Complexos de rutênio, em razão da menor toxicidade e por poderem exibir atividade citotóxica ou antimetastática, tem sido considerados como alternativas potencialmente promissoras aos complexos de platina para tratamento de câncer. Nosso grupo de pesquisa tem investigado a interação de íons metálicos com fármacos anti-inflamatórios não esteroides (FAINEs) e já obteve sucesso na preparação de metalofármacos de dirutênio(II,III)-FAINEs, os quais se mostraram promissores com relação à atividade frente a modelos de glioma. Com a finalidade de contribuir para o entendimento das propriedades físico-químicas desses complexos, o presente trabalho teve como principal objetivo analisar propriedades consideradas particularmente essenciais a um potencial candidato a fármaco, tais como, estabilidade no estado sólido, lipofilicidade, solubilidade aquosa e dissolução intrínseca. Um complexo inédito de fórmula [Ru2Cl(feno)4], em que feno = fenoprofenato, foi sintetizado e caracterizado por meio de análise elementar, espectroscopia eletrônica, espectroscopia vibracional, difratometria de raios X, análise térmica e espectrometria de massas. Os complexos já testados anteriormente para atividade biológica, [Ru2Cl(ibp)4], ibp = ibuprofenato, e [Ru2(cet)4Cl], cet = cetoprofenato, foram analisados quanto à estabilidade no estado sólido por meio da determinação isotérmica de variação de massa. As lipofilicidades desses dois complexos, juntamente com a dos fármacos de origem e a do precursor sintético [Ru2(O2CH3)4Cl], foram avaliadas pelo método shake flask, e suas solubilidade aquosas foram investigadas em presença de co-solventes alcoólicos. Investigou-se ainda a velocidade de dissolução intrínseca do [Ru2Cl(ibp)4] que se encontra em estágio avançado de estudos biológicos. Os resultados obtidos trazem novas informações sobre o comportamento térmico dos complexos e sobre suas características biofarmacêutica. / Ruthenium complexes, mainly due to the lower toxicity and the cytotoxic and anti-metastatic activities, have been considered as potentially promising alternatives to platinum drugs for cancer treatment. Our research group has investigated the interactions of diruthenium metal cores with anti-inflammatory non-steroidal drugs (NSAIDs) and succeeded in preparing diruthenium(II,III)-NSAIDs metallodrugs which show promising activity against glioma models. With the aim of elucidating the physico-chemical properties of these complexes, the major objective of the present work was to investigate properties which are considered as essential for a potential candidate to drug, e.g., stability in the solid state, lipophilicity, aqueous solubility and intrinsic dissolution. A new complex of formula [Ru2Cl(feno)4], where feno = fenoprofen, was synthesized and characterized by elemental analysis, electronic spectroscopy, vibrational spectroscopy, X-rays difractommetry, thermal analysis and mass spectrometry. The complexes previously tested for biological properties, [Ru2Cl(ibp)4], ibp = ibuprofenate, and [Ru2(cet)4Cl], cet = cetoprofenate, were inv estigated for the stability in the solid state by isothermal thermogravimetry. The lipophilicity of the se complexes, as well as those of the parent drugs and of the precursor [Ru2(O2CH3)4Cl], was evaluated by the shake flask method, and their aqueous solubility in the presence of alcohol co-solvents was investigated. In addition, the intrinsic dissolution rate was determined for [Ru2Cl(ibp)4], which is undergoing advanced biological studies. The results provide important new information on the thermal behavior of the complexes and also on their biopharmaceutical propertie.

