Submitted by GUILHERME FELIPE DOS SANTOS FERNANDES null (guilhermefelipe@outlook.com) on 2016-06-29T18:50:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Final - Guilherme - Volume 1 e 2.pdf: 19109367 bytes, checksum: 006d994bad51f023d9c3cb161ae8cf89 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-04T12:29:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandes_gfs_me_arafcf.pdf: 19109367 bytes, checksum: 006d994bad51f023d9c3cb161ae8cf89 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-04T12:29:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandes_gfs_me_arafcf.pdf: 19109367 bytes, checksum: 006d994bad51f023d9c3cb161ae8cf89 (MD5) Previous issue date: 2016-06-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O Mycobacterium tuberculosis (MTB), principal agente da tuberculose (TB), é responsável pela morte anual de 1,5 milhões de pessoas no mundo. Atualmente, uma das grandes preocupações mundiais é o aumento do número de casos de TB multirresistente a fármacos (MDR-TB) e TB extensivamente resistente a fármacos (XDR-TB) devido à elevada taxa de mortalidade, dificuldade de tratamento e os altos custos envolvidos nessas condições. A bedaquilina foi o último fármaco aprovado pela agência norte americana - Food and Drug Administration (FDA) - para tratamento da MDR-TB e XDR-TB, após um intervalo de mais de 50 anos sem novos fármacos. Todos estes fatos justificam a descoberta de fármacos mais seguros e efetivos contra formas sensíveis e resistentes do MTB. Entre os fármacos utilizados no tratamento da tuberculose, a isoniazida (INH) é um dos principais representantes da primeira linha de tratamento. Além disso, compostos contendo a função N-óxido como os furoxanos e as quinoxalinas têm sido descritos como protótipos para descoberta de novos fármacos anti-TB. O objetivo deste trabalho foi o planejamento, síntese e avaliação antituberculose de novas moléculas híbridas entre furoxanos e INH (série 1) e quinoxalinas e INH (série 2). Nesse contexto, sintetizamos e caracterizamos onze moléculas híbridas finais da série 1 e sete derivados quinoxalínicos da série 2 e avaliamos a atividade anti-TB contra cepas de MTB H37Rv e isolados clínicos multirresistentes. As moléculas apresentaram valores de concentração inibitória mínima (CIM) entre 1,03 – 101 µM. Quatro moléculas da série 1 se mostraram promissoras e foram avaliadas quanto a sua citotoxicidade (IC50) em células MRC-5 e J774A.1. As moléculas da série 2 não foram consideradas promissoras devido aos baixos valores de índice de seletividade (IS). O índice de seletividade das moléculas da série 1 variaram de 3,78 - 52,74 em células MRC-5 e 1,25 – 34,78 em células J774A.1. Além disso, as moléculas da série 1 apresentaram atividade em diversas cepas multirresistentes, com valores de CIM variando de 1,44 a 23,53 µM. Os derivados furoxânicos da série 1 foram capazes de liberar óxido nítrico em uma faixa de 0,16 – 44,23%. Verificou-se que a atividade antituberculose das moléculas desta série está relacionada em parte com esta liberação de óxido nítrico. A molécula mais promissora da série 1 foi estável em diferentes pHs (5.0 e 7.4) em estudos de estabilidade química. Além disso, foi caracterizado que os valores de logPo/w das moléculas de ambas variaram entre 0.7 a 2.9. Em conclusão, os novos derivados furoxânicos identificados neste trabalho apresentam-se como compostos promissores úteis para o tratamento da tuberculose, incluindo MDR-TB. / Mycobacterium tuberculosis, the main agent of tuberculosis, is responsible for the annual death of 1.5 million people worldwide. Currently, one of the major global concerns is the increasing number of cases of multi drug-resistant tuberculosis (MDR-TB) and extensively drug resistant tuberculosis (XDR-TB) due to the high mortality rate, difficulty of treatment and the high costs involved. Bedaquiline was the last drug approved by the north american agency - Food and Drug Administration - to treat MDR-TB and XDR-TB after a gap of more 50 years without new drugs. All these facts