Como intuito de contribuir para a elucidação do mecanismo de quimi-excitação da reação peroxi-oxalato, a transformação quimiluminescente mais eficiente conhecida que envolve a versão intermolecular do mecanismo \"Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence\" - CIEEL, foram efetuados estudos cinéticos e determinados os rendimentos quânticos de quimi-excitação desta reação em diferentes solventes e misturas de solventes. A cinética da reação de oxalato de bis-2,4,6-triclorofenila com peróxido de hidrogênio, catalisada por imidazol foi estudada na presença de 9,10-difenilantraceno como ativador (ACT) em diferentes solventes. O comportamento das constantes de velocidade observados em função da polaridade e viscosidade dos solventes indica que o mecanismo dos passos iniciais desta transformação até a formação do intermediário de alta energia (IAE) não sofre modificações drásticas em função das propriedades de solventes, permitindo a escolha de solventes e misturas de solventes adequados para o estudo do mecanismo de quimi-excitação do sistema. A influência da viscosidade sobre os rendimentos quânticos singlete (Φs) e os rendimentos quânticos singlete na concentração infinita do ACT (Φs∞ - obtidos de gráficos duplo recíprocos entre os (Φs) e a [ACT]) foi estudada em misturas entre acetato de etila e ftalato dimetilico (que possuem viscosidades diferentes e parâmetros de polaridade similares, além de levarem a rendimentos quânticos altos), indicando um aumento considerável dos rendimentos quânticos singlete com o aumento da viscosidade do meio. Os dados foram tratados com base nos modelos colisional e friccional, obtendo indicação clara da operação de um efeito de gaiola do solvente no processo de quimi-excitação da reação neste sistema de alta eficiência. A influência da polaridade do meio sobre os parâmetros de quimi-excitação da reação peroxi-oxalato foi analisada, de maneira análoga, em misturas entre tolueno e acetato de etila e entre acetato etila e acetona. Os rendimentos quânticos singlete aumentam inicialmente em função da polaridade do meio até um valor máximo, a partir do qual eles sofrem diminuição com o aumento da polaridade. Este comportamento indica a melhor solvatação dos pares de íons radicais pelo aumento da polaridade de solvente levando ao aumento dos rendimentos, entretanto, polaridades maiores do meio podem levar à formação de pares de íons separados por solvente e íons separados, desta maneira diminuindo a eficiência da quimi-excitação. Os parâmetros de quimiluminescência da reação peroxi-oxalato foram ainda estudados em uma série de solventes puros com diferentes valores de polaridade e viscosidade. Os rendimentos quânticos obtidos foram correlacionados com os parâmetros de viscosidade, polaridade e polarizabilidade, utilizando-se uma regressão linear múltipla. Deste ajuste se pode confirmar que a viscosidade exerce a maior influência sobre os rendimentos quânticos e o aumento da polaridade contribui também para maiores rendimentos, entretanto, os parâmetros de ajuste contêm erros muito grandes devido à dispersão dos valores. Contrariamente, o aumento da polarizabilidade do meio parece diminuir a eficiência de quimi-excitação. / In order to contribute to the elucidation of the chemiexcitation mechanism of peroxyoxalate reaction, the most efficient chemiluminescence reaction known that involves the intermolecular \"Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence\" - CIEEL mechanism, kinetically studies were performed and chemiexcitation quantum yields determined in different solvents and solvent mixtures. The reaction kinetics of bis(2,4,6-trichlorophenyl) oxalate with hydrogen peroxide catalyzed by imidazole in the presence of 9,10-diphenylanthracene as an activator (ACT) was studied in different solvents. The behavior of the observed rate constants in function of solvents polarity and viscosity indicates that the initials reaction steps leading to high energy intermediate formation (HEI) do not change drastically in function of the solvent properties, allowing to choose suitable solvents and solvent mixtures for a study of its the chemiexcitation mechanism. The viscosity influence on the singlet quantum yields (Φs) and singlet quantum yields at infinite ACT concentration (Φs∞ - obtained from double reciprocal plots between Φs and [ACT]) was studied in mixtures of ethyl acetate and dimethyl phthalate (which have different viscosities and similar polarity parameters), indicating a considerable increasing in singlet quantum yields with the increasing of medium viscosity. Data were analyzed by the collisional and the free volume model, which clearly indicates the occurrence of a solvent cage effect in the chemiexcitation process of this high efficient system. The influence of medium polarity on the chemiexcitation parameters of the peroxyoxalate reaction were studied, in a similar way, in mixtures of toluene and ethyl acetate and in mixtures of ethyl acetate and acetone. Singlet quantum yields increase in function of medium polarity for low polar solvents, reaching a maximum value, where a further polarity increase leads to a decrease in quantum yields. This behavior indicates better solvation of radical íon pairs by solvent polarity increase, leading to increased quantum yields, however, higher solvent polarities can lead to the formation of solvent separated ion pairs and individually solvate ions, thereby decreasing chemi-excitation efficiency. Chemiluminescence parameters of the peroxyoxalate reaction were also studied in pure solvents with different viscosities and polarities. The obtained singlet quantum yields were correlated with viscosity, polarity and polarizability parameters by multiple linear regression analysis. The correlations obtained show that viscosity exerts the most significant influence on the quantum yields and an increase in solvent polarity also contributes to higher quantum yields; however, these fitting parameters possess high standard deviations due to the considerable dispersion of quantum yield values. Contrary, an increase in medium polarizability appears to decrease the chemi-excitation efficiency.

