Made available in DSpace on 2018-08-01T22:29:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9031_Dissertação Mestrado_Daniel Cipriano.pdf: 17317310 bytes, checksum: f3d81dbcb11c73b03c2e219841ab5a77 (MD5) Previous issue date: 2015-06-19 / Este trabalho é dedicado ao estudo e desenvolvimento de um método experimental que permita a utilização de ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C no estado sólido com polarização cruzada (CP) e rotação em torno do ângulo mágico (MAS) para a obtenção de teores de lignina e celulose presentes em materiais lignocelulósicos. A validade do método foi testada em diferentes materiais de biomassa por comparação com os resultados obtidos pelo método de quantificação Klason. O método desenvolvido também foi utilizado em um estudo comparativo de amostras de bagaço de cana submetidas a diferentes tempos de tratamento ácido. Para desenvolvimento do método, foram realizados experimentos com amostras padrões de celulose e lignina e misturas desses materiais em proporções previamente conhecidas. Após a obtenção dos espectros de RMN de 13C com CP/MAS, foram construídos gráficos relacionando a intensidade de regiões selecionadas do espectro com a massa da componente responsável por tal intensidade. Foi observado que os teores de lignina obtidos para a maioria dos materiais de biomassa analisados concordaram com o teor determinado diretamente por análise química; já o teor de celulose não foi corretamente previsto, possivelmente devido a sobreposições com sinais de hemicelulose nos espectros. Com respeito às amostras de bagaço de cana submetidas a tratamentos ácidos, foi observado um crescimento no teor de lignina nas amostras com maior tempo de tratamento, o que ocorreu também para a fração de celulose estruturalmente mais ordenada.

Esta tese baseia-se no estudo da dinâmica e conformação de polímeros no estado sólido utilizando-se técnicas modernas de RMN. Para o estudo quantitativo da dinâmica molecular lenta dos grupos laterais em uma série de poli (alqui1 metacrilato)s que apresentam diferentes tamanhos para os seus grupos laterais foram utilizadas duas novas técnicas de exchange: centerband-only detection of exchange (CODEX) e pure exchange (PUREX). Rotações dos grupos ésteres de 180&#176 flip) acopladas a movimentos de pequenos ângulos em torno da cadeia principal (&#60 20&#176), que são associados a relaxação &#946 nestes polímeros, são observados distintamente. As porcentagens de grupos laterais que realizam os movimentos de flip foram obtidas com 3% de precisão. Esses valores decrescem com o tamanho do grupo lateral, indo de 34% (PMMA) até cerca de 10% (PcHMA) à temperatura ambiente. No PMAA nenhum movimento lento dos grupos laterais é detectado. A fração de grupos laterais que realizam o flip se mantém constante com o aumento da temperatura para o PMMA até próximo da sua transição vítrea (Tg), enquanto que para o PEMA, o PiBMA e o PcHMA essa fração aumenta continuamente até próximo da Tg (de 31% para 80% para o PEMA). Movimentos independentes de pequena amplitude (&#60 5&#176) que cooperam para a acomodação dos grupos laterais durante o flip das cadeias vizinhas também foram verificados. O monitoramento do sinal atribuído ao grupo CH2 através da técnica CODEX confirma os resultados obtidos para o movimento da cadeia principal. Além disso, observa-se em alguns poli(acri1atos &#945-substituídos) que o tamanho dos grupos laterais a também têm influência na fração dos grupos ésteres que sofrem reorientação a 25&#176C . Para o estudo da conformação de polímeros foram implementados experimentos Double Quantum, que determinam ângulos de torção entre pares 13C-13C na cadeia polimérica. Foram realizados experimentos para dois polímeros, poli(óxido etileno) - (POE) e poli(eti1eno teraftalato) - (PET), enriquecidos em 13C com e sem desacoplamento homonuclear (13C-13C) em um espectrômetro Variam Inova 400. / This work is based on the study of dynamics and conformation of solid-state polymers, using NMR modern techniques. For the quantitative study of slow sidegroup dynamics in a series of poly(alkyl methacrylate)s and other of poly(&#945-substituted acrylate)s with varying sidegroup sizes two new 13C exchange techniques were used: centerband-only detection of exchange (CODEX) and pure exchange (PUREX). Flips and small-angle motions of the ester groups associated with the p-relaxation are observed distinctly, and the fraction of slowly flipping groups has been measured with 3% precision. A decreasing in these values occurs growing the sidegroup size. In PMMA, 34% of sidegroups flip, while the fraction is c.a. 10% in PcHMA around room temperature. In PMAA, no slow sidegroup flips are detected. In PMMA, the flipping fraction is temperature-independent between 25&#176C and 96&#176C, while in PEMA, PiBMA, and PcHMA it increases continuously between room temperature and Tg (from 31 to 80% for PEMA). Backbone CH2 CODEX data confirm the results obtained for the main chain movements. Flip-independent small amplitude motions (&#60 5&#176) are also observed. Besides, it is noticed that in some poly(&#945 -substituted acrylate)s the a sidegroup size has influence in the fraction of slowly flipping ester groups at 25&#176C. For the study of polymers conformation Double Quantum NMR experiments were used, for torsion angles determination between 13C-13C pairs through the polymer chain. Experiments for two standards 13C labeled samples: poly(ethy1ene oxide) - (PEO) and poly(ethy1ene teraftalate) - (PET) were performed, with and without homonuclear decoupling (13C-13C), in a Varian Inova 400 spectrometer.