justify the need for discovery of new drugs for treatment. Isoniazid is one of the main first line drugs used to treat tuberculosis. Compounds containing the N-oxide functions, such as furoxans and quinoxalines, have been described as prototypes for discovery novel anti-TB drugs. The aim of this work was the planning, synthesis and biological evaluation of novel hybrid molecules between furoxan and INH (Series 1) and quinoxaline and INH (Series 2). In this context, we have synthesized and characterized eleven hybrid molecules of series 1 and seven molecules of series 2. Moreover, we have evaluated the anti-TB activity of these molecules against MTB H37Rv strains and multidrug-resistant clinical isolates. The compounds exhibited minimum inhibitory concentration ranging from 1,03 to 101 µM. Four molecules from series 1 have shown promising antitubercular activity and were evaluated regarding their cytotoxicity against J774A.1 and MRC-5 cells. The molecules of series 2 were not considered promising due to their low selectivity index values. The selectivity index of these four molecules ranged from 3.78 to 52.74 in MRC-5 cells and 1,25 - 34,78 in J774A.1 cells. Furthermore, the molecules have shown activity against several multidrug-resistant strains, with MIC values ranging between 1.44 – 23.53 µM. The furoxan derivatives were capable to release nitric oxide at levels ranging from 0,16 - 44,23%. It was observed that the antitubercular activity of these molecules seems to be related in part to the nitric oxide release. The most promising compound of series 1 was stable at different pHs (5.0 and 7.4) evaluated through chemical stability studies. Furthermore, it was characterized that logPo/w values from both series ranged from 0.7 to 2.9. In conclusion, the new furoxan derivatives have shown promising antitubercular activity useful for the treatment of tuberculosis, including MDR-TB. / FAPESP: 2014/02240-1 / FAPESP: 2014/24811-0

Desde sua descoberta em meados do século XIX, os reagentes organometálicos têm sido amplamente utilizados na síntese orgânica, sendo bastante eficientes na formação de novas ligações carbono-carbono. A escolha do reagente organometálico ideal para determinada reação envolve conhecimentos relacionados à sua natureza química e à própria reatividade do substrato. O núcleo quinoxalínico apresenta um grande potencial para a química medicinal, estando presente em diversos produtos naturais e sintéticos que apresentam atividade biológica. Apesar disso, existem poucos estudos na literatura sobre a aplicação de reagentes organometálicos na funcionalização de quinoxalinas. A reação de metalação dirigida usando bases organometálicas é uma poderosa ferramenta para funcionalização de substratos aromáticos. Contudo, exemplos da aplicação desta estratégia na funcionalização de quinoxalinas são bastante raros. Assim, este trabalho teve como principal objetivo investigar a reatividade dos reagentes organometálicos derivados de zinco, magnésio e lítio em reações de metalação de quinoxalinas substituídas com grupos funcionais nas posições C-2 e C-6. Embora as quinoxalinas substituídas com grupos éster, amida e fenil na posição C-2 não tenham apresentado a reatividade esperada frente aos amidetos mistos de zinco e magnésio (TMPZnCl?MgCl2?LiCl, TMP2Zn?2MgCl2?2LiCl, TMPMgCl?LiCl e TMP2Mg?2LiCl), uma nova metodologia foi desenvolvida utilizando TMPLi como base, na presença de ZnCl2, que permitiu a preparação de vários derivados difuncionalizados em bons rendimentos, muitos dos quais de estrutura inédita. Quinoxalinas não substituídas nas posições C-2 e C-3 possuem reconhecida intolerância à presença de reagentes organometálicos, rendendo preferencialmente produtos de dimerização. Desta forma, uma contribuição importante deste trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia de funcionalização da quinoxalina de estrutura mais simples em micro-ondas, mediada pelo sistema TMPMgCl?LiCl/ZnCl2, que permitiu a preparação de diversos derivados arilados em rendimentos