Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340706.pdf: 2847985 bytes, checksum: 4310e2ace87de0ad50b1b82517f73eff (MD5) Previous issue date: 2016 / O presente trabalho reporta as reações de desfosforilação dos triésteres dietil 2,4-dinitrofenil fosfato (DEDNPP) e dimetil 4-nitrofenil fosfato (Paraoxon metílico) pela oxima 2-hidróxi-N-fenilacetamida (8), pralidoxima (2-PAM), diacetilmonoxima (DAM) e dimetilglioxima (DMG) em meio aquoso e meio micelar catiônico, utilizando-se o surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) como agente tensoativo. Um aumento de cerca de 10 milhões de vezes para a desfosforilação do DEDNPP e Paraoxon foi obtido na presença da oxima (8) em meio aquoso, em comparação com a reação dos triésteres somente em água, e seus principais produtos de reação foram identificados por meio de diferentes técnicas. Além disso, as micelas de CTAB facilitam o encontro dos reagentes e promovem um aumento significativo da velocidade de reação, devido principalmente ao seu caráter hidrofóbico em conjunto com o efeito eletrostático entre a interface catiônica micelar e o ânion oximato. As constantes de velocidade e de ligação entre os reagentes e a micela foram determinadas com êxito por meio do modelo da pseudofase e troca iônica, elucidando os conhecimentos dos efeitos hidrofóbicos e eletrostáticos no planejamento de nanoreatores para a efetiva decomposição de compostos organofosforados tóxicos na presença de alfa-nucleófilos, assim como na elaboração de novos antídotos contra a intoxicação por agentes neurotóxicos.<br> / Abstract: The present work reports the dephosphorylation reactions of the triesters diethyl 2,4-dinitrophenyl phosphate (DEDNPP) and dimethyl 4-nitrophenyl phosphate (methyl Paraoxon) by the oxime 2-hydroxyimino-N-phenylacetamide (8), pralidoxime (2-PAM), diacetylmonoxime (DAM), dimethylglyoxime (DMG) in aqueous and cationic micellar media, using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a surfactant. A rate enhancement of 10 million-fold in the dephosphorylation of DEDNPP and Paraoxon was obtained in the presence of the oxime (8) in aqueous medium, in comparison to the spontaneous hydrolysis of the triesters, and the key products of the reactions were identified by various techniques. Besides, the micelles of CTAB show to facilitate the encounter of the reactants and promote a significant rate enhancement of the reactions, due to their hydrophobic characters in addition to the electrostatic effect between the cationic surfactant and the anionic oximate. The reactions rate and binding constants of the reactants in the micelle were obtained using the pseudophase and ionic exchange model, enlightening the exploitation of hydrophobic and electrostatic effects in the planning of nanoreactors for the effective decomposition of organophosphates by alpha-nucleophiles, as well as into the development of more generally applicable antidotes for human poisoning by neurotoxic agents.

O presente trabalho teve como objetivo a purificação da enzima glicose-6-fosfato desidrogenase pela tecnologia de extração líquido-líquido em Sistemas Micelares de Duas Fases Aquosas (SMDFA). Estes sistemas são constituídos por soluções de tensoativos contendo micelas e oferecem ambientes hidrofóbico e hidrofílico, o que possibilita seletividade na partição da enzima de acordo com sua hidrofobicidade e proporciona um ambiente ameno às biomoléculas. Foram estudados alguns dos fatores que influenciam a partição da G6PD, como: tipo e concentração de diferentes agentes tensoativos não-iônicos (C10E4 e Triton X-114), temperatura e adição de ligantes de afinidade (cibacron blue e procion red) e o efeito da adição dos sais sulfato de amônio ((NH4)2SO4) e sulfato de sódio (Na2SO4). Estudou-se ainda a síntese do tensoativo de afinidade TX-114-Blue. Em todos os ensaios a enzima foi recuperada preferencialmente na fase diluída, pobre em micelas, tanto em sistema Triton X-114/tampão como para C10E4/tampão, no qual existe maior volume disponível, resultando em valores de KG6PD inferiores a 1. A utilização dos ligantes de afinidade na partição da G6PD nos sistemas descritos proporcionou um pequeno aumento nos valores de KG6PD da enzima, porém com valores inferiores a 1. Os sistemas Triton X-114/Sal não influenciaram a partição da enzima para a fase micelar, apesar da existência da diferença de potencial eletrostático entre as fases destes sistemas. O efeito desempenhado pelo volume de exclusão foi dominante em todos os sistemas estudados e, portanto, a enzima foi predominantemente excluída para a fase aquosa, pobre em micelas. A tecnologia por SMDFA para a purificação do homogeneizado celular de Saccharomyces cerevisiae demonstrou ser eficiente em recuperar a biomolécula alvo na fase aquosa, pobre em micelas, permitindo