A hidrogenação catalítica por transferência de hidrogênio, utilizando como doador o limoneno e como catalisador 10% Pd/C foi experimentada em cinco cetonas alicíclicas, α,8-insaturadas de seis membros e em uma cetona alifática α, ß,γ ,δ-insaturada. Vários parâmetros de reação foram investigados e tendo como subtrato modeelo a ísoforone. Observou-se 100% de conversão em todas as enonas testadas e aproximadamente 100% de seletividade em cetona saturada nos casos em que o substrato enônico apresentava metilas geminadsa; estabilidae de anel de quatro membros nas condições reacionais e a não seletividade na redução das ligações olefínicas de cetona α, ß,γ ,δ-insaturada. Constatou-se, além de desproporcionação do doador, a ococrrência de um processo competitivo ded desproporcionação do aceptor, o qual foi insignificante no caso de cetonas possuidoas de metilas geminadas, mas perceptível no caso de cetonas que apresentam hidrogênio em cada um dos outros cinco carbonos do anel.

Esta Tese descreve a preparação de novos eletrodos modificados (EMs) fazendo uso de um método novo, a deposição de partículas de metais nobres, como níquel, paládio e platina sobre partículas de metais comuns, como cobre e ferro. Este método leva aos denominados EMs mistos, que podem apresentar características diferentes e mais eficientes que os EMs Ni, Pd e Pt já estudados, sendo a principal aplicação nas reações de hidrogenação eletrocatalítica (HEC) de substratos orgânicos insaturados. A preparação dos EMs mistos se inicia pelo recobrimento da superfície do eletrodo de trabalho com um filme polimérico. O polímero usado foi o poli-(éter alílico do ácido p-benzenossulfônico), um filme aniônico com boa estabilidade química e mecânica, que pode fazer troca iônica de seus íons H+ por cátions metálicos. Este filme é preparado por varreduras de voltametria cíclica de uma solução do respectivo monômero, que se oxida eletroquimicamente iniciando a reação química de polimerização. Os metais cobre e ferro são introduzidos ao polímero pelo método de troca iônica/redução eletroquímica, onde o EM é mergulhado em uma solução saturada de um sal de cobre ou de ferro para ocorrer a troca iônica. Em seguida, estes íons são reduzidos eletroquimicamente por varreduras de voltametria cíclica, usando uma faixa de potencial adequada. Para se preparar os EMs mistos, mergulhou-se estes EMs (Cu ou Fe) na solução do banho electroless de níquel, paládio e platina. Por esta metodologia partículas destes metais nobres são depositadas pelo processo de deposição metálica electroless (DME), que faz uso de um agente redutor, hipofosfito de sódio, para reduzir os íons destes metais de forma adequada nos EMs Cu ou Fe e onde se espera obter grande área superficial. Os EMs mistos preparados foram: Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt. A caracterização dos metais dos EMs mistos foi feita indiretamente por geração eletroquímica de hidrogênio (GH) de uma solução ácida e diretamente pelas técnicas de Difração de Raios X e Microscopia de Varredura Eletrônica (MEV). O processo de deposição metálica foi investigado por medidas de potencial de circuito aberto, realizadas durante a deposição dos metais nobres que indicou a ocorrência do processo de DME em alguns casos e DG (deposição galvânica) em outros. Devido a alguns resultados do processo de deposição metálica, foi estudado o mecanismo de catalise na deposição direta das partículas de níquel, paládio e platina pela redução química por hipofosfito dos íons correspondentes. Preparou-se EMs Ni, Pd e Pt por dois métodos: troca iônica/redução eletroquímica e troca iônica/redução química catalisada pelo filme. Estes foram caracterizados por GH e utilizando o ácido p-toluenossulfônico como modelo, estudos de espectroscopia na região UV/Vis. foram realizados. Estas medidas comprovaram a catálise, pois os EMs preparados por redução química apresentaram melhores resultados para a GH e as análises de UV/Vis. mostraram a forte ligação existente entre os grupos sulfonatos do polímero e os íons metálicos bivalentes, ligação essencial para ocorrer a catálise do filme. Verificou-se que as partículas dos metais nobres podiam estar sendo depositadas por DME ou por DG seguido de DME, mas que em todos os casos ocorria a deposição causada pela catálise do filme. A reatividade dos EMs mistos foi avaliada por um estudo cinético, onde HECs de alguns substratos orgânicos foram realizadas e acompanhadas por medidas de UV/Vis. durante as reações. Obteve-se a constante de velocidade (k) destas reações, as quais foram comparadas entre si e encontrou-se como o EM misto mais eficiente o Cu/Pt. As ks das reações deste EM foram comparadas com ks de outros EMs de Pt, já estudados em nossos laboratórios. / This thesis describes the