que variaram de razoáveis a bons (25 a 94%). Além disso, a metodologia mostrou-se bastante eficiente para síntese de ligantes bidentados de interesse para a área de catálise / Since its discovery in the mid-nineteenth century, organometallic reagents have been widely used in organic synthesis, being very effective in the formation of new carbon-carbon bonds. The choice of the ideal organometallic reagent for certain reaction involves knowledge related to their chemical nature and reactivity of the substrate itself. The quinoxaline core has great potential for medicinal chemistry and is present in many natural and synthetic products presenting biological activity. Nevertheless, there are few studies on the application of organometallic reagents in the functionalization of quinoxalines. The directed metalation reaction using metal bases is powerful synthetic tool for functionalization of aromatic substrates. However, examples on the application of such strategy to the functionalization of of quinoxalines are very rare. This work mainly aimed to investigate the reactivity of organometallic reagents of zinc, magnesium and lithium in the metalation of quinoxalines substituted with functional groups at the C-2 and C-6 positions. Although C-2 substituted quinoxalines with ester and amide groups have not shown the expected reactivity with mixed amides of zinc, magnesium and lithium (TMPZnCl?MgCl2?LiCl, TMP2Zn?2MgCl2?2LiCl, TMPMgCl?LiCl and TMP2Mg?2LiCl), a new methodology was developed using TMPLi as a base in the presence of ZnCl2, allowing the preparation of various difuncionalized derivatives in good yields, many of them new compounds. Quinoxalines unsubstituted at the C-2 and C-3 positions have recognized intolerance to the presence of organometallic reagents, preferably yielding dimerization products. Thus, an important contribution of this work was the development of a functionalization methodology of the simplest quinoxaline in microwave mediated by the TMPMgCl?LiCl/ZnCl2, allowing the preparation of various arylated derivatives in yields ranging from reasonable to good (25 to 94%). Furthermore, the methodology could be applied to the synthesis of bidentate ligands of interest for catalysis

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-12-12T18:02:43Z No. of bitstreams: 1 GuttoRaffysonSilvaDeFreitas_TESE.pdf: 4320273 bytes, checksum: eaf5ef8d3670982fdb7ddbad48ace3c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-13T18:43:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GuttoRaffysonSilvaDeFreitas_TESE.pdf: 4320273 bytes, checksum: eaf5ef8d3670982fdb7ddbad48ace3c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-13T18:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GuttoRaffysonSilvaDeFreitas_TESE.pdf: 4320273 bytes, checksum: eaf5ef8d3670982fdb7ddbad48ace3c4 (MD5) Previous issue date: 2017-08-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / As quinoxalinas comp?em uma classe de compostos heteroc?clicos de nitrog?nio com um amplo espectro de aplica??es, em diversas ?reas. Neste contexto, destacam-se as atividades biol?gicas para diversos fins. Atualmente, os m?todos de qu?mica computacional tem se mostrado uma ferramenta de grande relev?ncia para realizar investiga??es de propriedades estruturais, eletr?nicas e termodin?micas de diversos compostos heteroc?clicos, incluindo derivados quinoxal?nicos. No presente trabalho, estas propriedades foram investigadas em tr?s abordagens distintas, tendo como base Teoria do Funcional de Densidade (DFT). Na primeira parte, foi realizada uma investiga??o acerca dos aspectos estruturais, eletr?nicos e energ?ticos do composto 6,7-dinitroquinoxalina-2,3-diona (DNQX), um importante antagonista do neuroreceptor glutamato iGluR2, o qual possui papel importante em processos relacionados ao aprendizado e mem?ria. Mais especificamente, foram avaliados os poss?veis taut?meros do DNQX, constatando que a forma dicarbonilada ? a de menor energia. Foi realizado um estudo dos valores de pKa associados ?s forma??es das