separar da presença de biomoléculas ou mesmo de contaminantes com caráter hidrofóbico. Dessa forma, o SMDFA pode ser empregado como uma possível etapa de purificação num processo biotecnológico. / In this work, the use of two-phase micellar system was studied aiming at the purification of the enzyme glucose-6-phosphate dehydrogenase. Usually, these systems are constituted of micellar surfactants solutions and offer both hydrophobic and hydrophilic environments, providing selectivity to the enzyme partitioning according to its hydrophobicity. Some of the factors influencing the G6PD partition in micellar systems were studied, such as: type and concentration of nonionic surfactant agents (C10E4 and Triton X-114), temperature, addition of affinity ligands (Cibacron Blue and Procion Red) and the addition of the salts ammonium sulfate ((NH4)2SO4) and sodium sulfate (Na2SO4). The synthesis of the affinity surfactant TX-114-Blue was also studied. In all the assays the experiments, G6PD partitioned preferentialy to dilute, micelle-poor phase, in which there is a higher volume available for the enzyme to be, resulting in KG6PD values lower than 1. The use of affinity ligands in G6PD partitioning in both C10E4 and Triton X-114 systems provided some increase in the KG6PD, however with values still lower than 1. Employing a methodology previously described in the literature with some alterations, it was not possible to obtain the affinity surfactant TX-114-Blue. The systems Triton X-114/salt have not shown a significant influence on the enzyme partition to the micelle-rich phase, in spite of the existence of an electrostatic potential difference between the phases of the systems. The excluded-volume effect was dominant in all the systems studied and, therefore, the enzyme predominantly excluded to the dilute, micelle-poor phase. The use of Triton X-114 two-phase aqueous micellar systems to the purification of the Saccharomyces cerevisiae cell homogenate was found to be efficient in the recovery of G6PD in the dilute, micelle-poor phase, partially separating this target molecule from other proteins and contaminants of hydrophobic character. Therefore, aqueous two-phase micellar systems can be considered useful as a possible purification stage in a biotechnology process.

Foram sintetizadas duas novas séries de tensoativos de açúcar derivados da 2-D-glucosamina: os metil 2-acilamido-2-deóxi-6-O-sulfonato-D-glucopiranosídeos de sódio (aniônicos) e os cloretos de metil 2-acilamido-2,6-dideóxi-6-trimetilamônio-D-glucopiranosídeos (catiônicos). Os tensoativos aniônicos foram obtidos pela acilação da 2-D-glucosamina com cloretos de acila (com 8, 12 e 16 carbonos), seguida pela metilação desses derivados com metanol em meio ácido, e posterior sulfatação dos metil glucosídeos com complexo trióxido de enxofre-piridina. Os tensoativos catiônicos foram obtidos pela tosilação dos metil glucosídeos, seguida pela quaternização com trimetilamina e troca do contra-íon tosilato por cloreto com resina de troca-iônica. Esses tensoativos apresentaram c.m.c. similares a de outros tensoativos iônicos de cadeia hidrofóbica de igual comprimento, mas energias livres de transferência do grupo polar para a micela muito mais favoráveis. Esse fato foi atribuído à formação de ligações de hidrogênio entre os grupos polares do tensoativo na micela, e à hidrofobicidade do açúcar. As micelas formadas apresentaram números de agregação maiores que os obtidos para outros tensoativos, provavelmente devido às interações atrativas entre os grupos polares. / Two new sugar-based surfactant series were synthesized from 2-D-glucosamine: sodium methyl 2-acylamido-2-deoxi-6-O-sulfonate-D-glucopyranosides (anionic) and methyl 2-acylamido-2,6-dideoxi-6-trimethylamonium-D-glucopyranoside chlorides (cationic). The anionic surfactants were obtained by the acylation of 2-D-glucosamine with acyl chlorides (with 8, 12 and 16 carbons), followed by the methylation of these derivatives with methanol in acidic media, and the sulfation of the methyl glucosides with sulfur trioxide-pyridine complex. The cationic surfactants were obtained by the tosylation of methyl glucosides followed by the quaternization with trimethylamine and exchange of the tosylate contra-ion with chloride ions on an ion exchange resin. These surfactants showed c.m.c. similar to other ionic surfactants with equal hydrophobic chain lengths, but more favorable free energies of transfer of the polar head to the micelle. This fact is attributed to hydrogen bonding between the head groups of the surfactant in the micelle, and the hydrophobicity of the sugar moiety. The micelles of these surfactants showed aggregation numbers larger than those obtained for other surfactants, problably because of head-group attractive interactions.

