Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T04:40:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_KarenFabianeCanto_D.pdf: 2096574 bytes, checksum: b7fd48d07ff428a29ed0b7b0b0c1ad8c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O primeiro capítulo deste trabalho concentra-se no estudo metodológico da reação de Heck com anidrido maleico empregando diversos sais de arenodiazônio. A reação foi investigada em diversas condições e, num primeiro momento, foi possível, utilizando acetato de paládio como catalisador, preparar uma série de anidridos maleicos mono e diarilados através da reação com sais de diazônio contendo grupos doadores de elétrons. Também investigou-se a reação empregando sais de diazônio contendo grupos retiradores de elétrons, entretanto, com o sistema catalítico utilizado inicialmente, não foi possível obter os correspondentes anidridos maleicos substituídos. A utilização do catalisador POPd solucionou o problema do emprego de sais de diazônio contendo grupos retiradores de elétrons. Desse modo foi possível preparar uma série de anidridos maleicos mono e diarilados, com diferentes demandas eletrônicas e padrões de substituição, em rendimentos satisfatórios. Além disso, foi possível preparar também anidridos maleicos dissubstituídos simétricos e não simétricos. Vários dos anidridos maleicos preparados apresentaram fluorescência. O segundo capítulo mostra a aplicabilidade da metodologia desenvolvida. É apresentada a síntese do alcalóide de origem marinha Policitrina A através de uma rota sintética curta, que tem como etapas chaves duas reações de Heck consecutivas com anidrido maleico empregando sal de diazônio. Neste capítulo também são mostrados os esforços visando à síntese total do alcalóide Policitrina B e a síntese formal do mesmo / Abstract: Chapter one of this work deals with methodological studies of the Heck reaction with maleic anhydride using several arenediazonium salts. Several reaction conditions were investigated and at first, it was possible by the use of palladium acetate as catalyst, to prepare a series of mono and diarylated maleic anhydrides through reaction with diazonium salts bearing electron donating groups. The reactions using diazonium salts bearing electron withdrawing groups were also investigated although, with the previous catalytic system used, the correspondent substituted maleic anhydrides weren¿t obtained. The use of POPd catalyst solved the problematic use of diazonium salts bearing electron withdrawing groups. In this way, it was possible to prepare a series of mono and diarylated maleic anhydrides, with different electron demanding conditions and substitution patterns, with satisfactory yields. Besides this, it was possible to prepare symmetric and non-symmetric bi-substituted maleic anhydrides too. Several of this maleic anhydrides prepared displayed fluorescence. Chapter two presents applications of the methodology developed in chapter one. The synthesis of marine alkaloid Polycitrin A is presented through a short synthetic route which has as key steps two consecutive Heck reactions with maleic anhydride using diazonium salt. Efforts towards total synthesis of alkaloid Polycitrin B as well as its formal synthesis are also shown in this chapter / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

A microscopia de fluorescência é uma das técnicas mais poderosas disponíveis atualmente, uma vez que proporciona uma combinação excepcional de alta sensibilidade na detecção, alta especificidade, além de ser consideravelmente não invasiva. Avanços recentes permitiram a detecção em resolução de subdifração, o que eleva sua potencialidade de investigação de um maior número de sistemas e, consequentemente, de avanço científico. O estudo de novas sondas fluorescentes é de fundamental importância para a aplicação em métodos avançados de microscopia óptica. Na primeira vertente da pesquisa, Capítulo 2, foi realizado o estudo fotofísico de uma série de compostos bisarilados derivados do anidrido maleico e de maleimidas sintetizados pela reação de Heck-Matsuda. Visando o aprimoramento do design dessas moléculas, foi realizada a ciclização fotoquímica de tais compostos, resultando em moléculas com anéis condensados, nomeados como derivados de fenantreno, as quais proporcionaram maior estabilidade fotoquímica. A dinâmica do estado excitado remete ao efeito push-pull, em que há um deslocamento de carga notável, mas não completo. Para os compostos com a substituição 4-hidroxifenil foi observado um processo de deslocamento de carga combinado com uma transferência de próton no estado excitado assistida por solvente. Ademais, o estudo dos compostos derivados de fenantreno em microscopia confocal demonstrou que as propriedades locais do solvente afetam a dinâmica de relaxação de fluorescência em diferentes meios condensados e que os mesmos são passíveis de serem aplicados a técnicas avançadas de microscopia de fluorescência. A segunda vertente desta tese, Capítulo 3, explora um sistema biológico em nível de uma única molécula. Especificamente, este capítulo concerne à investigação de uma metodologia ótima para a marcação fluorescente de DNA em sequência específica, através de microscopia de fluorescência