Esta tese apresenta um estudo detalhado das propriedades eletroquímicas dos nanocompósitos de V2O5.nH2O e poli(pirrol) sobre a superfície de eletrodos. Demonstramos aqui que pelo controle de parâmetros de síntese é possível alterar a composição das interfaces eletroquímicas dos eletrodos modificados, fazendo com que o poli(pirrol) esteja por cima, por baixo ou dentro do V2O5 que recobre os eletrodos. Esta diferenciação estrutural tem repercussão nas propriedades eletroquímicas e espectroscópicas dos eletrodos modificados. Desenvolvemos além disto um método para gerar matrizes de V2O5.nH2O, assim como nanocompósitos com poli(pirrol) que possuam anisotropia elétrica tridimensional, propriedade útil em eletrônica. Na última parte do trabalho, poli(pirrol) foi inserido em matrizes de intercalação do tipo BV (V2O5.nH2O estabilizado com esmectita) gerando materiais estáveis em meio aquoso e adequados modificadores de eletrodos, viabilizando a exploração das propriedades dos compósitos de V2O5/poli(pirrol) em água. / This thesis focuses on the electrochemical properties of V2O5.nH2O and its poly(pyrrole) nanocomposites over electrodes. We demonstrate that it is possible, by controlling synthetic procedures, to change the composition of the modified electrodes interfaces, leaving poly(pyrrole) over, under or inside the V2O5 films covering the electrodes. This structural differenciation repercutes on the electrochemical and spectroscopic properties of the modified electrodes. We have developed also a method to generate V2O5.nH2O matrices as well as their nanocomposites with poly(pyrrole) showing tridimensional electrical anisotropy, a useful property in electronics. Additionally, poly(pyrrole) has been inserted into BV (smectite stabilized V2O5.nH2O) matrices, generating stable materials in aqueous medium, conveying to this, the properties of V2O5/poly(pyrrole) nanocomposites modified electrodes.

Orientador: Prof. Dr. Maurício Domingues Coutinho Neto / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / The theoretical study of the interaction between biomolecules that interact with DNA has been growing in recent years. Understanding the mechanism of action of these biomolecules in the process of intercalation with DNA is of fundamental importance in the development of new drugs for the treatment of genetic and parasites diseases. Among these diseases, malaria is one of the most important worldwide and is caused by a protozoan parasite. The resistance of plasmodium P. falciparum, which causes the most severe form of the disease to antimalarial drugs, has become a growing problem and the search for more effective drugs is urgent. Many of these drugs interact with DNA by intercalation process mediated mainly by dispersion interactions that contribute significantly to the stability of the complex intercalator-DNA. With this idea, we propose to investigate theoretically the interactions that occur between an antimalarial drug, the cryptolepine and its derivatives, when intercalated between base pairs of DNA by means of first principles methods based on Density Functional Theory and classical molecular dynamics methods. The dispersion effects were included in the DCACP approach ( Dispersion Correct-Atom Centered Potentials). In the classical approach, we used specific force fields such as ff99bsc0 and GAFF for the treatment and quality of intercalation energy. The DCACP results showed that the cryptolepine interacts strongly with DNA, whose the interaction energy was -38.6 kcal/mol. Furthermore, the cryptolepine intercalation preference between non-alternating CG sites was confirmed by more stable configuration energy in the crystal. The free intercalation energy of drug calculated by molecular dynamics was about -30 kcal/mol showing that this process can be energetically favorable. The cryptolepine has a potent in vitro activity against malaria parasites in addition to being the first of a class of intercalating agents preferably having a intercalation sites of the DNA cytosine-guanine by a non-alternating and parallel intercalation mode. This suggests that this new intercalating process should lead to the development of new drugs against malaria and the theoretical study proposed in this work can assist in the design of experimental work.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2656.pdf: 4791047 bytes, checksum: e96032040fa0ff27949ac8acdb653ef4 (MD5) Previous issue date: 2009-08-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Films of polypyrrole/Li1.05Mn2O4 composites were prepared by chemical synthesis over a carbon-fiber substrate, using the dipcoating and casting techniques, aiming at improving the performance of these materials as cathodes in secondary lithium or lithium-ion batteries. For this the following were investigated: i) electrochemical behavior of both materials (polymer and oxide) over the carbon-fiber surface; ii) electrochemical characteristics and stability of the composites obtained by the different methods; iii) best electrolyte to work at high potentials (> 4 V vs. Li/Li+); iv) electronic conduction of the composites; v) morphology of both components of the composites; vi) behavior of the composites as cathodes of lithium-ion batteries. From the obtained results it could be concluded that neither preparation technique led to films with a good electrical contact between the spinel crystals and the carbon fibers, which is necessary for them to show a high performance for charge storage. For the materials prepared by dip coating, the use of factorial design effectively helped in obtaining a higher specific-capacity value for polypyrrole (118 mA h g-1), but that was not the case for the polypyrrole/Li1.05Mn2O4 composite (only 20 mA h g-1). On the other hand, for the films prepared by casting, the electronic conduction of the spinel was increased due to the polypyrrole and carbon black mixture, while the most appropriate electrolyte for the electrochemical characterizations was 1 mol L-1 LiClO4 in EC:DMC 1:1 (V/V). However, only the predominantly capacitive behavior of the carbon fiber was observed in the charge/discharge