Orientador: Anita Jocelyne Marsaioli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T16:28:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_SergioAntonio_D.pdf: 1655953 bytes, checksum: 3adfb8a50baef9f965f6836a338ce8c0 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Esta tese teve como objetivo principal estudar interações intermoleculares empregando a espectroscopia de RMN de H como ferramenta principal. O primeiro capítulo visou "construir" um "hospedeiro quiral" através de interações não covalentes que foi aplicado na discriminação quiral e síntese assimétrica, ambos discutidos, no segundo e terceiro capítulo. Este hospedeiro quiral foi obtido via complexação de calixarenos com aminas quirais ((S)-feniletilamina, (S)naftiletilamina e (R)-2-aminobutanol). A topologia dos complexos foi determinada por RMN de H através de incremento de sinal devido ao acoplamento dipolar observado nas coordenadas girantes entre o hospedeiro (calixareno) e o hóspede (amina). Os experimentos de RMN de H a baixa temperatura foram usados para determinar a conformação preferencial e as mudanças na flexibilidade do calixareno livre e nos complexados. O segundo capítulo, descreve a aplicação dos complexos supramoleculares quirais no reconhecimento quiral e na determinação de excessos enantioméricos de sulfóxidos e ácidos. A importância do solvente, temperatura e topologia foram investigados. O terceiro capítulo focalizou a aplicação dos hospedeiros quirais na redução assimétrica de iminas e sais de metil isoquinolina com boroidreto de sódio. Os excessos enantioméricos são altamente dependentes dos substratos e variam de 0-90%. Finalmente o hospedeiro quiral foi obtido e a topologia totalmente descrita sendo o mesmo aplicado em reconhecimento quiral e síntese assimétrica, consolidando a importância deste tipo de hospedeiro quiral, que pode ser sintonizado para várias aplicações. A RMN de H mostrou ser uma ferramenta bastante eficaz quando aplicada aos estudos de complexos supramoleculares. / Abstract: This thesis concems intermolecular interactions using H NMR as major tooI. The first chapter will focus on the construction of a chiral host using non covalent bondings which will be used in chiral discrimination and asymmetric synthesis both discussed in the second and third chapters. This chiral host was obtained via calixarene complexation with chiral amines ((S)-phenylethylamine, (S)-naphthylethylamine and (R)-2-aminebutanol). The complexes topologies were determined via H NMR signal enhancements due to dipolar cross relaxation in the rotatory frame between the host (calixarene) and the guests (amines). H NMR experiments in variable temperatures were used to access preferential conformation and changes in calixarene flexibility under free and complexed conditions. The second chapter describes the application of chiral supramolecular complexes to chiral recognition and to the determination of enantiomeric excess of sulfoxides and acids. The importance of the solvent choice and topologies was aIso investigated. The third chapter focuses the application of the chiral host (calixarene/amine) to asymmetric reduction of imines and methyl isoquinolonium salts with sodium borohydride. The enantiomeric excesses were highly selective depending on the substrate and ranged between 0-90%. Finally a chiral host was obtained and its topology fully described and applications in chiral recognitions and asymmetric syntheses consolidated the importance of this type of chiral host that can be tuned to the desired application. H NMR techniques have once more proved to be unreplaceable in supramolecular investigations. / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Os objetivos da tese são, investigar (i) as estruturas terciária e quaternária de diversas proteínas em solução e (ii) as mudanças conformacionais de proteínas induzidas por ligantes e/ou temperatura, variando-se a concentração dos mesmos, etc. A principal técnica utilizada foi a de espalhamento de raios X a baixos ângulos (no inglês SAXS de mall-angle X-ray scattering), associada a outras metodologias como cristalografia e modelagem de proteínas. As contribuições dos estudos realizados de várias proteínas de interesse científico foram as seguintes: (i) propôs-se pela primeira vez um modelo de um receptor nuclear (RXR) composto por dois domínios, um de ligação ao ligante e outro ao DNA; (ii) elucidou-se o estado configuracional da fosfo-enol-piruvato carboxoquinase em solução; (iii) foi determinado o efeito de agregação e mudança conformacional induzido por ligantesna isoenzima fosfofrutoquinase e (iv) determinou-se a estrutura em solução da interleucina humana 22 e propôs-se modelos de interação com seus receptores. Além disso, (i) foi desenvolvido um método para determinar o estado oligomérico de uma proteína em solução, em quaisquer condições de tampão e concentração, utilizando medidas de SAXS em escala relativa, e (ii) mostrou-se que a densidade das proteínas é uma função do seu peso molecular, contrariando conceitos clássicos, tendo