A primeira parte da discussão de resultados desta tese relata o estudo da isomeria conformacional e das interações eletrônicas dos compostos carbonílicos α-dietoxifosforilsubstituídos (EtO)2P(O)CH2C(O)X (X= Me, Ph, OEt, Net2 e SEt). Este estudo foi realizado através das espectroscopias no infravermelho, Ressonância Magnética Nuclear de 13C e 31P, apoiados por cálculos ab initio nas bases HF/ 3-21G*e HF/6-31G** e difração de raio-X. As freqüências de vCO da única banda no infravermelho dos β-carbonilfosfonatos [XC(O)CH2P(O)(OEt)2: X=Me 1, Ph 2, OEt 3, Net2 4 and SEt 5] (série I), se correlacionaram muito bem com as frequências de vCO do rotâmero gauche das correspondentes β-carbonil sulfonas [XC(O)CH2SO2Et : X=Me 6, Ph 7, OEt 8, Net2 9 and SEt 10] (série II) concordando com os cálculos ab initio 6-31G** de 1ª e 6ª (X=Me) que indicaram a existência de uma única conformação gauche (g1) para a série I em solução. Os deslocamentos negativos anormais de freqüência da carbonila (ΔvCO) para ambas as séries segue aproximadamente a afinidade eletrônica do orbital π*CO dos compostos de referência MeC(O)X 11-15. Estes dados sugerem que a conformação gauche das séries I e II deve possuir uma geometria semelhante. O menor deslocamento positivo de frequência de estiramento assimétrico do grupo sulfonila (ΔvSO2) em comparação com o do grupo fosforila (ΔvPO) e o maior deslocamento negativo da carbonila gauche das β-carbonil sulfonas 6-10 em relação aos valores dos β-carbonil fosfonatos 1-5 correspondentes estão de acordo com os deslocamentos químicos em campo mais alto para a série II em relação à séries I. Estas tendências estão de acordo com o encurtamento da distância O(SO2) .... C(CO) em relação a O(PO) ... C(CO) nos compostos 6ª e 1ª, respectivamente, e são discutidos em termos da interação de transferência de carga O1p→ π* CO o qual é mais forte para a série II que para I. Este comportamento inesperado indica que o átomo de oxigênio do grupo sulfonil do SO2R é melhor doador de elétrons que o oxigênio do grupo fosforila P(O)(OR)2. Contudo, parâmetros geométricos intrínsecos à molécula parecem ser os responsáveis por este comportamento .. De fato, dados de difração de raio-X e cálculos ab initio de metilsulfonilmetil fosfonato de dietila MeSO2CH2P(O)(OR)2 (R= Et, 18, Me 18a) apoiam esta análise. As análises espectroscópicas e cálculos ab initio dos compostos alquil(aril)tiometil-fosfonatos de etila (EtO)2P(O)CH2SOnR (R=Me e Ph) e suas formas mono- (n=1) e di- (n=2) oxigenadas mostraram que os mesmos encontram-se na conformação quasi-gauche. Este estudo mostrou que tanto o deslocamento químico de 31 quanto a freqüência de vPO se correlacionam muito bem com os parâmetros indutivos (σI) do substituinte em α não levando em consideração as interações eletrônicas variáveis que ocorrem entre os substituintes em α e o fósforo do grupo fosforila. Os dados de Ressonância Magnética Nuclear de 13C para os compostos da série I foram interpretados como sendo devido à ação simultânea do efeito -I do grupo dietoxifosforila e da transferência de carga do oxigênio do grupo fosforila ao carbono carbonílico que se encontram na relação espacial gauche. Os estudos de Ressonância Magnética Nuclear de 13C corroboraram os dados de Infravermelho indicando que a transferência de carga O(PO) → π*CO nos rotâmeros gauche da série I é mais fraca que a interação de transferência de carga O(SO2) → π* CO no mesmo rotâmero da série II. Os deslocamentos químicos de 31P mostraram-se praticamente constante ao longo da série estudada (série I). Os espectros ultravioleta dos compostos da série I indicaram que a introdução do grupo dietoxifosforila na posição α à carbonila origina um deslocamento batocrômico da transição n→π*CO em relação aos compostos carbonílicos de referência. Este comportamento pode ser atribuído à ocorrência da interação hiperconjugativa entre os orbitais σ* C-P e da π*CO que estabiliza o orbital π*CO em maior extensão que o efeito -I estabiliza o nível de energia nO(CO). Como decorrência da semelhança conformacional entre os &#946-cetosulfóxidos [MeC(O)CH2S(O)Ph-X (X=Cl, H, Me e OMe)] e &#946-cetosulfonas [MeC(O)CH2SO2Ph-X (X=NO2, H, Me e OMe) e X-Ph-C(O)CH2SO2Et (X=NO2, CN, H, OMe e NH2)] com os correspondentes &#946-fosforil-sulfóxidos [(EtO)2P(O)CH2S(O)R (R= Me ou Ph)] e β-fosforilsulfonas [(EtO)2P(O)CH2SO2R (R= Me ou Ph)] e considerando-se que a série dos β-ceto-sulfóxidos e β-ceto-sulfonas apresentam uma citotoxicidade moderada em relação às células de linhagens leucêmicas humanas K562 (eritroleucemia), tumores de Ehrlich e células de linhagens e U937 (leucemia linfóide), estes dois últimos somente para os β-cetosulfóxidos, achou-se de interesse estudar a atividade citotóxica dos α-metilsulfinil- α-metilsulfonil- metanofosfonatos de dietíla em relação aos mesmos tipos de células tumorais. Os dados da citotoxicidade do α-metilsulfinil- e α-fenil-sulfinil-metanofosfonato de dietila indicaram que os mesmos apresentam um efeito citotóxico bem menor do que aquele observado nos β-cetosulfóxidos. O α-metilsulfonilmetilfosfonato de dietila apresentou uma atividade citotóxica similar em relação às duas séries de β-cetosulfonas. Já o α-fenilsulfonilmetilfosfonato de dietila não apresentou nenhum efeito de citotoxicidade significativo em relação às células tumorais testadas. Finalmente, esta tese relata também, o estudo das reações dos compostos carbonílico α-halossubstituídos X-C(O)CH2-Hal X (X= Me, Ph, OEt, Net2 and SEt) com fosfito de trietila em benzeno anidro à temperatura de refluxo de benzeno. Nessas condições observou-se a formação dos compostos carbonílicos α-dietoxifosforil-substituídos (EtO)2P(O)CH2C(O)X 1-5 e dos enolatos correspondentes CH2=C(X) [P(O)(EtO)2] , havendo mudança na proporção dos isômeros obtidos à medida que se varia o grupo ligado à carbonila. Os substituintes doadores de elétrons levam à formação preferencial dos cetofosfonatos (reação de Michael-Arbuzov) enquanto que substituintes atraentes de elétrons levam à formação preferencial de enolfosfatos (reação de Perkow). Estes dados sugeriram que a adição nucleofílica à carbonila com a formação de enolfosfatos depende da afinidade eletrônica do orbital π* CO. / The first part of the discussion of this thesis reports the conformational and electronic interaction study of some α-diethoxyphosphoryl-substituted carbonyl compounds (EtO)2P(O)CH2-C(O)X (X= Me , Ph , OEt , Net2 and SEt ). This study was performed by means of infrared, 13C and 31P Nuclear Magnetic Resonance spectroscopies supported by 3-21G* and 6-31G** ab initio computations and X-ray diffraction. The IR frequencies of the single vCO band of the β-carbonylphosphonates [XC(O)CH2P(O)(OEt)2: X=Me l, Ph 2, OEt 3, Net2 4 and SEt 5] (series I), which correlate well with the vCO frequencies of the gauche rotamer of the corresponding β-carbonyl sulfones [XC(O)CH2SO2Et : X=Me 6, Ph 7, OEt 8, Net2 9 and SEt 10] (series II) along with the ab initio 6-31G** computations of 1a and 6a (X=Me) have indicated the existence of only a single gauche conformer (g1) for series I in solution. The abnormal negative carbonyl frequency shifts (ΔvCO) for both series follow approximately the electron affinities of the π*CO orbital of the parent carbonyl compounds MeC(O)X 11-15. These data have suggested that the gauche conformations of series I and II should have similar geometry. The less positive asymmetric stretching sulfonyl frequency shifts (ΔvSO2) in comparison with the phosphoryl frequencies shifts (ΔvPO) and the larger negative carbonyl gauche shifts of the β-carbonyl sulfones 6-10 in relation to the corresponding values of the β-carbonyl phosphonates 1-5 are in line with the upfield carbonyl carbon chemical shifts for series II in relation to series I. These trends are in agreement with the shorter O(SO2) ....C(CO) contact in relation to the O(PO) ... C(CO) one in compounds 6a and 1a, respectively, and are discussed in terms of the OIp → &#960*CO charge transfer which is stronger for series II than for I. This unexpected behaviour indicates that the sulfonyl oxygen atom of SO2R group is a better electron donor than the phosphoryl oxygen atom of P(O)(OR)2 group. However the intrinsic