Compostos intercalados de lítio sac considerados materiais apropriados para eletrodos de baterias recarregáveis de lítio. O conhecimento das taxas de difusão, assim como os mecanismos relacionados com a mobilidade dos íons nos espaços interlaminares são portanto pertinentes para a caracterização das propriedades deste tipo de compostos. Investigações por ressonância magnética nuclear tem um papel ativo no estudo do comportamento dinâmico e estrutural destes compostos de lítio sólidos. Por essa razão este trabalho e baseado nos espectros de RMN obtidos entre 150K e 400K em um campo de 2T. As larguras de linha do 1H e do Li+ foram medidas a partir da transformada de Fourier dos FIDs resultantes da excitação da amostra por um pulse &#960/2. O desacoplamento de 1H foi utilizado, quando necessário, para excluir a contribuição dipolar magnética a destes núcleos a largura de linha do 7Li. Os tempos de relaxação spin-rede para os núcleos 7Li e 1H foram obtidos utilizando-se o método de inversão-recuperação. A partir destas medidas, diversos parâmetros dinâmicos e estruturais destes compostos foram encontrados como: energias de ativação, tempos de correlação e coeficientes de difusão dos íons lítio. / Lithium intercalation compounds are considered suitable materials for electrodes in rechargeable lithium batteries. The knowledge of diffusion rates as well as of mechanistic features related with the mobility of ions in the interlamellar spaces is therefore relevant for the regulation of the properties of this kind of compounds. Nuclear magnetic resonance investigations have played an active role in the study of the dynamic and structural behavior of these solid lithium compounds. For this reason this work is based on NMR spectra recorded between 150K and 400K at 2T. The 1H and Li+ linewidths were measured from the Fourier transform of the FIDs following a &#960/2 excitation. IH decoupling was used, when necessary, to exclude the magnetic dipolar contribution of this nucleus to the 7Li linewidth. The 7Li and 1H spin-lattice relaxation time T1 were measured using the inversion-recovery method. Several dynamic and structural NMR parameters were obtained from these NMR measurements like activation energies, correlation times and diffusion coefficients.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-09-26T13:41:26Z No. of bitstreams: 1 TeseTPOX.pdf: 4435169 bytes, checksum: 2f1dbd61f15be162aa3a7103c86917a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T20:04:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseTPOX.pdf: 4435169 bytes, checksum: 2f1dbd61f15be162aa3a7103c86917a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T20:04:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseTPOX.pdf: 4435169 bytes, checksum: 2f1dbd61f15be162aa3a7103c86917a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T20:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseTPOX.pdf: 4435169 bytes, checksum: 2f1dbd61f15be162aa3a7103c86917a1 (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Many pharmaceutical solids are able to adopt more than one crystalline form, and this property is called polymorphism. Currently 80-90% of the drugs are marketed as in solid forms and a very common problem is the low solubility of these drugs, particularly in aqueous media. Depending on how a drug crystallizes, its physical and chemical properties can be changed, which may also result in changes in its solubility. Before this problem the crystals engineering appears as a strategy to improve the properties of the solid state related to the efficacy of the drugs through the development of new crystalline forms. Multicomponent molecular crystals can be prepared from supramolecular synthons forming approach by crystallization methods involving the optimization of conditions for the formation of these novel crystalline forms. In this context, this study aimed to use the solid state NMR for study of supramolecular chemistry the three antiparasitic drugs (secnidazole, albendazole and