as proteínas pequenas (< 20kDa) uma densidade mais elevada que as maiores. / The purpose of this thesis is to investigate (I) the tertiary and quaternary structure of several proteins in solution and (II) conformational changed that such proteins undergo when they bind to ligands or temperature, pH, etc. conditions are varied. The main experimental technique utilized in this study was Small Angle X-Ray Scattering (SAXS) associated to other techniques and approaches like protein crystallography and homology modeling. The main contributions related to this work are: (i) for the first time a model for a nuclear receptor (RXR) containing two domains was proposed, one DNA binding domain and one ligand binding domain; (ii) the oligomeric state of the phosphor-enol-pyruvate caboxykynase in solution was detennined; (iii) the conformation changed induced by ligants to the isoenzyme phosphofructokinase was determined and (iv) the solution structure of human interleukin revealed and a model with its receptor proposed. Additionally, (i) a method for determining the oligomeric state of a protein in solution under any buffer conditions and concentration using SAXS in relative scale is proposed and (ii) it was also shown that proteins density is a molecular weight dependent function, where small proteins with less than 20kDa have in average a larger density than bigger ones.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2016-08-08T15:54:25Z No. of bitstreams: 1 joaovitordeassis.pdf: 9320922 bytes, checksum: 18e2d425e61d33a9c607ab96500fa294 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: incluir co-orientador on 2016-08-09T11:38:01Z (GMT) / Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2016-08-09T11:52:03Z No. of bitstreams: 1 joaovitordeassis.pdf: 9320922 bytes, checksum: 18e2d425e61d33a9c607ab96500fa294 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-08-09T11:56:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joaovitordeassis.pdf: 9320922 bytes, checksum: 18e2d425e61d33a9c607ab96500fa294 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-09T11:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joaovitordeassis.pdf: 9320922 bytes, checksum: 18e2d425e61d33a9c607ab96500fa294 (MD5) Previous issue date: 2013-07-25 / A tuberculose (TB) ocupa um lugar de destaque entre as doenças negligenciadas, principalmente devido ao grande número de mortes que essa doença ocasiona em todo o mundo. A isoniazida (INH) é um dos fármacos mais antigos utilizados no tratamento da TB e continua sendo uma das mais eficientes. No entanto, em razão dos seus efeitos colaterais e o surgimento de cepas resistentes a esse e a outros fármacos, faz-se necessária à busca por novas substâncias ativas contra essa doença. O primeiro capítulo deste trabalho descreve a síntese de candidatos a novos agentes antituberculose, a partir da condensação de derivados da D-galactose ou da curcumina com a isoniazida. Alguns compostos sintetizados foram avaliadas in vitro contra o Mycobacterium tuberculosis. Os resultados mostraram que o análogo derivado do citral apresentou atividade semelhante à INH, e através do seu encapsulamento em nanopartículas de PLGA (ácido poli-lático-co-glicólico) a sua atividade foi superior. Nesse trabalho foi realizado, ainda, o encapsulamento da isoniazida com a Hp-β-ciclodextrina, Me-β-ciclodextrina, ácido p-sulfônico calixar[4]eno (SO3CX4) e o ácido p-sulfônico calixar[6]eno (SO3CX6). Os sistemas supramoleculares, assim obtidos, foram estudados principalmente por RMN de 1H e a atividade antituberculose desses complexos (MIC=1,6 a 2,6 µmol/L) foram semelhantes à isoniazida (MIC=1,5 µmol/L). O segundo capítulo descreve os resultados obtidos na tentativa de preparação do aminoácido alloenduracididina. A guanidina cíclica foi obtida pela reação de uma isotioureia com a 4,5-diamina preparada a partir de uma aziridina. Essa aziridina foi obtida por uma reação de aziridinação intramolecular do sulfamato do (2R)-2-(terc-butoxicarbonil)-aminopent-4-eno catalisada por ródio em presença de iodosilbenzeno. / Tuberculosis occupies a prominent place among the neglected diseases, mainly due to the great number of deaths that it causes all around the world. Isoniazid (INH) is one of the oldest and most common drugs used in the treatment of tuberculosis. However, despite its excellent antimycobacterial activity, INH causes side effects related to its hepatic and neuronal toxicity and cases of isoniazid resistant strains of the bacillus have emerged worldwide. The first chapter of this work describes the synthesis of potential new antitubercular compounds obtained from the condensation of D-galactose or curcumin derivatives with isoniazid. The synthesized compounds were evaluated in vitro against Mycobacterium tuberculosis. The results showed that the citral-derived isoniazid analogue has an activity similar to INH and when it was encapsulated using the system of PLGA nanoparticles (poly-lactic-co-glycolic acid) its activity was increased. INH was also encapsulated in