Orientador: Wendel Andrade Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2014

Orientador: Ivanise Gaubeur / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2014

Orientador: Prof. Dr. Hugo Barbosa Suffredini / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em em Ciência & Tecnologia - Química, 2014.

Orientadora: Profa. Dra. Ivanise Gaubeur / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Graduação em Ciência & Tecnologia/Química, 2014. / O preparo de amostra e uma das etapas mais importantes e criticas da sequencia analitica por interferir diretamente na exatidao, precisao, seletividade e confiabilidade dos resultados obtidos. Varios procedimentos tem sido desenvolvidos e propostos com o objetivo de proporcionar rapidez, simplicidade, baixo custo e menor consumo de reagentes e amostra. Este trabalho propoe o desenvolvimento de procedimento analitico utilizando a micro extracao liquido-liquido dispersiva (DLLME) como etapa previa de extracao e pre-concentracao visando eliminar a matriz e melhorar a sensibilidade do metodo de espectrometria de absorcao atomica com chama (FAAS). Utilizou-se a ferramenta de planejamentos experimentais StatisticaR com o objetivo de avaliar as variaveis mais significativas do metodo que sao volumes de solvente extrator e dispersor, tempo de extracao e adicao de NaCl. Estas variaveis influenciam diretamente na eficiencia do metodo. Um estudo univariado foi realizado para avaliar o tipo dos solventes extrator e dispersor, adicao de NaCl e concentracao do ligante DPKBH. Selecionou-se as seguintes condicoes apos o desenvolvimento do procedimento: 100 / Sample preparation is one of the most important and critical stages of an analytical sequence because it interferes directly in the accuracy, precision, selectivity and confiability of results. Several procedures have been developed to obtain rapidity, simplicity, low cost and lower sample and reagents consumption. This work aim the development of an analytical procedure using dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) as a previous step of extraction and preconcentration to eliminating the matrix and improve the sensibility of the flame atomic absorption spectrometry (FAAS). We used factorial designs with the software StatisticaR to evaluate the interaction of variables: extracting and dispersing solvent volumes, extraction time, NaCl addition, because these variables influence directly the efficiency of DLLME procedure. A univariable study was made to measure influences of disperser and extractor solvents, NaCl addition and concentration of DBKBH, the following conditions have been selected: 100

Orientadora: Profa. Dra. Paula Homem de Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2014. / Métodos computacionais foram empregados para avaliar os efeitos da substituição de átomos de molibdênio por cobalto, ou níquel, em catalisadores de sulfeto de molibdênio, utilizados nos processos de hidrodessulfurização. O estudo foi feito utilizando duas diferentes abordagens. O método de Monte Carlo para determinar as estrutura mais prováveis envolvidas no processo de adsorção de tiofeno e sulfeto de dimetila, enquanto métodos baseados na teoria do funcional da densidade foram utilizados para otimizar as estruturas obtidas por Monte Carlo e determinar as energias de adsorção. A validação dos clusters utilizados foi feita pela avaliação das distâncias das ligações entre os átomos, principalmente dos átomos localizados nas bordas e encontrado como cluster mínimo a ser utilizado nas simulações o Mo16S32. Foi, em seguida, estudada a adsorção de tiofeno, e a possibilidade de transferência de carga foi avaliada a partir das cargas atômicas, juntamente com os orbitais HOMO-LUMO. Essas propriedades permitiram mostrar que a substituição de átomos de molibdênio por átomos de cobalto, resultam em maior transferência de carga do adsorbato ocorrendo ampliação dos sítios ácidos. / Computational methods were used to evaluate the effect of substitution of atoms of molybdenum by cobalt or nickel in the molybdenum sulfide catalyst used in hydrodesulfurization process. The study was conducted using two different approaches. Monte Carlo method was employed to determine the most probable structures involved in the thiophene and dimethyl sulfide adsorption process. Density functional theory-based methods were used to optimize the structures obtained by Monte Carlo and determine the adsorption energies. Validation of clusters employed in this study was performed by evaluating the bond distances between atoms, particularly atoms from the edges. The results presented herein demonstrate that Mo16S32 cluster can be used to represent the catalyst. Atomic charges analysis and frontier molecular orbitals were employed to evaluate the acidity of the different sites. These properties showed also that the replacement of molibidenium atoms by cobalt atoms results in increasing charge transfer and promotes new acidic sites.