mebendazole) and one antiretroviral (tenofovir disoproxil fumarate) using a set of one-dimensional techniques (CP-TOSS, CP-NQS and CP-PI) for the carbon-13 and nitrogen-15 nucleus as well as two-dimensional (1Hx13C FSLG HETCOR). Solid state NMR was used as the primary analytical tool for characterizing the crystalline forms obtained in this study, as in the prior characterization of Active Pharmaceutical Ingredient (APIs) used as raw material, being demonstrated the applicability of this technique in the analysis of new formulations. The data obtained were of great importance in the study of these solid dosage forms which can contribute to the structural study of dosage forms, identify polymorphic forms of drugs, detect phase transitions in both API as in commercial samples and check for interactions molecular (intramolecular and intermolecular) by means of two-dimensional NMR. In this work it was shown that this technique is configured as an important tool for the characterization of new polymorphs but they certainly should be applied in conjunction with other techniques in order to take advantage of the complementarity provided when different techniques are used in combination. This work intends to consolidate the use of NMR in the solid state in Brazil as a tool for the characterization of the crystalline forms of drugs and also for the analysis of drugs, which has been few explored so far. / Muitos sólidos farmacêuticos são capazes de adotar mais de uma forma cristalina, sendo esta propriedade denominada polimorfismo. Atualmente 80-90% dos fármacos são comercializados na forma sólida e um problema muito frequente é a baixa solubilidade destas drogas, principalmente em meio aquoso. Dependendo da forma como um fármaco se cristaliza, as suas propriedades físico-químicas podem ser alteradas, o que também poderá implicar em alterações em sua solubilidade. Diante desta problemática a engenharia de cristais surge como uma estratégia para aperfeiçoar as propriedades do estado sólido relacionada à eficácia dos fármacos, por meio do desenvolvimento de novas formas cristalinas. Cristais moleculares multicomponentes podem ser preparados a partir da abordagem de formação de sintões supramoleculares por meio de métodos de cristalização que envolve a otimização de condições favoráveis para a formação dessas novas formas cristalinas. Neste contexto este trabalho teve como objetivo utilizar a RMN no estado sólido para estudar a química supramolecular de três fármacos antiparasitários (secnidazol, albendazol e mebendazol) e um antirretroviral (tenofovir disoproxil fumarato) utilizando um conjunto de técnicas unidimensionais (CP-TOSS, CP-NQS e CP-PI) para os núcleos de carbono-13 e nitrogênio-15, e também bidimensionais (1Hx13C FSLG-HETCOR). A RMN em estado sólido foi utilizada como principal ferramenta analítica na caracterização das formas cristalinas obtidas neste estudo, assim como na caracterização prévia dos Insumos Farmacêuticos Ativos (do inglês, APIs) utilizados como matéria prima, sendo demonstrada a aplicabilidade desta técnica na análise de novas formulações. Os dados obtidos mostraram-se de grande relevância no estudo de sólidos farmacêuticos sendo possível contribuir para o estudo estrutural de formas farmacêuticas, identificar formas polimórficas de fármacos, averiguar transições de fases tanto nos API quanto em amostras comerciais e verificar a presença de interações moleculares (intermolecular e intramolecular) por meio de RMN bidimensional. Neste trabalho foi mostrado que esta técnica se configura como uma importante ferramenta para a caracterização de novos polimorfos, mas que certamente deve ser aplicada em conjunto com outras técnicas de forma a aproveitar a complementaridade oferecida quando diferentes técnicas são utilizadas em xiii conjunto. Com este trabalho pretende-se consolidar no país o uso da RMN no estado sólido como uma ferramenta para a caracterização de fármacos e também para a análise de medicamentos, que tem sido pouco explorada até o momento.