Hp-β-cyclodextrin, Me-β-cyclodextrin, psulphonic acid calixar[4]ene (SO3CX4) and p-sulphonic acid calixar[6]ene (SO3CX6) and the supramolecular system thus obtained were studied using 1H NMR as the major tool. The antitubercular activity (1.6 - 2.6 µmol/L) of these complexes was similar to that of INH (1.5 µmol/L). The second chapter describes the results obtained in the preparation of the amino acid alloenduracididine using synthetic strategy analogous to that used for the preparation of enduracididine. The cyclic guanidine was obtained by the reaction of a isothiourea with 4,5-diamine prepared from an aziridine intermediate. The late one was obtained by a rhodium-catalyzed intramolecular aziridination of (2R)-2-(tertbutoxycarbonyl)-aminopent-4-enyl sulfamate with iodosylbenzene. The application of the methodology developed in the course of the work to appropriate substrates will lead to the preparation of other amino acids containing the guanidinium group.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-26T19:55:09Z No. of bitstreams: 1 felipediasdosreis.pdf: 3067301 bytes, checksum: 750ab06aeef1e86575842af881bbbcc3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-13T12:59:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 felipediasdosreis.pdf: 3067301 bytes, checksum: 750ab06aeef1e86575842af881bbbcc3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-13T12:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 felipediasdosreis.pdf: 3067301 bytes, checksum: 750ab06aeef1e86575842af881bbbcc3 (MD5) Previous issue date: 2014-12-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação estão descritas a síntese, as propriedades espectroscópicas, estruturas cristalinas de duas esquaraínas inéditas SqINH.H2O e seu arranjo anidro. A esquaraína SqINH.H2O foi obtida através de uma reação ácido-base, utilizando como precursores o ácido esquárico (H2Sq) e a isoniazida (INH). O derivado anidro SqINH foi obtido a partir do aquecimento da amostra hidratada. Ambas as esquaraínas cristalizam no sistema monoclínico, mas em diferentes grupos espaciais: o composto hidratado cristaliza no grupo espacial P21e o derivado anidro no grupo espacial P21/c. Os dados cristalográficos sugerem que essas esquaraínas apresentam um expressivo aumento em sua deslocalização eletrônica por toda a estrutura molecular, quando comparado a de seus precursores. As distâncias de ligação C–C das duas estruturas apresentam um valor intermediário entre simples e duplas ligações. Na estrutura de SqINH.H2O o valor médio é 1.463(3) Å e para SqINH é 1.4959(3) Å). Os espectros eletrônicos apresentaram um ligeiro deslocamento de suas bandas para o vermelho, quando comparadas as bandas do precursor oxocarbônico H2Sq, sugerindo um aumento da conjugação eletrônica. A espectroscopia vibracional corrobora com este incremento na deslocalização de carga molecular, as bandas referentes aos modos vibracionais da carbonila oriundo do anel oxocarbônico foram deslocadas para menores números de onda, enquanto as referentes aos modos ν(CC) foram deslocadas para maiores valores de comprimentos de onda. Também estão reportados os espectros de absorção e emissão fluorescente para ambas as esquaraínas no estado sólido. Os perfis dos espectros mostraram que a presença da molécula de água é responsável pelo decréscimo na emissão fluorescente, ao mesmo tempo em que tem efeito oposto para a absorção. / In this work it is described the synthesis, spectroscopic properties and crystal structures of the two novel squaraines, SqINH.H2O and its anhydrous arrangement. The squaraine SqINH.H2O was obtained through an acid-base reaction, using squaric acid (H2Sq) and isoniazid (INH) as precursors. The SqINH derivative was obtained through the heat of the hydrated sample. Both the squaraines crystallize in the monoclinic system, but in different spatial groups: the hydrated compound crystallizes in the P21 spatial group and the anhydrous derivative in the P21/c spatial group. Crystallographic data suggest that theses squaraine present an expressive increase in their electronic delocalization all over the molecular structure, when compared to the precursors. The bond distances of the both structures present an intermediate value between single and double character (1.463(3) Å for SqINH.H2O e 1.4959(3) Å for SqINH). The electronic absorption spectra presented a small shift to the red region, in comparison to the band from H2Sq precursor, suggesting an increase in the electronic conjugation. Vibrational spectroscopy also corroborate with the increase in the molecular charge delocalization, the bands attributed to vibrational modes of the carbonyl group from the oxocarbon ring were shifted to lower wavenumbers, while the bands referred to the ν(CC) modes were shifted to higher wavenumbers. It was also reported the absorption and fluorescent emission of the squaraines in the solid state. The data showed that the presence of the water molecule is responsible for the decrease in the fluorescent emission, while it has the opposite effect to absorption.