O presente trabalho teve como objetivo a purificação da enzima glicose-6-fosfato desidrogenase pela tecnologia de extração líquido-líquido em Sistemas Micelares de Duas Fases Aquosas (SMDFA). Estes sistemas são constituídos por soluções de tensoativos contendo micelas e oferecem ambientes hidrofóbico e hidrofílico, o que possibilita seletividade na partição da enzima de acordo com sua hidrofobicidade e proporciona um ambiente ameno às biomoléculas. Foram estudados alguns dos fatores que influenciam a partição da G6PD, como: tipo e concentração de diferentes agentes tensoativos não-iônicos (C10E4 e Triton X-114), temperatura e adição de ligantes de afinidade (cibacron blue e procion red) e o efeito da adição dos sais sulfato de amônio ((NH4)2SO4) e sulfato de sódio (Na2SO4). Estudou-se ainda a síntese do tensoativo de afinidade TX-114-Blue. Em todos os ensaios a enzima foi recuperada preferencialmente na fase diluída, pobre em micelas, tanto em sistema Triton X-114/tampão como para C10E4/tampão, no qual existe maior volume disponível, resultando em valores de KG6PD inferiores a 1. A utilização dos ligantes de afinidade na partição da G6PD nos sistemas descritos proporcionou um pequeno aumento nos valores de KG6PD da enzima, porém com valores inferiores a 1. Os sistemas Triton X-114/Sal não influenciaram a partição da enzima para a fase micelar, apesar da existência da diferença de potencial eletrostático entre as fases destes sistemas. O efeito desempenhado pelo volume de exclusão foi dominante em todos os sistemas estudados e, portanto, a enzima foi predominantemente excluída para a fase aquosa, pobre em micelas. A tecnologia por SMDFA para a purificação do homogeneizado celular de Saccharomyces cerevisiae demonstrou ser eficiente em recuperar a biomolécula alvo na fase aquosa, pobre em micelas, permitindo separar da presença de biomoléculas ou mesmo de contaminantes com caráter hidrofóbico. Dessa forma, o SMDFA pode ser empregado como uma possível etapa de purificação num processo biotecnológico. / In this work, the use of two-phase micellar system was studied aiming at the purification of the enzyme glucose-6-phosphate dehydrogenase. Usually, these systems are constituted of micellar surfactants solutions and offer both hydrophobic and hydrophilic environments, providing selectivity to the enzyme partitioning according to its hydrophobicity. Some of the factors influencing the G6PD partition in micellar systems were studied, such as: type and concentration of nonionic surfactant agents (C10E4 and Triton X-114), temperature, addition of affinity ligands (Cibacron Blue and Procion Red) and the addition of the salts ammonium sulfate ((NH4)2SO4) and sodium sulfate (Na2SO4). The synthesis of the affinity surfactant TX-114-Blue was also studied. In all the assays the experiments, G6PD partitioned preferentialy to dilute, micelle-poor phase, in which there is a higher volume available for the enzyme to be, resulting in KG6PD values lower than 1. The use of affinity ligands in G6PD partitioning in both C10E4 and Triton X-114 systems provided some increase in the KG6PD, however with values still lower than 1. Employing a methodology previously described in the literature with some alterations, it was not possible to obtain the affinity surfactant TX-114-Blue. The systems Triton X-114/salt have not shown a significant influence on the enzyme partition to the micelle-rich phase, in spite of the existence of an electrostatic potential difference between the phases of the systems. The excluded-volume effect was dominant in all the systems studied and, therefore, the enzyme predominantly excluded to the dilute, micelle-poor phase. The use of Triton X-114 two-phase aqueous micellar systems to the purification of the Saccharomyces cerevisiae cell homogenate was found to be efficient in the recovery of G6PD in the dilute, micelle-poor phase, partially separating this target molecule from other proteins and contaminants of hydrophobic character. Therefore, aqueous two-phase micellar systems can be considered useful as a possible purification stage in a biotechnology process.