geometric parameters of O=S-CH2 and O=P-CH2 moieties seems to be responsible for this behaviour. In fact X-ray and ab initio calculations of dialkyl methylsulfonyl-methylphosphonate MeSO2CH2P(O)(OR)2 (R=Et, 18, Me 18a) gives support to this analysis. The spectroscopic analysis and ab initio computations of the diethyl alkyl(aryl)thiomethyl-phosphonates (EtO)2P(O)CH2SOnR (R=Me and Ph) and their mono- (n=l) and di- (n=2) oxigenated derivatives, showed that the phosphoryl compounds assumes a quasi-gauche conformation. This study showed that both 31P chemical shifts and the vPO frequencies correlate well with the inductive effect (σI) of the α-substituents, not taking into account any electronic interaction which could occur between the α-substituents and the phosphoryl phosphorus atom. The 13C NMR data has been interpreted by the simultaneous occurrence of the -I effect and the charge transfer between the oxygen atom of this group and the carbonyl carbon atom in the gauche rotamer of the title compounds. The 13C NMR studies corroborated the infrared data indicating that the charge transfer O(PO) → π*CO in the gauche rotamers of the serie I is poorer that the charge transfer O(SO2) → π*COfor the serie II. Furthermore, the 31P chemical shifts are almost constant along the série I. The ultraviolet spectra of compounds of the serie I showed that the introduction of the diethoxyphosphoryl group in the α position of the carbonyl compounds originate a bathochromic shift of the n→π*CO transition in relation to their parent carbonyl compounds. This behavior was ascribed to the occurrence of the hyperconjugative interaction between the σ*C-P and π*CO orbitals which stabilize the π*CO orbital in a greater extension than the -I effect of the diethoxyphosphoryl group stabilizes the nO(CO) energy level. Due to conformational similarity between the β-ketosulfoxides MeC(O)CH2S(O)Ph-X (X=Cl, H, Me and OMe) and β-ketosulfones MeC(O)CH2SO2Ph-X (X=NO2, H, Me and OMe) and X-Ph-C(O)CH2SO2Et (X=NO2, CN, H, OMe and NH2) with the β-phosphorylsulfoxides corresponding (EtO)2P(O)CH2S(O)R (R= Me ou Ph) and β-phosphorylsulfones (EtO)2P(O)CH2SO2R (R= Me ou Ph) and considering that the β-ketosulfoxides and β-ketosulfones present a moderate cytotoxicity on human mieloid leukemia K562, on Ehrlich tumor cells and human monocytic cell line (U937), excepting the case of the two latter neoplasic cells which are sensitive to the β-ketosulfoxides, it became also of interest to test the cytotoxicity of the diethyl α-methyl(phenyl)sulfinyl- and α-methyl(phenyl)sulfonylmetane-phosphonates with respect to the above mentioned tumor cells. The cytotoxicity data of the diethyl α-methylsulfinyl- and α-phenylsulfinyl- methanephosphonates indicated that the β-phosphorylsulfoxides exhibit a poorer cytotoxic effect in relation to the β-ketosulfoxides towards the tumor cells tried. The diethyl α-methylsulfonyl methanephosphonates exhibit in relation to the β-ketosulfones a similar cytotoxic effect, while the diethyl α-phenylsulfonyl-methanephosphonate did not show any apparent cytotoxic effect. Finally, this thesis deals with the reactions of the α-halo-substituted carbonyl compounds Hal-CH2C(O)X (X= Me, Ph, OEt, Net2 and SEt) with triethylphosphite in anhydrous benzene under reflux. These reactions gave variable proportions of α-diethoxyphosphoryl-substituted carbonyl compounds (EtO)2P(O)CH2 -C(O)X (X= Me, Ph, OEt, Net2 and SEt) and the corresponding enolphosphates [CH2=C(X)[P(O)(EtO)2] with the changing of the substituent directly bonded to the carbonyl group. The electron-donating substituents originate preferentially the β-ketophosphonates (Michael-Arbuzov product) while electron-withdrawing substituents gave mainly the enolphosphates (Perkow product). These trends strongly suggest that the rate-limiting step of the reactions between the α-halo-substituted carbonyl compounds and triethylphosphite is the nucleophilic addition of the phosphorus lone pair to the carbonyl carbon leading to the obtention of the enolphosphates which in its tum depends on the electron-affinity of the π*CO orbital.