tests. Finally, the charge/discharge tests of the polypyrrol/Li1.05Mn2O4 composite compacted over platinum yielded values of ~70 mA h g-1 for the first cycle and a better stability than that presented by the pure spinel. / Filmes de compósitos de polipirrol/Li1,05Mn2O4 foram preparados por síntese química sobre substratos de fibra de carbono, utilizando as técnicas dip coating e casting, visando melhorias no desempenho desses materiais como catodos de baterias secundárias de lítio ou de íons lítio. Para isso, foi necessário investigar: i) o comportamento eletroquímico de ambos os materiais (polímero e óxido) sobre a superfície da fibra de carbono; ii) a estabilidade e características eletroquímicas dos compósitos obtidos pelos diferentes métodos; iii) o melhor eletrólito para operar em altos potenciais (> 4 V vs. Li/Li+); iv) a condutividade eletrônica dos compósitos; v) a morfologia de ambos os constituintes do compósito; vi) o desempenho dos compósitos como catodos numa bateria de íons lítio. Os resultados permitiram concluir que ambas as técnicas de dip coating e casting não resultam em filmes com um bom contato elétrico entre os cristais do espinélio e as fibras de carbono, o qual é necessário para que os eletrodos apresentem alto desempenho para armazenamento de carga. Para os materiais preparados por dip coating, o uso de planejamento fatorial efetivamente ajudou na obtenção de um valor mais alto de capacidade específica para o polipirrol (118 mA h g-1), mas isto não ocorreu para o compósito polipirrol/Li1,05Mn2O4 (20 mA h g-1). Por outro lado, para os filmes preparados por casting, a condutividade eletrônica do espinélio foi aumentada devido à mistura de polipirrol e carbon black, enquanto que o eletrólito mais adequado para as caracterizações eletroquímicas foi LiClO4 1 mol L-1 em EC:DMC 1:1 (v/v). Entretanto, nos testes de carga/descarga observou-se somente o comportamento predominantemente capacitivo da fibra de carbono. Finalmente, testes de carga e descarga do compósito polipirrol/Li1,05Mn2O4 compactado sobre platina resultaram em valores de ~70 mA h g-1 para os primeiros ciclos e melhor estabilidade que a do espinélio puro.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-10-20T12:07:10Z No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:35:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:36:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / Não recebi financiamento / The objective of this work was the development of polymer nanocomposites with montmorillonite organoclays (OMMT) using EVA-OMMT concentrated obtained by spray drying, Drais and extrusion, making the characterization and correlation with the thermal, dynamic mechanical and gas transport properties. LLDPE nanocomposites films were obtained by incorporating the EVA-OMMT powders concentrates. The XRD results showed that the concentrated powders for the spray drying process the shift to smaller angles is more effective for 19% VA and for processing by Drais only 8.5% VA. As for processing by Drais, it was possible to incorporate large amounts of clay, but the results of dispersion and intercalation depends on the use of modified clay and compatible with the matrix used. For processing by spray drying, it showed to be very efficient in incorporation of large amounts of clay in EVA matrix. In the TEM analysis for spray drying powder concentrate, it was observed that, with the increase of MFI of LLDPE matrix and increased of %VA, the areas where the clay is present showed an increase of its dimension and may facilitate the process of intercalation and clay dispersed in the matrix. The permeability results showed a competition between the increased permeability due to a reduction of the crystallinity and, at the same time, reduced permeability due to the higher clay amount in the matrix, since that the clay is properly dispersed. The results showed that the spray drying process is an innovative way to obtain EVA/OMMT concentrated powder with high clay content. The nanocomposite powder with EVA/OMMT 3:1 weight ratio and 7wt% OMMT showed an intercalalated structure and evidence of exfoliation, with 38% oxygen permeability reduction. / O objetivo desse trabalho foi o desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos com argilas montmorilonitas organofílicas (OMMT), utilizando concentrados de EVA-OMMT obtidos por spray drying, Drais e extrusão, realizando a sua caracterização e correlação com as propriedades térmicas, dinâmico-mecânicas e de transporte de gases. Filmes de nanocompósitos poliméricos de LLDPE foram obtidos, incorporando os pós concentrados de EVA-OMMT. Os resultados de DRX dos pós concentrados mostraram que para o processo de spray drying o deslocamento para ângulos menores é mais efetivo para 19%VA e para o processamento por Drais somente para 8,5%VA. No processamento por Drais, foi possível incorporar grandes quantidades de argila, mas os resultados de dispersão e intercalação dependem do uso de argila modificada e compatível com a matriz utilizada. Para o processamento por spray drying, o mesmo apresentou-se bastante eficiente na incorporação de grandes quantidades de argila em matrizes de EVA. Na análise por TEM dos nanocompósitos obtidos com pó concentrado de spray drying, observou-se que, com o aumento do MFI da matriz de LLDPE e o aumento do %VA, as regiões onde a argila está presente apresentaram um aumento de sua dimensão, podendo facilitar o processo de intercalação e dispersão da argila na matriz. Nos resultados de permeabilidade, percebeu-se uma competição entre o aumento da permeabilidade devido a redução da cristalinidade e, ao mesmo tempo, uma redução da permeabilidade devido ao aumento do percentual de argila na matriz, desde que essa argila esteja dispersa adequadamente. Os resultados obtidos demonstram que o processo de spray drying é uma maneira inovadora de se obter um pó concentrado de EVA/OMMT com elevado teor de argila, sendo que o nanocompósito que incorporou o pó na concentração de 3:1 EVA/OMMT e 7% em massa de argila apresentou uma estrutura intercalada e com evidências de esfoliação, com redução de 38% na permeabilidade a oxigênio.