Compostos intercalados de lítio sac considerados materiais apropriados para eletrodos de baterias recarregáveis de lítio. O conhecimento das taxas de difusão, assim como os mecanismos relacionados com a mobilidade dos íons nos espaços interlaminares são portanto pertinentes para a caracterização das propriedades deste tipo de compostos. Investigações por ressonância magnética nuclear tem um papel ativo no estudo do comportamento dinâmico e estrutural destes compostos de lítio sólidos. Por essa razão este trabalho e baseado nos espectros de RMN obtidos entre 150K e 400K em um campo de 2T. As larguras de linha do 1H e do Li+ foram medidas a partir da transformada de Fourier dos FIDs resultantes da excitação da amostra por um pulse &#960/2. O desacoplamento de 1H foi utilizado, quando necessário, para excluir a contribuição dipolar magnética a destes núcleos a largura de linha do 7Li. Os tempos de relaxação spin-rede para os núcleos 7Li e 1H foram obtidos utilizando-se o método de inversão-recuperação. A partir destas medidas, diversos parâmetros dinâmicos e estruturais destes compostos foram encontrados como: energias de ativação, tempos de correlação e coeficientes de difusão dos íons lítio. / Lithium intercalation compounds are considered suitable materials for electrodes in rechargeable lithium batteries. The knowledge of diffusion rates as well as of mechanistic features related with the mobility of ions in the interlamellar spaces is therefore relevant for the regulation of the properties of this kind of compounds. Nuclear magnetic resonance investigations have played an active role in the study of the dynamic and structural behavior of these solid lithium compounds. For this reason this work is based on NMR spectra recorded between 150K and 400K at 2T. The 1H and Li+ linewidths were measured from the Fourier transform of the FIDs following a &#960/2 excitation. IH decoupling was used, when necessary, to exclude the magnetic dipolar contribution of this nucleus to the 7Li linewidth. The 7Li and 1H spin-lattice relaxation time T1 were measured using the inversion-recovery method. Several dynamic and structural NMR parameters were obtained from these NMR measurements like activation energies, correlation times and diffusion coefficients.

Esta tese baseia-se no estudo da dinâmica e conformação de polímeros no estado sólido utilizando-se técnicas modernas de RMN. Para o estudo quantitativo da dinâmica molecular lenta dos grupos laterais em uma série de poli (alqui1 metacrilato)s que apresentam diferentes tamanhos para os seus grupos laterais foram utilizadas duas novas técnicas de exchange: centerband-only detection of exchange (CODEX) e pure exchange (PUREX). Rotações dos grupos ésteres de 180&#176 flip) acopladas a movimentos de pequenos ângulos em torno da cadeia principal (&#60 20&#176), que são associados a relaxação &#946 nestes polímeros, são observados distintamente. As porcentagens de grupos laterais que realizam os movimentos de flip foram obtidas com 3% de precisão. Esses valores decrescem com o tamanho do grupo lateral, indo de 34% (PMMA) até cerca de 10% (PcHMA) à temperatura ambiente. No PMAA nenhum movimento lento dos grupos laterais é detectado. A fração de grupos laterais que realizam o flip se mantém constante com o aumento da temperatura para o PMMA até próximo da sua transição vítrea (Tg), enquanto que para o PEMA, o PiBMA e o PcHMA essa fração aumenta continuamente até próximo da Tg (de 31% para 80% para o PEMA). Movimentos independentes de pequena amplitude (&#60 5&#176) que cooperam para a acomodação dos grupos laterais durante o flip das cadeias vizinhas também foram verificados. O monitoramento do sinal atribuído ao grupo CH2 através da técnica CODEX confirma os resultados obtidos para o movimento da cadeia principal. Além disso, observa-se em alguns poli(acri1atos &#945-substituídos) que o tamanho dos grupos laterais a também têm influência na fração dos grupos ésteres que sofrem reorientação a 25&#176C . Para o estudo da conformação de polímeros foram implementados experimentos Double Quantum, que determinam ângulos de torção entre pares 13C-13C na cadeia polimérica. Foram realizados experimentos para dois polímeros, poli(óxido etileno) - (POE) e poli(eti1eno teraftalato) - (PET), enriquecidos em 13C com e sem desacoplamento homonuclear (13C-13C) em um espectrômetro Variam Inova 400. / This work is based on the study of dynamics and conformation of solid-state