Prof. Dr. Rodrigo Luiz Oliveira Rodrigues Cunha / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2014. / O presente trabalho consiste na síntese dos fragmentos C1-C4 e C5-C9 do ácido (2S,4E,6R,8S)-8-hidróxi-2,4,6-trimetil-non-4-enóico (1) que corresponde à porção policetídica da Jaspamida e de diversos Geodiamolídeos. A metodologia empregada para a obtenção de tais fragmentos é raramente vista, pois os dois enantiomêros do precursor; o (RS)-2-metil levulinato de metila; são utilizados na síntese de uma mesma molécula. O fragmento C1-C4 foi obtido através de uma resolução cinética enzimática, promovida por lipase de pâncreas de porco com auxílio da adição de Na2SO4 1,6 mol.L-1 baseando-se na série de Hofmeister para elevar o excesso enantiomérico do produto e finalmente através de uma reação de reciclo fornecer o ácido (-)-(S)-2-metil-4-oxopentanóico com excesso enantiomérico >99%. O fragmento C5-C9 foi obtido através redução do enantiômero não hidrolisado, o (R)-2-metil-4-oxopentanoato de metila, originando o (4R,4S)-2-metil-pentan-1,4-diol, que teve seu álcool secundário resolvido através de uma reação de resolução cinética enzimática com o emprego de lipase de Candida antarctica B. / The present work consists in the preparation of fragments C1-C4 and C5-C9 of (2S,4E,6R,8S)-2,4,6-trimethyl-8-hydroxy-non-4-enoic acid (1), that corresponds to polyketide unit of Jaspamide and Geodiamolides. The methodology applied to obtain such fragments is rarely seen, once both fragments of precursor, (RS)-methyl 2-methyl levulinate are used in the synthesis of the same molecule. The fragment C1-C4 was obtained through an enzymatic kinetic resolution promoted by Porcine Pancreas Lipase with assistance of addition of NaSO4 1.6 mol.L-1 based on Hofmeister series to increase the enantiomeric excess of product and finally through a recycle reaction resulting the (-)-(S)-2-methyl-4-oxopentanoic acid with enantiomeric excess >99%, the fragment C1-C4. The fragment C5-C9 was obtained through a reduction of the enantiomer not hydrolyzed, (R)-methyl-2-metil-4-oxopentanoate, affording a diastereomeric mixture of (2R)-methylpentan-1,4-diol, that had the secondary alcohol resolved through a reaction of kinetic enzymatic resolution with employment of Candida antarctica lipase B.

Orientadora: Prof.ª Dr.ª Mirela Inês de Sairre / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2014. / Dentro da superfamilia de proteinas chamadas de receptores nucleares, tem-se como um importante alvo terapeutico o receptor PPAR¿Á, uma proteina que participa de muitos processos de regulacao do metabolismo de lipideos e carboidratos, fazendo com que a modulacao deste receptor seja uma alternativa de grande importancia para o tratamento de diversas doencas como a sindrome metabolica, diabetes melito tipo 2 e a obesidade. Na busca por novos ligantes agonistas que possam ativar o receptor sem induzir acoes deleterias ao organismo, foram realizados estudos computacionais previos pela tecnica de docking com um amplo banco de dados de moleculas, e dentre elas um dos alvos mais promissores apresenta um anel tetrazol em sua estrutura. Este trabalho teve como objetivo a sintese do ligante identificado nos estudos de docking, assim como analogos com diferentes modificacoes estruturais, possibilitando futuros ensaios de atividade biologica de todos os compostos preparados e suas interacoes com o receptor PPAR¿Á. Tendo em vista as metodologias existentes para a preparacao de tetrazois, tambem incluiam-se nos objetivos a elaboracao e validacao de uma nova metodologia de preparacao de tetrazois empregando pentoxido de niobio como catalisador e agua como solvente. Os estudos da nova metodologia de formacao de tetrazois resultaram no produto desejado, porem com rendimentos insatisfatorios para as condicoes testadas e a necessidade de melhorias no procedimento experimental. Estes resultados motivaram a elaboracao de uma ix nova metodologia para preparacao de cianamidas como alternativa para a preparacao dos ligantes. Estes estudos foram bastante satisfatorios, obtendo-se os produtos atraves de uma metodologia sem solvente e rendimentos moderados a bons, mesmo empregando um nucleofilo tao fraco como a cianamida comercial. Apos estes estudos, foram avaliadas e testadas as melhores estrategias de preparacao dos ligantes planejados, e assim um total de seis ligantes com diferentes modificacoes estruturais foram preparados, caracterizados e com rendimentos globais razoaveis (29% e 43%), empregando um processo em tres etapas com apenas uma etapa de purificacao. / Within the superfamily of proteins called nuclear receptors, the PPARã is a very important therapeutic target, being a protein that is inserted in many processes of regulation of lipids and carbohydrates metabolism. Therefore, modulation of this receptor is of great importance for the treatment of various diseases such as metabolic syndrome, type 2 diabetes mellitus and obesity. Searching for new agonist ligands that can activate the receptor without inducing deleterious effects to the organism, computational studies have been carried applying the docking technique with a large database of molecules, and among them one of the most promising targets presents a tetrazole ring in its structure. This work aimed at the synthesis of the ligand identified in the docking studies, as well as analogues with different structural modifications, allowing future assays of biological activity of all the compounds prepared and verifying their interactions with the PPARã receptor. Given the existing methodologies for preparing tetrazoles, the development and validation of a new methodology for preparing tetrazoles using niobium pentoxide as a catalyst and water as solvent was also included in our objectives. Studies of this new methodology resulted in the formation of the desired product, but with unsatisfactory yields for the tested conditions and improvements in the experimental procedures are needed. These results motivated the development of a new methodology for preparing cyanamides as an alternative for the the ligands synthesis. These studies were xi satisfactory, obtaining products with a methodology without solvent and moderate to good yields, even using such a weak nucleophile as commercial cyanamide. After these studies, the best strategies for preparation of the ligands were evaluated, and a total of six ligands with different structural modifications have been prepared, characterized and with reasonable overall yields (29% and 43%) using a process in three steps with only one purification step.