com super-resolução. As reações foram conduzidas utilizando uma metodologia de marcação de duas etapas, de acordo com o princípio mTAG. Na primeira etapa, grupamentos contendo alquino terminal, azida ou amina primária são transferidos do cofator análogo ao S-adenosil-L-metionina para o DNA através de uma enzima metiltransferase. Foi utilizada a enzima M.TaqI, a qual tem como alvo a sequência 5\'- TGCA -3\' para modificação. Na segunda etapa é realizado o acoplamento do fluoróforo aos sítios funcionais do plasmídeo (pUC19) através de reações químicas bioortogonais, tais como reação click catalisada por cobre (CuAAC), reação click na ausência de cobre (SPAAC) e acoplamento do grupo amina primária com NHS-éster. Também foi desenvolvida uma metodologia direta de uma etapa, na qual o fluoróforo é diretamente transferido do cofator análogo para o DNA em uma única etapa reacional. Para acompanhar o desempenho das reações foi desenvolvido um ensaio single-molecule para a contagem do número de moléculas de corante ligadas a plasmídeos individuais. A topologia dos plasmídeos após a marcação foi investigada por imagens de AFM em alta resolução. A combinação de ambas as análises demonstrou que a reação SPAAC assim como a reação direta de uma etapa promoveram uma marcação fluorescente quase completa e a técnica de AFM confirmou que o acoplamento de fluoróforos não induziu danos à estrutura dos plasmídeos, os quais preservaram sua morfologia nativa, superenrolada. Além disso, os plasmídeos marcados foram aplicados com sucesso a procedimentos de transfecção em células de mamíferos, indicando que o DNA reteve sua capacidade de codificar informação genética, mesmo na presença de fluoróforos ligados. / Fluorescence microscopy is one of the most powerful techniques currently available, since it provides the unique combination of a high sensitivity in detection, a high specificity, and a considerable non-invasiveness. Recent developments have allowed the detection at a sub-diffraction resolution, which elevates its potentiality to investigate several systems and hence to go further in science. The study of new fluorescent probes is crucial for the application in advanced methods in optical microscopy. In the first extent of this research, Chapter 2, a photophysical study of maleic anhydride and maleimide derivatives, synthesized by the Heck-Matsuda reaction, was performed. Aiming at the improvement of the design of these molecules, a photochemical cyclization was carried out, resulting in molecules with condensed rings, termed as phenanthrene derivatives, which promoted more photochemical stability. The excited state dynamics rely on the push-pull effect, in which a notable, but not complete, charge shift takes place. For the compounds with a 4-hydroxyl substituent, a charge shift combined with an excited state solvent-assisted proton transfer was observed. Additionally, the confocal microscopy study of the phenanthrene derivatives showed that the local properties of the solvent modulate the fluorescence relaxation dynamics in condensed media and hence such dyes can be potential candidates for use in advanced fluorescence microscopy techniques. The second extent of this thesis, Chapter 3, explores a biological system at the single-molecule level. Specifically, this chapter concerns to an investigation of an optimal sequence-specific DNA fluorescent labelling, using super-resolution fluorescence microscopy. The reactions were performed using a two-step methodology, according to the mTAG approach. In the first step, moieties containing a terminal alkyne, azide, or primary amine group are transferred from an S-adenosyl-L-methionine analogue cofactor to the DNA by a methyltransferase enzyme. Herein, the enzyme M.TaqI was used, which targets the 5\'- TCGA -3\' sequence for modification. In the second step, a fluorophore is coupled to the functional sites of the plasmid (pUC19) using bio orthogonal reactions, such as the click reaction catalysed by copper (CuAAC), the copper-free click reaction (SPAAC), and the amino-to-NHS-ester coupling reaction. A direct one-step approach in which the fluorophore is directly transferred to the DNA from the analogue cofactor in a single reaction step, was also developed. A single-molecule assay was developed for counting the number of fluorophores associated with the individual plasmids. The topology of the plasmids after labelling was also investigated by high-resolution AFM imaging. Combining both analysis, the SPAAC as well as the direct one-step reactions were found to promote near-complete labelling and the AFM showed that the fluorophore coupling did not damage the structure of the plasmids and that their native, supercoiled, morphology was preserved. Moreover, labelled plasmids were successfully applied for transfection into mammalian cells, implying that the DNA retained its ability to encode genetic information, even while carrying bound fluorophores.