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-08-01T21:41:20Z No. of bitstreams: 1 BrenoDaSilvaRocha_DISSERT.pdf: 2086264 bytes, checksum: fa82e0cc55c3f405896194aa6c95e3f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-08-03T20:16:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BrenoDaSilvaRocha_DISSERT.pdf: 2086264 bytes, checksum: fa82e0cc55c3f405896194aa6c95e3f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrenoDaSilvaRocha_DISSERT.pdf: 2086264 bytes, checksum: fa82e0cc55c3f405896194aa6c95e3f7 (MD5) Previous issue date: 2018-04-02 / O avanço nas tecnologias de fontes energéticas alternativas tem impulsionado a tradicional indústria do petróleo a otimizar seus custos mantendo o foco em saúde, meio ambiente e segurança. Devido as altas produções de água produzida nos campos maduros onshore, a redução de produtos químicos usados nesses tratamentos tem trazido grandes oportunidades financeiras para a indústria petroleira. Este estudo visa avaliar a sinergia entre um tratamento convencional realizado com polieletrólito a base de taninos associado a um tensoativo, propiciando o aproveitamento de uma matéria-prima local, para o tratamento de água produzida. Devido à instabilidade do efluente gerado, inicialmente foi desenvolvido um método para geração de uma emulsão óleo em água estável, com aproximadamente 50 mg/L de óleos e graxas. As análises das amostras foram realizadas baseado na metodologia de espectrometria de absorção molecular na região do visível, para isto, foi construída uma curva padrão usando solvente e petróleo. O teste de eficiência dos produtos químicos foi realizado através de jar-test com agitação controlada. Os testes utilizando polieletrólitos apresentaram resultados compatíveis com a literatura, onde um tratamento com 40 mg/L do tensoativo conseguiu extrair 81% e 85% do óleo dissolvido no efluente, conseguindo um atendimento pleno a legislação vigente. Para os testes realizados com o tensoativo, os resultados somente conseguiram chegar a este patamar de tratamento com 200 mg/L de matéria ativa, atingindo 86% de eficiência. Já para os testes combinando os dois produtos, foi observado que com apenas 20 mg/L do polieletrólito e 100 mg/L de tensoativo, os resultados já foram superiores aos resultados ótimos dos produtos isolados, apresentando uma eficiência de 92%. Durante os testes com os tensoativos foi observado uma maior formação de flocos e maior captura do óleo disperso. Foi verificada a dependência entre as variáveis testadas (concentração e eficiência) utilizando uma análise de variância (teste-F) com 95% de confiança. Com isso pode-se concluir que há uma sinergia no uso dos dois produtos e que, se aplicado, poderá trazer ganhos financeiros e ambientais para o processo devido à redução de matéria-prima vinda de outros estados em detrimento dos tensoativos de baixo custo fabricados na indústria local. / The ever-greater development of alternative energy sources in substitution to petroleum-derived fuels has forced this industry to optimize its costs, while keeping health, insurance and environment focus. Due to the high produced water rates in mature onshore fields, the reduction of chemicals while treating this residue provides important financial savings perspective to oil industry. The present study aims to evaluate the synergistic effect of the combined use of a conventional tanine based polyelectrolyte in association with a coconut oil derived surfactant, to better use locally available resources for produced water treatment. Due to produced water intrinsic instability, a method for producing stable oil in water emulsion (with ~50 mg/L of grease and oil content) was developed. Samples were subject molecular absorption analysis in visible region and compared to a standard built with solvent and oil. Chemical treatment’s efficiency were evaluated on jar-tests with controlled stirring basis’. Treatment with only polyelectrolyte presented results in good agreement with literature, where 40 mg/L were able to withdraw 81 and 85% of the oil content of the produced water residue, fully meeting law requirements. Treatment using only the coconut oil surfactant was able to achieve this level of treatment only with 200 mg/L of active matter, providing 86% efficiency. Combined polyelectrolyte and surfactant treatment managed to produce greater efficiency than isolated methods (92%) by using 20 mg/L of the polyelectrolyte and 100 mg/L of the surfactant. It was verified the dependency between tested variables (concentration and efficiency) by the use of deviation analysis (F-test) with 95% confidence. Therefore, it was possible to observe that the combined use of both products could lead to financial savings in produced water treatment while maintaining process sustainability and providing economic use for locally available low cost surfactants.