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-04-04T18:27:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2010-Dissertação-MarinaPitta.pdf: 3603877 bytes, checksum: 08fe7b230ca59625d092d37b1c8148ad (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T18:27:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2010-Dissertação-MarinaPitta.pdf: 3603877 bytes, checksum: 08fe7b230ca59625d092d37b1c8148ad (MD5) Previous issue date: 2010 / O câncer é uma das principais causas de morte no mundo e acolhe intensos e crescentes investimentos em pesquisa oriundos dos setores público e privado. Considerando os alarmantes indicadores epidemiológicos registrados e a visível carência de medicamentos mais eficazes e menos tóxicos para esta patologia, o Laboratório de Planejamento e Síntese de Fármacos vem, desde o final da década de 1980, desenvolvendo moléculas com potenciais propriedades anticâncer. A meta é minimizar o impacto dessa doença no Brasil e no mundo. Para tanto, conhecendo-se as propriedades anticâncer de derivados da acridina, este trabalho teve como objetivo preparar, determinar as características físico-químicas, caracterizar estruturalmente e avaliar a atividade anticâncer de nove moléculas originais derivadas da acridina. Nos ensaios in vitro foram utilizadas linhagens celulares SF-295 (Sistema Nervoso Central), MDA-MB435 (melanoma) e HCT-8 (carcinoma de cólon). Para a realização das sínteses, foram realizadas reações de N-alquilação,condensação, ciclização e adição de Michael. As moléculas obtidas foram comprovadas através de métodos espectroscópicos no infravermelho, ressonância magnética nuclear de hidrogênio e espectrometria de massas utilizando a técnica de electrospray. Os resultados colimados revelam que os compostos 3-acridin-9-il-metil-5-acridin-9-il-metileno-tiazolidina-2,4-diona, 3-acridin-9-il-metil-5-(4-metóxi-benzilideno)-tiazolidina-2,4-diona e 3-acridin-9-il-metil-5-(4-bromo-benzilideno)-tiazolidina-2,4-diona destacaram-se entre os mais ativos da série, pois apresentaram,respectivamente, 92,4%, 86,7% e 96,6% de inibição da proliferação celular contra a linhagem de carcinoma de cólon; enquanto que a doxorrubicina, fármaco de referência, apresentou 95,2% de inibição contra a mesma linhagem de células.Estes resultados ratificam a importância de derivados tiazacridínicos no combate do câncer. / Cancer is a leading cause of death worldwideand conceals intense and growing investment by public and private sectors.Taking into account the alarming epidemiological data recorded and visible lack of drugs more effective and less toxic to treat this pathology, the Laboratório de Planejamento e Síntese de Fármacos hasbeen producing compounds, since the late 80's. Thepurpose isminimizethe impact of this disease in Brazil and in the world. Therefore, considering the anticancer properties of the acridine derivatives, the aimof this work was the synthesis, determination of the physico-chemicalproperties, structural characterization and in vitroantiproliferative activityagainst human cancer cell linesHL-60 (promyelocytic leukemia), MDA-MB435 (breast carcinoma) and HCT-8 (colon carcinoma), of nine new bis-thiazacridine and thiazacridinesderivatives. The syntheses were carried outwithN-alkylation, condensation, cyclization and Michael addition reactions. The obtained molecules were analysedby mass spectrometry usingthe electrospray techniqueand spectroscopic methods, such as infraredandnuclear magnetic resonance of hydrogen. The compounds 3-acridine-9-yl-methyl-5-acridine-9-yl-methylene-thiazolidine-2,4-dione, 3-acridine-9-yl-methyl-5-(4 --methoxy-benzylidene)-thiazolidine-2,4-dione and 3-acridine-9-yl-methyl-5-(4-bromo-benzylidene)-thiazolidine-2,4-dione werethe most active of the series, and presented, respectively, 92.4%, 86.7% and 96.6% of inhibition of cell proliferation against the colon carcinoma, whereas doxorubicin, the reference drug, presented 95.2% of inhibition against same cell line. These results confirm the importance of thiazacridine derivatives in combat of cancer.