O óxido nítrico (NO) é um versátil agente biológico, atuando em diversas partes do organismo, tais como cérebro, artérias, sistema imunológico, fígado e pulmões. Sua natureza radicalar lhe confere grande reatividade e versatilidade, tornando o entendimento de sua bioquímica um desafio. A molécula de NO tende a reagir rapidamente com alguns metais de transição, formando compostos estáveis denominados complexos nitrosilos, os quais podem ser utilizados como fonte geradora de óxido nítrico. A liberação de NO a partir de complexos nitrosilos pode ocorrer por redução química, eletroquímica e fotoquímica. No presente trabalho foi estudada a obtenção, caracterização e permeação cutânea de um complexo nitrosilo de rutênio, o trans-[RuC(cyclam)(NO)]C2 (cyclam-NO), que associado ao fotossensibilizador protoporfirina IX, possui a peculiaridade de absorver na região do visível, podendo então ser aplicados na terapia fotodinâmica (TFD) para tratamento de câncer de pele. A mistura dos compostos foi incorporada em nanodispersões de cristais líquidos, de fase cúbica (DFC) e de fase hexagonal (DFH), e sua penetração/permeação in vitro em pele de modelo animal foi avaliada, assim como o comportamento fotoquímico do sistema, no que se refere à liberação de NO, visando uma futura aplicação em TFD. A atividade citotóxica dos compostos isolados e em mistura foi avaliada frente às linhagens B16F10 e Melan-A, na ausência e presença de luz, mostrando maior atividade da mistura dos compostos quando irradiados em 630 nm. Foram construídos diagramas de fase binário e ternário e, a partir destes, foram escolhidas as formulações a serem estudadas. Estas formulações foram caracterizadas por microscopia de luz polarizada e difração de raios-X e foram avaliados o tamanho médio de partícula e o índice de polidispersividade das nanodispersões obtidas e sua estabilidade por turbidimetria. Também foi analisada a liberação de oxigênio singlete e de NO a partir dos compostos em solução e destes incorporados nas formulações. Foi desenvolvido e validado um método analítico por cromatografia líquida de alta eficiência para a quantificação simultânea dos compostos nos experimentos. A liberação dos compostos a partir das formulações usando membrana de acetato de celulose também foi avaliada, sendo possível detectar apenas o cyclam-NO. O estudo da eficiência de encapsulação mostrou que cerca de 70% da quantidade adicionada dos compostos foi incorporado na DFC e cerca de 80% na DFH. Os experimentos in vitro de permeação e retenção dos compostos em pele de orelha de porco mostraram aumento significativo da concentração dos compostos, comparado a controles contendo os mesmos em PEG. A DFH promoveu um aumento na concentração de PpIX no estrato córneo (EC) de 2,6 vezes e na epiderme+derme se EC ([E+D]) de 3,4 vezes, e para o cyclam-NO de 2,7 vezes no EC e 2,4 vezes na [E+D]. Já a DFC aumentou em 1,6 vezes a quantidade de PpIX no EC e 1,9 vezes na [E+D] e em 4,6 vezes a quantidade de cyclam-NO no EC e em 2,0 vezes na [E+D]. Os resultados obtidos permitem sugerir que estes sistemas são adequados para utilização como potenciais carreadores para a associação cyclam-NO e PpIX na TFD do câncer de pele e que esta associação apresentou efeito sinérgico, sendo mais eficiente que a utilização de apenas um dos compostos. / Nitric oxide (NO) is a versatile biological agent, acting in several parts of the body such as brain, arteries, immune system, liver and lungs. Its radical nature gives great versatility and reactivity, making the understanding of its biochemical a challenge. The NO molecule tends to react quickly with some transition metals, forming stable compounds called nitrosyl complexes, which can be used as a source of nitric oxide. NO release from nitrosyl complexes can occur by chemical, electrochemical or photochemical reduction. In this work, the acquisition, characterization and permeation of a nitrosyl ruthenium complex, trans-[RuC(cyclam)(NO)]C2 (cyclam-NO), which associated with the photosensitizer protoporphyrin IX, has the peculiarity of absorbing in the visible region, and could then be applied in photodynamic therapy (PDT) for treatment of skin cancer, were studied. The mixture of compounds was incorporated into liquid crystal nanodispersions, cubic (DFC) and hexagonal (DFH) phases, and its penetration/permeation in vitro in an animal model skin was evaluated, as well as the photochemical behavior of the system, with regard to NO release, seeking a future application in PDT. The cytotoxic activity of the compounds alone and in combination was evaluated against the B16F10 and Melan-A cell lines, in the absence and in the presence of light. Binary and ternary phase diagrams were constructed, and from these, the formulations to be studied were chosen. These formulations were characterized by polarized light microscopy and X-ray diffraction and were evaluated for particle size and polydispersity index of nanodispersions obtained and their stability by turbidimetry. Also, the release of singlet oxygen and NO from the compounds in solution and incorporated in the formulations was discussed. An analytical method using high efficiency liquid chromatography was developed and validated for simultaneous quantification of compounds in the experiments. The release of compounds from formulations using cellulose acetate membrane was evaluated, and only the cyclam-NO could be detect. The study of the encapsulation efficiency showed that about 70% of the added amount of the compounds was incorporated in the DFC and approximately 80% in DFH. In vitro permeation and retention experiments of the compounds in pig ear skin were performed, showing a significant increase in the concentration of the compounds in the skin layers, compared to controls containing compounds in polyethylene glycol. The DFH promoted an increase in the concentration of PpIX in the stratum corneum (EC) of 2.6 times and in the epidermis + dermis without EC ([E + D]) of 3.4 times, and the cyclam-NO by 2.7 times for EC and 2.4 times in the [E + D]. DFC already increased by 1.6 times the amount of PpIX in EC and 1.9 times at the [E+D] and 4.6 times the amount of cyclam-NO in EC and 2.0 times in the [E + D]. The results may suggest that these systems are suitable for use as potential carriers for the association of cyclam-NO and PpIX for use in skin cancer PDT and that this association showed a synergistic effect, being more efficient than the use of only one of the compounds.