Orientador: Prof. Dr. Vani Xavier de Oliveira Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2014. / Peptídeos são biomoléculas formadas pela ligação de dois ou mais aminoácidos através de ligações peptídicas, entre um grupo amina de um aminoácido e o grupo carboxila de outro aminoácido. Atualmente, uma das metodologias de síntese aplicada é a síntese de peptídeos em fase sólida, pela estratégia t-Boc. No presente trabalho foi analisada a eficiência da etapa de clivagem, utilizando o método convencional a 5°C e 30°C e a clivagem assistida por micro-ondas. Nesse sentido, foram utilizadas como suporte sólido as resinas Merrifield, MBHA, BHA e PAM. Os resultados mostram que a etapa de clivagem é influenciada pelo tamanho e sequência peptídica e pela resina empregada. Os melhores rendimentos foram encontrados para as clivagens assistidas por micro-ondas com a resina BHA e entre as clivagens convencionais, os melhores resultados foram obtidos a 5ºC, com as resinas MBHA e BHA. / Peptides are biomolecules formed by connecting two or more amino acids by peptide bonds between an amino group of an amino acid and the carboxyl group of another amino acid. Currently, one of the methodologies applied synthesis is the synthesis of peptides solid phase by t-Boc strategy. The present study examined the efficiency of the cleavage step using the conventional method at 5°C and 30°C and cleavage by microwave assisted. Accordingly were used as solid support the Merrifield, MBHA, BHA and PAM resins. The results show that cleavage step is influenced by size and peptide sequence and the resin employed. The best yields were found for the microwave assisted with the BHA resin and between conventional cleavages, the best results were obtained at 5°C, with the BHA and MBHA resin cleavages.