polymers, using NMR modern techniques. For the quantitative study of slow sidegroup dynamics in a series of poly(alkyl methacrylate)s and other of poly(&#945-substituted acrylate)s with varying sidegroup sizes two new 13C exchange techniques were used: centerband-only detection of exchange (CODEX) and pure exchange (PUREX). Flips and small-angle motions of the ester groups associated with the p-relaxation are observed distinctly, and the fraction of slowly flipping groups has been measured with 3% precision. A decreasing in these values occurs growing the sidegroup size. In PMMA, 34% of sidegroups flip, while the fraction is c.a. 10% in PcHMA around room temperature. In PMAA, no slow sidegroup flips are detected. In PMMA, the flipping fraction is temperature-independent between 25&#176C and 96&#176C, while in PEMA, PiBMA, and PcHMA it increases continuously between room temperature and Tg (from 31 to 80% for PEMA). Backbone CH2 CODEX data confirm the results obtained for the main chain movements. Flip-independent small amplitude motions (&#60 5&#176) are also observed. Besides, it is noticed that in some poly(&#945 -substituted acrylate)s the a sidegroup size has influence in the fraction of slowly flipping ester groups at 25&#176C. For the study of polymers conformation Double Quantum NMR experiments were used, for torsion angles determination between 13C-13C pairs through the polymer chain. Experiments for two standards 13C labeled samples: poly(ethy1ene oxide) - (PEO) and poly(ethy1ene teraftalate) - (PET) were performed, with and without homonuclear decoupling (13C-13C), in a Varian Inova 400 spectrometer.

Recentemente, grande interesse tem sido demonstrado por cerâmicas transparentes dopadas com íons terras raras trivalentes, como meios ativos para lasers na região espectral do infravermelho próximo. Em particular, cerâmicas dopadas com altas concentrações de Nd3+ e Yb3+ são muito estudadas pela possibilidade de gerar emissão laser de alta potência em torno de 1,0 mm. Embora a cerâmica transparente de titanato zirconato de chumbo e lantânio (PLZT), com composição La/ Zr/Ti = 9/65/35, seja originalmente reconhecida por suas propriedades ferroelétricas e eletro-ópticas, a mesma também apresenta características interessantes como matriz hospedeira de íons oticamente ativos. Recentemente, de Camargo et al. realizaram vários estudos espectroscópicos que comprovam a potencialidade laser de amostras dopadas com Yb3+, Er3+, Tm3+ e em especial Nd3+. Apesar de a cerâmica PLZT:Nd ser a mais promissora, se comparada a líder de mercado YAG:Nd (sistema ítrio-alumínio garnet dopado com neodímio), ainda não foi possível obter ação laser da primeira, devido à presença de fases espúrias (imperceptíveis a olho nu), que comprometem a qualidade óptica do material, especialmente para concentrações de dopagem maiores que 1,0% peso de Nd2O3. Uma vez que a qualidade estrutural tem implicação direta na qualidade óptica/espectroscópica de materiais ópticos, faz-se necessário estender os estudos visando otimizar a obtenção de amostras transparentes com mais altos níveis de dopagem. Neste trabalho apresenta-se um método alternativo para a dopagem da matriz PLZT com os íons TR = Nd3+ e Yb3+, e utiliza-se de várias técnicas (DR-X, DTA-TG, FT-IR, Raman, RMN e Luminescência), para caracterizar os compostos precursores e/ou produtos. O novo método baseia-se na obtenção prévia de óxidos precursores dopados, seguida da utilização destes para o preparo das cerâmicas PLZT:TR. As caracterizações foram conduzidas em função da concentração de dopantes (0,1 4,0% peso TR2O3), comparativamente ao método de dopagem convencional utilizado nos trabalhos anteriores. A espectroscopia de ressonância magnética nuclear em sólidos em 207Pb, mostrou-se uma ferramenta bastante útil na elucidação de questões estruturais desses sistemas tão complexos. Como os íons paramagnéticos Nd3+ e Yb3+ não podem ser diretamente acessados por RMN, a estratégia para caracterizar suas distribuições espaciais foi investigar suas respectivas mímicas diamagnéticas Y3+ e Sc3+ (núcleos 45Sc e 89Y). Resultados de DR-X apresentam menor formação de fase secundária nas amostras preparadas via método alternativo, sendo identificado as fases secundárias como (La,Nd)2(Zr,Ti)2O7 (estrutura do tipo pirocloro), ZrO2 em fase parcialmente monoclínica e cúbica e ZrO2 em fase cúbica, das amostras dopadas com Nd3+, Y3+ e Yb3+, respectivamente. De acordo com os