preparation of new modified electrodes (MEs) using the method of noble metal particles deposition like nickel, palladium and platinum in the surface of commum metals particles as cooper and iron. This new electrodes were denominated mixed MEs, and can show different caractheristics and present higher efficiency than others already studied, being their principal application in electrocatalytic hydrogenation (ECH) of unsaturated organic substrates. The surface electrode were coated with the polymer poly-(ether allyl p-benzenesulfonic), an anionic film with good chemical and mechanic stability that can undergoes ion exchange of ions H+ by metallic cations. This film is prepared by anodic oxidation of the monomer using voltammetric cycles, producing a cation radical initiador of a chain reaction polymerization. Cooper and iron metals are incorporated in the polymer by ion exchange/ electrochemical reduction; the ME were dipped in saturated solution of cooper or iron salt to produce the ion exchange. The ions are then electrochemically reduced. The preparation of mixed MEs is carried out by electrolessly deposidated Ni, Pd or Pt. This methodology use NaH2PO2, to reduce the metal ions. This procedure deposits Ni, Pd and Pt in the surface of Cu or Fe MEs with an expected higher superficial area. The mixed Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt MEs were prepared. The characterization of the MEs metals was made indirectly by electrochemically hydrogen generation from an acid solution (HG) and directly by SEM-EDX and Ray X Diffraction analysis. The metallic deposition process was investigated by open circuit during the deposition of nobles metals that indicate the occurrence of electroless deposition (EMD) process in some cases or spontaneous displacement reaction (galvanic deposition - GD) in others. Despite the two mechanisms related above, a catalytic process would occur. To rut in evidence this third process Ni, Pd and Pt MEs were prepared by two methods: ion exchange/electrochemical reduction and ion exchange/chemical reduction catalyzed by the film. The resulting MEs were characterized by HG and spectroscopy in the UV/Vis. For this last analysis, p-toluenossulfonic acid was used as model and the results proved the catalytic mechanism. UV spectroscopy analysis showed strong bonds between the p-toluenossulfonic and the noble metal salts. So particles of noble metals can be deposited not only by EMD or GD but in all cases occur the deposition by film catalysis too. The reactivity of mixed MEs was done by kinetic study, where ECH of some organic substrates were carried out and monitored by UV/Vis spectroscopy. The constant rate (k) of the reactions was calculated and compared with the others mixed MEs. The ks of this ME were compared with the ks of other Pt MEs, already studied. The more reactive of them was the Cu/Pt ME.

Esta Tese descreve a preparação de novos eletrodos modificados (EMs) fazendo uso de um método novo, a deposição de partículas de metais nobres, como níquel, paládio e platina sobre partículas de metais comuns, como cobre e ferro. Este método leva aos denominados EMs mistos, que podem apresentar características diferentes e mais eficientes que os EMs Ni, Pd e Pt já estudados, sendo a principal aplicação nas reações de hidrogenação eletrocatalítica (HEC) de substratos orgânicos insaturados. A preparação dos EMs mistos se inicia pelo recobrimento da superfície do eletrodo de trabalho com um filme polimérico. O polímero usado foi o poli-(éter alílico do ácido p-benzenossulfônico), um filme aniônico com boa estabilidade química e mecânica, que pode fazer troca iônica de seus íons H+ por cátions metálicos. Este filme é preparado por varreduras de voltametria cíclica de uma solução do respectivo monômero, que se oxida eletroquimicamente iniciando a reação química de polimerização. Os metais cobre e ferro são introduzidos ao polímero pelo método de troca iônica/redução eletroquímica, onde o EM é mergulhado em uma solução saturada de um sal de cobre ou de ferro para ocorrer a troca iônica. Em seguida, estes íons são reduzidos eletroquimicamente por varreduras de voltametria cíclica, usando uma faixa de potencial adequada. Para se preparar os EMs mistos, mergulhou-se estes EMs (Cu ou Fe) na solução do banho electroless de níquel, paládio e platina. Por esta metodologia partículas destes metais nobres são depositadas pelo processo de deposição metálica electroless (DME), que faz uso de um agente redutor, hipofosfito de sódio, para reduzir os íons destes metais de forma adequada nos EMs Cu ou Fe e onde se espera obter grande área superficial. Os EMs mistos preparados foram: Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt. A caracterização dos metais dos EMs mistos foi