboratori. Valors elevats tant de la velocitat d'agitació com del cabal d'aire aplicat durant la flotació permeten eliminar majors quantitats de tinta. La consistència de flotació assoleix valors òptims depenent de les condicions de flux dins la cel·la de flotació.Les metodologies d'anàlisi emprades permeten obtenir diferents factors de destintabilitat. Entre aquests factors existeix una correlació important (determinada pels coeficients de correlació de Pearson) que permet assegurar la utilització de la blancor com a paràmetre fonamental en l'anàlisi del destintatge de papers vells, sempre i quan es complementi amb anàlisis d'imatge o bé amb anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual. S'aconsegueixen expressions empíriques tipus exponencial que relacionen aquests factors de destintabilitat amb les variables experimentals. L' estudi de les cinètiques de flotació permet calcular les constants cinètiques (kBlancor, kERIC, kSupimp) en funció de les variables experimentals, obtenint un model empíric de flotació que relacionant-lo amb els paràmetres microscòpics que afecten realment l'eliminació de partícules de tinta, deriva en un model fonamental molt més difícil d'interpretar. Mitjançant l'estudi d'aquestes cinètiques separades per classes, també s'aconsegueix determinar que l'eficàcia d'eliminació de partícules de tinta és màxima si el seu diàmetre equivalent és superior a 50 &#956;m. Les partícules amb diàmetres equivalents inferiors a 15 &#956;m no són eliminades en les condicions de flotació analitzades. Es pot dir que és físicament impossible eliminar partícules de tinta de diàmetres molt diferents amb la mateixa eficiència i sota les mateixes condicions de treball. El rendiment del procés analitzat en funció de l'eliminació de sòlids per l'etapa de flotació no ha presentat relacions significatives amb cap de les variables experimentals analitzades. Únicament es pot concloure que addicionar quantitats elevades de silicat sòdic provoca una disminució tant de sòlids com de matèria inorgànica presents en les escumes de flotació. / The main objective of this dissertation is the research in fundamental stages of disintegration and flotation in a deinking process of high quality papers. This dissertation contains a complete and actual state of art in disintegration and flotation. All the experimental procedures used in the laboratory, final preparation and all the analysis attained to quantify the answer to the process are described in materials and methods chapter. Analysis of mechanical variables involved in disintegration process lead to consider that disintegration consistency is the main variable of the process. The value of 10% consistency limits the existence of mechanical effects on fibrous suspension. Using higher consistencies, viscous and acceleration effects control the disintegration stage. It exists an interaction between consistency and disintegration time. This last variable can be optimised depending on the value of consistency used. The agitation speed is significant if it works at consistencies lower than 10%. In these cases, to increment the value of N from 800 to 1400 rpm represents a diminution of 14 points in deinkability factor. Analysis of chemical variables involved in disintegration process provides significant results. Sodium silicate presents a high dispersing effect corroborated with distribution curves of ink particles diameters obtained by image analysis. Sodium hydroxide also presents a dispersing effect not so important as the effect of sodium silicate. These dispersing effects are due to the increase in electrostatic repulsions that these reagents give to the suspension. Hydrogen peroxide used generally as a bleaching agent, acts in these cases neutralising hydroxyls groups coming from sodium silicate and sodium hydroxide. Analysis of hydrodynamic variables related to flotation process leads to their optimisation in the working range allowed in the laboratory. High values of agitation speed and air ratio used in flotation stage permits to eliminate higher amounts of ink particles. Flotation consistency is optimised in function of fluid conditions inside the flotation cell. Analytical methodologies lead to obtain different deinkability factor. It exists an important correlation between these factors assured by Pearson's correlation coefficients. This good correlation allows assuring the utilisation of brightness as a fundamental parameter in deinking analysis of waste papers, always complemented with image analysis or with analysis of effective residual ink concentration. It can be obtained empirical expressions (exponential equations) that they can relate these deinkability factors with experimental variables. Studies of flotation kinetics allow calculating kinetic constants (kBrighteness, kERIC, kSupimp) in function of experimental variables, obtaining a flotation empirical model. If this model is related to real parameters that affect elimination of ink particles by air bubbles, it inclines towards a fundamental model much more difficult to interpret. Using kinetic analysis, it can be determined that ink particle elimination effectiveness is maximum when ink particle diameter is higher than 50 &#956;m. Particles smaller than 15 &#956;m are not eliminated by flotation. Yield process analysed as solids evacuated in foam flotation shows only a little relation with the presence of sodium silicate in disintegration stage. All other variables doesn't present a significant relation.