O crescimento populacional mundial das ultimas décadas, aliado a crescente preocupação da sociedade com o ambiente, tem impulsionado pesquisas em busca de novas tecnologias de produçãoagrícola que visem garantir elevados níveis de produtividade, visando atender a demanda mundial por alimentos, de maneira mais eficiente e menos impactante ao ambiente. Considerada essa vertente foi realizado um experimento em casa de vegetação com o objetivo de avaliar a eficiência da ureia revestida com polímero na adubação do milho. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições, no esquema fatorial, 4 fontes, 4 doses de N e 1 tratamento adicional (controle), com quatro avaliações no tempo (35, 59, 68 e 89 dias após a semeadura DAS). As fontes de N: Ureia fertilizante convencional (UC); Ureia recoberta com polímero de lenta liberação a base de enxofre (UR1); Ureia recoberta com polímero de lenta liberação (UR2) e Ureia recoberta com polímero hidrossolúvel a base de poliacrilamida (UR3) foram aplicadas aos 17 DAS. Testaram-se, também, doses de N equivalentes a 50, 100, 150 e 200 mg dm-3, incluindo-se um controle, sem adubação nitrogenada. Foram avaliados o teor de N e a fitomassa da parte aérea e do sistema radicular das plantas, massa de solo e o teor de N-total, 15N, e também as concentrações de N-NH4 + e N-NO3 - no solo. Ao final do ciclo da cultura (89 DAS), o acumulo de fitomassa na parte aérea e planta toda de milho foram superiores nos tratamentos UR3 e UC em relação ao tratamento com o produto de lenta liberação UR1, que por sua vez não diferiu de UR2. Não houve diferença entre os tratamentos no acumulo de fitomassa do sistema radicular. O acumulo de N pelas plantas de milho não diferiu entre as fontes testadas. O incremento nas doses de N, para a média das fontes, promoveu efeito positivo no acumulo do nutriente pela cultura. Os teores de N-NO3 - e N-NH4 + no solo nos tratamentos UR1 e UR2 foram comparativamente menores que UR3 e UC aos 35 DAS, e maiores nas avaliações seguintes. De maneira geral os teores de N-NO3 - e N-NH4 + aumentaram com o incremento das doses de N. A técnica isotópica de variação natural (15N) não possibilitou a estimativa do N na planta proveniente do fertilizante, por apresentar grande variação nos valores de recuperação (R%), ocasionados pelo fracionamento isotópico. A recuperação aparente (RA%) do N-ureia tanto na parte aérea como para a planta toda de milho foi maior nos tratamentos UR3 e UC aos 35 e 59 DAS, não diferindo ao final do ciclo da cultura de UR1 e UR2. Mesmo que os fertilizantes UR1 e UR2 tenham apresentado as características pretendidas de liberação mais lenta do N-ureia no inicio do ciclo, não houve efeito positivo no desenvolvimento da planta e na recuperação do N fertilizante quando comparado ao tratamento convencional (uréia). Por isso, mais estudos devem ser realizados a fim de verificar a viabilidade agronômica e econômica destes fertilizantes para a cultura do milho, especialmente em condições de campo. / The world population increases in last decades and recent concerns with environmental issues encouraged the search for new agricultural production technologies, ensuring high levels of productivity with lower environmental impacts. In this context, one experiment was carried out under green house conditions, aiming to evaluate the agronomic efficiency of polymer coated urea in maize. The trial was carried out in a randomized blocks experimental design (four replicates) in a factorial including four N sources (Common urea fertilizer, UC; Slow-release urea 1, UR1; Slow-release urea 2, UR2; Polymer-coated urea, UR3) and four N rates (50, 100, 150 and 200 mg dm-3 of N). An additional treatment without N (control) was also evaluated. The measurements were performed in 4 periods over the crop cycle (35, 59, 68 and 89 days after sowing DAS). The measurements included total N and shoot and root phytomass, soil and total soil N, 15N, N-NH4 + and N-NO3 - soil content. At the end of the cycle (89 DAS), the shoot and shoot plus root phytomass were higher for UR3 and UC than for UR1 and UR2. There was no difference between the N sources in root phytomass and N accumulation. In average across sources, the N rates increased the N accumulation in the plants. The inorganic N (NH4+ and NO3-) content in soil was lower for UR1 and UR2 at 35 DAS, increasing thereafter. Overall, increasing N rates resulted in higher inorganic soil N contents. The natural abundance method (15N) was not useful for estimating the recovery of N fertilizer from plants (R, %) due to the high variation in the values obtained by isotopic fractionation. The apparent recovery of N-urea (AR, %) by shoot and shoot plus roots were higher for UR3 and UC than for UR1 and UR2 at 35 and 59 DAS. No difference was observed thereafter. Even though fertilizers UR1 and UR2 have presented the desired characteristics of slow release N-urea, there was no positive effect on plant development and N-fertilizer recovery when compared to conventional treatment (urea). Therefore, more studies should be conducted in order to verify the agronomic and economic viability of these fertilizers for the maize crop, especially under field conditions.