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao - arquivos para publicar.pdf: 1279347 bytes, checksum: a251737807cada580c8a5af0b1c88bff (MD5) Previous issue date: 2010-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work the ultra high molecular weight polyethylene grafting with maleic anhydride by ball milling process was studied. UHMWPE with molecular weight of 8x106 g.mol-1, maleic anhydride and benzoyl peroxide were used. The ball milling process was performed in Attritor and Spex mills. The milling time, peroxide concentration and, in case of Attritor mill, the rotation, were the variables studied. We used two distinct levels for each variable and all possible combinations were studied with the use of statistical analysis for better interpretation of the results. The residual maleic anhydride was extracted from the samples by soxhlet extractor with acetone as a solvent. FTIR, SEM, XRD and bulk density measurements were performed for characterization. FTIR results revealed that the UHMWPE graft with maleic anhydride occurred for the processing in both mills. In case of the Attritor mill, the milling time and the rotation were the most influent variables in UHMWPE grafting. The peroxide concentration also affected the process, but with less intensity. For the Spex mill processing, the milling time was the most influent variable in grafting process, with the peroxide concentration again affecting less the process. The ball milling modified the polymer particles morphology, transforming from sphere to flake like. This transformation occurred in different levels, being correlated with milling time and rotation in case of Attritor mill. According to the change in the shape of the polymer particles, the bulk density was also affected by the same variables. The polymer crystalline structure was studied by XRD, where the influence on the variables was determined for the formation of monoclinic and orthorhombic phases. It was found that for the Attritor mill, the milling process induces the formation of a monoclinic phase, but it proved independent of the variables involved in the ball milling process. To the Spex mill processing, no change was detected in the concentration of the monoclinic phase, probably due to the warming occurred in the process that promotes the monoclinic-orthorhombic inversion around 70 º C. The ball milling also affected the thermal properties of the polymer, such as temperature and enthalpy of melting and crystallization. In this case, any variable proved influential in differentiating these thermal properties of milled samples in different conditions. The only significant difference was observed between the thermal properties of the milled samples for the no milled sample. / No presente trabalho foi estudada a funcionalização do polietileno de ultra alta massa molar com anidrido maleico através do processo de moagem de alta energia. Utilizou-se o PEUAMM de massa molar de 8 milhões de gramas por mol, anidrido maleico e peróxido de benzoíla. As moagens foram realizadas nos moinhos Attritor e Spex e as variáveis envolvidas no processo foram o tempo de moagem, a concentração de peróxido e, no caso do moinho Attritor, a rotação. Foram utilizados dois níveis distintos para cada variável e todas as combinações possíveis foram estudadas, com a utilização de análise estatística para a melhor interpretação dos resultados. O anidrido maleico não reagido foi extraído das amostras moídas por meio de extrator soxhlet com o emprego de acetona. As caracterizações foram efetuadas através de FTIR, DSC, MEV, DRX e medidas de densidade aparente. Os resultados de FTIR das amostras revelaram que a funcionalização do PEUAMM com anidrido maleico ocorreu para o processamento em ambos os moinhos. No caso do moinho Attritor, o tempo de moagem e a rotação foram as variáveis mais influentes na funcionalização do PEUAMM. A concentração de peróxido também se mostrou influente no processo, mas de forma menos intensa. Para o processamento no moinho Spex, o tempo de moagem foi a variável mais influente no processo de funcionalização, com a concentração de peróxido novamente influenciando de maneira menos intensa. A moagem modificou a morfologia das partículas do polímero, transformando-as de aproximadamente esféricas para “flakes”. Esta transformação ocorreu em diferentes níveis, relacionados com o tempo de moagem e com a rotação do moinho no caso do Attritor. De acordo com a modificação no formato das partículas do polímero, a densidade aparente também foi afetada pelas mesmas variáveis. A estrutura cristalina do polímero foi estudada através dos dados de DRX, onde foi verificada a influência das variáveis na formação das fases monoclínica e ortorrômbica do polímero. Obteve-se que para o moinho Attritor o processo de moagem induziu a formação de fase monoclínica, mas sua quantidade se mostrou independente das variáveis envolvidas no processo de moagem. Para o processamento via Spex nenhuma mudança foi detectada na concentração da fase monoclínica, provavelmente devido ao aquecimento ocorrido no processo e que promove a reversão monoclínica-ortorrômbica por volta de 70ºC. A moagem também afetou propriedades térmicas do polímero, como temperaturas e entalpias de fusão e cristalização. Neste caso, nenhuma variável se mostrou influente para diferenciar tais propriedades térmicas das amostras moídas nas diferentes condições. A diferença significativa observada foi apenas entre propriedades térmicas de amostras moídas em relação à amostra não moída.