Tesi per compendi de publicacions / La creciente demanda de materiales biodegradables para su utilización en el campo de la biomedicina ha incrementado el interés en la síntesis de nuevos polímeros. Los poliésteres alifáticos constituyen el grupo de polímeros más extensamente estudiado ya que la presencia de grupos éster les confiere una gran susceptibilidad a la degradación. En concreto, los poliésteres derivados de glicolida constituyen el grupo de materiales actualmente más empleados. Estos polímeros se preparan mediante polimerización por apertura de anillo de la correspondiente mezcla de lactonas y, en consecuencia, presentan una distribución estadística de sus unidades. Sin embargo, la obtención de polímeros con una disposición alternante también resulta interesante puesto que se espera un incremento considerable en la cristalinidad y un cambio notable en las propiedades físicas.La finalidad de este trabajo es la síntesis de poliésteres de secuencia regular y constituidos por ácido glicólico y w-hidroxiácidos. En concreto, se estudiarán dos poliésteres, el poli[(ácido glicólico)-alt-(ácido 6-hidroxihexanoico)] y el poli[(ácido 4-hidroxibutírico)-alt-(ácido glicólico)]. Los polímeros se han obtenido adaptando una ruta sintética que se ha revelado efectiva en la obtención de distintas poliesteramidas derivadas del ácido glicólico. Ésta se caracteriza por una etapa final donde se efectúa una polimerización térmica que tiene como fuerza impulsora la formación de un cloruro metálico.Además de la síntesis, el trabajo comprende la caracterización fisicoquímica y estructural de todos los compuestos sintetizados así como el estudio de las propiedades térmicas de los polímeros obtenidos. Se ha realizado un estudio cinético de polimerización de los monómeros y de cristalización de los poliésteres sintetizados mediante calorimetría diferencial de barrido.Dada la importancia de la morfología y estructura del polímero en las propiedades físicas y en sus aplicaciones, se han realizado estudios sobre la estructura de los poliésteres con rayos X y microscopia electrónica. Además, se han realizado experimentos en resolución temporal de dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS) y de difracción (WAXD) de radiación sincrotrón.Independientemente de la destinación o uso específico de los biomateriales, es necesario estudiar la biocompatibilidad de los polímeros con posibles aplicaciones en el campo de la biomedicina. Por esta razón, se ha evaluado la degradabilidad y la citotoxicidad de los dos polímeros. Se ha estudiado la degradación hidrolítica de ambos poliésteres en tampón fosfato (pH 7.4) a diferentes temperaturas así como la degradación enzimática utilizando enzimas con actividad proteolítica (proteinasa K) y estearasa (lipasa de Pseudomonas cepacia).Finalmente se ha evaluado el potencial de los poliésteres obtenidos como matriz de un sistema de liberación de fármacos. De esta forma se han preparado microesferas de los dos polímeros mediante la técnica de emulsión-extracción/evaporación del solvente y se han cargado con un fármaco de naturaleza hidrofóbica como el triclosán.El conocimiento de la conformación molecular y las preferencias en el empaquetamiento cristalino de compuestos modelo es una herramienta útil para la determinación de la estructura de polímeros ya que los mismos pueden ser fragmentos representativos de la cadena polimérica. Por ello, se ha resuelto la estructura de cuatro compuestos modelo: biscloroacetil- 1,4-butanodiol, bisbromoacetil-1,4-butanodiol, N,N'-bisbromoacetil-1,4-butanodiol y morfolino-2,5-diona. / The development of new biodegradable polymers is a subject of great interest due to their potential applications as both commodity and speciality materials. Most of the commercially available biodegradable polymer devices are polyesters due to their labile ester groups. For example, it should be pointed out the homopolymer and copolymers of glycolide which are mainly used in the biomedical field since their degradation products can be metabolizable by the human organism. The indicated copolymers are usually prepared by ring opening polymerization of glycolide and appropriate cyclic copolymers, and consequently have a random microstructure that hinders their crystallization.The synthesis and characterization of two alternating copolymers of glycolic acid and w-hydroxy acids, named poly[4-hydroxybutyric acid-alt-glycolic acid] and poly[glycolic acid-alt-6 hydroxyhexanoic acid], were studied in this Thesis. A new synthetic method based on a thermal polycondensation with formation of a metal salt as a driving force has been developed. The new procedure and allows to obtain a highly porous material once the salt has been removed by washing with polar solvents.All the products obtained have been identified by means of nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopy. Furthermore, the kinetics of the thermal polycondensation reaction and the thermal properties of the final products have been studied employing differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis.It is generally accepted that the macroscopic properties of polymers are governed by their microscopic morphology. For this reason, crystallization has been studied by using different techniques such as differential scanning calorimetry, optical microscopy and simultaneous time-resolved small angle Xray scattering (SAXS) and wide angle X-ray diffraction (WAXD). The structure of the new synthesized polymers has also been studied by means of X-ray diffraction and electronic microscopy.Biocompatibility of materials to be used in biomedical applications must be tested, independently of their use or destination. Degradability and cytotoxicity of the two studied polyesters have been assayed. Hydrolytic degradation studies have been performed in buffered solution (pH 7.4) at 37 ºC and also at higher temperature. Enzymatic degradation has also been evaluated by using different kinds of enzymes with a proteolytic (proteinase K) and a estearase (lipase from Pseudomonas cepacia) activity.The applicability as a drug delivery system has been evaluated for both polymers. Microspheres have been successfully prepared by the emulsion-evaporation solvent method. Encapsulation and release of triclosan in a cellular medium and in Sörensen solution were studied.Finally, the structure of several related model compounds was investigated in order to obtain crystallographyc parameters and main packing features. The studied compounds were: butane-1,4-diyl bis(chloroacetate), butane-1,4-diyl bis(bromoacetate), N,N'-butane-1,4-diylbis(bromoacetamide)and morpholine-2,5-dione.

Doctor en Química / Esta tesis constituye una incursión y contribución al conocimiento de la química supramolecular y de la química de las interacciones sutiles en el ámbito de compuestos polimoleculares derivados de las matrices binarias de urea y tiourea. Se sintetizaron y caracterizaron los compuestos de inclusión de las matrices aniónicas urea/cloruro, urea/bromuro, urea/yoduro, tiourea/cloruro, tiourea/bromuro, tiourea/yoduro incorporando como huésped el catión diquinuclidonio. Las matrices están formadas por unidades de urea o tiourea que se unen entre sí mediante puentes de hidrógeno y puentes de halógeno. Las uniones entre las matrices y los huéspedes son débiles, de naturaleza no específica. Los compuestos obtenidos se caracterizaron a través de las técnicas difracción de rayos-X en muestras policristalinas y monocristal, análisis térmico diferencial (DTA), calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TG), 1 H y 13 C-RMN en solución y 1 H–RMN en sólido, espectroscopía infrarroja e impedancia compleja. Todos estos compuestos presentan propiedades estructurales conmensuradas. Las sustancias obtenidas en general poseen estructuras características diferentes de los clatratos típicos, excepto aquéllas de las matrices tiourea/cloruro y tiourea/bromuro que presentan canales hexagonales. Tiourea/yoduro, urea/bromuro y urea/yoduro presentan estructuras laminares. Urea/cloruro posee una estructura particular con una matriz de tipo bicanal. Estimaciones de las propiedades conductoras de los compuestos sintetizados demostraron que estos se comportan como poco conductores y anisótropos. La conductividad varía de acuerdo al ambiente en que se realicen los experimentos, esto es, vacío, humedad y temperatura. Como valores extremos se obtuvieron 1.13 x 10 -4 para urea-bromuro/diquinuclidonio en sistema abierto a 77ºC y 4.82 x 10 -11 para tiourea-bromuro/diquinuclidonio al vacío y 25ºC, ambas medidas en pastillas. Los compuestos sintetizados no descomponen antes de la fusión y la destrucción de la matriz y pérdida de huésped ocurre generalmente en ese punto. Todos los compuestos obtenidos en esta tesis muestran un efecto motriz muy particular al romperse la matriz en presencia de solventes como agua o dimetilsulfóxido, producido por el efecto de abandono acelerado del huésped. Lo anterior es acompañado de la aparición de un color rosado en presencia de fenolftaleina como indicador. También se sintetizó y caracterizó el compuesto binario de tiourea con quinuclidina cuya estructura no estaba reportada, se trata de una estructura típica de compuesto binario tipo túnel de tiourea. Se pudo demostrar experimentalmente por 13 C CP-MAS un equilibrio al interior de la matriz de tiourea de un compuesto binario a través de un desplazamiento de huéspedes, sin ocurrir la destrucción de la matriz. Intentos de síntesis de compuestos de inclusión ternarios halogenados de urea y tiourea con fosfinas aromáticas y cíclicas no aromáticas fueron infructuosos, lo mismo aconteció con éteres corona litiados.