Orientadores: André Luiz Barboza Formiga, Maria Isabel Felisberti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T16:07:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jannuzzi_SergioAugustoVenturinelli_M.pdf: 35610656 bytes, checksum: f2dffeb8cf285399ac0996a04b2601a7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente trabalho ocupa-se da síntese, caracterização e aplicação de um material híbrido orgânico-inorgânico em que o bloco orgânico é o polímero poli(4-vinilpiridina) e o bloco inorgânico é o pentacianoferrato(II) de sódio. A primeira parte trata da influência do polímero nas propriedades do complexo, e vice-versa. A segunda parte ilustra a aplicação do metalopolímero na produção de estruturas análogas ao azul da Prússia (AP) pela reação de Fe com as unidades pentacianoferrato. A banda de transferência de carga metal-ligante do pentacianoferrato do metalopolímero em solução desloca-se para energias menores na medida em que aumenta a fração de meros livres da cadeia polimérica, indicando que a fração do bloco orgânico modula a polaridade do ambiente químico do complexo. Por outro lado, a crescente quantidade de complexo ligado às cadeias poliméricas aumenta viscosidade das soluções de metalopolímeros, evidenciando que o pentacianoferrato expande o novelo macromolecular. Estruturas tipo azul da Prússia sintetizadas a partir do metalopolímero exibem elevada estabilidade coloidal quando comparadas aos compostos isentos de polímero e apresentam banda de intervalência em menores energias do que o frequentemente reportado para esse tipo de estrutura, provavelmente em virtude do envolvimento das partículas de AP pelo polímero / Abstract: This work comprises the synthesis, characterization and application of a hybrid organic-inorganic metallopolymer, in which the organic block is the polymer poly(4-vinylpyridine) and the inorganic block is the complex sodium pentacyanoferrate(II). The first part presents the influence of the polymer on the properties of the complex and vice-versa. The second part illustrates an application of the metallopolymer on the production of Prussian blue (AP) analogs based on the reaction of Fe with the pentacyanoferrate moieties. The metal-to-ligand charge transfer band of the polymer-bound pentacyanoferrate in solution shifts towards lower energies whereas the free monomers fraction arises. It indicates that the organic block fraction tunes the polarity of the pentacyanoferrate chemical environment. On the other side, the increasing fraction of complex bound to the polymer chain increases the metallopolymer solution viscosities. This is an evidence that the pentacyanoferrate expands the macromolecular coil. Prussian blue-type structures synthesized from metallopolymers exhibit enhanced colloidal stability when compared to the polymer-free compounds. They also present intervalence bands at lower energies than those frequentlly reported for this type of inorganic structure. The reason is probably the polymer wrapping of the particles / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Compounds involving phosphinates ligands possess the ability to form strong metal-oxygen bonds in the solid state by virtue of the very electronegative O atoms bound to an electropositive P atom. This fact was the inspiration to the search of the synthesis and characterization of a new type of ligand bisphosphinate (O2PCH2(C6H4)CH2PO2), PMPP2-, in intention to increase the dimensionality of metallic polymers, as well to understand the interactions between metal centers with this flexible ligand. In this work ten new compounds with high dimensionality were synthesized and characterized. The ligand 1,4-phenylenebis(methylene) bis(phenylphosphinate), abbreviated to H2PMPP 1, was synthesized. In its crystal structure, molecules are linked by intermolecular hydrogen bonds to form a two-dimensional layered supramolecular structure. The crystal structure of the ammonium salt of this ligand (NH4)2PMPP 2, formed a three dimensional structure by hydrogen bonding interactions. From aqueous solutions of compound 2 with corresponding metal acetates, nitrates or chlorides, five new coordination polymers and three ionic supramolecular compounds were synthesized. The coordination compound tectopoly-[ Ag2(μ8-PMPP)] 3 had a three-dimensional structure and was considered isostructural to compound 2. The hydrothermal reaction of H2PMPP with MnCl2×4H2O produced the two-dimensional (2D) coordination polymer phyllo-poly-[Mn2(μ4- PMPP)(μ2-H2PMPP)] 4. The series of coordination compounds involving alkaline earth