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T03:13:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DeSantis_MarcoAurelioCulhari_M.pdf: 3832539 bytes, checksum: 536117264acf4225d0c02eb3b2150a00 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O presente Trabalho trata da obtenção do óxido HTaWO6.H2O nas formas: bidimensional (trirrutilo lamelar) e tridimensional (pirocloro com canais). Os compostos foram preparados a partir de reações de troca iônica do metal alcalino pelo próton nas respectivas fases (Li ou K)TaWO6. A síntese das fases precursoras envolveu típicas reações de estado sólido. Neste processo, foi estudada a evolução das estruturas em função da variação da temperatura e do tempo de síntese, no intervalo entre 350 e 850°C. As fases cristalinas com as estruturas trirrutilo e pirocloro apresentam propriedades estruturais e eletrônicas que as habilitam a aplicações tecnológicas. Por exemplo, na forma de matrizes hospedeiras para a obtenção de nanocompósitos orgânico/inorgânicos, assim como na forma de eletrólitos sólidos. Ambos os sólidos, obtidos na forma de pó, foram funcionalizados por reações de troca iônica do próton por íons Ag, conduzindo à formação dos compostos do tipo H1-xAgxTaWO6.H2O com estrutura bi- e tridimensional. Adicionalmente, o composto apresentando a estrutura trirrutilo (lamelar) foi utilizado como matriz hospedeira para a reação de intercalação de duas aminas lineares (n-butilamina e n-dodecilamina). As reações conduziram à formação dos compostos de intercalação: HTaWO6.H2O@C4H11N e HTaWO6.H2O@C12H27N. Os materiais preparados foram caracterizados por diferentes técnicas, dentre elas: difratometria de raios X (XRD), fluorescência de raios X (XRF), espectroscopias Raman e infravermelho (FTIR) e termogravimetria (TG). Os resultados dos ensaios revelaram os comportamentos distintos das estruturas frente às reações de troca iônica e intercalação/inserção. No estudo da evolução das estruturas precursoras, os resultados revelaram a possibilidade de obtenção dos compostos (Li ou K)TaWO6, via reação no estado sólido, com reduções substanciais do tempo e da temperatura de síntese em relação aos procedimentos descritos na literatura / Abstract: The present work is about the preparation of the HTaWO6.H2O oxide with bidimensional (trirutile) and tridimensional (pyrochlore) structures. These compounds were prepared by ion-exchange reactions of the alkaline metal by the proton, starting from precursor (Li or K)TaWO6. The synthesis of the precursors compounds involved typical solid state reactions. In the process, the structural evolution of the materials was evaluated related to the temperature (350 ¿ 850 ºC) and time of synthesis. Trirutile and pyrochlore crystalline phases present structural and electronic properties that make technological applications become possible, such as host matrices for the preparation of organic/inorganic nanocomposites and as solid electrolytes. Both solids, obtained as powders, were functionalized by ion exchange reactions of the proton by Ag ions, leading to the formation of compounds H1-xAgxTaWO6.H2O, with bi- and tridimensional structure. In addition, the solid presenting trirutile (lamellar) structure was used as a host matrix for intercalation of two linear amines (n-butylamine and n-dodecylamine). Reactions yielded the following intercalation products: HTaWO6.H2O@C4H11N and HTaWO6.H2O@C12H27N. The ¿as prepared¿ materials were characterized by different techniques, such as X-ray difratometry (XRD), X-ray fluorescence (XRF), Raman spectroscopy, infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetry (TG). The results revealed different behavior of the structures towards ion exchange and intercalation/insertion reactions. In the study of structural evolution of the precursors materials, results revealed the possibility of preparation of the compounds (Li or K)TaWO6 via solid state reactions, with substantial reduction of time and temperature of synthesis related to the procedures described in the literature / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

Orientador: Heloise de Oliveira Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T00:58:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quites_FernandoJunior_M.pdf: 5104737 bytes, checksum: f5fb8d7a9b43d3881aa0cc1477b348f5 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Na primeira parte deste trabalho, novos materiais híbridos foram desenvolvidos com a intercalação dos polieletrólitos poli(cloreto de dialildimetilamônio) PDDA e poli(cloreto de alilamina) PAH no espaço interlamelar do pentóxido de vanádio (V2O5) e do trióxido de molibdênio (MoO3) usando tratamento hidrotérmico. Um estudo sistemático da síntese dos materiais híbridos pela reação direta dos policátions PDDA e PAH com V2O5 e com MoO3 mostrou que o espaço interlamelar destes óxidos expande significativamente após