Orientador: Márcio José Tiera / Banca: Julio Cesar Fernandes / Banca: Luis Alexandre Pedro de Freitas / Banca: Éder Tadeu Gomes Cavalheiro / Banca: Marinônio Lopes Cornélio / Resumo: A quitosana, polímero catiônico de origem natural, biocompatível, biodegradável e de baixa toxicidade vem sendo largamente estudada e utilizada no desenvolvimento de vetores não-virais para uso em terapia gênica. Nesse estudo, derivados de quitosana foram modificados com grupos hidrofílicos dietilaminoetil (DEAE) e diisopropiletilamina (DIPEA) tendo como objetivo melhorar a eficiência de transfecção e a liberação do material genético no ambiente intracelular. Poliplexos dos derivados de quitosana com diferentes massas molares foram investigados em ensaios de transfecção in vitro realizados com células HeLa, utilizando siRNA SSB como agente silenciador. Os resultados obtidos mostraram bons níveis de silenciamento e bloqueio de expressão do RNAm SSB, apresentando, em algumas situações, eficiência superior aos vetores não-virais Lipofetamina®, TransIT-siQUEST® e PEI. Fatores que podem afetar a eficiência de transfecção como pH, massa molar, grau de ionização, tamanho dos poliplexos, potencial zeta e razão N/P foram avaliados. Tanto as quitosanas desacetiladas quanto os seus derivados mostraram níveis de viabilidade celular superiores a 80% em ensaios de citotoxicidade realizados com MTS-PMS. Os resultados sugerem que os derivados de quitosana sintetizados e caracterizados nesse estudo possuem características favoráveis que os habilitam como potenciais vetores não-virais para serem usados em terapia gênica / Abstract: Chitosan, a natural biocompatible, biodegradable and low toxicity cationic polymer has been widely studied and used in the development of non-viral vectors for use in gene therapy. In this study, chitosan derivatives were modified with hydrophilic groups diethylaminoethyl (DEAE) and diisopropylethylamine (DIPEA) aiming to improve the transfection efficiency and the release of the genetic material in the intracellular environment. Poliplexes of chitosan derivatives with different molar masses were investigated in vitro transfection assays performed with HeLa cells using SSB siRNA as the silencing agent. The results showed significant knockdown of SSB mRNA expression for chitosan and its derivatives, presenting, in some situations, superior efficiency to the non-viral vectors Lipofetamina®, TransIT-siQUEST® and PEI. Factors that could affect transfection efficiency such as pH, molar mass, degree of ionization, nanoparticle size, zeta potential and N/P ratio were evaluated. Both deacetylated chitosan and its derivatives showed cell viability above 80% in MTS-PMS cytotoxicity assays. The results suggest that the chitosan derivatives synthesized and characterized in this study have favorable characteristics that enable them as potential non-viral vectors to be used in gene therapy / Doutor

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347.pdf: 1670351 bytes, checksum: d16ea0fecc453cd641f6074d6a717a51 (MD5) Previous issue date: 2004-09-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / One of the ways to follow the polymer degradation has been to calculate the average number of chain scissions (ns) that occurred during its thermomechanical history. The average can be extended for each molecular weight fraction of the original molecular weight distribution curve, which can be done by the Chain Scission Distribution Function (CSDF curve). To calculate CSDF curve originally a correlation rule called Intensity Method was established. In this work another correlation rule was developed to calculate CSDF curve which is called here Concentration Method. Both methods were compared theoretically using an approximation of the MWD curves to a Gaussian shape and experimentally using polypropylene samples that have been subjected to thermomechanical degradation under multiple extrusions. We consider the Concentration Method the proper way to represent the correlation rule because it shows a true agreement with the conventional average ns value. It also presents lower data scattering and can be used as another tool in understanding the polymer degradation field. In order to test this new method it was applied to follow the thermomechanical degradation under multiple extrusions of polypropylene and polystyrene. Polypropylene show a degradation that is mainly a random process (CSDF curve with slop ≅ 0) in the range of low molecular weight up to a critical value Log(MW) ≅ 5.0 and above that it becomes dependent of the MW, called here a preferential process (CSDF curve with slop > 0). On the other hand the degradation of the polystyrene is mainly a random process in all its extension. The behaviour of each material used is related to its polydispersity and average molecular weight. / Uma via convencional para seguir a degradação de polímeros