Os polissabões são polímeros constituídos de unidades monoméricas anfifílicas. Em meio aquoso, os polissabões formam microdomínios intra- ou inter-poliméricos capazes de mimetizar muitas das propriedades de micelas, como solubilizar moléculas orgânicas, trocar contraíons e catalisar reações químicas. Os polissabões utilizados em nossos estudos foram os [n,m]-Ionenos, cuja estrutura química consiste de grupos dimetilamônio interligados por segmentos de cadeia alifática. [-(CH2)n-+N(CH3)2-(CH2)m-+N(CH3)2-]x Br- Br-[n,m]-Ioneno. Em solução aquosa, os [n,m]-Ionenos com segmentos metilênicos curtos, como por exemplo o [3,10]-Ioneno, adotam uma conformação extendida tipo \"bastão\". Por outro lado, ionenos com segmentos mais compridos, como o [3,22]-Ioneno, preferem conformações globulares, formando microdomínios através de um processo de agregação intra-polimérica dos segmentos compridos. Pelo fato de ionenos serem polímeros, podem ser imobilizados em suportes sólidos, tanto covalentemente como por adsorção eletrostática. O objetivo desse trabalho foi desenvolver novas estratégias para a eficiente imobilização covalente de ionenos sobre suportes sólidos. Os ionenos podem ser seletiva e quantitativamente desquaternizados (desmetilados), formando a poli(amina terciária) correspondente: [-(CH2)n-+N(CH3)2-(CH2)m-+N(CH3)2-]x → [-(CH2)n-N(CH3)-(CH2)m-N(CH3)-]x. Ao contrário do ioneno, a poli(amina terciária) é solúvel em meio orgânico, não apresenta forte tendência de adsorver em superfícies e possui numerosos grupos reativos (as aminas terciárias) distribuídos ao longo de toda cadeia polimérica, adequados para a imobilização da poli(amina terciária) em sílica funcionalizada com grupos cloropropil. A requaternização foi feita com vários reagentes, incluindo haletos de alquila com comprimentos de cadeia distintos (e.g., brometo de etila ou brometo de dodecila) e com 1,3-propanosultona (que fornece ionenos zwitteriônicos com grupos amôniopropano-sulfonato). A fluorescência (comprimento de onda máximo e emissão) do ácido 4-amino-1-naftaleno sulfônico (AMS) mostrou-se útil para a detecção da presença de microdomínios formados pelos ionenos imobilizados na sílica. A relação de intensidades das bandas vibracionais I/III do espectro de fluorescência do pireno dissolvido nos microdomínios permitiu inferir o grau residual de contato entre pireno e a água na superfície dos microdomínios. As propriedades \"catalíticas\" dos ionenos imobilizados foram averiguadas por meio de medidas da velocidade da hidrólise alcalina do octanoato de p-nitrofenila (NPO) e do brometo de N-dodecil-4-cianopiridíneo (DCP). A espessura da camada formada pelos ionenos imobilizados na presença de água foi medida experimentalmente ex-situ e in-situ por elipsometria. Finalmente, alguns ensaios de HPLC utilizando a sílica funcionalizada com ionenos como fase estacionária foram feitos de modo a avaliar sua aplicabilidade real. / Polysoaps are polymers consisting of amphiphilic monomeric units. In aqueous medium, the polysoaps form intra- or inter-polymeric microdomains capable to mimicking many of the properties of micelles, such as solubilization of organic molecules, exchanging counter-ions and catalyzing chemical reactions. The polysoaps used in our studies were [n, m]-ionenes, whose chemical structure consists of dimethylammoniun groups interconnected by aliphatic chain segments. [-(CH2)n-+N(CH3)2-(CH2)m-+N(CH3)2-]x Br- Br-[n,m]-Ioneno. In aqueous solution, [n, m]-ionenes with short methylenic segments, for example [3,10]-ionene, adopt an extended or rodlike conformations. In contrast, ionenes with longer segments, as the [3,22]-ionene, prefer globular conformations, forming microdomains through a process of intra-polymeric aggregation of the long segments. Because the ionenes are polymers, they can be immobilized on solid supports by covalent or electrostatic adsorption. The objective of this work was to develop new strategies for the efficient covalent immobilization of ionenes on solid supports. Ionenes can be selectively and quantitatively dequaternized (demethylated), forming the corresponding poly(tertiary amine): [-(CH2)n-+N(CH3)2-(CH2)m-+N(CH3)2-]x → [-(CH2)n-N(CH3)-(CH2)m-N(CH3)-]x. Unlike the ionene, the poly(tertiary amine) is soluble in organic medium, does not adsorb onto surfaces and possesses numerous reactive groups (the tertiary amines) distributed throughout the polymer chain. Suitable for immobilization of poly(tertiary amine) on silica funcionalizada with chloropropyl groups. The requaternization was performed with alkyl halides with distinct chain lengths (e.g., ethyl bromide or dodecyl bromide) and with 1,3-propanosultone (yielding zwitterionic ionenes with amoniopropane-sulfonate groups). The fluorescence (maximum wavelength and emission) of 4-amino-1-naphthalene sulfonic acid (AMS) was useful for the detection of the presence of microdomains formed by the immobilized ionenes on silica. The intensity ratio of the I/III vibrational bands of the fluorescence of pyrene dissolved in the microdomains was used to infer the residual degree of contact between pyrene and water at surface of the microdomains. \"The catalytic\" properties of the immobilized ionenes was invetigated by measuring the rate of alkaline hydrolysis of p-nitrophenyl octanoate (NPO) and of the N-dodecyl-4-cyanopyridinium ion (DCP). The thickness of the layer formed by the immobilized ionenes in the presence of water was measured experimentally ex-situ and in-situ by ellipsometry. Finally, some HPLC tests using silica functionalized with ionenes as the stationary phase were made in order to evaluate thesis applicability.