a intercalação destas espécies convidadas. Foi também mostrado que a intercalação dos polieletrólitos ocorre apenas quando alguns íons metálicos da rede inorgânica são reduzidos, ou seja, íons V são reduzidos a V e íons Mo são reduzidos a Mo. Sendo assim, os polieletrólitos atuam como entidades contrabalanceadoras de cargas, pois com a redução são geradas cargas negativas na lamela inorgânica e os polieletrólitos entram nos espaços lamelares destes óxidos para contrabalancear estas cargas e ao mesmo tempo, como esses polímeros possuem alta densidade de carga, eles carregam pares iônicos para dentro do espaço interlamelar. Estes sítios podem ser usados como trocadores aniônicos. Os materiais híbridos produzidos [PDDACl]0.24[PDDA]0.29V2O5 e [PAHCl]0.28[PAH]0.47V2O5 exibiram aproximadamente 45,0 e 38,0% de íons cloretos trocáveis e os materiais híbridos [PDDACl]0.26[PDDA]0.24MoO3 e [PAHCl]0.18[PAH]0.38MoO3apresentaram 52,9 e 32,0%, respectivamente de íons cloretos trocáveis que podem ainda ser usados para a troca aniônica. Na segunda parte deste trabalho, os materiais híbridos produzidos baseados em V2O5 e MoO3, foram usados para ocluir o corante aniônico cianina Iris 3.5b. Neste caso, os pares iônicos ocluídos no espaço interlamelar foram usados como sítios de troca iônica pela saída de íon cloreto e entrada de cianina. A presença do corante foi evidenciada nos materiais obtidos através de bandas de absorção na região de 520- 580 nm e por uma fluorescência significante relacionada à molécula de corante com uma emissão na região de 600-617nm / Abstract: In the first part of this work, novel hybrid materials were developed by insertion of poly(diallymethylammonium chloride) PDDA and poly(allylamine hydrochloride) PAH polyelectrolytes into V2O5 and MoO3 interlayer spaces using hydrothermal treatment. A systematic study of the synthesis of hybrids materials by direct in situ reaction of PDDA and PAH polycations with V2O5 and MoO3 powders showed that the interlayer space of V2O5 and MoO3 expands significantly upon intercalation using PDDA and PAH polyelectrolytes. Reduction of V to V and Mo to Mo intercalation of the polyelectrolytes as charge balancing entities possible and, consequently, the generation of anionic exchange sites in theses oxides layers. The hybrid materials produced, [PDDACl]0.24[PDDA]0.29V2O5 and [PAHCl]0.28[PAH]0.47V2O5 exhibited approximately 45.0 % and 38.0 % of chloride ions still available for anionic exchange, respectively. The hybrids [PDDACl]0.26[PDDA]0.24MoO3 and [PAHCl]0.18[PAH]0.38MoO3 presented approximately 52,9 % and 32,0 % of chloride ions anionic exchange, respectively. In the second part of this study, these materials were used to encapsulate the cyanine anionic dye. The presence of the dye was evidenced by significant fluorescence, with emission band centered at 605-620 nm regions / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

A combinação de polímeros condutores e matrizes inorgânicas hospedeiras é um campo de pesquisa que teve um desenvolvimento considerável nos últimos anos. Particularmente, os Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) são materiais cuja arquitetura lamelar provê a oportunidade de separar em escala nanométrica as contrapartes inorgânica (do hidróxido duplo) e orgânica (do polímero), formando assim composto híbrido. A estrutura dos HDLs é baseada no empilhamento de camadas de hidróxido duplo com estrutura do tipo da brucita, Mg(OH)2, contendo ânions hidratados na intercamada. Por meio da variação dos cátions metálicos, da proporção entre estes e da substituição do ânion interlamelar, uma grande variedade de HDLs pode ser preparada. O ?crescimento? de polímeros condutores em espaços limitados, como a região interlamelar dos HDLs, tem se mostrado um método bastante promissor para obtenção de polímeros com orientação preferencial. O presente trabalho tem como foco a síntese e a caracterização de materiais híbridos orgânico-inorgânicos, utilizando HDLs como matriz inorgânica hospedeira e monômeros de pirrol, tiofeno e anilina funcionalizados com grupos carboxilato, como espécie convidada. Os materiais híbridos orgânico-inorgânicos foram produzidos pelo método de co-precipitação a pH constante, com a intercalação dos monômeros funcionalizados e posterior polimerização in situ. Com base nos resultados obtidos é possível inferir que, dentro da intercamada dos HDLs, as espécies convidadas estão intercaladas em um arranjo de bicamadas, nesse arranjo, os grupos carboxilato estão dirigidos para as lamelas e os anéis aromáticos estão ocupando a região central do espaçamento interlamelar. A que a natureza do grupo substituinte (alifático ou aromático), influencia na organização estrutural e no processo de polimerização dos materiais híbridos produzidos. Durante a síntese, alguns materiais apresentaram uma polimerização espontânea, enquanto que outros, necessitaram