esp?cies mono e diani?nicas, em fase gasosa e aquosa, a partir de diferentes metodologias. No cap?tulo seguinte, foram estudadas rea??es de substitui??o nucleof?lica arom?tica envolvendo 6,7-dicloroquinoxalina-2,3-diona (DCQX) e os amino?lcoois: etanolamina e dietanolamina, em DMF. Foram calculadas as varia??es de energia livre associadas ? forma??o dos poss?veis produtos de mono e dissubstitui??o, assim como os estados de transi??o para forma??o dos mesmos. Os resultados foram discutidos em termos de aspectos estruturais, como base em trabalhos previamente relatados na literatura, de onde foi poss?vel sugerir que estas rea??es ocorrem via mecanismos concertados para dupla substitui??o do cloro tanto por etanolamina, ambas por ataque nucleof?lico do nitrog?nio, quanto por dietanolamina, por ataque nucleof?lico do nitrog?nio e do oxig?nio. Ademais, as an?lises dos valores de ?G de rea??o e de ativa??o sugerem que a forma??o dos produtos ciclizados ? mais favorecida, para ambos os casos. Por fim, foram avaliadas as propriedades estruturais e termodin?micas de diversos complexos de cobre (II) com o quimiossensor N-(2-aminofenil)-3-[(1S,2S)-1,2,3-trihidroxi-propil]quinoxalina-2-carboxamida (AAQX), no intuito de entender a intera??o desta quinoxalina com o referido metal, via forma??o de um complexo metal-ligante 2:1. Devido ao tamanho dos complexos, os c?lculos foram realizados com a combina??o de m?todos DFT e semi-emp?rico, a fim de reduzir o custo computacional. Os resultados sugerem que complexos com estrutura tetra?drica s?o mais favor?veis e a substitui??o do ligante cloreto por ?gua n?o forma complexos est?veis. Com o desenvolvimento do trabalho, foram obtidos resultados satisfat?rios associados ao uso da DFT para o estudo de diferentes propriedades destes derivados quinoxal?nicos. / Quinoxaline are part of a family of heterocyclic compounds with a wide spectra of applications in many subjects, for instance biological activities. Nowadays, quantum chemistry methods has been proving of particular importance, in order to shed light on the electronic structure and the thermodynamics of many of such heterocyclic molecules, among them quinoxaline. In this work, we shall investigate such properties using three Density Functional Theory (DFT) based approaches. First, we have studied the geometries, electronic structure and energies of 6,7-dinitroquinoxaline-2,3-dione (DNQX), an important antagonist for the glutamate receptor iGluR2, deeply related with processes of learning and memory. In particular, from those possible DNQX investigated, the minima is found as being the diamide form. We have also carried out a study concerning the pKa of formation for both mono and dianionics, in gas phase and solution, by means of a few different methodologies. In the following chapter, we have investigated the nucleophilic substitution reaction between 6,7-Dinitroquinoxaline-2,3-dione (DNQX) and amino alcohols, namely: ethanolamine and diethanolamine, in DMF. We have calculated the free energy change associated to formation of all relevant products. The results are presented in terms of geometries, based on previous works, from which was possible to find enough evidences suggesting that such processes happen by means of concerted reactions for double substitution of chlorine atoms either by ethanolamine and diethanolamine. Moreover, the values of ?G of formation and activation tends to demonstrate that cyclic products are preferable. Finally, we have evaluated the structure and thermodynamics of several complex of Cu (II) with N-(2-aminophenyl)-3-[(1S,2S)-1,2,3-trihydroxy-propyl]quinoxaline-2-carboxamide (AAQX), in order to proper understand the metal-quinoxalinedione interaction via formation of a complex metal-ligand 2:1. Due the size of the complex, all calculations were performed using a hybrid DFT/semi-empirical approach, to reduce the computational effort. The results show tetrahedral geometries being more favorable and substitution of a ligand by water giving rise to unstable complexes. All along this work DFT has been heavily used in order to investigate the properties of quinoxalinedione-like derivatives.