O basidiomiceto Cryptococcus neoformans é um fungo saprófita, com ampla distribuição geográfica, que é normalmente isolado de solos que contêm excretas de pombos e detritos vegetais. Apesar de saprófita, o fungo pode infectar e causar doença em uma grande variedade de hospedeiros animais, como mamíferos, aves e insetos. O número de casos de micoses graves, causadas por C. neoformans e por outros gêneros de fungos, tem aumentado em todo o mundo, principalmente devido ao aumento do número de indivíduos imunocomprometidos. Adicionalmente, a emergência de novas espécies de patógenos e a seleção de linhagens tolerantes aos antifúngicos comumente utilizados fazem com que o desenvolvimento de novas estratégias para o controle de fungos seja extremamente desejável. A inativação fotodinâmica de fungos é um método novo e promissor, que pode ser utilizado tanto para o controle de micoses (em animais e em vegetais), como para a eliminação de fungos do ambiente. A fotoinativação de fungos é baseada no uso de fotossensibilizadores que se acumulam ou que são preferencialmente metabolizados pelas células do microrganismo-alvo. A seguir, o fotossensibilizador é exposto à luz visível, que, na presença de oxigênio, inicia processos fotoquímicos que produzem uma série de espécies reativas de oxigênio capazes de matar as células fúngicas sem provocar danos significativos nos tecidos do hospedeiro. Neste trabalho, foram avaliadas as eficácias do azul de metileno (MB) (em solução e em nanoemulsão), da cloro-alumínio ftalocianina (em nanoemulsão) e do complexo nitrosilo de rutênio (em solução) como fotossensibilizadores para a fotoinativação de células melanizadas e não melanizadas de C. neoformans. C. neoformans foi suscetível à fotoinativação pela cloro-alumínio ftalocianina, com uma inativação próxima de 100% quando foi utilizada uma combinação apropriada da concentração do fotossensibilizador e da dose de luz. A completa fotoinativação do fungo pela ftalocianina, em condições compatíveis com a terapia fotodinâmica, abre a perspectiva da utilização desse fotossensibilizador para o tratamento de micoses causadas por C. neoformans. A fotoinativação pelo MB foi apenas parcial e não ocorreu fotoinativação pelo nitrosilo de rutênio. Nenhum dos fotossensibilizadores matou o fungo na ausência da luz. Também foram feitos experimentos para se verificar a influência do tempo de crescimento e da melanização na tolerância de C. neoformans à fotoinativação pelo MB. Houve diferença significativa na tolerância entre diferentes linhagens de C. neoformans. Para a maioria dos tratamentos [linhagens e tempo de crescimento (4, 6 ou 8 dias)], não houve diferença significativa entre a tolerância de células melanizadas e não melanizadas. Também não foi observada diferença na tolerância entre células com idade de 4 a 8 dias. / The basidiomycete Cryptococcus neoformans is a saprophytic worldwide fungus which is normally isolated from soils contaminated with pigeon excreta and plant detritus. Despite a saprophytic existence, the fungus can infect and cause disease in a wide variety of animal hosts such as mammals, birds and insects. Serious infections caused by C. neoformans and by other genera of fungi have emerged all over the world, primarily due to the increased numbers of immunocompromised individuals. Additionally, the emergence of new species and antimycotic-resistant strains of pathogenic fungi makes the development of new fungus-control techniques highly desirable. Photodynamic inactivation of fungi is a new and promising method that can be used to control localized mycoses or kill fungi in the environment. The photodynamic inactivation of fungi is based on the use of a photosensitizer that accumulates in, or preferentially is metabolized by, cells of the target microorganism. The photosensitizer is then exposed to visible light in the presence of oxygen, and this starts photochemical processes that produce a series of reactive oxygen species (ROS) capable of killing the fungal cells without causing significant damage to host tissues. We report here the efficacy of methylene blue (MB) (in solution and in nanoemulsion), chloroaluminum phthalocyanine (in nanoemulsion) and nitrosyl ruthenium complex (in solution) as photosensitizers in photoinactivation of melanized and nonmelanized Cryptococcus neoformans yeast cells. C. neoformans were susceptible to photoinactivation by chloroaluminum phthalocyanine with inactivation close to 100% when the appropriate combination of photosensitizer concentration and light-exposure dose was used. Photoinactivation by MB was only partial and nitrosyl ruthenium complex was ineffective. In the dark, neither photosensitizers inactivated the fungus. Complementary experiments were performed to estimate the effect of the age of the cells and of melanization in the fungus tolerance to photoinactivation by MB. There was a significative difference in the tolerance among strains of C. neoformans. For most of the treatments (strains and time of growth) there was no difference between the tolerance of melanized and nonmelanized cells. There was no difference in the tolerance among 4 to 8-day cells either.