metals, phyllo-poly-[(Ba(H2O)3)2(μ-H2O)2(μ4-PMPP)](PMPP)] 5 and the isostructural, phyllo-poly[Sr2(H2O)4.25(μ-H2O)(μ4-PMPP)(μ3-PMPP)]×3H2O 6 and phyllo-poly[Ca2(H2O)3.65(μ-H2O)(μ4-PMPP)(μ3-PMPP)]×3H2O 7. In 5, 6 and 7, complex nets of hydrogen bonds between the coordinated water molecules and the PMPP2 ligands link the 2D layers into the three-dimensional framework structures. The ionic compounds derived from Co2+, [Co(H2O)4(NC5H6)2](PMPP), 9, and ([Co(H2O)6](PMPP))·2H2O, 10·2H2O were obtained from the dissolution of [Co(PMPP)] 8, in a solution of water/pyridine and cold water, respectively. The compound ([Ni(H2O)6](PMPP)·2H2O, 11 is isostructural with the structure of the compound 10×2H2O. The ionic compounds form supramolecular species formed by hydrogen bonds. The reversible structural rearrangement of 5, 6, 7, 10·2H2O and 11 frameworks was studied. This new flexible ligand bis(phosphinates) can lead to the formation of flexible and dynamic frameworks. This so called structural dynamism and at present is regarded as the basis of a new class of practical materials. Compounds 5, 6, 7, 10·2H2O and 11 were dehydrated leading to 5D, 6D, 7D, 11D and 8; rehydration converted them to their original species. However, for compounds 6D, 7D, this behavior is not verified. The investigation of the mechanism of hydration/ rehydration was done using X-ray powder diffraction techniques, thermoanalytical methods and infrared spectroscopy. / Compostos envolvendo ligantes fosfinatos formam fortes interações metal oxigênio devido à polaridade da ligação P O; logo; estes ligantes tornam-se ideais na formação de cadeias poliméricas no estado sólido com um grande número de centros metálicos. Este fato levou a investigação da síntese e caracterização de um novo ligante do tipo bisfosfinato (O2PCH2(C6H4)CH2PO2), PMPP2-, no intuito de aumentar a dimensionalidade de polímeros metálicos, bem como compreender as interações entre os centros metálicos e este ligante flexível. Neste trabalho, foram caracterizadas as estruturas cristalinas de dez novos compostos com alta dimensionalidade; sendo eles: o pró-ligante ácido 1,4- (fenilenodimetileno)-bis-(fenilfosfinato), simplificado por H2PMPP 1, o qual apresenta estrutura bidimensional formada por fortes ligações de hidrogênio. O sal de amônio deste pró-ligante (NH4)2PMPP 2, apresentando uma estrutura tridimensional, também formada por ligações de hidrogênio. E a partir da solução aquosa do composto 2 com os respectivos acetatos, nitratos ou cloretos metálicos, foram sintetizados quatro novos polímeros de coordenação, e três sais complexos supramoleculares. O composto de coordenação tecto-poli-[Ag2(μ8-PMPP)] 3, apresenta uma estrutura tridimensional e foi considerado isoestrutural ao composto 2. Ainda deve-se destacar que, devido à alta estabilidade do pró-ligante 1 foi possível a utilização de síntese hidrotermal, para a formação do phyllo-poli-[Mn2(μ4- PMPP)(μ2-H2PMPP)] 4, o qual apresenta uma estrutura polimérica bidimensional. A série de compostos de coordenação envolvendo metais alcalinos terrosos, phyllopoli-[{ Ba(H2O)3}2(μ-H2O)2(μ4-PMPP)](PMPP) 5, e os isoestruturias, phyllo-poli- [Sr2(H2O)4,25(μ-H2O)(μ4-PMPP)(μ3-PMPP)]×3H2O 6 e phyllo-poli-[Ca2(H2O)3,65(μ- H2O)(μ4-PMPP)(μ3-PMPP)]×3H2O 7, formam uma estrutura polimérica bidimensional e através de ligações de hidrogênio ocorre a formação de uma estrutura em três dimensões. Os sais complexos derivados do Co2+, [Co(H2O)4(NC5H6)2]2(PMPP), 9, e {[Co(H2O)6](PMPP)}×2H2O, 10·2H2O, foram obtidos a partir da dissolução de [CoPMPP] 8, em uma solução de água/piridina e água fria, respectivamente. O composto {[Ni(H2O)6](PMPP)}×2H2O, 11, foi considerado isoestrutural ao composto 10·2H2O. Os sais complexos formam espécies supramoleculares que apresentam ligações de hidrogênio. Finalmente, foi desenvolvido um estudo relacionando este novo ligante bis(fosfinato) com propriedades de Dinamismo Estrutural , considerada atualmente, uma área muito promissora de pesquisa em química. Sendo assim, foi feito uma desidratação dos compostos 5, 6, 7, 10·2H2O e 11, que foram convertidos aos seus respectivos desidratados 5D, 6D, 7D, 8 e 11D, e posteriormente submetidos a um ambiente úmido, para possíveis reidratações. Ficou constado que os compostos 5D, 8 e 11D voltam aos seus originais hidratados. Entretanto, para os compostos 6D, 7D, não ocorreu a volta aos compostos originais hidratados. A investigação do processo de hidratação/reidratação foi feito, utilizando as técnicas de difração de raios-X em policristais, análise termogravimétrica e espectroscopia do infravermelho.