Orientadora: Profa. Dra. Káthia Maria Honório / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2014. / Este trabalho propoe o uso de tecnicas de modelagem molecular para entender os principais fatores relacionados com a interacao entre um conjunto de ligantes bioativos e o receptor TGF-¿À tipo 1 (ALK5), alvo biologico envolvido no desenvolvimento de doencas como cancer e fibrose. Para entender essas interacoes, foram utilizadas tecnicas computacionais de modelagem molecular que sao utilizadas para quantificar essas interacoes. Dentre as metodologias utilizadas neste trabalho, foram empregadas tecnicas de acoplamento molecular e analises das relacoes quantitativas tridimensionais entre estrutura quimica e atividade biologica (QSAR 3D). Dessa forma, foi estudado um conjunto de dados contendo 70 moleculas empregando tecnicas de QSAR 3D (CoMFA e CoMSIA). Os modelos CoMFA obtidos apresentaram significativos valores de validacao interna (r2 = 0,979 e q2LOO = 0,882) e externa (conjunto de predicao - r2pred = 0,998 e potencial preditivo externo . r2m= 0,998) e os modelos obtidos da analise CoMSIA tambem apresentaram valores significativos de validacao interna (r2 = 0,913 e q2LOO = 0,822) e validacao externa (conjunto de predicao - r2pred = 0,975 e potencial preditivo externo . r2m = 0,975. A analise dos mapas de contribuicoes estereoquimicas e eletrostaticas (CoMFA) e dos mapas de contribuicoes eletrostaticas e dos grupos doadores de ligacao de hidrogenio (CoMSIA) para o composto mais ativo e menos ativo foi capaz de indicar caracteristicas importantes para a inibicao do alvo biologico em estudo. Portanto, o emprego de metodologias computacionais foi de fundamental importancia para o entendimento sobre os principais fatores envolvidos na interacao entre os ligantes estudados e o receptor ALK5. / This study proposes the use of molecular modeling techniques to understand the main factors related to the interaction between a set of ligands and bioactive TGF-â receptor type 1 (ALK5), biological target involved in the development of diseases such as cancer and fibrosis. To understand these interactions, computational molecular modeling techniques were used, which are used to quantify these interactions. Among the methodologies used in this study, techniques of molecular docking and analyses of three-dimensional quantitative relations between chemical structure and biological activity (3D QSAR) were performed with the goal of understanding the main physico-chemical features related to the biological activity. Thus, we studied a data set containing 70 molecules and 3D QSAR analyses (CoMFA and CoMSIA) were carried out. The CoMFA models have good statistical parameters (r2 =0.979 and q2LOO =0.882) and a significant predictive power (r2pred=0.998 and r2m = 0.998). The CoMSIA models also showed significant values for the internal validation (r2=0.913 and q2LOO =0.822) and the external validation (r2pred=0.975 and r2m=0.975). The analysis of the steric and electrostatic contributions (CoMFA), as well as the electrostatic contributions and donor groups for hydrogen bonding (CoMSIA) for the most active and least active compounds was able to indicate important characteristics of inhibiting the biological target under study. Therefore, the use of computational methodologies was of fundamental importance to understand the main factors involved in the interaction between the studied ligands and the ALK5 receptor.