feita indiretamente por geração eletroquímica de hidrogênio (GH) de uma solução ácida e diretamente pelas técnicas de Difração de Raios X e Microscopia de Varredura Eletrônica (MEV). O processo de deposição metálica foi investigado por medidas de potencial de circuito aberto, realizadas durante a deposição dos metais nobres que indicou a ocorrência do processo de DME em alguns casos e DG (deposição galvânica) em outros. Devido a alguns resultados do processo de deposição metálica, foi estudado o mecanismo de catalise na deposição direta das partículas de níquel, paládio e platina pela redução química por hipofosfito dos íons correspondentes. Preparou-se EMs Ni, Pd e Pt por dois métodos: troca iônica/redução eletroquímica e troca iônica/redução química catalisada pelo filme. Estes foram caracterizados por GH e utilizando o ácido p-toluenossulfônico como modelo, estudos de espectroscopia na região UV/Vis. foram realizados. Estas medidas comprovaram a catálise, pois os EMs preparados por redução química apresentaram melhores resultados para a GH e as análises de UV/Vis. mostraram a forte ligação existente entre os grupos sulfonatos do polímero e os íons metálicos bivalentes, ligação essencial para ocorrer a catálise do filme. Verificou-se que as partículas dos metais nobres podiam estar sendo depositadas por DME ou por DG seguido de DME, mas que em todos os casos ocorria a deposição causada pela catálise do filme. A reatividade dos EMs mistos foi avaliada por um estudo cinético, onde HECs de alguns substratos orgânicos foram realizadas e acompanhadas por medidas de UV/Vis. durante as reações. Obteve-se a constante de velocidade (k) destas reações, as quais foram comparadas entre si e encontrou-se como o EM misto mais eficiente o Cu/Pt. As ks das reações deste EM foram comparadas com ks de outros EMs de Pt, já estudados em nossos laboratórios. / This thesis describes the preparation of new modified electrodes (MEs) using the method of noble metal particles deposition like nickel, palladium and platinum in the surface of commum metals particles as cooper and iron. This new electrodes were denominated mixed MEs, and can show different caractheristics and present higher efficiency than others already studied, being their principal application in electrocatalytic hydrogenation (ECH) of unsaturated organic substrates. The surface electrode were coated with the polymer poly-(ether allyl p-benzenesulfonic), an anionic film with good chemical and mechanic stability that can undergoes ion exchange of ions H+ by metallic cations. This film is prepared by anodic oxidation of the monomer using voltammetric cycles, producing a cation radical initiador of a chain reaction polymerization. Cooper and iron metals are incorporated in the polymer by ion exchange/ electrochemical reduction; the ME were dipped in saturated solution of cooper or iron salt to produce the ion exchange. The ions are then electrochemically reduced. The preparation of mixed MEs is carried out by electrolessly deposidated Ni, Pd or Pt. This methodology use NaH2PO2, to reduce the metal ions. This procedure deposits Ni, Pd and Pt in the surface of Cu or Fe MEs with an expected higher superficial area. The mixed Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt MEs were prepared. The characterization of the MEs metals was made indirectly by electrochemically hydrogen generation from an acid solution (HG) and directly by SEM-EDX and Ray X Diffraction analysis. The metallic deposition process was investigated by open circuit during the deposition of nobles metals that indicate the occurrence of electroless deposition (EMD) process in some cases or spontaneous displacement reaction (galvanic deposition - GD) in others. Despite the two mechanisms related above, a catalytic process would occur. To rut in evidence this third process Ni, Pd and Pt MEs were prepared by two methods: ion exchange/electrochemical reduction and ion exchange/chemical reduction catalyzed by the film. The resulting MEs were characterized by HG and spectroscopy in the UV/Vis. For this last analysis, p-toluenossulfonic acid was used as model and the results proved the catalytic mechanism. UV spectroscopy analysis showed strong bonds between the p-toluenossulfonic and the noble metal salts. So particles of noble metals can be deposited not only by EMD or GD but in all cases occur the deposition by film catalysis too. The reactivity of mixed MEs was done by kinetic study, where ECH of some organic substrates were carried out and monitored by UV/Vis spectroscopy. The constant rate (k) of the reactions was calculated and compared with the others mixed MEs. The ks of this ME were compared with the ks of other Pt MEs, already studied. The more reactive of them was the Cu/Pt ME.