Copolímeros à base de estireno e anidrido maleico (SMA) são materiais sintéticos comercialmente disponíveis, obtidos pela reação dos dois monômeros citados em diferentes proporções, resultando em materiais versáteis, e disponíveis em diferentes graus de massas e porcentagens molares de anidrido maleico. São considerados polímeros funcionais devido à reatividade do grupamento anidrido maleico presente na cadeia polimérica. Por este motivo, esses materiais possuem vasta gama de aplicações, e elevada importância em diversas áreas, principalmente por terem baixa toxicidade, boa resistência térmica e boa estabilidade dimensional. Dessa forma, para melhor aplicação desses copolímeros, é muito importante o conhecimento dos parâmetros relativos ao seu comportamento em solução. A viscosimetria, em especial, é um método simples, útil e apropriado para fornecer essas informações. Os parâmetros viscosimétricos podem ser matematicamente calculados por extrapolação gráfica, entretanto a geração dos dados experimentais é mais demorada. Em contrapartida, é possível que a determinação experimental seja feita de forma mais rápida, por um único ponto, procedimento esse que desperta tanto o interesse acadêmico quanto o industrial. Neste trabalho, foram empregados os dois métodos de cálculo, utilizando solventes puros, misturas de solventes e três amostras de copolímeros à base de SMA. As determinações foram conduzidas a 40C. Os copolímeros utilizados possuiam teores de anidrido maleico de 50%, 45% e 40%, sendo os dois últimos esterificados com butil-metil-éster e sec-butil-metil-éster, respectivamente. Os solventes utilizados foram: N-metil-pirrolidona (NMP), tetrahidrofurano (THF) e suas respectivas misturas 1:1 com metil-etil-cetona (MEK), ou seja, (NMP:MEK) e THF:MEK, sendo a MEK um não solvente para o copolímero não esterificado. As equações utilizadas para extrapolação gráfica foram as de Huggins, Kraemer e Schulz-Blaschke. As equações empregadas em um único ponto foram as de Solomon-Ciuta, Deb-Chanterjee e novamente Schulz-Blaschke. Os resultados obtidos foram comparados e avaliou-se a possibilidade da utilização do método mais rápido, por um único ponto, para os sistemas estudados através dos desvios percentuais tendo como padrão os resultados da equação de Huggins. A equação de Deb-Chanterjee foi a mais adequada aos sistemas em NMP, que foi também o melhor solvente para as amostras. Os resultados obtidos na mistura NMP:MEK sugeriram que a viscosimetria pode ter sido um método sensível às pequenas diferenças estruturais entre os grupos pendentes nas amostras esterificadas. Paralelamente, realizou-se análises de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e ensaios dinâmico-mecânicos (DMA) para a caracterização estrutural e térmica das amostras. Somente os resultados obtidos a partir de DMA indicaram diferenças entre as amostras esterificadas / Styrene maleic anhydride copolymers (SMA) are synthetic materials commercially available, obtained by the reaction of styrene with maleic anhydride, resulting in very versatile products obtained in a wide range of molar masses and maleic anhydride proportions. The copolymers are considered to be functional due to maleic anhydride reactivity, that provides a very large range of applications, and major importance in different areas, mainly for the low toxicity, good thermal resistance and excellent dimensional stability. Thus, for improving the application of these materials, it is necessary and important to understand the behavior of the copolymers in solution. Therefore, viscosimetry can be a simple, helpful and suitable method to provide these informations. The viscosimetric parameters are generally mathematically calculated by graphic extrapolation. However, the experiments take too long. Indeed, it is possible to reduce the time of the execution by employing a single point determination. In this work, both calculation methods were performed, using pure solvents and mixtures and three different copolymers samples, based on SMA. The tests were carried out at 40oC. The copolymers contained 50%, 45% and 40% of maleic anhydride groups and the last two copolymers were esterified with butyl-methyl ester and sec-butyl-methyl ester. N-methyl-pyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), and their mixtures (1:1) with methyl-ethyl-cetone (MEK) were employed as solvents. The latter was a non-solvent for the esterified copolymers. The equations applied for graphic extrapolation were Huggins, Kraemer and Schulz-Blaschke. The equations employed for a single point determination were Solomon-Ciuta, Deb-Chanterjee and again Schulz-Blaschke. The single point determination method values were compared with those obtained from Huggins equation, and the possibility of using the faster method was evaluated by analyzing percentage deviation. Deb-Chanterjee equation was the most adequate to the copolymers in NMP, which was the best solvent for the samples. The results obtained in NMP:MEK mixture suggested that viscosimetry could be a sensitive method to the small structural variations between the pendant groups in the esterified samples. The copolymers were structurally characterized by infrared spectroscopy (FTIR), and thermally by thermogravimetric analysis (TGA) and dynamic-mecanical analysis (DMA). The results obtained from those techniques did not show significant differences between the esterified copolymers, except for DMA