A tese consistiu no estudo por técnicas reológicas da dinâmica de géis e dispersões da gliadina do glúten do trigo em meios de dimetilsulfóxido (DMSO), dimetilformamida (DMF) e formamida puros e em suas misturas com a água. Investigou-se o efeito da temperatura e das concentrações das espécies componentes (proteína e constituintes dos sistemas solventes) sobre o comportamento de fluxo e de deformação dos sistemas. Foram realizados testes em regime estacionário, ensaios transientes e ensaios dinâmicos (oscilatórios). A caracterização da proteína nos diversos meios foi realizada através de técnicas de espalhamento de luz dinâmico e estático e de espalhamento de raios X em baixos ângulos. Esses recursos permitiram descrever a distribuição de populações da proteína nos géis e dispersões, em suas formas livres ou associadas, assim como estimar aspectos de tamanho e mobilidade a partir da determinação dos raios hidrodinâmicos e coeficientes de difusão. As composições de aminoácidos da gliadina, na fração bruta e em uma fração isolada em meio etanólico, foram determinadas por técnicas de CLAE Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. Um isolamento preliminar das sub-frações de gliadina foi obtido por outra técnica cromatogrática (FPLC Fast Polymer Liquid Chromatography). Foram ainda desenvolvidos estudos relativos ao efeito de gliadina sobre a bicamada lipídica de vesículas gigantes de fosfolipídio, através da técnica de aspiração por micropipetas, com monitoramento por vídeo-microscopia. O objetivo foi o de se verificar o eventual efeito da proteína sobre a constante de elasticidade, kc, da bicamada. Os resultados obtidos podem ser resumidos como se segue: a) o comportamento viscoelástico apresentado pela gliadina mostrou dependência com a natureza e a composição do meio de dispersão. Foi verificada a ocorrência de comportamento tixotrópico ou reopéxico como função da temperatura e um comportamento cíclico para a viscosidade em função do tempo. b) foi possível correlacionar alguns aspectos da estrutura molecular e polaridade do solvente com a maior ou menor capacidade de formação de gel de gliadina: solventes com regiões apolares mais expressivas, como DMSO e DMF (&#949;= 47,24 e 38,25, respectivamente) induzem a formação de géis rígidos, enquanto um composto como formamida, destituído de um domínio apolar minimamente significativo e &#949; maior que o da água (&#949; = 84), tem capacidade significativamente menor de promover a formação de géis com as mesmas características de rigidez. c) os géis são formados por unidades com raios de giro da ordem de 15Å, além de agregados de tamanhos bem maiores. Considerando-se a massa molar média de 32 350 g/mol para a gliadina em nossa amostra, é de se supor que a proteína encontre-se muito compactada no gel (considere-se que lisozima, com massa molar muito menor, igual a 14300 g/mol, possui raio de giro nesse mesmo valor). Um modelo de enovelamento interpenetrante, proposto em nosso grupo através de métodos de dinâmica molecular para a conformação da gliadina, seria assim compatível com essas observações experimentais. d) gliadina &#969;, seletivamente extraída por tratamento com etanol, mostrou-se capaz de reduzir a elasticidade de membranas de microvesículas de fosfolipídios, aumentando o valor de sua constante de curvatura kc. Um efeito de saturação foi observado, para razões de massa gliadina/DOPC ~2-3%. e) coeficientes de difusão para dispersões de gliadina são da ordem de 10-10 cm2.s-1, com raios hidrodinâmicos na faixa nm-&#181;m. Duas populações dinamicamente distintas foram identificadas nos géis de gliadina. f) o grau de polidispersão e o tamanho dos agregados mostraram dependência com a concentração da proteína nos géis: são gerados agregados menores (diminuição da massa molar média) em tamanhos mais uniformes (menor polidispersão), com o aumento da concentração de gliadina. Essa mesma tendência de variação é observada como função do tempo, indicando a ocorrência de rearranjos estruturais na fase de envelhecimento dos géis. / The thesis consisted in a rheological study of the dynamics of gels and dispersions of gliadin from wheat gluten in pure dimethylsulfoxide, dimethylformamide or formamide and in their mixtures with water. The effect of temperature and that of the concentration of the component species (protein and solvent constituents) on flow behavior and deformation were evaluated. Steady-state, transient and dynamical (oscillatory) tests were performed. Protein characterization in the various media was performed through dynamic and static light scattering and small angle X ray scattering techniques. The application of techniques allowed to describe the distribution of protein populations in the gels and dispersions, in their free and associated forms, as well as to estimate their size and mobility, through the determination of the hydrodynamical radii and diffusion coefficients. The amino acid compositions of gliadin, both in the crude protein and in an isolated fraction in ethanol, were determined by HPLC technique. A preliminary isolation procedure of gliadin sub-fractions was achieved by another chromatographic technique (FPLC). The effect of gliadin on the phospholipid bilayer of giant vesicles was studied through the technique of micropipet aspiration coupled to videomicroscopy. The aim was to verify the possible effect of protein on the elasticity constant, kC of the bilayer. Results obtained can be summarized as follows: a) the viscoelastic behavior presented by gliadin was found to be dependent on the nature and composition of the dispersing media. Temperature-dependent tixotropic or rheopexic behavior were observed, as well as a cyclic behaviour for viscosity as a function of time. b) it was possible to correlate some aspects of solvent molecular structure and polarity with its greater or lesser capacity of gel formation: solvents with more expressive apolar regions, such as DMSO and DMF (&#949; = 47,24 and 38,25, respectively) induce formation of rigid gels, whereas a compound such as formamide, devoid of a minimally significant apolar domain and &#949; greater than that of water (&#949; = 84), is significantly less able to promote gel formation with the same characteristics of rigidity. c) gels are formed by units with gyration radius around 15Å and also by aggregates of greater size. Considering that the average molar mass in our sample for gliadin is 32350, one can assume that the protein is very densely packed in the gel (consider for instance that lysozyme, with a much lower molar mass, 14300 g/mol, has a gyration radius of this same size). A compact, interpenetrating folding model for gliadin, developed in our group through molecular dynamics, is compatible with such experimental observations. d) &#969; gliadin, selectively extracted in ethanol, was found to be able to reduce membrane elasticity of phospholipid microvesicles, by increasing its elastic curvature constant kC. A saturation effect was observed, for a mass ratio as low as gliadin/DOPC ~2-3%. e) diffusion coefficients for gliadin dispersions are circa 10-10 cm2.s-1, with hydrodynamical radii in the nm-&#181;m range. Two dynamically distinct populations are identified in the gliadin gels. f) gel polydispersity and aggregate size depend on protein concentration: smaller aggregates (lower average molar mass) of more uniform sizes are produced for increasing gliadin concentration. Variation with time followed the same pattern, indicating that structural rearrangements take place during gel aging.