O propósito deste trabalho foi estudar a agregação do brometo (CTAB) e do hidrÓxido (CTAOH) de cetiltrimetilamÔnio em soluçÕes aquosas na presença de aditivos. O trabalho experimental foi realizado utilizando técnicas de tensiometria, viscosimetria e espectrofotometria. Especificamente foram estudados os quatro sistemas abaixo relacionados: a) HidrÓxido de CetiltrimetilamÔnio - Formamida - Água (CTAOH-F-H20) b) Brometo de CetiltrimetilamÔnio - N-MetilformamidaÁgua (CTAB-NMF-H20) c) Brometo de CetiltrimetilamÔnio - Brometo de Tetrametil A amonio (CTAB-TMAB-H 2 0) d) Brometo de CetiltrimetilamÔnio - Tris(hidrÓximetil)am! nometano- Água (CTAB-TRIS-H20). Os valores correspondentes de b..G 0m a 252C em água pura e nas mesmas fraçÕes molares de cossolvente acima citadas são, respectivamente: -4,13 kcal/mol, -2,54 kcal/mol, -1,12 kcal/mol e -0,12 kcal/mol. A entalpia de micelização variou de -0,76 kcal/mol em água pura a -1,15 kcal/mol (XF=0,803). Os resultados experimentais indicam que a N-metilformamida tem um efeito inibitório sobre a micelização do CTAB. Este efeito pode ser explicado em termos de interações entre a água e o cossolvente, formando pontes de hidrogênio e causando uma redução no efeito hidrofóbico. Os resultados experimentais mostram que a micelização do CTAOH ocorre sobre toda a faixa de soluções aquosas e em formamida pura, porém de forma menos espontânea do que na água pura. O decréscimo na CMC e na variação de energia livre de mi celização indicam que a agregação torna-se mais espontânea em função do eletrÓlito adicionado. A análise dos resultados experimentais, obtidos pelas três técnicas já mencionadas, sugere que as ml celas de CTAB mudam de esféricas para elipticas e formam, eventual mente, mesofases liquido-cristalinas em função do aditivo. / The purpose of this work was to study the aggregation of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and hydroxide (CTAOH) in aqueous solutions containing additives. The critical micellar concentration (CMC) was measured at 25 and 40ºC for all systems and some measurements were also performed at 32ºC for the CTAOH-F-H2o and CTAB-NMF-H 2 0 solutions. The experimental results indicate that N-methylformamide has an inhibitory effect on the micellization of CTAB. The in hibition can be explained in terms of interactions between water and the cossolvent, forming hydrogen bonds and causing a decrease in the hydrophobic effect. The experimental results show that micellization of CTAOH occurs over the entire range of solution and in pure formamide, but less spontaneously than in water. The decrease in CMC and the free energy of micellization indicates that the aggregation becomes more spontaneous as a func tion of added electrolyte. The analysis of the experimental results obtained by the · three methods suggest that the CTAB micelles change from spherical to elliptical and eventually form liquid crystalline mesophases as a function of additive.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:01:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327373.pdf: 1760570 bytes, checksum: 67abf413c56e20122ebb3db3d6889ff7 (MD5) Previous issue date: 2014 / O presente trabalho tem como objetivo principal estudar o tratamento da água produzida, oriunda da indústria de petróleo, para remoção de óleo e graxas por meio da tecnologia de membranas e uso de tensoativos. Com a crescente demanda por petróleo e seus derivados, é cada vez maior a produção de efluentes na indústria petroquímica. Esse efluente é indesejável e necessita de um gerenciamento adequado antes de sua disposição final, atendendo requisitos legais da legislação para seu descarte (CONAMA) ou ainda, requisitos técnicos para injeção dessa água tratada em poços de petróleo. Nesse trabalho foi avaliada a remoção de óleos e graxas no efluente sintético, o fluxo de filtração e a incrustação, se causada, na membrana. A membrana utilizada foi de ultrafiltração com massa molar de corte de 2 kDa, polimérica, fabricada pela Osmonics. Para as filtrações foram analisados três tipos de tensoativos, um aniônico, catiônico e não iônico, e a presença ou não de sal no efluente. Os maiores valores de fluxo ocorreram para a filtração com tensoativo aniônico e os menores valores para o catiônico. Com relação ao fluxo, ainda foi possível perceber que para os três casos, essa variável foi dependente da pressão. A maior polarização por concentração foi perceptível nos ensaios utilizando o surfactante aniônico, para os outros dois casos foi observado o fouling. Para o tensoativo catiônico, o fouling foi influenciado pela pressão, já para o tipo não iônico, nenhuma variável foi estatisticamente significativa nessa análise. Para ambos os tensoativos, o fouling teve valores elevados para a presença de sal e aumento da quantidade de tensoativo. A filtração com o tensoativo aniônico conduziu a percentuais de remoção do contaminante de 82% a 96%, para o catiônico foi de 87% a 95% e para o não iônico, os percentuais foram de 70% a 95%. As análises realizadas, incluindo análise de fluxo e incrustação, mostraram que o processo de membranas juntamente com o uso de tensoativos mostrou ser eficiente para a remoção do contaminante decano no efluente.