A microscopia de fluorescência é uma das técnicas mais poderosas disponíveis atualmente, uma vez que proporciona uma combinação excepcional de alta sensibilidade na detecção, alta especificidade, além de ser consideravelmente não invasiva. Avanços recentes permitiram a detecção em resolução de subdifração, o que eleva sua potencialidade de investigação de um maior número de sistemas e, consequentemente, de avanço científico. O estudo de novas sondas fluorescentes é de fundamental importância para a aplicação em métodos avançados de microscopia óptica. Na primeira vertente da pesquisa, Capítulo 2, foi realizado o estudo fotofísico de uma série de compostos bisarilados derivados do anidrido maleico e de maleimidas sintetizados pela reação de Heck-Matsuda. Visando o aprimoramento do design dessas moléculas, foi realizada a ciclização fotoquímica de tais compostos, resultando em moléculas com anéis condensados, nomeados como derivados de fenantreno, as quais proporcionaram maior estabilidade fotoquímica. A dinâmica do estado excitado remete ao efeito push-pull, em que há um deslocamento de carga notável, mas não completo. Para os compostos com a substituição 4-hidroxifenil foi observado um processo de deslocamento de carga combinado com uma transferência de próton no estado excitado assistida por solvente. Ademais, o estudo dos compostos derivados de fenantreno em microscopia confocal demonstrou que as propriedades locais do solvente afetam a dinâmica de relaxação de fluorescência em diferentes meios condensados e que os mesmos são passíveis de serem aplicados a técnicas avançadas de microscopia de fluorescência. A segunda vertente desta tese, Capítulo 3, explora um sistema biológico em nível de uma única molécula. Especificamente, este capítulo concerne à investigação de uma metodologia ótima para a marcação fluorescente de DNA em sequência específica, através de microscopia de fluorescência com super-resolução. As reações foram conduzidas utilizando uma metodologia de marcação de duas etapas, de acordo com o princípio mTAG. Na primeira etapa, grupamentos contendo alquino terminal, azida ou amina primária são transferidos do cofator análogo ao S-adenosil-L-metionina para o DNA através de uma enzima metiltransferase. Foi utilizada a enzima M.TaqI, a qual tem como alvo a sequência 5\'- TGCA -3\' para modificação. Na segunda etapa é realizado o acoplamento do fluoróforo aos sítios funcionais do plasmídeo (pUC19) através de reações químicas bioortogonais, tais como reação click catalisada por cobre (CuAAC), reação click na ausência de cobre (SPAAC) e acoplamento do grupo amina primária com NHS-éster. Também foi desenvolvida uma metodologia direta de uma etapa, na qual o fluoróforo é diretamente transferido do cofator análogo para o DNA em uma única etapa reacional. Para acompanhar o desempenho das reações foi desenvolvido um ensaio single-molecule para a contagem do número de moléculas de corante ligadas a plasmídeos individuais. A topologia dos plasmídeos após a marcação foi investigada por imagens de AFM em alta resolução. A combinação de ambas as análises demonstrou que a reação SPAAC assim como a reação direta de uma etapa promoveram uma marcação fluorescente quase completa e a técnica de AFM confirmou que o acoplamento de fluoróforos não induziu danos à estrutura dos plasmídeos, os quais preservaram sua morfologia nativa, superenrolada. Além disso, os plasmídeos marcados foram aplicados com sucesso a procedimentos de transfecção em células de mamíferos, indicando que o DNA reteve sua capacidade de codificar informação genética, mesmo na presença de fluoróforos ligados. / Fluorescence microscopy is one of the most powerful techniques currently available, since it provides the unique combination of a high sensitivity in detection, a high specificity, and a considerable non-invasiveness. Recent developments have allowed the detection at a sub-diffraction resolution, which elevates its potentiality to investigate several systems and hence to go further in science. The study of new fluorescent probes is crucial for the application in advanced methods in optical microscopy. In the first extent of this research, Chapter 2, a photophysical study of maleic anhydride and maleimide derivatives, synthesized by the Heck-Matsuda reaction, was performed. Aiming at the improvement of the design of these molecules, a photochemical cyclization was carried out, resulting in molecules with condensed rings, termed as phenanthrene derivatives, which promoted more photochemical stability. The excited state dynamics rely on the push-pull effect, in which a notable, but not complete, charge shift takes place. For the compounds with a 4-hydroxyl substituent, a charge shift combined with an excited state solvent-assisted proton transfer was observed. Additionally, the confocal microscopy study of the phenanthrene derivatives showed that the local properties of the solvent modulate the fluorescence relaxation dynamics in condensed media and hence such dyes can be potential candidates for use in advanced fluorescence microscopy techniques. The second extent of this thesis, Chapter 3, explores a biological system at the single-molecule level. Specifically, this chapter concerns to an investigation of an optimal sequence-specific