Esta dissertação descreve os resultados obtidos no estudo da clivagem oxidativa de beta-hidróxi-éteres bicíclicos promovida por RuO4 catalítico visando à obtenção de ceto-lactonas de anel médio (9 e 10 membros). Um dos objetivos deste trabalho foi verificar o uso de solventes não clorados, uma vez que as condições clássicas para reações com RuO4 envolvem o uso de CCl4. Foram utilizados dois sistemas solventes: um homogêneo composto por MeCN e H2O (1:1) e um sistema bifásico composto por AcOEt/MeCN/H2O (2:2:3). Ambos os sistemas solventes mostraram-se viáveis para estas reações, levando a obtenção de ceto-lactonas de 9 e 10 membros em rendimentos moderados, mas inferiores aos rendimentos obtidos quando empregada a mistura CCl4/MeCN/H2O (2:2:3). Além disso, foi estudado o uso de Oxone como co-oxidante nas reações de clivagem oxidativa promovidas por RuO4, em substituição ao NaIO4 amplamente empregado nestas reações de oxidação. Contudo, o uso de Oxone levou a resultados insatisfatórios em comparação com aqueles obtidos com NaIO4. / This dissertation presents the results obtained during the study of oxidative cleavage of bicyclic beta-hydroxyethers promoted by catalytic RuO4 aiming at obtention of medium ring keto-lactones (9 and 10 members). One of the aims of this work was to verify the use of non chlorinated solvents since the classic conditions for the RuO4 reactions involve the use of CCl4. Two solvents systems were used: a homogeneous one composed of MeCN and H2O (1:1) and a biphasic one composed by AcOEt/MeCN/H2O (2:2:3). Both solvents systems were useful in these reactions, leading to 9 and 10 membered keto-lactones in moderate yields. However, the yields were lower than those observed when the mixture CCl4/MeCN/H2O (2:2:3) was employed. Moreover, the use of Oxone as co-oxidant in the reactions of oxidative cleavage promoted by RuO4 was investigated in replacement of NaIO4, widely employed in these oxidation reactions. However, the use of Oxone led to unsatisfactory results in comparison with those obtained with NaIO4.

Neste trabalho, os sistemas de eletrocatalisadores platina-rutênio (PtRu/C) e platina-estanho (PtSn/C) suportados em carbono de alta área superficial XC72R (Cabot) foram preparados pela redução química de precursores metálicos em solução usando o ácido cítrico como agente redutor. Os eletrocatalisadores foram preparados em diferentes valores de pH, com o objetivo de obter as condições de sínteses mais otimizadas para cada um dos sistemas preparados. O método otimizado mostrou-se eficiente na redução e ancoragem de todos os metais presente em solução, sendo possível preparar tanto catalisadores com baixos teores de segundo metal (razão atômica entre Pt:M = 90:10) quanto catalisadores com altos teores de segundo metal (Pt:M = 50:50). Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios X, difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão. A atividade frente a eletro-oxidação de metanol e etanol foi avaliada através de voltametria cíclica e cronoamperometria em célula eletroquímica. Para os catalisadores com melhores desempenhos eletroquímicos foram realizados experimentos em célula a combustível unitária alimentada diretamente por metanol ou etanol. O desempenho dos eletrocatalisadores preparados foi comparado com o desempenho dos eletrocatalisadores comerciais Pt50Ru50/C e Pt75Sn25/C da linha HP (High Performance) fornecidos pela E-TEK, considerados como referência nos estudos frente a eletro-oxidação de alcoóis. Para eletro-oxidação do metanol foram obtidos eletrocatalisadores com desempenho comparável ao E-TEK e para eletro-oxidação de etanol foram obtidos eletrocalisadores com desempenho superior aos catalisadores E-TEK. / In this work, platinum ruthenium (PtRu/C) and platinum tin (PtSn/C) electrocatalysts were prepared by a chemical reduction process using citric acid as reducing agent and high surface area Vulcan Carbon XC72R (Cabot) as supports. The PtRu/C and PtSn/C catalysts were characterized by energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The electro-oxidation of methanol and ethanol were studied at room temperature by cyclic voltammetry and chronoamperometry. Single fuel cell experiments were carried at 90 °C and the performance of the homemade electrocatalysts prepared by citric acid method in optimized conditions were compared with commercial Pt50Ru50/C and Pt75Sn25/C E-TEK HP (High Performance) catalysts. For methanols electro-oxidation electrocatalysts with comparable E-TEKs catalysts performance were obtained and for ethanols electro-oxidation electrocatalysts with superior performance than E-TEKs electrocatalysts were obtained.