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-20T19:31:22Z No. of bitstreams: 1 JanineDeAraujoSilva_DISSERT.pdf: 3090092 bytes, checksum: b11ae8004e5eb556878f21976b10b352 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-21T22:51:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JanineDeAraujoSilva_DISSERT.pdf: 3090092 bytes, checksum: b11ae8004e5eb556878f21976b10b352 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T22:51:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JanineDeAraujoSilva_DISSERT.pdf: 3090092 bytes, checksum: b11ae8004e5eb556878f21976b10b352 (MD5) Previous issue date: 2016-10-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O estudo para a obten??o de nanopart?culas de ouro (AuNPs) funcionalizadas por mol?culas bioativas tem se mostrado relevante no desenvolvimento de novas alternativas para tratamento do c?ncer. O presente trabalho descreve a s?ntese de AuNPs estabilizadas por dois derivados quinoxal?nicos, 2,3-dietanolaminaquinoxalina (DEQX) e 2-(2,3-di-idro-[1,4]oxazino[2,3-b]quinoxalin-4-il)etanol (OAQX), sintetizados por nosso grupo de pesquisa, verificados por possu?rem atividade antic?ncer em estudos envolvendo c?lulas. Para obten??o das AuNPs funcionalizadas com DEQX e OAQX, o glicerol foi utilizado como principal agente redutor. As AuNPs foram caracterizadas por espectroscopia ultravioleta-vis?vel (UV-Vis), infravermelho (FTIR-ATR) e microscopia eletr?nica de transmiss?o (TEM). Os resultados de UV-Vis indicaram que a melhor condi??o de s?ntese das AuNPs foi quando as propor??es de Au3+ em rela??o aos ligantes org?nicos foi de 1:0,2 e 1:1 para DEQX e OAQX, respectivamente. Nestas condi??es, foram obtidas AuNPs esf?ricas e monodispersas, com dimens?es m?dias de 9,7 e 11,5 nm quando nas estabiliza??es por DEQX e OAQX, respectivamente. O mecanismo de forma??o das part?culas foi proposto com base nos resultados experimentais, e parece envolver uma complexa??o entre Au3+ e os ligantes previamente ? forma??o das AuNPs. O fato das bandas em torno de 525 nm do espectro de UV-Vis, caracter?sticas das AuNPs, tornarem-se mais intensas e com melhor defini??o com o passar do tempo corroboram para essa hip?tese. Foi realizado um estudo relacionado ? estabilidade das AuNPs em fun??o do pH, onde foi verificado que as mesmas se mostraram relativamente est?veis em pH pr?ximo a 7,4. O ligante DEQX foi mais eficiente na estabiliza??o das AuNPs quando comparado ao OAQX. Os resultados obtidos no presente trabalho indicaram que foram obtidas AuNPs esf?ricas monodispersas funcionalizadas com duas esp?cies org?nicas bioativas, abrindo a possibilidade de explora??o destes sistemas para fins medicinais, em especial para o tratamento do c?ncer. / The study on obtainment of gold nanoparticles (AuNPs) functionalized with bioactive molecules have been shown to be relevant in the development of new alternatives for cancer treatment. This study describes the synthesis of AuNPs stabilized by two quinoxaline derivatives, 2,3- diethanolaminequinoxaline (DEQX) and 2-(2,3-di-hydro-[1,4]oxazine[2,3-b]quinoxaline-4-yl) ethanol (OAQX), synthetized by our research group, verified as possessing anticancer activity in studies involving cells. For the obtainment of AuNPs functionalized with DEQX and OAQX, glycerol was used as main reducing agent. The AuNPs were characterized by ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), by infrared (FTIR-ATR), and by transmission electronic microscopy (TEM). The results from the UV-Vis showed that the best synthesis condition of AuNPs happened when the proportions of Au3+ in relation to organic ligands were 1:0,2 and 1:1 for DEQX and OAQX, respectively. In those given conditions, monodispersed spherical AuNPs were obtained, with average size of 9.7 and 11.5 nm when stabilized by DEQX and OAQX, respectively. The particles formation mechanism proposed was based on the experimental results, and