DNA fluorescent labelling, using super-resolution fluorescence microscopy. The reactions were performed using a two-step methodology, according to the mTAG approach. In the first step, moieties containing a terminal alkyne, azide, or primary amine group are transferred from an S-adenosyl-L-methionine analogue cofactor to the DNA by a methyltransferase enzyme. Herein, the enzyme M.TaqI was used, which targets the 5\'- TCGA -3\' sequence for modification. In the second step, a fluorophore is coupled to the functional sites of the plasmid (pUC19) using bio orthogonal reactions, such as the click reaction catalysed by copper (CuAAC), the copper-free click reaction (SPAAC), and the amino-to-NHS-ester coupling reaction. A direct one-step approach in which the fluorophore is directly transferred to the DNA from the analogue cofactor in a single reaction step, was also developed. A single-molecule assay was developed for counting the number of fluorophores associated with the individual plasmids. The topology of the plasmids after labelling was also investigated by high-resolution AFM imaging. Combining both analysis, the SPAAC as well as the direct one-step reactions were found to promote near-complete labelling and the AFM showed that the fluorophore coupling did not damage the structure of the plasmids and that their native, supercoiled, morphology was preserved. Moreover, labelled plasmids were successfully applied for transfection into mammalian cells, implying that the DNA retained its ability to encode genetic information, even while carrying bound fluorophores.

Copolímeros à base de estireno e anidrido maleico (SMA) são materiais sintéticos comercialmente disponíveis, obtidos pela reação dos dois monômeros citados em diferentes proporções, resultando em materiais versáteis, e disponíveis em diferentes graus de massas e porcentagens molares de anidrido maleico. São considerados polímeros funcionais devido à reatividade do grupamento anidrido maleico presente na cadeia polimérica. Por este motivo, esses materiais possuem vasta gama de aplicações, e elevada importância em diversas áreas, principalmente por terem baixa toxicidade, boa resistência térmica e boa estabilidade dimensional. Dessa forma, para melhor aplicação desses copolímeros, é muito importante o conhecimento dos parâmetros relativos ao seu comportamento em solução. A viscosimetria, em especial, é um método simples, útil e apropriado para fornecer essas informações. Os parâmetros viscosimétricos podem ser matematicamente calculados por extrapolação gráfica, entretanto a geração dos dados experimentais é mais demorada. Em contrapartida, é possível que a determinação experimental seja feita de forma mais rápida, por um único ponto, procedimento esse que desperta tanto o interesse acadêmico quanto o industrial. Neste trabalho, foram empregados os dois métodos de cálculo, utilizando solventes puros, misturas de solventes e três amostras de copolímeros à base de SMA. As determinações foram conduzidas a 40C. Os copolímeros utilizados possuiam teores de anidrido maleico de 50%, 45% e 40%, sendo os dois últimos esterificados com butil-metil-éster e sec-butil-metil-éster, respectivamente. Os solventes utilizados foram: N-metil-pirrolidona (NMP), tetrahidrofurano (THF) e suas respectivas misturas 1:1 com metil-etil-cetona (MEK), ou seja, (NMP:MEK) e THF:MEK, sendo a MEK um não solvente para o copolímero não esterificado. As equações utilizadas para extrapolação gráfica foram as de Huggins, Kraemer e Schulz-Blaschke. As equações empregadas em um único ponto foram as de Solomon-Ciuta, Deb-Chanterjee e novamente Schulz-Blaschke. Os resultados obtidos foram comparados e avaliou-se a possibilidade da utilização do método mais rápido, por um único ponto, para os sistemas estudados através dos desvios percentuais tendo como padrão os resultados da equação de Huggins. A equação de Deb-Chanterjee foi a mais adequada aos sistemas em NMP, que foi também o melhor solvente para as amostras. Os resultados obtidos na mistura NMP:MEK sugeriram que a viscosimetria pode ter sido um método sensível às pequenas diferenças estruturais entre os grupos pendentes nas amostras esterificadas. Paralelamente, realizou-se análises de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e ensaios dinâmico-mecânicos (DMA) para a caracterização estrutural e térmica das amostras. Somente os resultados obtidos a partir de DMA indicaram diferenças entre as amostras esterificadas / Styrene maleic anhydride copolymers (SMA) are synthetic materials commercially available, obtained by the reaction of styrene with maleic anhydride, resulting in very versatile products obtained in a wide range of molar masses and maleic anhydride proportions. The copolymers are considered to be functional due to maleic anhydride reactivity, that provides a very large range of applications, and major importance in different areas, mainly for the low toxicity, good thermal resistance and excellent dimensional stability. Thus, for improving the application of these materials, it is necessary and important to understand the behavior of the copolymers in solution. Therefore, viscosimetry can be a simple, helpful and suitable method to provide these informations. The viscosimetric parameters are generally mathematically calculated by graphic extrapolation. However, the experiments