Neste trabalho foi estudada a atividade eletrocatalítica dos eletrocatalisadores nanoestruturados de Ru, Ir, Hf ou La suportados em carbono Printex 6L frente à Reação de Redução de Oxigênio (RRO) em meio ácido. Inicialmente analisou-se a influência do Método de Impregnação e dos Precursores Poliméricos (MPP), também conhecido como Pechini para os eletrocatalisadores RuO2/C e IrO2/C. Ficou evidente neste estudo, que os materiais obtidos pelo MPP apresentaram uma maior eficiência de corrente para a eletrogeração de H2O2 quando comparado ao método da Impregnação. Na etapa seguinte, os eletrocatalisadores HfO2/C e LaONO3/C foram preparados apenas pelo MPP. As propriedades estruturais, morfológicas e de superfície foram investigadas por meio das técnicas de caracterização DRX, FRX, MET, XPS e TG. De acordo com os dados de DRX e MET, verificou-se que o método de incorporação do metal no carbono Printex 6L favoreceu a formação dos óxidos nanoestruturados. Ademais, foi verificado que os eletrocatalisadores obtidos pelo método de Pechini apresentam menores tamanho de cristalitos (1 a 5 nm), melhor distribuição dos óxidos sobre a matriz de carbono (menos aglomerados) e menores tamanhos de partículas. O comportamento eletroquímico dos eletrocatalisadores foi avaliado através das voltametrias lineares (curvas de polarização) obtidas pelo eletrodo de disco anel rotatório (RRDE). Os resultados obtidos pelas voltametrias lineares, cálculos de eficiência de corrente de H2O2 (H2O2 %), número total de elétrons trocados (nt) e de Koutecký-Levich mostraram que a incorporação dos eletrocatalisadores (Ru e Ir) no carbono Printex 6L obtidos por ambos os métodos de síntese influenciaram negativamente na eletrogeração de H2O2. Neste caso, os eletrocatalisadores de Ru e Ir apresentaram uma tendência ao mecanismo via 4 elétrons, ou seja, geração de H2O como produto final da RRO. Os resultados mostraram ainda que os eletrocatalisadores contendo maiores teores de Hf, apresentaram maiores eficiência de corrente para H2O2 quando comparado ao carbono Printex 6L, uma vez que o catalisador contendo 15 % de Hf apresentou valores de eficiência de corrente de H2O2 próximos a 80 % e número de elétrons de 2,4. Além disso, foi observado também um deslocamento no potencial de aproximadamente 200 mV para valores mais positivos, o que significa um menor consumo energético em termos de eletrogeração de H2O2. Para os eletrocatalisadores à base de La, a amostra contendo 7% apresentou uma melhor eficiência de corrente de H2O2, com valores próximos a 87% e número de elétrons de 2,3, além de um deslocamento do potencial de aproximadamente 250 mV para valores mais positivos. Pode-se inferir então, que os eletrocatalisadores de Hf e La obtidos pelo método de Pechini são promissores para utilização em Eletrodos de Difusão Gasosa (EDG) visando a eletrogeração in situ de H2O2, visto que apresentam uma tendência a mecanismo via 2 elétrons. / In the present work, the electrocatalytic activity of nanostructured electrocatalysts based on Ru, Ir, Hf or La supported in Printex L6 front of Oxygen Reduction Reaction (ORR) in an acid medium were studied. Initially, the influence of impregnation methods and polymeric precursors (MPP), also known as Pechini for the electrocatalysts RuO2/C and IrO2/C, was analyzed. It was evidenced in this study, that the materials obtained by MPP presented bigger efficiency for H2O2 electrogeneration when compared to the impregnation method. In the following stage, the electrocatalysts HfO2/C and LaONO3/C were prepared only by MPP. The structural properties and surface morphology were investigated by means of the characterization techniques DRX, FRX, TEM, XPS and TG. According to the XRD and TEM data, it was found that the method of metal incorporation in Printex 6L carbon promoted the formation of nanostructured oxides. Moreover, it was verified that the electrocatalysts obtained by Pechini\'s method presented smaller crystallite size (1 to 5 nm), better distribution of the oxides on the carbon matrix (fewer clusters) and smaller particle sizes. The electrochemical behavior of the electrocatalysts were evaluated by linear voltammetry (polarization curves) obtained by rotating ring-disk electrode (RRDE). The results obtained by linear voltammetry, calculations of current efficiency of H2O2 (H2O2 %), total number of exchanged electrons (nt) and of Koutecký-Levich showed that the incorporation of the electrocatalysts (Ru and Ir) in Printex 6L carbon obtained by both methods of synthesis influenced negatively on the electrogeneration of H2O2. In that case, the Ru and Ir electrocatalysts showed a tendency to a 4 electrons mechanism, that is, generation of H2O as final product of the ORR. The results also showed that the electrocatalysts containing higher Hf content, presented higher current efficiency for H2O2 when compared to carbon Printex L6, since that the catalyst containing 15% of Hf presented values of current efficiency for H2O2 around 80% and number of electrons of 2.4. Furthermore, a potential displacement for positive values of approximately 200 mV was also observed which means lower energy consumption in terms of H2O2 electrogeneration. For the La based electrocatalysts, the sample containing 7% showed better current efficiency for H2O2, with values near 87% and number of electrons of 2.3, besides a potential displacement of approximately 250 mV for more values positive. It can be inferred that the Hf and La electrocatalysts obtained by Pechini\'s method are promising for use in Gas Diffusion Electrodes (GDE) aiming in situ electrogeneration of H2O2, since they exhibit a tendency to a mechanism via 2 electrons.