it appears to involve a complexation between Au3+ and the referred ligands previously to the formation of the AuNPs. The fact that the bands at around 525 nm from the UV-Vis spectrum - characteristics of AuNPs - have become more intense and with better definition over time corroborate to this assumption. A study related to the stability of AuNPs according to the pH was carried out, being thus possible to verify that they showed to be relatively stable at pH near 7,4. The DEQX ligand was more efficient on the stabilization of AuNPs when compared to the OAQX ligand. The results obtained in this work indicated the formation of spherical monodisperse AuNPs functionalized with two bioactive organic species. This leads to the possibility of exploitation of these systems for medical purposes, especially for cancer treatment.

[EN] Under the principles of Green Chemistry has been carried out the synthesis of different esters of glycerol carbonate, which are high value compounds with surfactant properties derived from glycerol by the esterification reaction between glycerol carbonate and various organic acids in the absence of solvent and using heterogeneous catalysts include zeolites and acidic resins. The best results, in terms of activity and selectivity, were obtained using the hybrid Nafion-silica catalyst called Nafion SAC-13. It has been shown that the water generated as a byproduct during the reaction is responsible for the existence of competing reactions of hydrolysis of the carbonate function resulting products as glycerol and glycerol esters. Also are optimized different reaction conditions such as temperature, the molar ratio between the substrates, the amount of catalyst and solvent usage. It has also been shown that the reaction rate decreases as the chain length of the carboxylic acid is increased. After adjustment of the experimental data to a kinetic model, we have determined the kinetic parameters of the reaction catalyzed by Nafion SAC-13 with different carboxylic acids and found to reduce the reactivity of carboxylic acids with increasing chain length alcánica is due both inductive effects such as steric effects. Furthermore, compounds with bencimidazoilquinoxaline and quinoxaline structure have been prepared, which have a wide variety of biological activities. These compounds have been synthesized from various diols and triols from biomass by oxidative cyclization process in two stages performed in a single reactor in an efficient and selective manner. After optimization of the reaction conditions such as temperature, amount of catalyst and concentration of O2, the synthesis of quinoxaline have been carried out with excellent results by using catalysts based on gold nanoparticles supported on oxide nanoparticle cerium (Au/CeO2) and hydrotalcite (Au/HT) using air as oxidant and in the absence of base. Regarding benzimidazoilquinoxalines, we have developed two synthetic routes multistage, in a single reactor, effective and selective catalyzed Au/CeO2. The first method involves the synthesis of compounds benzimidazoilquinoxalines with the same substituents on the two heterocycles by oxidation-cyclization of glycerol derivatives with o-phenylenediamine, while the second method allows the synthesis of benzimidazoilquinoxalines compounds with different substituents on each aromatic ring starting from glyceraldehyde. Finally, it has carried out the synthesis of long chain alkyl glucosides with tensio-active properties via a cascade process that involves first methanolysis cellulose for methyl glucosides and subsequently Fischer glycosidation reaction with n-octanol/n-decanol. The first step is carried out using methanol as solvent and acid catalysts such as inorganic acids, heteropolyacids, ion exchange resins or modified carbon materials. Subsequently the long chain alkyl glycosides are obtained by transacetalization reaction between methyl glucosides obtained in the previous step and a fatty alcohol using the same acid catalyst. The best results for the overall