take too long. Indeed, it is possible to reduce the time of the execution by employing a single point determination. In this work, both calculation methods were performed, using pure solvents and mixtures and three different copolymers samples, based on SMA. The tests were carried out at 40oC. The copolymers contained 50%, 45% and 40% of maleic anhydride groups and the last two copolymers were esterified with butyl-methyl ester and sec-butyl-methyl ester. N-methyl-pyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), and their mixtures (1:1) with methyl-ethyl-cetone (MEK) were employed as solvents. The latter was a non-solvent for the esterified copolymers. The equations applied for graphic extrapolation were Huggins, Kraemer and Schulz-Blaschke. The equations employed for a single point determination were Solomon-Ciuta, Deb-Chanterjee and again Schulz-Blaschke. The single point determination method values were compared with those obtained from Huggins equation, and the possibility of using the faster method was evaluated by analyzing percentage deviation. Deb-Chanterjee equation was the most adequate to the copolymers in NMP, which was the best solvent for the samples. The results obtained in NMP:MEK mixture suggested that viscosimetry could be a sensitive method to the small structural variations between the pendant groups in the esterified samples. The copolymers were structurally characterized by infrared spectroscopy (FTIR), and thermally by thermogravimetric analysis (TGA) and dynamic-mecanical analysis (DMA). The results obtained from those techniques did not show significant differences between the esterified copolymers, except for DMA

Compósitos de polímeros de polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) possuem baixo desempenho mecânico devido principalmente à sua fraca interação, intermolecular, entre a cadeia polimérica e a carga. Uma maneira de minimizar esse baixo desempenho mecânico se faz com a mudança da estrutura química da poliolefina com a inserção de um grupo polar a sua cadeia, ou seja, faz-se a funcionalização das poliolefinas. O sistema de funcionalização adotado foi o processamento reativo, no qual foi utilizado para este sistema de processamento o misturador de dupla rosca acoplado a um reâmetro de torque. Neste trabalho, os grupos polares inseridos à cadeia dos polímeros de LLDPE\'s de copolímeros 1-buteno e 1-octeno (LLDPE-but e LLDPE-oct) foram o anidrido maléico (AM) e o anidrido tetrahidroftálico (ATF). Para a confecção dos compósitos foram utilizadas as cargas de microesferas de sílica modificada, no qual foi inserido compostos silanados em sua superfície (3-aminopropilsilano - APS - e trimetoxiclorosilano TMCISi) para estudo de interação com as poliolefinas funcionalizadas. Neste trabalho foram realizados ensaios de caracterização térmica, vibracional além de análises de torque do polímero fundido, análises do grau de reticulação e ensaios mecânicos de tração por elongação. Na caracterização térmica foram utilizadas as técnicas: termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Na caracterização vibracional utilizou-se a espectroscopia fotoacústica no infravermelho (PAS-IR) e a espectroscopia de espalhamento Raman. Pela técnica PAS-IR foi possível comprovar a inserção dos anidridos à cadeia das poliolefinas assim como foi possível verificar a interação entre o polímero funcionalizado e a carga. Pelas técnicas térmicas de DSC e TG foi possível verificar mudanças das propriedades do compósito frente aos polímeros originais ou funcionalizados. Os ensaios mecânicos comprovaram que os compósitos de polímeros funcionalizados possuem maior elongação e tensão à ruptura comparada aos compósitos dos LLDPE\'s não funcionalizados / Linear low density composites have a weak mechanical behavior due mainly to the weak interactions - intermolecular - between the polymeric back bone and the charge. The anchoring a polar group in polymeric back bone is a strategy to increase the interactions between the polymer and the charge, as mean, the polyolefin is functionalized. The functionalization process used is the reactive process by a Mixer coupled with torque rheometer. In this work the polar groups used to functionalize the LLDPE\'s with comonomer 1-buten and 1-octen are maleic anhydride and tetrahydrophtalic anhydride. The composites were maked adding in to graft LLDPE\'s the charge of modified surface silicate micro-spheres whith 3aminepropylsilane or trimethoxyclorinesilane. This work to composites characterization was used thermal and vibrational characterization, and torque, crystalinity degree and mechanical tests. In thermal characterizations were used: termogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). In the vibrational characterization, the photoacoustic spectroscopy (PAS-IR) and Raman spectroscopy were used. Using the PAS-IR technique it was possible to prove the anhydride bonding in the polyolefin back bones, and also was possible verify the interactions between the functionalized polymer and the charge. With DSC and TG techniques was possible verify changes in composites properties in comparison to originais or functionalized polymers. The mechanical tests show that the functionalized polymer composites have bigger values of elongation and tensile strength in comparison to non functionalized LLDPE composites.