resultados de DR-X, experimentos de RMN permitiram melhor avaliação quanto a inserção do íon dopante a medida que há formação de fase secundária e mostraram que a inserção dos íons dopantes é homogênea, bem como resultados de luminescência, com o limite de solubilidade do íon dopante sempre menor do que o necessário para que seja observado supressão da luminescência dos íons emissores. / In recent years, there has been a great interest for rare-earth (RE) doped transparent ceramics as near-infrared laser active media. Particularly, Nd3+ and Yb3+-doped ceramics are of special interest due to the possibility of generating high power emissions at around 1.0 mm. Even though lead lanthanum zirconate titanate (PLZT) ceramics, with composition La/Zr/Ti = 9/65/35, are mostly known by their ferroelectric and electro-optic properties, recent works by de Camargo et al. have also indicated their potentiality as laser active media. In this regard, the most promising system is PLZT:Nd (as compared to YAG:Nd - neodymium-doped yttrium aluminium garnet), however, laser action of the former has not yet been possible, the reason lying in the presence of secondary phases (invisible to the naked eye) that compromise the optical quality of the ceramics, especially for samples with concentration higher than 1.0 wt% Nd2O3. Since the structural quality of samples has a direct implication on their spectroscopic and optical qualities, the goals pursued in this work are to present means to obtain highly transparent samples with higher incorporation of dopants, as well as to understand some fundamental questions regarding the microstructure of PLZT:RE ceramics. Thus, an alternative method, based on the obtainment of RE-doped precursor oxides, is presented for the synthesis of PLZT:RE and several techniques (XRD, DTA-TG, FT-IR, Raman, NMR and Luminescence) are used to characterize the samples, as a function of doping concentration (0,1 4,0 wt% RE2O3). These studies are done in comparison to the conventional method used in previous works. Solid state NMR spectroscopy of 207Pb proved to be a very useful tool for the understanding of these complex systems. Because Nd3+ and Yb3+ are paramagnetic and thus inaccessible by NMR, the strategy used for the characterization of their spatial distribution was to study samples doped with their respective diamagnetic mimics Sc3+ and Y3+ (45Sc and 89Y nuclei). XRD results have shown formation of less secondary phase for samples prepared by alternative method, being identified as secondary phase pyrochlore structure (La,Nd)2(Zr,Ti)2O7, partially monoclinic/cubic ZrO2 and cubic ZrO2 of the samples doped with Nd3+, Y3+ and Yb3+ respectively. NMR measurements allowed to make proposals about dopant ion insertion while secondary phase is formed and showed homogeneous distribution of dopant into the matrix, aswell luminescence measurements with maximum dopant solubility being less than enough to show any suppression of luminescence.

Recentemente, grande interesse tem sido demonstrado por cerâmicas transparentes dopadas com íons terras raras trivalentes, como meios ativos para lasers na região espectral do infravermelho próximo. Em particular, cerâmicas dopadas com altas concentrações de Nd3+ e Yb3+ são muito estudadas pela possibilidade de gerar emissão laser de alta potência em torno de 1,0 mm. Embora a cerâmica transparente de titanato zirconato de chumbo e lantânio (PLZT), com composição La/ Zr/Ti = 9/65/35, seja originalmente reconhecida por suas propriedades ferroelétricas e eletro-ópticas, a mesma também apresenta características interessantes como matriz hospedeira de íons oticamente ativos. Recentemente, de Camargo et al. realizaram vários estudos espectroscópicos que comprovam a potencialidade laser de amostras dopadas com Yb3+, Er3+, Tm3+ e em especial Nd3+. Apesar de a cerâmica PLZT:Nd ser a mais promissora, se comparada a líder de mercado YAG:Nd (sistema ítrio-alumínio garnet dopado com neodímio), ainda não foi possível obter ação laser da primeira, devido à presença de fases espúrias (imperceptíveis a olho nu), que comprometem a qualidade óptica do material, especialmente para concentrações de dopagem maiores que 1,0% peso de Nd2O3. Uma vez que a qualidade estrutural tem implicação direta na qualidade óptica/espectroscópica de materiais ópticos, faz-se necessário estender os estudos visando otimizar a obtenção de amostras transparentes com mais altos níveis de dopagem. Neste