de tratamentos térmicos para alcançar a polimerização. Em alguns casos, o tratamento térmico causou o colapso da estrutura lamelar e a formação de ZnO. Na maioria dos materiais híbridos foi possível notar um aumento na estabilidade térmica do polímero quando este se encontra intercalado. / A combinação de polímeros condutores e matrizes inorgânicas hospedeiras é um campo de pesquisa que teve um desenvolvimento considerável nos últimos anos. Particularmente, os Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) são materiais cuja arquitetura lamelar provê a oportunidade de separar em escala nanométrica as contrapartes inorgânica (do hidróxido duplo) e orgânica (do polímero), formando assim composto híbrido. A estrutura dos HDLs é baseada no empilhamento de camadas de hidróxido duplo com estrutura do tipo da brucita, Mg(OH)2, contendo ânions hidratados na intercamada. Por meio da variação dos cátions metálicos, da proporção entre estes e da substituição do ânion interlamelar, uma grande variedade de HDLs pode ser preparada. O ?crescimento? de polímeros condutores em espaços limitados, como a região interlamelar dos HDLs, tem se mostrado um método bastante promissor para obtenção de polímeros com orientação preferencial. O presente trabalho tem como foco a síntese e a caracterização de materiais híbridos orgânico-inorgânicos, utilizando HDLs como matriz inorgânica hospedeira e monômeros de pirrol, tiofeno e anilina funcionalizados com grupos carboxilato, como espécie convidada. Os materiais híbridos orgânico-inorgânicos foram produzidos pelo método de co-precipitação a pH constante, com a intercalação dos monômeros funcionalizados e posterior polimerização in situ. Com base nos resultados obtidos é possível inferir que, dentro da intercamada dos HDLs, as espécies convidadas estão intercaladas em um arranjo de bicamadas, nesse arranjo, os grupos carboxilato estão dirigidos para as lamelas e os anéis aromáticos estão ocupando a região central do espaçamento interlamelar. A que a natureza do grupo substituinte (alifático ou aromático), influencia na organização estrutural e no processo de polimerização dos materiais híbridos produzidos. Durante a síntese, alguns materiais apresentaram uma polimerização espontânea, enquanto que outros, necessitaram de tratamentos térmicos para alcançar a polimerização. Em alguns casos, o tratamento térmico causou o colapso da estrutura lamelar e a formação de ZnO. Na maioria dos materiais híbridos foi possível notar um aumento na estabilidade térmica do polímero quando este se encontra intercalado.

O presente trabalho trata da preparação e caracterização de três tipos de materiais, todos envolvendo hidróxidos duplos lamelares (HDLs) contendo íons cobalto e alumínio na composição das lamelas. Primeiramente, avaliou-se a influência de parâmetros de síntese na obtenção de HDLs intercalados com os ânions inorgânicos carbonato, cloreto e nitrato. Segundo dados de espectroscopia eletrônica UV-VIS, ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), ocorre a oxidação parcial do Co2+ em Co3+ na lamela de HDL e, no caso do material contendo íon carbonato, observa-se a presença de radical carbonato, demonstrando a reatividade redox das matrizes com íons cobalto. A segunda parte do trabalho consistiu na intercalação do ânion derivado do ácido 2- aminotereftálico (ATA) em HDL. A presença do cátion cobalto nas lamelas e do grupo amino na espécie orgânica promoveu alterações significativas nas propriedades eletrônicas e térmicas do material (abreviado Co2Al-ATA). Assim como na primeira parte desta tese, as transformações ocorridas com o íon ATA devem incluir a formação inicial de um radical orgânico (de modo similar à polimerização da anilina), para o qual o agente oxidante é o íon Co3+ lamelar. Os dados de espectroscopia vibracional (no infravermelho e Raman) e de XPS mostram a presença de segmentos reduzidos (benzenóide) e oxidados (quinóides) na espécie intercalada. A solubilização do HDL em meio ácido permitiu isolar um material orgânico de cor preta que possui segmentos semiquinóides (radical orgânico) em sua estrutura, além dos reduzidos. A última etapa da presente tese consistiu em pirolisar o material Co2Al-ATA mencionado acima. Verificou-se que a alteração no procedimento de pirólise, como a temperatura, o desenho do forno, a forma do cadinho (cilíndrico ou barca), o tempo de resfriamento do sistema ou a atmosfera dinâmica ou estática, por exemplo, afetam as propriedades do produto final de decomposição. Nos compósitos obtidos, as fases inorgânicas provenientes da decomposição do HDL foram uma mistura de óxidos mistos de cobalto e alumínio (Co(CoxAl1-x)2O4), óxido de cobalto (CoO) e cobalto metálico. A fase de carbono apresentou perfil espectral de carbono grafítico nanocristalino e foi obtida em valores de temperatura de pirólise superiores a 800°C. Os compósitos contendo nanopartículas