En la primera familia (L1-L6), el cromóforo 2,4,6-trifeniltiopirilio ha sido funcionalizado con éteres corona de distintos tamaños y conteniendo distintos átomos con el objetivo de preparar sensores de cationes mediante la aproximación de la ¿unidad indicadora-unidad coordinante¿. La selectividad de estas estructuras hacia los diversos cationes metálicos, depende de diversos factores como el radio iónico, tipo y número de heteroátomos o el medio donde se efectúa la interacción. En la segunda familia de sensores, el cromóforo se va a emplear como unidad reactiva para la preparación de nuevos dosímetros químicos de aniones basándose en la reactividad de las sales de 2,4,6-trifenilpirilio (L7). La presencia de un heteroátomo muy electronegativo, produce que los derivados del 2,4,6-trifenilpirilio tiendan a reaccionar mediante adiciones nucleófilas, normalmente sobre la posición ¿ y ¿, pudiendo generar la apertura del anillo. Análogamente, se pretende romper la conjugación del anillo aromático 2,4,6-trifeniltiopirilio mediante la adición nucleófila de aniones, con el fin de modificar sus propiedades ópticas. En tercer lugar se presenta la síntesis, propiedades ópticas y coordinación en presencia de cationes metálicos de seis receptores (L8-L13) funcionalizados con colorantes azoicos conteniendo un anillo de tiazol como unidades indicadoras. Estos receptores están, además, funcionalizados con macrociclos de tamaños distintos conteniendo varios heteroátomos como unidades coordinantes de cationes. De estos seis receptores, cuatro son descritos por primera vez (L9, L11-L13), L8 se ha empleado como modelo debido a que no presenta ninguna agrupación macrocíclica en su estructura, mientras que el receptor L10 fue sintetizado por Dix y Vögtle en 1978 para estudiar su comportamiento de coordinación frente a cationes alcalinos y alcalino-térreos. Por último, se presenta la síntesis, caracterización y estudios de coordinación de nueve feniltiosemicarbazonas funcionalizadas con diferentes heterociclos conteniendo tioureas como unidades coordinantes (L14-L22). Estos receptores son capaces de detectar aniones a través de tres canales de medición: mediante cambios de color, cambios de fluorescencia y desplazamientos de los potenciales redox. Además, el empleo de feniltiosemicarbazonas como unidades coordinantes para el desarrollo de sensores de aniones ha sido poco empleado y también hay pocos ejemplos de sensores de aniones con feniltioureas funcionalizadas con heterociclos. / Ábalos Aguado, T. (2013). Sensores químicos cromogénicos y fluorogénicos para la detección de cationes y aniones [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/32667 / TESIS

Através da abordagem bottom-up, foram desenvolvidos novos sistemas supramoleculares baseados em complexos metálicos ligados por meio do ligante conjugado, trans-1,4-bis[2-(4-piridil)etenil]benzeno (BPEB). A combinação adequada de várias espécies selecionadas, conduziu a compostos bastante interessantes que foram caracterizados por meio 1H-RNM, voltametria cíclica e de espectrometria de massa, espectroscopia eletrônica, espectroeletroquímica. Seus correspondentes filmes moleculares também foram investigados por meio de microscopia de força atômica. Um desses sistemas foi constituído por clusters triangulares de acetato de rutênio com pontes &#181;-oxo e BPEB. Nesses casos, a espectrometria de massa acoplada à técnica de dissociação induzida por colisão, foi uma ferramenta poderosa para a investigação do processo de fragmentação em fase gasosa, permitindo a caracterização de novos intermediários, bem como a avaliação das energias de ligação envolvidas nos sistemas. Uma correlação linear das energias de ligação e parâmetros eletroquímicos foi demonstrada neste trabalho. Além disso, o comportamento eletrocrômico dos clusters de BPEB suportados sobre dióxido de titânio nanocristalino, também foi explorado na elaboração de dispositivos eletrocrômicos, com ótimo desempenho em termos de mudanças ópticas, reversibilidade e reprodutibilidade. Outro tipo de sistema foi baseado em complexos de rutênio-bipiridina e BPEB. Esses complexos foram empregados com bons resultados como sensibilizadores em células fotoeletroquímicas baseadas em dióxido de titânio nanocristalino, bem como em dispositivos eletrocrômicos de mesma natureza. Finalmente, as características estruturais do BPEB mostraram ser adequadas para exploração do reconhecimento molecular dos complexos na presença de &#946;-ciclodextrina (&#946;-CD). Neste estudo, foram gerados rotaxanos por meio da automontagem coordenativa do complexo binuclear &#181;-BPEB- bis[pentacianoferrato(II)] na presença de &#946;-CD. Também foi demonstrado por meio de 1H-NMR, que a