Compósitos de polímeros de polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) possuem baixo desempenho mecânico devido principalmente à sua fraca interação, intermolecular, entre a cadeia polimérica e a carga. Uma maneira de minimizar esse baixo desempenho mecânico se faz com a mudança da estrutura química da poliolefina com a inserção de um grupo polar a sua cadeia, ou seja, faz-se a funcionalização das poliolefinas. O sistema de funcionalização adotado foi o processamento reativo, no qual foi utilizado para este sistema de processamento o misturador de dupla rosca acoplado a um reâmetro de torque. Neste trabalho, os grupos polares inseridos à cadeia dos polímeros de LLDPE\'s de copolímeros 1-buteno e 1-octeno (LLDPE-but e LLDPE-oct) foram o anidrido maléico (AM) e o anidrido tetrahidroftálico (ATF). Para a confecção dos compósitos foram utilizadas as cargas de microesferas de sílica modificada, no qual foi inserido compostos silanados em sua superfície (3-aminopropilsilano - APS - e trimetoxiclorosilano TMCISi) para estudo de interação com as poliolefinas funcionalizadas. Neste trabalho foram realizados ensaios de caracterização térmica, vibracional além de análises de torque do polímero fundido, análises do grau de reticulação e ensaios mecânicos de tração por elongação. Na caracterização térmica foram utilizadas as técnicas: termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Na caracterização vibracional utilizou-se a espectroscopia fotoacústica no infravermelho (PAS-IR) e a espectroscopia de espalhamento Raman. Pela técnica PAS-IR foi possível comprovar a inserção dos anidridos à cadeia das poliolefinas assim como foi possível verificar a interação entre o polímero funcionalizado e a carga. Pelas técnicas térmicas de DSC e TG foi possível verificar mudanças das propriedades do compósito frente aos polímeros originais ou funcionalizados. Os ensaios mecânicos comprovaram que os compósitos de polímeros funcionalizados possuem maior elongação e tensão à ruptura comparada aos compósitos dos LLDPE\'s não funcionalizados / Linear low density composites have a weak mechanical behavior due mainly to the weak interactions - intermolecular - between the polymeric back bone and the charge. The anchoring a polar group in polymeric back bone is a strategy to increase the interactions between the polymer and the charge, as mean, the polyolefin is functionalized. The functionalization process used is the reactive process by a Mixer coupled with torque rheometer. In this work the polar groups used to functionalize the LLDPE\'s with comonomer 1-buten and 1-octen are maleic anhydride and tetrahydrophtalic anhydride. The composites were maked adding in to graft LLDPE\'s the charge of modified surface silicate micro-spheres whith 3aminepropylsilane or trimethoxyclorinesilane. This work to composites characterization was used thermal and vibrational characterization, and torque, crystalinity degree and mechanical tests. In thermal characterizations were used: termogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). In the vibrational characterization, the photoacoustic spectroscopy (PAS-IR) and Raman spectroscopy were used. Using the PAS-IR technique it was possible to prove the anhydride bonding in the polyolefin back bones, and also was possible verify the interactions between the functionalized polymer and the charge. With DSC and TG techniques was possible verify changes in composites properties in comparison to originais or functionalized polymers. The mechanical tests show that the functionalized polymer composites have bigger values of elongation and tensile strength in comparison to non functionalized LLDPE composites.