<br> / Abstract : The work aims to study the treatment of produced water that comes from the oil industry, for removing oil and grease by means of membrane technology and the use of surfactants. With the increasing of demand for oil, it is increasing the production of effluents in the petrochemical industry. This effluent is undesirable and needs appropriate management before its final disposal, meeting legal requirements for its disposal legislation (CONAMA) or even technical requirements for this treated water injection in oil wells. In this study, we evaluated the removal of oils and greases in the synthetic effluent, flux filtration and fouling, caused the membrane. An ultrafiltration membrane was used with MWCO of 2 KD manufactured polymeric film, by Osmonic. For these filtrations there were analyzed three types of surfactants (anionic, cationic and nonionic), and presence or absence of salt in the effluent. The highest values for flux filtration occurred with anionic surfactant and lower values, for the cationic. With respect to the flux, it was still possible to see that for all three cases, this variable was dependent on the pressure. The highest values of concentration polarization in the tests were using anionic surfactant; for the other two cases, fouling was observed. For the cationic surfactant, the fouling was influenced by pressure; as for the non-ionic type, no variable was statistically significant in this analysis. For both surfactants, fouling had higher values for the presence of salt and increasing the amount of surfactant. Filtrations with the anionic surfactant lead to removal percentage 82%-96 %; for the cationic, from 87 to 95%; and for non-ionic, the percentages were from 70% to 95 %. All analyzes, including the analysis of flux and fouling process, have shown that the membranes technology, with the use of surfactants, is efficient for the removal of contaminant present in the effluent.

Submitted by Rayssa Zanatta (zanatta.rayssa@gmail.com) on 2017-01-20T11:01:00Z No. of bitstreams: 1 Rayssa Zanatta_tese final.pdf: 4306038 bytes, checksum: 1af4bc826fba07fc01cc2419f5a0c51d (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-01-24T16:33:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 zanatta_rf_dr_sjc.pdf: 4306038 bytes, checksum: 1af4bc826fba07fc01cc2419f5a0c51d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-24T16:33:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 zanatta_rf_dr_sjc.pdf: 4306038 bytes, checksum: 1af4bc826fba07fc01cc2419f5a0c51d (MD5) Previous issue date: 2016-12-08 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A erosão dental é um processo multifatorial que envolve a desmineralização do esmalte/dentina pela ação química de ácidos extrínsecos ou intrínsecos. A película adquirida é um filme, livre de bactérias, que cobre os dentes e atua como barreira de difusão ou membrana permeável seletiva, prevenindo o contato direto de ácidos com a superfície dos dentes. Os dentifrícios, normalmente usados no controle do biofilme bucal, possuem agentes tensoativos, que podem influenciar na adsorção de proteínas salivares, e atuar diretamente na formação da película adquirida e na liberação de fluoretos para o meio bucal. Assim, verificou-se a ação destes agentes na formação e proteção da película adquirida, sua interação com fluoreto de sódio (NaF) no esmalte, e consequentemente sua interferência na proteção contra a erosão dental. Foram testados três tensoativos (Lauril Sulfato de Sódio - LSS, Tween 20 – T20 e Cocoamidopropil Betaína - CAPB), em duas concentrações (1,0% e 1,5%). A água foi utilizada como controle negativo. Amostras de esmalte bovino foram submetidas a um modelo de des/remineralização com ácido cítrico durante 5 dias, imersão em saliva humana para formação de película adquirida e em soluções com os tensoativos testados, associados ou não ao NaF (275 ppm). A solução de NaF foi utilizada como controle positivo. A análise da energia de superfície do esmalte foi determinada por goniometria e a formação de película adquirida quantificada por espectroscopia (FTIR). A erosão inicial foi determinada por microdureza no primeiro dia (mensurada após o primeiro ácido, após o tratamento e após o segundo ácido) e a perda de estrutura de esmalte foi definida por perfilometria ao final de cinco dias de ciclo. Ainda, foi quantificado o flúor solúvel em KOH adsorvido na superfície do esmalte com eletrodo específico. Os resultados