trabalho apresenta-se um método alternativo para a dopagem da matriz PLZT com os íons TR = Nd3+ e Yb3+, e utiliza-se de várias técnicas (DR-X, DTA-TG, FT-IR, Raman, RMN e Luminescência), para caracterizar os compostos precursores e/ou produtos. O novo método baseia-se na obtenção prévia de óxidos precursores dopados, seguida da utilização destes para o preparo das cerâmicas PLZT:TR. As caracterizações foram conduzidas em função da concentração de dopantes (0,1 4,0% peso TR2O3), comparativamente ao método de dopagem convencional utilizado nos trabalhos anteriores. A espectroscopia de ressonância magnética nuclear em sólidos em 207Pb, mostrou-se uma ferramenta bastante útil na elucidação de questões estruturais desses sistemas tão complexos. Como os íons paramagnéticos Nd3+ e Yb3+ não podem ser diretamente acessados por RMN, a estratégia para caracterizar suas distribuições espaciais foi investigar suas respectivas mímicas diamagnéticas Y3+ e Sc3+ (núcleos 45Sc e 89Y). Resultados de DR-X apresentam menor formação de fase secundária nas amostras preparadas via método alternativo, sendo identificado as fases secundárias como (La,Nd)2(Zr,Ti)2O7 (estrutura do tipo pirocloro), ZrO2 em fase parcialmente monoclínica e cúbica e ZrO2 em fase cúbica, das amostras dopadas com Nd3+, Y3+ e Yb3+, respectivamente. De acordo com os resultados de DR-X, experimentos de RMN permitiram melhor avaliação quanto a inserção do íon dopante a medida que há formação de fase secundária e mostraram que a inserção dos íons dopantes é homogênea, bem como resultados de luminescência, com o limite de solubilidade do íon dopante sempre menor do que o necessário para que seja observado supressão da luminescência dos íons emissores. / In recent years, there has been a great interest for rare-earth (RE) doped transparent ceramics as near-infrared laser active media. Particularly, Nd3+ and Yb3+-doped ceramics are of special interest due to the possibility of generating high power emissions at around 1.0 mm. Even though lead lanthanum zirconate titanate (PLZT) ceramics, with composition La/Zr/Ti = 9/65/35, are mostly known by their ferroelectric and electro-optic properties, recent works by de Camargo et al. have also indicated their potentiality as laser active media. In this regard, the most promising system is PLZT:Nd (as compared to YAG:Nd - neodymium-doped yttrium aluminium garnet), however, laser action of the former has not yet been possible, the reason lying in the presence of secondary phases (invisible to the naked eye) that compromise the optical quality of the ceramics, especially for samples with concentration higher than 1.0 wt% Nd2O3. Since the structural quality of samples has a direct implication on their spectroscopic and optical qualities, the goals pursued in this work are to present means to obtain highly transparent samples with higher incorporation of dopants, as well as to understand some fundamental questions regarding the microstructure of PLZT:RE ceramics. Thus, an alternative method, based on the obtainment of RE-doped precursor oxides, is presented for the synthesis of PLZT:RE and several techniques (XRD, DTA-TG, FT-IR, Raman, NMR and Luminescence) are used to characterize the samples, as a function of doping concentration (0,1 4,0 wt% RE2O3). These studies are done in comparison to the conventional method used in previous works. Solid state NMR spectroscopy of 207Pb proved to be a very useful tool for the understanding of these complex systems. Because Nd3+ and Yb3+ are paramagnetic and thus inaccessible by NMR, the strategy used for the characterization of their spatial distribution was to study samples doped with their respective diamagnetic mimics Sc3+ and Y3+ (45Sc and 89Y nuclei). XRD results have shown formation of less secondary phase for samples prepared by alternative method, being identified as secondary phase pyrochlore structure (La,Nd)2(Zr,Ti)2O7, partially monoclinic/cubic ZrO2 and cubic ZrO2 of the samples doped with Nd3+, Y3+ and Yb3+ respectively. NMR measurements allowed to make proposals about dopant ion insertion while secondary phase is formed and showed homogeneous distribution of dopant into the matrix, aswell luminescence measurements with maximum dopant solubility being less than enough to show any suppression of luminescence.