tem sido calcular o número médio de cisões de cadeia (ns). Para uma completa cobertura da degradação o cálculo pode ser estendido para cada fração de massa molar que compõe a curva de distribuição de massa molar original (de referência), dando assim, a definição da Função de Distribuição de Cisão de Cadeia (curva de CSDF). Para o calculo da CSDF originalmente foi estabelecida uma regra de correlação, dita Método das Intensidades. Neste trabalho desenvolveu-se outra regra de correlação para o calculo da CSDF a qual é chamada aqui de Método das oncentrações. Ambos os métodos foram comparados teoricamente usando curvas Gaussianas como uma aproximação às curvas de distribuição de massa molar e experimentalmente utilizando-se amostras de polipropileno que foram sujeitas à degradação termomecânica sob múltiplas extrusões. Considera-se que o método das concentrações é o mais apropriado para representar a regra de correlação, porque mostra uma verdadeira concordância com o valor médio convencional ns. Também apresenta um baixo espalhamento de dados e pode ser utilizado como mais uma ferramenta no entendimento da degradação de polímeros. A seguir este novo método foi aplicado para acompanhar a degradação termomecânica sob múltiplas extrusões do polipropileno e poliestireno. O polipropileno mostrou um processo de degradação principalmente do tipo aleatório (CSDF com inclinação ≅ 0) na faixa de baixas massas molares até um valor crítico Log(MW) ≅ 5.0 acima do qual o processo torna-se dependente da massa molar, chamado aqui de processo preferencial (CSDF com inclinação > 0). Por outro lado a degradação do poliestireno mostrou ser preferencialmente um processo aleatório em toda sua extensão. O comportamento de cada material estudado esta relacionado com a sua polidispersividade e massa molar média.

Os polímeros com propriedades luminescentes, e mais especificamente, os eletroluminescentes, tem atraído muita atenção devido a sua possível aplicação em dispositivos ópticos e eletrônicos do tipo LEDs (light-emitting diodes). Grande parte das pesquisas realizadas no campo da eletroluminescência se baseia em estudos sobre poli (arilenos-vinilenos), como o poli-(p-fenileno vinileno), PPV, e seus derivados. No processo de polimerização de tais polímeros, a influência de algumas variáveis são importantes em suas propriedades finais. Este trabalho descreve a exploração da influência de diversas variáveis no processo de polimerização do derivado do PPV, o poli-(2-metoxi-5-hexiloxi-p-fenileno-vinileno) MH-PPV. Além disso, com o intuito de verificar a influência da presença de aditivos na massa molar dos polímeros foram realizadas polimerizações utilizando-se os aditivos 4-metoxifenol, cloreto de tercbutila e cloreto de benzila durante o processo de polimerização. Também foram realizados estudos sobre o modo de adição e temperatura de polimerização utilizando o aditivo cloreto de benziIa. Todos os produtos foram caracterizados por HPSEC (Cromatografia de Exclusão por Tamanho) para determinação das massas molares dos polímeros. Observou-se que a temperatura e a velocidade de adição da base no meio reacional são variáveis que influenciam significativamente no processo de polimerização e, conseqüentemente, na distribuição na massa molar dos polímeros. Foi constatado que o uso de aditivos no processo de polimerização previne a formação de géis; fornece polímeros com baixa massa molar, aumentando a solubilidade dos polímeros em solventes orgânicos como clorofórmio e THF. A análise térmica dos polímeros revelou que além da Tg em tomo de 160oC, todos os polímeros apresentaram uma transição em tomo de 75oC. Os espectros de absorção e emissão não foram afetados de forma significativa dentro dos valores de massas molares médias obtidas. Foi possível também obter uma relação entre os valores de massa molar obtidos por HPSEC e valores de viscosidade relativa, que pode ser utilizada para estimar valores de Mw através de medidas de tempo de escoamento / Electroluminescent polymers have been widely investigated due to its potential applications in optoelectronic devices such as polymer light-emitting diodes (PLEDs). Most of the polymers suitable for application in PLEDs are related to the poly(arylenes-vinylene) polymers, including the poly(p-phenylene-vinylene) (PPV) and its derivatives, which are of special interest. Such materials can exhibit significant differences on their final properties upon changes on specific synthesis parameters. In this work it is described the influence of three different additives, viz. 4-methoxyphenol, terc-butyl chloride and benzyl chloride, on the polymerization process of the derivative poly(2-methoxy-5-hexyloxy-p-phenylenevinylene) MHPPV. Size Exclusion Chromatography analyses revealed that the type and rate of incorporation of the additives to the polymerization reaction largely affects the molecular weight of the polymers. In addition, it was observed that the use of additives leads to the synthesis of low molecular weight polymers, increasing their solubilities in common organic solvents, eg. chloroform and tetrahydrofuran. The glass transition temperature (Tg) of the polymers was determined by differential scanning calorimetry (DSC) to be ca. 160oC. Interestingly, all the polymers presented an additional transition point at ca. 75oC. Neither the electronic absorption nor the emission spectra were affected by the differences on the molecular weight of the polymers. Finally, it was possible to establish correlations between the molecular weight analyses (from HPSEC) and viscosity experiments, which can be useful for Mw determination