process are obtained using sulfonated carbon as catalyst, it being possible to achieve complete conversion of cellulose in methanol working at 200 ºC in the methanolysis step and at 120 ºC in the transacetalization step. / [ES] Bajo los principios de la Química Verde, se ha llevado a cabo la síntesis de diferentes ésteres del carbonato de glicerol, que son compuestos de alto valor añadido con propiedades surfactantes derivados del glicerol, mediante reacción de esterificación entre el carbonato de glicerol y diferentes ácidos orgánicos, en ausencia de disolvente, y empleando catalizadores heterogéneos, que incluyen resinas ácidas y zeolitas. Los mejores resultados, en términos de actividad y selectividad, se obtuvieron utilizando el catalizador híbrido Nafion-sílice denominado Nafion SAC-13. Se ha demostrado que el agua generada como subproducto durante la reacción es la responsable de la existencia de reacciones competitivas de hidrólisis de la función carbonato dando lugar a subproductos como glicerol y ésteres glicéricos. Asimismo se han optimizado diferentes condiciones de reacción tales como la temperatura, la relación molar entre los sustratos, la cantidad de catalizador y el uso de disolvente. También se ha demostrado que la velocidad de reacción disminuye a medida que se aumenta la longitud de cadena del ácido carboxílico. Tras el ajuste de los datos experimentales a un modelo cinético, se han determinado los parámetros cinéticos de la reacción catalizada por Nafion SAC-13 con diferentes ácidos carboxílicos comprobándose que la reducción de la reactividad de los ácidos carboxílicos a medida que aumenta su longitud de cadena alcánica es debida tanto por efectos inductivos como por efectos estéricos. Por otra parte, se han preparado compuestos con estructura de quinoxalina y bencimidazoilquinoxalina, los cuáles poseen una amplia variedad de actividades biológicas. Estos compuestos han sido sintetizados a partir de diferentes dioles y trioles procedentes de la biomasa mediante un proceso de ciclación oxidativa en dos etapas llevado a cabo en un único reactor de un modo eficiente y selectivo. Tras la optimización de las condiciones de reacción tales como temperatura, cantidad de catalizador y concentración de O2, la síntesis de quinoxalinas ha sido llevada a cabo con excelentes resultados mediante el uso de catalizadores basados en nanopartículas de oro soportadas sobre óxido de cerio nanoparticulado (Au/CeO2) e hidrotalcita (Au/HT), utilizando aire como agente oxidante y en ausencia de base. En cuanto a las bencimidazoilquinoxalinas, se han desarrollado dos rutas sintéticas multietapa, en un único reactor, eficaces y selectivas catalizadas por Au/CeO2. El primer método implica la síntesis de compuestos bencimidazoilquinoxalinas con los mismos sustituyentes en las dos heterociclos a través de oxidación-ciclación de derivados de glicerol con o-fenilendiamina, mientras que el segundo método permite la síntesis de compuestos bencimidazoilquinoxalinas con diferentes sustituyentes en cada anillo aromático partiendo de gliceraldehído. Por último, se ha llevado a cabo la síntesis de alquil glucósidos de cadena larga con propiedades tensioactivas a través de un proceso en cascada que implica en primer lugar la metanólisis de celulosa para obtener metilglucósidos y posteriormente la reacción de glicosidación Fischer con n-octanol/n-decanol. La primera etapa se lleva a cabo utilizando metanol como disolvente y catalizadores ácidos tales como ácidos inorgánicos, heteropoliácidos, resinas de intercambio iónico o materiales de carbono modificados. Posteriormente los alquil glucósidos de cadena larga se obtienen por reacción de transacetalización entre los metilglucósidos obtenidos en la etapa previa y un alcohol graso utilizando el mismo catalizador ácido. Los mejores resultados para el proceso global se han obtenido empleando como catalizador carbón sulfonado, siendo posible alcanzar la conversión completa de la celulosa en metanol a 200 ºC en la etapa de metanólisis y 120 ºC