de goniometria mostraram que apenas o LSS e o CAPB em ambas concentrações diminuíram o ângulo de contato entre a água e o esmalte. Quanto à quantificação da formação de película, não foi possível verificar diferença significante entre os grupos testados. Com relação à erosão, os dados de dureza mostraram que os tensoativos, independente da concentração, não interferiram no reendurecimento do esmalte, porém o LSS a 1% e 1,5% interferiu no potencial de proteção do NaF, e o T20 a 1% e 1,5% e o CAPB a 1,5% protegeram o esmalte, porém não foram superiores ao efeito do NaF. Já a análise perfilometria mostrou que o T20 a 1% resultou em menores valores de perda que a 1,5%, e ainda que o CAPB 1% e 1,5% foi capaz de proteger comparado ao controle negativo, no entanto nenhum agente associado ao NaF protegeu mais do que o controle positivo. Os dados da concentração de flúor KOH-solúvel indicaram que os tensoativos reduziram a adsorção do CaF2 ao esmalte. Conclui-se que os tensoativos testados reduziram o ângulo de contato da água com o esmalte (exceção do T20). O LSS reduziu o potencial protetor do NaF e da película na erosão inicial e nenhum agente testado interferiu na capacidade protetora do NaF contra a progressão do desgaste erosivo. / Dental erosion can be defined as a multifactorial process that induces tooth dissolution by intrinsic or extrinsic acids. Acquired pellicle is a film, free from bacteria, that covers all tooth tissues, and acts as a selective membrane that prevents direct contact of the acids with enamel/dentin surface. Dentifrices, frequently used in the biofilm control, have some constituents, such as surfactant agents, which influence on the adsorption of salivary proteins, and may directly affect the formation of salivary pellicle and the fluoride release on oral environment. Thus, it was verified the influence of surfactants over the protective effect of the acquired pellicle, and on the interaction of fluoride with enamel. Three different surfactants were tested (Sodium Lauryl Sulphate - SLS, Tween 20 – T20 and Cocoamidopropyl Betaine - CAPB), in 2 different concentrations (1.0% and 1.5%). Water was used as negative control. Bovine enamel samples were selected and submitted to an in vitro des/remineralization model with citric acid during 5 days, immersion in human saliva for acquired pellicle formation and immersion in the surfactant solutions, associated or not with sodium fluoride (NaF – 275ppm). A NaF solution was used as positive control. The surface wettability was determined by contact angle between water and the enamel using a tensiometer, and the acquired enamel pellicle formation was assessed using a spectrophotometer (FTIR). Initial erosion was defined by microhardness at the first cycle day (measured after the first acid, after treatment and after the second acid), and the structure loss was determined by profilometry. The KOH-soluble fluoride was also quantified after the end of the cycle. The surface energy analysis showed that only SLS and CAPB in both concentrations decreased the contact angle between enamel and water. Regarding the proteins quantification, no differences were found between the groups. Concerning initial erosion, microhardness data showed that all surfactants, in both concentrations, did not interfered with enamel remineralization, but 1% and 1,5% SLS interfered on NaF protective effect. 1% and 1,5% T20 and 1,5%, CAPB despite presenting some protective effect against new acid challenge, did not promote the same protection as NaF. Profilometry results showed that the 1% T20 promoted lower surface loss than at 1.5%, while 1% and 1.5% CAPB protected enamel compared to negative control group. However, no agent associated with NaF showed higher protection than the positive control. KOH-soluble fluoride analysis showed that all surfactants reduced the CaF2 adsorption over enamel surface. It can be concluded that the surfactants tested reduced the enamel contact angle (except for T20). The SLS decreased the protective potential of NaF associated with the pellicle in initial erosion and no agent tested interfered with the protective effect of NaF on enamel erosive wear. / FAPESP: 2013/12069-5