Neste estudo, foram sintetizados complexos de ródio com aminoácidos e aminoácidos N-protegidos. Os compostos sintetizados foram caracterizados por análise elementar, espectrofotometria nas regiões do infravermelho e ultravioleta-visível, susceptibilidade magnética, ressonância magnética nuclear de próton e calorimetria exploratória diferencial. As técnicas analíticas utilizadas permitiram avaliar a estrutura dos complexos de ródio obtidos. Nos complexos sintetizados com aminoácidos, a ligação ocorreu pelos átomos de nitrogênio do grupamento amina e pelo oxigênio do grupo carboxila, formando anéis quelato de cinco membros, estrutura esta distinta da apresentada por compostos diméricos de ródio (II). Este modo de coordenação típico de carboxilatos de ródio dimérico, foi alcançado fazendo-se o bloqueio do grupamento amino, direcionando assim a coordenação do aminoácido, aos átomos de ródio, através dos dois oxigênios da carboxila. Numa etapa posterior, o grupo protetor foi removido por ataque ácido, tomando o complexo, anteriormente solúvel em solventes apoiares, totalmente solúvel em água, sendo mantida a estrutura de gaiola. Partindo-se dos complexos de ródio (II) sintetizados com aminoácidos N-bloqueados, foram obtidos adutos com o ácido isonicotínico, que se mostraram mais hidrossolúveis do que os complexos iniciais. Os compostos [Rh2(Boc-Gly)4)(I), [Rh2(Boc-L-Ala)4)(II) e seus respectivos adutos com o ácido isonicotínico foram submetidos a ensaios biológicos in vitro, onde foi avaliada a citotoxicidade destes sobre células tumorais K562, U937 e de tumor de Ehrlich. O aduto [Rh2(Boc-L-Ala)4](AIN)2(III) também foi submetido a um ensaio in vivo, de sobrevida. Camundongos portadores de tumor ascite de Ehrlich, tratados com solução do complexo (III), tiveram um aumento significativo de sobrevida, com formação de tumor sólido. Os complexos (I), (II), [Rh2(Boc-L-Val)4)(IV), [Rh2(Boc-L-Leu)4](V) e [Rh2(Boc-D-Phe)4)(VI) foram avaliados quanto ao seu potencial catalítico, em reações de hidrogenação. Os resultados foram expressos em termos de conversão de substrato em função do tempo de reação, número de rotação, freqüência de rotação e curvas TT x TTG. O complexo (I) apresentou atividade semelhante ao acetato de ródio (II), que foi utilizado como complexo de referência. Os demais compostos, (II), (V) e (VI) mostraram-se mais ativos que o acetato de ródio (II), nas reações de hidrogenação de hexeno-1 em etanol. / In this study, rhodium complexes were synthesized using amino acids and N-protected amino acids as ligands. The synthesized compounds were characterized by elemental analysis, IR and UVVis spectroscopy, magnetic susceptibility, proton magnetic nuclear resonance and diferential scanning calorimetry. The used analytical techniques allowed us to evaluate the structure of the obtained rhodium complexes. In the amino acids complexes, the binding occured through nitrogen atoms of the amino group and through the oxygen atom of the carboxyl group, forming chelate rings of five members, being these structures different from those presented by rhodium (II) carboxylates. This coordination mode was achieved protecting the amino group. In a next stage, the protecting group was removed by acid attack, turning the previously soluble in apolar solvents complex, totally soluble in water, being maintained the cage structure. From the N-protected amino acids rhodium (II) complexes synthesized, we obtained the isonicotinic acid adducts, more hydrossoluble than the original complexes. Antitumor activity of rhodium complexes [Rh2(Boc-Gly)4](I), [Rh2(Boc-L-Ala)4](II) and its isonicotinic acid adducts, was evaluated in vitro ( cell cultures K562, U937 and Ehrlich) and the compound [Rh2(Boc-L-Ala)4](AIN)2(III) was also submitted to a in vivo assay. Mices bearing Ehrlich ascite tumor, when treated with complex (III) solution, had a significant increase life span, with formation of solid tumor. The complexes (I), (II), [Rh2(Boc-L-Val)4](IV), [Rh2(Boc-L-Leu)4](V) and [Rh2(Boc-D-Phe)4](VI) were also tested in catalytic hydrogenation reactions. The results were expressed in terms of substrate conversion, turnover number, turnover frequency and TT x TTG curves. The complex (I) presented catalytic activity similar to the rhodium acetate (II), that was used as reference complex. The other compounds, (II), (V) and (I) exhibited improved catalytic behavior compared to rhodium (II) acetate in hydrogenation reactions using 1-hexene as substrate.