Orientadora: Profa Dra Patrícia Dantoni Alnis Bezerra / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2014. / A reação quimiluminescente do sistema peróxi-oxalato (QL-PO) envolve derivados do ácido oxálico e um peróxido. Desde sua descoberta, em 1963, por Chandross, vem sendo muito estudada visando-se o entendimento de seu mecanismo e sua aplicação para diferentes fins. O processo de emissão da reação QL-PO ocorre pela excitação de um fluoróforo através de um mecanismo de transferência eletrônica a partir de um intermediário de alta energia formado na reação. Geralmente os fluoróforos e os ésteres são insolúveis em água e pouco solúveis em meios parcialmente aquosos, necessários em muitas aplicações analíticas. Assim, muitos grupos de pesquisa vêm estudando novos fluoróforos para a reação, além de buscarem formas de contornar problemas de solubilidade, estabilidade do éster e reprodutibilidade aplicando-se tensoativos e ciclodextrinas, possibilitando o trabalho em meios majoritariamente aquosos. Desta forma, neste trabalho, foi estudado o efeito da presença das ciclodextrinas naturais (CDs) sobre os sinais quimiluminescentes da reação entre oxalato de bis-(2,4,6-triclorofenila) (TCPO) e peróxido de hidrogênio (H2O2), em meio parcialmente aquoso tamponado por fosfato (pH 6,00, 7,00 e 8,00) e carbonato (pH 10,4). Avaliou-se, também, a aplicabilidade da hipericina sintética (Hyp) como novo fluoróforo da reação, obtendo-se as melhores condições reacionais e comparando seus resultados aos obtidos com outros fluoróforos. A adição das CDs ao meio reacional foi realizada solubilizando-as em tampão. Na presença de 2,5-difeniloxazol, PPO, como fluoróforo, não se notou influência da presença das CDs sobre os sinais quimiluminescentes. Aplicando-se a fluoresceína, Flu, observou-se que em meio de tampão fosfato, pH 6,00, há aumento de Imax em 29,5% com gama-CD e supressão da Área em 95,6% com beta-CD. Quando estudados o nível de acidez e a natureza do tampão, os melhores resultados foram obtidos em meio de tampão fosfato pH 8,00. Estudando-se os espectros de absorção e fluorescência da Flu e da Hyp em meio parcialmente aquoso, tamponado e na presença de CDs, não se verificou interação entre o fluoróforo e as CDs, explicando-se a não influência da presença das CDs sobre os sinais quimiluminescentes. A avaliação da Hyp como fluoróforo foi iniciada por meio de sua caracterização espectrofotométrica, obtendo-se espectros de absorção, fluorescência e quimiluminescência, comprovando que a Hyp é a espécie emissora do sistema. Um estudo de estabilidade mostrou que a solução da Hyp pode ser armazenada por 50 dias, ao abrigo da luz e em congelador. Avaliando-se os efeitos dos tampões e das concentrações de cada reagente, obteve-se melhores resultados com tampão fosfato pH 8,00, TCPO 1,3x10-4 mol L-1, Hyp 1,3x10-5 mol L-1 e H2O2 8,9x10-5 mol L-1. Comparando-se a Hyp a outros fluoróforos, obtiveram-se intensidade e rendimento quântico fluorescente baixos nas condições reacionais, bem como sensibilidade para quantificação de H2O2 inferior a de outros fluoróforos. No entanto, quando determinado o rendimento quântico quimiluminescente, a Hyp apresentou o melhor resultado comparado aos demais, indicando uma limitação instrumental devido à baixa sensibilidade da fotomultiplicadora para o comprimento de onda de emissão da Hyp. Porém, esta importante substância com fins terapêuticos apresentou resultados positivos quando aplicada na reação QL-PO e abre perspectivas de novos estudos nesta área. / The chemiluminescent reaction of peroxyoxalate system (PO-CL) involves oxalic acid derivatives and a peroxide. Since its discovery, in 1963, by Chandross, it has been much studied in order to understand its mechanism and its application for different purposes. The process of issuing the PO-CL reaction is achieved by the excitement of a fluorophore through a mechanism of electron transfer from a high-energy intermediate formed in the reaction. Usually the fluorophores and the esters are insoluble in water and poorly soluble in partially aqueous medium, necessary in many analytical applications. Thus, many research groups are studying new fluorophores for the reaction and seeking ways to circumvent problems of solubility, stability of the ester and reproducibility by applying surfactants and cyclodextrins, thus making it possible to work in mostly aqueous medium. In this way, in this work, the effect of the presence of the natural cyclodextrins (CDs) on the chemiluminescent signals of the reaction between oxalate of bis-(2,4,6-trichlorophenyl) oxalate (TCPO) and hydrogen peroxide (H2O2), in partially aqueous medium and in the presence of phosphate (pH 6.00, 7.00 and 8.00) and carbonate (pH 10.4) buffers was studied. The applicability of synthetic hypericin (Hyp) as a new fluorophore of the reaction was also evaluated, obtaining the best reactional conditions and comparing its results to those obtained with other fluorophores. The addition of the CDs to the reaction medium was performed solubilizing them in buffer. In the presence of 2,5-diphenyloxazole, PPO, as fluorophore, the influence of the presence of CDs on the chemiluminescent signals wasn¿t noticed. Applying the fluorescein, Flu, it was observed that with phosphate buffer, pH 6,00, there is an increase of Imax in 29.5% with gamma-CD and suppression of Area in 95.6% with beta-CD. On studying the acidity level and the nature of the buffer, the best results were obtained in a phosphate buffer solution with pH 8.00. Studying the absorption and fluorescence spectras of Flu and Hyp in partially aqueous medium, buffered and in the presence of CDs, it was verified that there is no interaction between the fluorophore and the CDs under the working conditions, explaining the lack of influence of the presence of CDs on the chemiluminescent signals. The evaluation of Hyp as fluorophore was initiated through its spectrophotometric characterization, obtaining absorption, fluorescence and chemiluminescence spectra, proving that Hyp is the emitting species of the system. A stability study showed that Hyp¿s solution can be stored for 50 days, away from light and in freezer. Evaluating the effects of buffers and concentrations of each reagent, the best results were obtained with phosphate buffer pH 8.00, TCPO 1,3x10-4 mol L-1, Hyp 1,3x10-5 mol L-1 and H2O2 8,9x10-5 mol L-1. Comparing the Hyp to other fluorophores, there were obtained low intensity and fluorescent quantum yield in the reactional conditions, as well as sensitivity to quantification of H2O2 lower than other fluorophores. However, on determining the chemiluminescent quantum yield, the Hyp presented the best result compared to the others, indicating an instrumental limitation due to the low sensitivity of the photomultiplier at the emission wavelength of the Hyp. However, this substance ¿ important as it is for therapeutic purposes ¿, exhibited positive results when applied to PO-CL reaction, opening prospects for further studies in this area.