en la etapa de transacetalización. / [CAT] A partir dels principis de la Química Verda, s'ha dut a terme la síntesi de diferents èsters del carbonat de glicerol, que són compostos d'alt valor afegit amb propietats surfactants derivats del glicerol, mitjançant reacció d'esterificació entre el carbonat de glicerol i diferents àcids orgànics , en absència de dissolvent, i emprant catalitzadors heterogenis, que inclouen resines àcides i zeolites. Els millors resultats, en termes d'activitat i selectivitat, es van obtenir utilitzant el catalitzador híbrid Nafion-sílice denominat Nafion SAC-13. S'ha demostrat que l'aigua generada com a subproducte durant la reacció és la responsable de l'existència de reaccions competitives d'hidròlisi de la funció carbonat donant lloc a subproductes com glicerol i èsters glicéricos. Així mateix s'han optimitzat diferents condicions de reacció tals com la temperatura, la relació molar entre els substrats, la quantitat de catalitzador i l'ús de dissolvent. També s'ha demostrat que la velocitat de reacció disminueix a mesura que s'augmenta la longitud de cadena de l'àcid carboxílic. Després de l'ajust de les dades experimentals a un model cinètic, s'han determinat els paràmetres cinètics de la reacció catalitzada per Nafion SAC-13 amb diferents àcids carboxílics comprovant-se que la reducció de la reactivitat dels àcids carboxílics a mesura que augmenta la seva longitud de cadena alcánica és deguda tant per efectes inductius com per efectes estèrics. D'altra banda, s'han preparat compostos amb estructura de quinoxalina i bencimidazoilquinoxalina, els quals posseeixen una àmplia varietat d'activitats biològiques. Aquests compostos han estat sintetitzats a partir de diferents diols i trioles procedents de la biomassa mitjançant un procés de ciclació oxidativa en dues etapes dut a terme en un únic reactor de una manera eficient i selectiu. Després de la optimització de les condicions de reacció tals com temperatura, quantitat de catalitzador i concentració d'O2, la síntesi de quinoxalines ha estat portada a terme amb excel·lents resultats mitjançant l'ús de catalitzadors basats en nanopartícules d'or suportades sobre òxid de ceri nanoparticulado (Au/CeO2) i hidrotalcita (Au/HT), utilitzant aire com a agent oxidant i en absència de base. Pel que fa a les bencimidazoilquinoxalines, s'han desenvolupat dues rutes sintètiques multietapa, en un únic reactor, eficaços i selectives catalitzades per Au/CeO2. El primer mètode implica la síntesi de compostos bencimidazoilquinoxalines amb els mateixos substituents en les dues heterocicles a través d'oxidació-ciclació de derivats de glicerol amb o-fenilendiamina, mentre que el segon mètode permet la síntesi de compostos bencimidazoilquinoxalines amb diferents substituents en cada anell aromàtic partint de gliceraldehid. Finalment, s'ha dut a terme la síntesi d'alquil glucòsids de cadena llarga amb propietats tensioactives a través d'un procés en cascada que implica en primer lloc la metanólisis de cel·lulosa per obtenir metilglucósidos i posteriorment la reacció de glicosidación Fischer amb n-octanol/n-decanol. La primera etapa es porta a terme utilitzant metanol com a dissolvent i catalitzadors àcids com ara àcids inorgànics, heteropoliácids, resines d'intercanvi iònic o materials de carboni modificats. Posteriorment els alquil glucòsids de cadena llarga s'obtenen per reacció de transacetalizació entre els metilglucósides obtinguts en l'etapa prèvia i un alcohol gras utilitzant el mateix catalitzador àcid. Els millors resultats per al procés global s'han obtingut emprant com a catalitzador carbó sulfonat, sent possible aconseguir la conversió completa de la cel·lulosa en metanol a 200 ºC en l'etapa de metanólisis i 120 ºC en l'etapa de transacetalizació. / Martínez Silvestre, S. (2016). Transformación de biomasa en productos de química fina: Síntesis de compuestos de alto interés como surfactantes y fármacos utilizando catalizadores heterogéneos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62353 / TESIS