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-12T12:14:46Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6051062 bytes, checksum: 9d8a71da8da5797495aee64e3b141b54 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T12:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6051062 bytes, checksum: 9d8a71da8da5797495aee64e3b141b54 (MD5) Previous issue date: 2016-10-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Natural compounds, as coumarins and others oxygenated heterocycles, has been shown with a rich source of bioactive substances, however, due to difficulty of getting into large amounts of these substances isolated, many total synthesis or semi-synthesis methods has been developed. Among these many synthetic derivation strategies currently, the metal-catalyzed cross-coupling reactions have been highlighted in the literature, such as: Suzuki-Miyaura, Sonogashira, Heck, Negishi and Buchwald-Hartwig. In the present work, it is aimed the obtaining and preparation of natural heterocycles skeleton, and your derivations via cross-coupling palladium-catalyzed reactions; of which were obtained excellent results for the first three mentioned above, which was not repeated for the last two protocols, from the reactional conditions used. In all synthetics strategies realized, reactional conditions were diversify, such as temperature, reactional time, energy source, base, catalysts, among others; with the in order to observe the effects these changes and obtain the best sets of conditions. Besides the palladium-catalyzed reactions, some of cumarinic alkynes obtained by Sonogashira were submitted to the catalytic hydrogenation, to provide new alkanes with different spacers between the coumarinic ring and their phenyl groups. In general, the final compounds obtained showed from good to great yield values, reflecting on success in mostprotocols tested, where a total of 48 final molecules were obtained, of which 26 are novel compounds, all being characterized and proven according to their chemical structures. / Compostos naturais, como cumarinas e outros heterociclos oxigenados, tem se mostrado como uma rica fonte de substâncias bioativas, porém, devido à dificuldade da obtenção em grandes quantidades dessas substâncias isoladas, vários métodos de síntese total, ou semi-síntese têm sido desenvolvidos. Dentre as muitas estratégias de derivação sintética utilizadas atualmente, as reações de acoplamento cruzado catalisadas por metais têm tido destaque na literatura, como: Suzuki-Miyaura, Sonogashira, Heck, Negishi e Buchwald- Hartwig. No presente trabalho, objetivou-se a obtenção e preparação de esqueletos de heterociclos naturais, e suas derivações via reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio; das quais foram obtidos excelentes resultados para as três primeiras citadas anteriormente, o que não se repetiu para os dois últimos protocolos, a partir das condições reacionais utilizadas. Em todas as estratégias sintéticas realizadas, condições reacionais foram variadas, como temperatura, tempo recional, fonte de energia, base, catalisadores, entre outros; com o intuito de se observar os efeitos dessas mudanças e obter os melhores conjuntos de condições. Além das reações catalisadas por paládio, alguns dos alcinos cumarínicos obtidos por Sonogashira foram submetidos à hidrogenação catalítica, para fornecer novos alcanos com diferentes espaçadores entre o anel cumarínico e seus grupos fenílicos. De maneira geral, os compostos finais obtidos demonstraram de bons a ótimos valores de rendimento, refletindo no sucesso em boa parte dos protocolos testados, onde um total de 48 moléculas finais foram obtidas, das quais 26 são compostos inéditos, sendo todas caracterizadas e comprovadas de acordo com suas estruturas químicas.