Neste trabalho foram realizados estudos eletroquímicos com complexos de rutênio do tipo trans-[Ru(NH3)4L1L2]n+, aos quais se coordenam ligantes apropriados visando à modelagem de estruturas capazes de atuar como \"captadoras\" de NO. A síntese e caracterização desses complexos foram feitas pelo grupo de pesquisa do Professor Dr. Douglas Wagner Franco, IQSC-USP. Estes complexos foram adequadamente imobilizados em eletrodos e microeletrodos de ouro com filme de óxido de molibdênio. Com isso, foi desenvolvido um sensor eletroquímico para NO em solução aquosa de tampão fosfato, simulando o pH fisiológico (pH ˜7,4). Os eletrodos modificados foram empregados na quantificação de NO em amostras de albumina bovina com peroxidonitrito na presença de tempo, verificando-se a produção de NO nesse meio. Essas amostras foram fornecidas pela Professora Dra Ohara Augusto, IQ-USP São Paulo. Os estudos referentes os complexos de rutênio visaram principalmente à determinação da velocidade de liberação do NO desses complexos, através do mecanismo EC. Para isso, utilizaram-se duas técnicas eletroquímicas, cronoamperometria de duplo degrau de potencial e voltametria com eletrodo rotativo de disco-anel. Além dos complexos coordenados com o ligante NO foram estudados complexos coordenados com o ligante sulfato. Os resultados obtidos pelas duas técnicas eletroquímicas foram concordantes, e estavam de acordo com o esperado, mediante aos estudos prévios realizados pelo grupo do Professor Dr. Douglas Wagner Franco. As constantes de velocidades encontradas situaram-se - na faixa de 10 a 10-3 s-1. Essas variações estão relacionadas com as propriedades químicas de cada ligante. Outro estudo eletroquímico realizado com a molécula de óxido nítrico em solução de tampão fosfato (pH ˜7,4) foi feito no intuito de determinar a concentração exata de uma solução saturada de NO. Para isso, utilizou-se a técnica de cronamperometria, com eletrodo de trabalho um microeletrodo de platina de raio igual a 25 µm. A concentração da solução saturada de NO, foi de (2,1 ± 0,3) mmolL-1. Os resultados da concentração foram confirmados pelo método clássico titulação volumétrica, no qual obteve-se o valor da concentração de (1,95 ± 0,02) mmolL-1. Esses resultados estão de acordo com resultados descritos na literatura. / The trans-[Ru(NH3)4NOL]3+ (L = 4-NH2py, Him, L-hist, 4-pic, py, 4-Clpy, nia, isn, 4-CNpy and pz) complexes were eletrochemically investigated by using double potencial step chronoamperometry and rotating ring-disc electrode voltammetry. Values for the rate of NO substitution by water molecule ranged from 0.02 s-1 (4-pic) to 0.34 s-1 (pz) at 25ºC. Gold surfaces were modified with an electrochemically deposited layer of non-stoichiometric molybdenum oxides. At these surfaces, trans-[Ru(III)(NH3)4(4pic)SO4]+ complex was incorporated in a controlled way by cycling consecutively the potential in the range +0.50 to -0.25 V at pH ˜ 3. Very reproducible voltammetric curves corresponding to the electrochemical process of the ruthenium complex were obtained, confirming the immobilisation of the material into the molybdenum oxide film. The anodic oxidation of nitric oxide at physiological pH ˜7.4 in phosphate buffer was investigated at the modified electrode containing the molybdenum oxide + trans-[Ru(III)(NH3)4(4pic)SO4]+ complex and an enhancement in the current response was observed compared to the signal at a bare electrode. The rate for NO electrochemical oxidation was dependent on the amount of catalytic ruthenium sites dispersed into the molybdenum oxide film, suggesting the participation of the metallic ion in an out-sphere mechanism. A linear relationship between current signals measured by square wave voltammetry and NO concentration was obtained in the 0 to 10 µM range. The applicability of the modified electrode as a sensor for real-time NO monitoring was also demonstrated.