O propósito deste trabalho foi estudar a agregação do brometo (CTAB) e do hidrÓxido (CTAOH) de cetiltrimetilamÔnio em soluçÕes aquosas na presença de aditivos. O trabalho experimental foi realizado utilizando técnicas de tensiometria, viscosimetria e espectrofotometria. Especificamente foram estudados os quatro sistemas abaixo relacionados: a) HidrÓxido de CetiltrimetilamÔnio - Formamida - Água (CTAOH-F-H20) b) Brometo de CetiltrimetilamÔnio - N-MetilformamidaÁgua (CTAB-NMF-H20) c) Brometo de CetiltrimetilamÔnio - Brometo de Tetrametil A amonio (CTAB-TMAB-H 2 0) d) Brometo de CetiltrimetilamÔnio - Tris(hidrÓximetil)am! nometano- Água (CTAB-TRIS-H20). Os valores correspondentes de b..G 0m a 252C em água pura e nas mesmas fraçÕes molares de cossolvente acima citadas são, respectivamente: -4,13 kcal/mol, -2,54 kcal/mol, -1,12 kcal/mol e -0,12 kcal/mol. A entalpia de micelização variou de -0,76 kcal/mol em água pura a -1,15 kcal/mol (XF=0,803). Os resultados experimentais indicam que a N-metilformamida tem um efeito inibitório sobre a micelização do CTAB. Este efeito pode ser explicado em termos de interações entre a água e o cossolvente, formando pontes de hidrogênio e causando uma redução no efeito hidrofóbico. Os resultados experimentais mostram que a micelização do CTAOH ocorre sobre toda a faixa de soluções aquosas e em formamida pura, porém de forma menos espontânea do que na água pura. O decréscimo na CMC e na variação de energia livre de mi celização indicam que a agregação torna-se mais espontânea em função do eletrÓlito adicionado. A análise dos resultados experimentais, obtidos pelas três técnicas já mencionadas, sugere que as ml celas de CTAB mudam de esféricas para elipticas e formam, eventual mente, mesofases liquido-cristalinas em função do aditivo. / The purpose of this work was to study the aggregation of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and hydroxide (CTAOH) in aqueous solutions containing additives. The critical micellar concentration (CMC) was measured at 25 and 40ºC for all systems and some measurements were also performed at 32ºC for the CTAOH-F-H2o and CTAB-NMF-H 2 0 solutions. The experimental results indicate that N-methylformamide has an inhibitory effect on the micellization of CTAB. The in hibition can be explained in terms of interactions between water and the cossolvent, forming hydrogen bonds and causing a decrease in the hydrophobic effect. The experimental results show that micellization of CTAOH occurs over the entire range of solution and in pure formamide, but less spontaneously than in water. The decrease in CMC and the free energy of micellization indicates that the aggregation becomes more spontaneous as a func tion of added electrolyte. The analysis of the experimental results obtained by the · three methods suggest that the CTAB micelles change from spherical to elliptical and eventually form liquid crystalline mesophases as a function of additive.

Foram sintetizadas duas novas séries de tensoativos de açúcar derivados da 2-D-glucosamina: os metil 2-acilamido-2-deóxi-6-O-sulfonato-D-glucopiranosídeos de sódio (aniônicos) e os cloretos de metil 2-acilamido-2,6-dideóxi-6-trimetilamônio-D-glucopiranosídeos (catiônicos). Os tensoativos aniônicos foram obtidos pela acilação da 2-D-glucosamina com cloretos de acila (com 8, 12 e 16 carbonos), seguida pela metilação desses derivados com metanol em meio ácido, e posterior sulfatação dos metil glucosídeos com complexo trióxido de enxofre-piridina. Os tensoativos catiônicos foram obtidos pela tosilação dos metil glucosídeos, seguida pela quaternização com trimetilamina e troca do contra-íon tosilato por cloreto com resina de troca-iônica. Esses tensoativos apresentaram c.m.c. similares a de outros tensoativos iônicos de cadeia hidrofóbica de igual comprimento, mas energias livres de transferência do grupo polar para a micela muito mais favoráveis. Esse fato foi atribuído à formação de ligações de hidrogênio entre os grupos polares do tensoativo na micela, e à hidrofobicidade do açúcar. As micelas formadas apresentaram números de agregação maiores que os obtidos para outros tensoativos, provavelmente devido às interações atrativas entre os grupos polares. / Two new sugar-based surfactant series were synthesized from 2-D-glucosamine: sodium methyl 2-acylamido-2-deoxi-6-O-sulfonate-D-glucopyranosides (anionic) and methyl 2-acylamido-2,6-dideoxi-6-trimethylamonium-D-glucopyranoside chlorides (cationic). The anionic surfactants were obtained by the acylation of 2-D-glucosamine with acyl chlorides (with 8, 12 and 16 carbons), followed by the methylation of these derivatives with methanol in acidic media, and the sulfation of the methyl glucosides with sulfur trioxide-pyridine complex. The cationic surfactants were obtained by the tosylation of methyl glucosides followed by the quaternization with trimethylamine and exchange of the tosylate contra-ion with chloride ions on an ion exchange resin. These surfactants showed c.m.c. similar to other ionic surfactants with equal hydrophobic chain lengths, but more favorable free energies of transfer of the polar head to the micelle. This fact is attributed to hydrogen bonding between the head groups of the surfactant in the micelle, and the hydrophobicity of the sugar moiety. The micelles of these surfactants showed aggregation numbers larger than those obtained for other surfactants, problably because of head-group attractive interactions.