de cobalto metálico são ferromagnéticos. A reatividade redox dos HDLs de cobalto e as propriedades de seus produtos de decomposição apresentam potencial para aplicação em dispositivos eletroquímicos. / The present work reports the preparation and characterization of three types of materials, all involving layered double hydroxides (LDHs) containing cobalt and aluminum ions in the layer composition. First, the influence of synthetic parameters on the production of LDHs intercalated with the inorganic anions carbonate, chloride and nitrate was evaluated. According to UV-VIS electronic spectroscopy, electron paramagnetic resonance (EPR) and x-ray photoelectron spectroscopic (XPS) data, the partial oxidation of Co2+ to Co3+ occurs in the LDH layer and, in the case of the material containing carbonate ion, the presence of carbonate radical species demonstrates the redox reactivity of the matrices with cobalt ions. The second part of the work comprised the intercalation of the anion derived from 2- aminoterephthalic acid (ATA) in to LDH. The presence of the cobalt cation in the layer and the amino group in the organic species promoted significant changes in the electronic and thermal properties of the material (abbreviated Co2Al-ATA). As in the first part of this thesis, transformations occurring with the ATA ion should include the initial formation of an organic radical (similar to aniline polymerization), for which the oxidizing agent is the Co3+ ion in the layer. The vibrational (infrared and Raman) spectroscopy and XPS data show the presence of reduced (benzenoid) and oxidized (quinoids) segments in the intercalated species. The solubilization of HDL in acid medium allowed the isolation of a black organic material that has semiquinoid (organic radical) segments in its structure besides the reduced one. The last stage of the present thesis consisted of pyrolysis of the Co2Al-ATA material mentioned above. It was observed that the change in pyrolysis procedure, such as temperature, furnace design, crucible shape (bark or cylinder), system cooling time or dynamic or static atmosphere, for example, affects the properties of the final product of decomposition. In the obtained composites, the inorganic phases from the HDL decomposition were a mixture of mixed oxides of cobalt and aluminum (Co(CoxAl1-x)2O4), cobalt oxide (CoO) and metallic cobalt. The carbon phase showed nanocrystalline graphite carbon spectral profile and was obtained at pyrolysis temperature values above 800 °C. The composites containing metallic cobalt nanoparticles are ferromagnetic. The redox reactivity of HDLs containing cobalt and the properties of their decomposition products present potential for application in electrochemical devices

Os hidróxidos duplos lamelares (HDLs) são matrizes inorgânicas bidimensionalmente estruturadas que apresentam propriedades diversas e interessantes para a formação de materiais híbridos. Em especial na área medicinal e farmacológica, o emprego de HDLs com lamelas contendo os íons Mg/Al e Zn/Al tem mostrado resultados promissores como antiácidos e como carregadores de fármacos. Por outro lado, anti-inflamatórios não esteroidais como o sulindaco são moléculas orgânicas ionizáveis que podem ser intercalados em HDLs levando à formação de materiais híbridos com potencial para uso na área farmacêutica. Este trabalho consistiu na síntese e na caracterização de materiais híbridos baseados em matrizes de HDLs de ZnRAl e MgRAl (R é a razão molar MII/Al) e o ânion derivado do fármaco sulindaco (abreviados M2IIAl-Sul). Foram avaliadas as condições experimentais mais apropriadas para a obtenção de materiais com alta cristalinidade e alto conteúdo do fármaco. Os materiais híbridos preparados por um método simples de coprecipitação (one pot) à temperatura ambiente e a 55°C apresentaram capacidade de carregamento de 50 a 55% (em massa) de sulindaco. Os difratogramas de raios X dos híbridos M2IIAl-Sul indicaram a formação de materiais mais cristalinos a 55°C, com várias reflexões basais indicando alto grau de organização das lamelas e distância interplanar de cerca de 2,74 nm. O arranjo bidimensional interdigitado dos ânions sulindaco entre as lamelas foi proposto através do mapa de densidade eletrônica unidimensional (1D Plot). A análise morfológica por microscopias eletrônicas de varredura e transmissão revelou a formação de estruturas nanométricas planas, flexíveis e desordenadas no caso do Mg2Al-Sul; as partículas de Zn2Al-Sul também apresentam nanoscrolls, com cerca de 100 nm de diâmetro, uma morfologia que não havia sido reportada até então para HDLs. Os espectros vibracionais no infravermelho dos materiais híbridos mostraram bandas típicas do sulindaco atribuídas ao vS=O em 1011 e 1039 cm-1, ao vC-F em 1163 cm-1 e bandas referentes aos estiramentos antissimétrico e simétrico do grupo COO- em aproximadamente 1564 e 1394 cm-1, que