Uma das principais fronteiras de desenvolvimento em catálise heterogênea envolve o uso de suportes de carbono grafitizados como vetores para modificação da estrutura eletrônica de catalisadores em reações catalíticas. Neste contexto os nanotubos de carbono (CNTs) são promissores, permitem boa dispersão e estabilização de nanopartículas (NPs) devido morfologia, defeitos superficiais, curvatura e geometria oca que resultam em interações específicas com catalisadores. Os CNTs podem apresentar uma distribuição variada de diâmetros, com presença de defeitos (vacâncias, pentágonos), podem ser dopados, intercalados com espécies que afetam a densidade eletrônica das suas paredes que podem ser funcionalizadas com uma variedade de moléculas, apresentando novas propriedades que podem influenciar na atividade catalítica de NPs. Apesar do potencial os CNTs quando usados na forma de material particulado, estes podem apresentar problemas em aplicações catalíticas associadas à sua aglomeração afetando a dispersão das NPs e principalmente suas propriedades eletrônicas, além de problemas de filtragem, contaminação dos produtos reacionais e limitações de fluxo. Uma alternativa para explorar os CNTs em catálise heterogênea são os materiais micrométricos com superfície nanoestruturada, baseado em CNTs, que constitui um material compósito cujas propriedades dependem da natureza dos CNTs e do substrato. Nesses compósitos, várias das propriedades dos CNTs podem ser mantidas, porém com uma aglomeração fixa, moldada pela superfície do material micrométrico que podem ser facilmente removidos do meio reacional e também usados em colunas sem comprometimento do fluxo. Neste trabalho foi desenvolvido um suporte catalítico baseado em carvão ativado (AC) e CNTs resultantes da decomposição catalítica de etanol constituindo um compósito micro-nanoestruturado (CNT/AC). Sobre o compósito foram suportadas NPs metálicas de rutênio preparadas por microemulsão com diferentes teores de rutênio. O comportamento catalítico deste novo material catalítico foi investigado frente as reações de oxidação do álcool benzílico e hidrogenação do cinamaldeído. Os resultados dos ensaios catalíticos quando foi utilizado o catalisador baseado em CNTs com um teor de rutênio de 3,2% foram comparados com um catalisador comercial contendo um teor de 5% de rutênio, se mostraram positivos para a reação de oxidação do álcool benzílico apresentando elevada conversão e seletividade para um carregamento de rutênio inferior ao catalisador comercial, com conversão superior a 99% e seletividade para benzaldeído de 100%, enquanto o comercial apresentou conversão de 91% e seletividade também de 100%. Na reação de hidrogenação do cinamaldeído utilizando o catalisador desenvolvido com um teor de 2% de rutênio, observou-se uma conversão de 45% com seletividade distribuída entre hidrocinamaldeído (25%), álcool hidrocinâmico (18%) e álcool cinâmico (2%). Quando se utilizou o catalisador comercial com teor de 5% de rutênio a conversão do cinamaldeído foi de 43% e seletividade para hidrocinamaldeído (37%), álcool hidrocinâmico (3,4%) e álcool cinâmico (3,3%). O catalisador micro-nanoestruturado contendo um carregamento de 1,3% de rutênio foi caracterizado por espectroscopia Raman que indicou a presença das bandas de segunda ordem na faixa de 2500-3200 cm-1 devido a presença dos CNTs, que após a incorporação das NPs de rutênio apresentou um deslocamento da banda G localizada em 1580 cm-1 em cerca de 2 eV, indicando um processo de transferência de carga entre as NPs e os CNTs. Os resultados de absorção de N2 indicou natureza mesoporosa dos catalisadores baseados em CNTs e os teores de rutênio contidos nas amostras destes catalisadores foram medidos por espectroscopia de absorção atômica e apresentaram uma proporção em massa de 1,3; 2,3 e 3,2% de rutênio em relação ao compósito, dados estes confirmados por espectroscopia de energia dispersiva quando utilizada para mapear a composição química do catalisador. Em conclusão, o compósito micro-nanoestruturado desenvolvido neste estudo apresenta um grande potencial para aplicações catalíticas, pois em testes de reciclagem, o catalisador apresentou baixa lixiviação das NPs e baixo desprendimento de CNTs do substrato apresentando desta forma boa estabilidade, além de apresentar uma excelente atividade catalítica na conversão do álcool benzílico acima de 95% após 4 ciclos catalíticos sucessivos e principalmente a seletividade máxima ao benzaldeído. / One of the main frontiers in the development of heterogeneous catalysis involves the use of graphitized carbon supports as vectors for the modification of the electronic structure of the catalysts utilized in catalytic reactions. In this sense, carbon nanotubes (CNTs) are promising materials because their morphology, surface defects, curvature, and hollow geometry allow for good dispersion and stabilization of nanoparticles (NPs), which culminates in specific interactions. CNTs can have a wide distribution of diameters, with the presence of defects (vacancies, pentagons) for this reason, they can be doped and then interspersed with species that affect the electron density of their walls, which can be functionalized with a variety of molecules. As a result, new properties that influence the catalytic activity of NPs arise. Despite their potential application, use of CNTs as particulate matter. This is because can propose problems to their application, due to their agglomeration. This is because the dispersion of NPs and their electronic properties can be affected, and problems contamination of the reaction, and flow limitations appear. An alternative for the use of CNTs in heterogeneous catalysis is the utilization of CNT-based materials with micrometric nanostructured surface. These are composite materials whose properties depend on the nature of the CNTs and the substrate. Various of the properties of CNTs can be maintained in composites, such as fixed clustering, shape of the surface of the micrometric material, which can be easily removed from the reaction medium and used in columns without compromising the flow. This work was based on a catalytic activated carbon (AC) support and CNTs, resulting from the catalytic decomposition of ethanol, which resulted in a micronanostructured composite (CNT/AC). Ruthenium metal NPs prepared by microemulsion and containing different amounts of ruthenium were supported onto the CNT/AC composite. The catalytic behavior of this new material was investigated for the oxidation of benzyl alcohol and hydrogenation of cinnamaldehyde. The obtained results were compared with those achieved with a commercial catalyst. Positive results were obtained for the oxidation of benzyl alcohol, with high substrate conversion and product selectivity having been achieved for a lower ruthenium load than the one present in the commercial catalyst (99% conversion and selectivity of 100 %. toward benzaldehyde. As for the hydrogenation of cinnamaldehyde, 45%, hydrocinnamaldehyde, hydrocinnamyl alcohol and cinnamyl alcohol, selectivities of 25, 18, and 2%, respectively. The micronanostructured catalyst was characterized by Raman spectroscopy, which indicated the presence of second-order bands in the range of 2500-3200 cm-1, due to the presence of CNTs. After incorporation of the ruthenium NPs, there was a shift in the G band located at 1580 cm-1 of about 2 eV, indicating a charge transfer process between the NPs and the CNTs. The results from N2 absorption indicated the mesoporous nature of the catalyst. The concentration of ruthenium catalysts present in the samples was measured by atomic absorption spectrometry. Ruthenium mass ratios of 1.3, 2.3, and 3.2% in relation to the composite, were detected. The composites were tested in various reuses experiments. There was low lixiviation of the NPs and low detachment of CNTs from the substrate. These data were confirmed by energy dispersive spectroscopy, which was used for mapping the chemical composition of the catalyst. In conclusion, the composite developed in this study has great potential for catalytic investigations, since the interaction between the carbon composite and the NPs was effective, and the catalytic activity was maintained for several cycles.