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-19T14:24:39Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Diego Alves Rodrigues - 2014.pdf: 3563553 bytes, checksum: 740d277eef5f559b08bdd1742e750f6e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-19T14:24:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Diego Alves Rodrigues - 2014.pdf: 3563553 bytes, checksum: 740d277eef5f559b08bdd1742e750f6e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-19T14:24:54Z (GMT). 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Efavirenz drug was characterized by X diffraction (XRD), nuclear magnetic resonance in solution (1H NMR and 13C {1H}) and solid (CPMAS NMR and 13C CPTOSS e15N), and the use of theoretical calculations in solution GIAO using the model for unambiguous assignment of NMR signals. The same techniques of structural characterization and theoretical calculations were used in drug Oseltamivir, reeking the technique of X diffraction (XRD), and this drug hitherto considered amorphous.The experimental data obtained by NMR analyzes were consistent with the structure of drug efavirenz and oseltamivir; and the results of theoretical calculations were tabulated, a work of statistical analysis is performed in order to correlate the experimental data with the theoretical data, the analysis of the standard deviation (SD), mean deviation (MD), linear coefficient (R) . Notably, the theoretical values of the chemical shifts of 1H and 13C NMR in solution, obtained at the level of theory DFT/B3LYP, allowed for the drugs in question a considerable correlation with experimental values and permitted to associate a low computational cost of a good precision results.Thus using NMR experiments in solution 1D and 2D allies the results of computational theoretical calculations was possible the elucidation and assignment of all NMR signals of 1H and 13C of both drugs. efined experiments 1D solid state NMR (CP / TOSS and 13C CP / MASS de15N) allowed identification of these atoms in the solid state. Combined with theoretical calculations GIPAW provided valuable information on the molecules within the asymmetric unit of each drug. / A comercialização de medicamentos na maioria das vezes ocorre mediante suas formas sólidas, sendo que as caracteriscas dos fármacos devem ser conservadas durante todo processo de produção e estocagem. Mediante este fato os estudos de caracterização dos fármacos em estado sólido estão em constante crescimento. A RMN em estado sólido de alta resolução pode fornecer informações complementares importantes as atuais técnicas, através das mudanças dos deslocamentos químicos. O objetivo deste presente estudo é a caracterização dos fármacos Efavirenz (EVZ) e Oseltamivir pela técnica de ressonância magnética nuclear tanto em solução como em estado sólido aliado aos dados teóricos de cálculos computacionais. O fármaco Efavirenz foi caracterizado por Difratometria de raios X (DRX), ressonância magnética nuclear em solução (RMN de 1H e 13C{1H}) e de sólidos (RMN CPMAS e CPTOSS de 13C e15N), além do uso de cálculos teóricos em solução utilizando o modelo GIAO para uma atribuição inequívoca dos sinais de RMN. As mesmas técnicas de caracterização estrutural e cálculos teóricos foram utilizadas no fármaco Oseltamivir, rescendendo a técnica de Difratometria de raios X (DRX), sendo este fármaco até então considerado amorfo. Os dados obtidos pelas análises experimentais de RMN foram coerentes com a estrutura dos fármacos Efavirenz e Oseltamivir; e os resultados dos cálculos teóricos foram dispostos em tabelas, sendo realizado um trabalho de análises estatísticas de forma a correlacionar os dados experimentais com os dados teóricos, pela análise do desvio padrão (SD), desvio médio (MD), coeficiente linear (R). Notavelmente os valores teóricos dos deslocamentos químicos de RMN 1H e 13C em solução, obtidos com o nível de teoria DFT/B3LYP, possibilitaram para os fármacos em questão uma correlação considerável com os valores experimentais e permitiram associar um baixo custo computacional a uma boa precisão dos resultados obtidos. Desta forma utilizando experimentos de RMN em solução 1D e 2D aliados aos resultados dos cálculos teóricos computacionais foi possível a elucidação e atribuição de todos os sinais de RMN de 1H e 13C de ambos os fármacos. Experimentos refinados de RMN em estado sólido 1D (CP/TOSS de 13C e CP/MASS de15N) possibilitaram a identificação destes átomos em estado sólido. Aliados a cálculos teóricos GIPAW forneceram valiosas informações sobre as moléculas dentro da unidade assimétrica de cada fármaco.