Diversas classes de compostos orgânicos de telúrio foram exploradas neste trabalho. Inicialmente foi estudada a transmetalação entre teluretos alílicos e dibutil cianocupratos de lítio de ordem superior, levando aos respectivos cianocupratos alílicos de lítio. Estes, por sua vez, foram acoplados com triflatos vinílicos, importantes intermediários sintéticos preparados previamente a partir de teluretos vinílicos, levando a sistemas altamente insaturados em ótimos rendimentos (Esquema 1). (Ver no arquivo em PDF) Em seguida, foi explorada a reatividade de teluretos aromáticos frente a reagentes organometálicos. Cianocupratos arílicos, gerados a partir da transmetalação entre teluretos aromáticos com cianocupratos de lítio de ordem superior, foram adicionados a cetonas α,β -insaturadas, levando aos produtos de adição 1,4 em bons rendimentos (Esquema 2). (Ver no arquivo em PDF) Teluretos vinílicos funcionalizados de configuração Z também foram alvo de estudo visando a formação de ligação carbono-carbono. Reações de substituição entre estes teluretos e cianocupratos de lítio de ordem inferior levaram a cetonas e ésteres α,β- insaturados com estereoquímica defInida em ótimos rendimentos (Esquema 3). (Ver no arquivo em PDF) De agosto/20OJ a março/2004, a aluna realizou um estágio sanduíche na University of California, Santa Barbara, sob a orientação do Prof. Bruce H. Lipshutz, onde realizou estudos sobre a ciclização de Bergman, visando a síntese do fragmentobiarílico A-B da vancornicina. Diversas condições para a ciclização foram estudadas com um composto modelo (Esquema 4) (Ver no arquivo em PDF) e parte da síntese total do fragmento da vancomlcma, onde a ciclização seria a etapa-chave, foi realizada com sucesso (Esquema 5). (Ver no arquivo em PDF) / Several classes of organotellurium compounds were explored in this work. First, transmetallation reaction between allylic tellurides and higher order dilithium dibutyl cyanocuprates was carried out, leading to the corresponding allylic cyanocuprates. Then these reagents performed cross-coupling reactions with vinylic triflates, important synthetic intermediates prepared previously from vinylic tellurides, affording highly unsaturated systems in high yields (Scheme 1). (See in file PDF) Next, the reactivity of aryl tellurides was explored with some organometallic reagents. Aryl cyanocuprates, generated by transmetallation reaction between aryl tellurides and higher order lithium cyanocuprates, were reacted with α,&$946;-unsaturated ketones, yielding 1,4-addition products (Scheme 2). (See in file PDF) Functionalized Z-vinylic tellurides were also investigated in reactions aiming carbon-carbon bond formation. Substitution reactions of these tellurides with lower order lithium cyanocuprates gave α,β-unsaturated ketones and esters with defined stereochemistry in good yields (Scheme 3). From Aug/03 to Mar/04, the student worked in the University of California, Santa Barbara, under the supervision of Prof. Bruce H. Lipshutz, where studies concerning the Bergman cyclization were performed, aiming the synthesis of the vancomycin A-B biaryl fragment. Several conditions for this cyclization were investigated using a model compound (Scheme 4) (See in file PDF) and part of the total synthesis of the vancomycin fragment, in which the Bergman cyclization would be the key-step, was accomplished (Scheme 5). (See in file PDF)

Os poliuretanos provavelmente são os mais versáteis dentre os polímeros de maior uso industrial por ser possível serem produzidos em uma ampla faixa de densidade, dureza, propriedades mecânicas e por meio de diferentes processos de conversão. Sua síntese envolve uma grande variedade de matérias-primas e proporções entre elas. Um modelo matemático que descreve o processo de formação do poliuretano é bastante útil no desenvolvimento de formulações e definição das condições de processamento, evitando grande consumo de tempo e erros no desenvolvimento e em experimentos. Neste trabalho foi proposta uma modelagem matemática que considera o conhecimento dos parâmetros cinéticos da reação de formação do poliuretano e o equilíbrio líquido-vapor do sistema. Os parâmetros cinéticos da reação entre poliol com isocianato foram determinados utilizando o método de temperatura adiabático, obtendo-se os valores de energia de ativação Ea (kJ/g-eq) e entalpia de reação ?H (kJ/g-eq) de 24,1 e 39,2 respectivamente mostrando-se como uma adequada. O modelo de Flory-Huggins foi utilizado para o estudo do equilíbrio líquido-vapor do agente expansor hidrofluorolefina em mistura binária com poliol, por meio de experimentos realizados para medir as temperaturas e composição da mistura na condição de equilíbrio, evidenciando a não idealidade do sistema e mostrando-se satisfatório com desvio de 1,6% em relação aos dados de atividade a experimental. O modelo matemático foi satisfatório para descrever o processo, entretanto a metodologia para obtenção dos dados cinéticos para a reação de poliol-isocianato não permitiu a obtenção de um conjunto de parâmetros que ajustasse simultaneamente os dados experimentais do sistema com