confirmam a presença do sulindaco na forma aniônica no sistema híbrido. Deslocamentos de picos observados nos espectros de ressonância magnética nuclear de carbono-13 no estado sólido sugerem que o confinamento entre as lamelas promove alterações na densidade de carga da espécie orgânica. As técnicas espectroscópicas confirmam a manutenção da integridade química do fármaco após o processo de intercalação. As atribuições dos espectros vibracionais e de ressonância magnética nuclear foram efetuadas com o auxílio do método da Teoria do Funcional de Densidade (DFT) para a espécie orgânica. A avaliação do comportamento térmico por termogravimetria acoplada à calorimetria exploratória diferencial e à espectrometria de massas (TG-DTA-MS) evidencia sensível aumento na estabilidade térmica do fármaco intercalado em matriz de Zn2Al. Esse fato foi interpretado através da análise dos espectros vibracionais de amostras aquecidas a 250°C. Propõe-se que a desidroxilação das lamelas do HDL de zinco promove a coordenação do grupo carboxilato do ânion sulindaco ao metal divalente, aumentando sua estabilidade térmica. Os ensaios de dissolução in vitro evidenciam um mecanismo difusional de liberação modificada (prolongada) do fármaco a partir do material híbrido, que ocorre em cerca do dobro do tempo observado para o sulindaco não intercalado. Resultados preliminares de estudo in vivo de pastilhas dos materiais híbridos implantadas em região intramuscular de ratos atestam a biocompatibilidade e a antigenicidade dos materiais HDL-Cl e dos híbridos HDL-Sul. / Layered double hydroxides (LDHs) are two-dimensionally structured inorganic matrices that show diverse and interesting properties for hybrid materials development. Particularly in the medical and pharmaceutical area, the use of LDHs with layers containing Zn/Al and Mg/Al ions has shown promising results. On the other hand, nonsteroidal drugs such as sulindac are ionizable organic molecules that can be intercalated into LDH leading to the formation of hybrid materials with potential usage in the pharmaceutical area. This work involved the synthesis and characterization of hybrid materials based on matrices of LDHs ZnRAl and MgRAl (R is the MII/Al molar ratio) and the anion derived from the sulindac drug (abbreviated M2IIAl-Sul). The most suitable experimental conditions for obtaining materials with high crystallinity and also high drug contents were evaluated. Hybrid materials prepared by a simple coprecipitation method (one pot) at room temperature and 55 °C showed loading capacity of about 50 - 55% (by mass) of sulindac. X-ray diffraction revealed the formation of higher crystalline materials at 55 °C; various basal reflections indicate a high degree of layers stacking and an interlayer distance of about 2.74 nm to M2IIAl-Sul hybrids. A two-dimensional array of interdigitated sulindac anions between the layers was proposed by one-dimensional electron density map (1D Plot). The morphological analysis by electronic scanning and transmission microscopies revealed the formation of flat, flexible and disordered nanoscale structures in the case of Mg2Al-Sul; nanoscrolled particles of about 100 nm in diameter are also present in Zn2Al-Sul sample, a morphology which had not been reported so far for LDHs. The vibrational spectra of hybrid materials in the infrared showed the characteristic sulindac bands assigned to vS=O at 1011 and 1039 cm-1, the vCF at 1163 cm-1 and bands related to the antisymmetric and symmetric stretching of the -COO- group at approximately 1564 and 1394 cm-1 which confirmed the presence of the anion sulindac in the hybrid system. Shift peaks observed in carbon-13 nuclear magnetic resonance spectra in solid state suggest that the confinement between the layers promotes variations in the organic species charge density. Spectroscopic techniques confirm the maintenance of the chemical integrity of the drug after the intercalation process. The spectral assignments of the organic species were supported by Density Functional Theory (DFT). The evaluation of the thermal behavior by thermogravimetry coupled with differential scanning calorimetry and mass spectrometry (TG-DSC-MS) shows substantial increase in the thermal stability of the drug intercalated into Zn2Al matrix. This effect was interpreted by analysis of vibrational spectra of samples calcined at 250 °C. It is proposed that dehydroxylation of the Zn2Al layers promotes the coordination of the sulindac carboxylate group to the divalent metal. In vitro dissolution tests of hybrid material show a diffusional mechanism of modified drug release (sustained), which occurs in about twice the time observed for sulindac not intercalated. Preliminary results from in vivo study of hybrid materials\' pellets implanted in the intramuscular region of rats attest to biocompatibility and antigenicity of LDH-Cl and LDH-Sul hybrid materials