agregação do complexo de BPEB é bastante pronunciada em espectros de solução aquosa, sendo porém inibida na presença de &#946;-CD. / The bottom up approach has been applied for the development of new supramolecular systems based on metal complexes connected by the linear, conjugated bridging ligand trans-1,4-bis[2-(4-pyridyl)ethenyl]benzene (BPEB). The combination of the many selected species led to very interesting compounds, which have been extensively characterized by means of ESI-MS, electronic spectroscopy, 1H-NMR, cyclic voltammetry and spectroelectrochemistry. Their molecular films have also been investigated by means of atomic force microscopy. One of such systems was constituted by triangular µ-oxo bridged ruthenium acetate clusters containing BPEB. In particular, mass spectrometry coupled with a collision induced dissociation technique provided a versatile tool for the investigation of their fragmentation process, allowing the characterization of novel intermediates, as well as, the evaluation of the binding energies involved in the systems. A linear correlation of the binding energies and electrochemical parameters has also been demonstrated in this work. In addition, the electrochromic behavior of the cluster-BPEB complexes supported on nanocrystalline titanium dioxide has also been exploited for the design of novel electrochromic devices, exhibiting sharp optical changes, high reversibility and great reproducibility. Another interesting type of system was based on polypyridine ruthenium(II) complexes and BPEB. Such species have been successfully employed as sensitizers in nanocrystalline titanium dioxide photoelectrochemical cells, and in photoelectrochromic devices. Finally, the suitable structural characteristics of BPEB have been explored in molecular recognition processes involving the corresponding complexes in the presence of ß-cyclodextrin (ß-CD). In this study, rotaxanes have been generated by coordination self-assembly of the binuclear µ-BPEB- bis[pentacyanoferrate(II)] complex and ß-CD. It has also been shown that the aggregation of the BPEB complexes, which proceeds to a high extent in aqueous solution, can be inhibited by adding ß-CD, as deduced by means of 1H-NMR spectroscopy

A química supramolecular de porfirinas e clusters trinucleares de rutênio foi investigada sob o ponto de vista teórico-experimental. Através do desenvolvimento de uma nova metodologia baseada em ferramentas teóricas, as propriedades desses sistemas puderam ser explicadas à luz da mecânica quântica, revelando os mecanismos eletrônicos envolvidos na modificação das propriedades dos anéis porfirínicos pelos compostos de coordenação. As geometrias, a dinâmica e as estruturas eletrônicas desses sistemas foram obtidas através do desenvolvimento de novos parâmetros para campos de força empíricos, e da utilização de métodos semi-empíricos e ab initio. Essas foram utilizadas para interpretar as propriedades físico-químicas dos mesmos, como por exemplo a associação intermolecular em solução e na forma de filmes finos obtidos sobre superfícies não rugosas. O estudo teórico detalhado das estruturas eletrônicas dessas espécies comprovou que a influência supramolecular dos compostos de coordenação se dá através de orbitais de simetria &#960;, representando o principal mecanismo de ativação de anéis porfirínicos por compostos de coordenação. Essa ativação diferenciada pôde ser evidenciada experimentalmente pela aplicação dessas espécies em células fotoeletroquímicas e em sistemas de catálise com atividade citocromo P-450. / The supramolecular chemistry of porphyrins and trinuclear ruthenium clusters has been investigated by a theoretical-experimental approach. Through the development of a new methodology based on theoretical tools, their relevant properties were explained using quantum mechanics, disclosing the electronic mechanisms by which coordination compounds modify the properties of porphyrin rings. Geometries, dynamics and electronic structures of these systems have been obtained by the development of new parameters for empirical force fields, and through semiempirical and ab initio methods. They have been used to explain the physical-chemical properties as, for example, the intermolecular association in solution, and thin film formation over flat surfaces. According to the detailed theoretical study coordination compounds increase the catalytic activity of porphyrin rings via &#960;-orbital coupling, and this is the main mechanism of porphyrin activation. Such enhanced activity has been experimentally observed in photoelectrochemical devices and in the oxidation catalysis of organic substrates, providing synthetic models of cytochrome P-450 systems.