e sem agente expansor HFO. / Polyurethanes are probably the most versatile among polymers of greater industrial use due to the possibility of being produced in a wide range of density, hardness, mechanical properties and through different conversion processes. Its synthesis involves a great variety of raw materials and proportions between them. A mathematical model that describes the formation process of polyurethane can be very useful for the development of formulations and in the definition of the processing conditions, avoiding great consumption of time and errors in the development and experiments. The present work proposes a mathematical modeling that considers the knowledge of the kinetic parameters of the polyurethane reaction and the liquid-vapor equilibrium of the system. The kinetic parameters of the reaction between polyol with isocyanate were determined using the adiabatic temperature rise method, obtaining the values of activation energy Ea (kJ/g-eq) and heat of reaction ?H (kJ/g-eq) of 24.1 and 39.2 respectively. The methodology employed to estimate the kinetic data was adequate. The Flory-Huggins model was used for the study of the liquid-vapor equilibrium of the hydrofluorolefin blowing agent in binary polyol mixture, through experiments carried out to measure the temperature and composition of the mixture in the equilibrium condition, verifying the non-ideality of the system and in good agreement with experimental data of activity a with deviation of 1.6%. The mathematical model was satisfatory to describe the process however the methodology used to obtain the kinetic data for a polyol isocyanate reaction did not allow to obtain a set of parameters that simultaneously adjusted the experimental data of the system with and without HFO blowing agent.

A solubilização de compostos não iônicos em micelas de detergentes é uma propriedade intensamente estudada e de grande importância prática. Algumas das aplicações onde a compreensão da solubilização é relevante são detergência, recuperação de solos contaminados e catálise. Em trabalho anterior, o grupo do prof. Quina demostrou que o modelo de relações lineares de energia livre (LSER) é uma poderosa ferramenta para correlação da eficiência de solubilização com parâmetros relacionados com a estrutura do soluto. No presente trabalho, constantes de incorporação micelar, Ks, foram determinadas experimentalmente para uma série de solutos de diferentes estruturas para os detergentes comerciais decil óxido de difenila dissulfonado (DOWFAX C10) e hexadecil óxido de difenila dissulfonado (DOWFAX C16). Verificou-se, para esses detergentes, que a variação do log Ks com o volume molar, Vx, do soluto é distinta para classes homólogas de solutos polares (álcoois e cetonas) e apolares (alcanos, aromáticos e alcinos), indicando a existência de microambientes de solubilização distintos A demonstração, neste trabalho, de que o modelo de LSER não é apropriado para correlacionar dados de Ks, na presença de mais de um microambiente de solubilização, aumenta a validade de estudos prévios, com detergentes de estrutura mais simples, onde a suposição de um único microambiente de solubilização mostrou-se adequada. / The solubilization of non ionic molecules in detergent micelles is a property that has been extensively investigated and that is of great practical importance. Several applications in which solubilization is of relevance are detergency, remediation of contaminated soils and catalysis. In earlier work, the group of Prof. Quina has shown that linear free energy relationships (LSER) are a powerful tool for correlating the efficiency of solubilization with the structure of the solute. In the present work, micellar incorporation coefficients, Ks, were determined for solubilization of a series of solute of diverse structures in two commercial detergents: decyl diphenyl oxide disulfonate (DOWFAX C10) and hexadecyl diphenyl oxide disulfonate (DOWFAX C16). For these detergents it is shown that the dependence of log Ks on solute molar volume is distinct for homologues series of polar (alcohols and ketones) and non-polar (alkanes, alkynes and aromatics) solutes, implying the existence of distinct solubilization microenvironments for these two classes of solutes. The demonstration in the present work that the LSER approach fails to correlate Ks data when more than one solubilization microenvironment is present reinforces the validity of previous studies with detergents of simpler structure where the assumption of a single solubilization microenvironment was found to be adequate.

Orientador: Mauro Scharf. / Com: Produto educacional: O ensino de química no ensino médio: eo uso de fascículos pedagógicos como estratégia para o ensino de química orgânica. / Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências Naturais e Matemática) - Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Edésio Luiz Simionatto. / Coorientador: Endler Marcel Borges de Souza. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Mauro Scharf. / Coorientador: Jürgen Andreaus. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.