São apresentados nesta tese os resultados dos estudos visando a síntese total assimétrica do populeno D, um produto natural extraído do troco da árvore Thespesia populnea. A proposta sintética era obter a molécula alvo em 14 etapas, entretanto, não foi possível finalizar a síntese. Foi obtido o último intermediário da síntese em 13 etapas em um rendimento global de 8%, a partir do L-lactato de etila, comercialmente disponível. A rota sintética proposta tem como etapa chave uma reação de ciclização de Prins catalisada por iodo molecular. Tal metodologia foi utilizada para sintetizar quatro análogos do populeno D, compostos inéditos que foram caracterizados e enviados para ensaios de atividade biológica. Dois destes quatro compostos apresentaram bons resultados contra linhagens celulares do ovário com fenótipo de resistência a múltiplos fármacos. Apresenta-se também uma metodologia de meta-alquilação de N-aril-2- aminopirimidinas com haletos secundários catalisada por rutênio. No total, foram obtidos vinte compostos inéditos que foram completamente caracterizados. / Studies aiming the asymmetric total synthesis of populene D are presented in this thesis. Populene D is a natural product extracted from Thespesia populnea tree trunk. Synthetic proposal for the target molecule comprised 14 steps, however, total synthesis was not achieved. Last intermediate of the proposed route was obtained, in 13 steps and 8% global yield, starting from commercially available ethyl L-lactate. An iodine-catalyzed Prins cyclization reaction is the key step of proposed synthesis. This methodology was applied to synthesize four analogues of populene D, all unknown compounds which were fully characterized, and submitted to biological activity tests. Among these four compounds, two of them have shown good results against ovary cell lines with with multidrug resistance phenotype. A new protocol of ruthenium-catalyzed site-selective alkylation of N-aryl-2- aminopyrimidines is also presented in this thesis. 20 unknown compounds were obtained using this protocol and they were fully characterized as well.

São apresentados nesta tese os resultados dos estudos visando a síntese total assimétrica do populeno D, um produto natural extraído do troco da árvore Thespesia populnea. A proposta sintética era obter a molécula alvo em 14 etapas, entretanto, não foi possível finalizar a síntese. Foi obtido o último intermediário da síntese em 13 etapas em um rendimento global de 8%, a partir do L-lactato de etila, comercialmente disponível. A rota sintética proposta tem como etapa chave uma reação de ciclização de Prins catalisada por iodo molecular. Tal metodologia foi utilizada para sintetizar quatro análogos do populeno D, compostos inéditos que foram caracterizados e enviados para ensaios de atividade biológica. Dois destes quatro compostos apresentaram bons resultados contra linhagens celulares do ovário com fenótipo de resistência a múltiplos fármacos. Apresenta-se também uma metodologia de meta-alquilação de N-aril-2- aminopirimidinas com haletos secundários catalisada por rutênio. No total, foram obtidos vinte compostos inéditos que foram completamente caracterizados. / Studies aiming the asymmetric total synthesis of populene D are presented in this thesis. Populene D is a natural product extracted from Thespesia populnea tree trunk. Synthetic proposal for the target molecule comprised 14 steps, however, total synthesis was not achieved. Last intermediate of the proposed route was obtained, in 13 steps and 8% global yield, starting from commercially available ethyl L-lactate. An iodine-catalyzed Prins cyclization reaction is the key step of proposed synthesis. This methodology was applied to synthesize four analogues of populene D, all unknown compounds which were fully characterized, and submitted to biological activity tests. Among these four compounds, two of them have shown good results against ovary cell lines with with multidrug resistance phenotype. A new protocol of ruthenium-catalyzed site-selective alkylation of N-aryl-2- aminopyrimidines is also presented in this thesis. 20 unknown compounds were obtained using this protocol and they were fully characterized as well.