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Alberto Silva de LIma.pdf: 3634642 bytes, checksum: 8583be31697ada29693d8e5c36b484b5 (MD5) Previous issue date: 2014-01-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nowadays, polymeric nanocomposites are well established in terms of their importance. However, there is still a long way to be investigated, since its methods for obtaining, processing and characterization, as there are many variables to be changed to optimize the responses. There is need in understanding the behavior of such materials when subjected to degradative processes, such as nanoparticles influence responses, and maximize or minimize the occurrence of these effects. In this work the behavior of neat polypropylene, polypropylene with organically modified montmorillonite, with and without the presence of a coupling agent (polypropylene-graft-maleic anhydride) when subjected to reprocessing in a twin screw extruder. It was investigated the effect of molar mass of the polypropylene matrix. For this purpose, three types of polypropylenes (high, middle and low molar mass) were processed one, or up to five times. Compositions were prepared neat or with 5% by weight montmorillonite, with and without the presence of coupling agent in the ratio 3:1. The properties is going to be investigated by the techniques of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, rheology, infrared spectroscopy by Fourier transform, thermogravimetry, differential scanning calorimetry, tests of Izod impact and colorimetry. First of all, it was proved the presence of iron in the nanoclay, which affects the color of the sample due to oxidation of the iron cation. It was found that the samples became darker, redder, and more yellow because of the presence of the nanoparticles, iron and degradation. These results agreed with the changes observed by infrared spectroscopy, which generally showed low occurrence of the degradation rates of carbonyl and unsaturation, concluding that the greatest degradation occurred by the reduction in molar mass due to the β -scission process, confirming the reduction the values of complex viscosity. It was possible to monitor via rheology by different modes narrowing of the distribution of molar masses and the reduction in molar mass. Along with this information the values and behaviors of the slopes of the curves allowed us to infer the possible microstructure formed state of dispersion and distribution. XRD results indicated the formation of only a sample with an increase in the interlayer spacing, while the rheological results suggest that there is more than one sample with intercalated structure. Thus, there was a little difficulty using just one technique among them to state what actually occurred, concluding that it is essential to perform the technique of transmission electron microscopy. Addition of MMT and MMT / PP - g-MA afforded more thermally stable samples compared to pure PP, this was attributed to the effect of labyrinth. Finally, the impact resistance by the addition of montmorillonite was greater, it means that the clay did not act as stress concentrators, but as energy absorbers and hindered propagation of microcracks. But with PP-g-MA had a fracture behavior intermediate between PP and PP/MMT, with intermediate values of impact resistance. The fracture analysis was possible via SEM and allows to observe the morphology of the different samples. / Nanocompósitos poliméricos são materiais bem estabelecidos do ponto de vista da sua importância, mas ainda há um longo caminho a ser investigado, desde seus métodos de obtenção, processamento e caracterização, pois existem muitas variáveis a serem alteradas para otimização das respostas apresentadas por esses materiais. Há também uma necessidade em compreender o comportamento de tais materiais quando submetidos a processos degradativos, como as nanocargas influenciam o comportamento, bem como maximizar ou minimizar determinados desempenhos. Neste trabalho, foi estudado o comportamento das composições de polipropileno puro, polipropileno com montmorilonita, com e sem agente compatibilizante (polipropileno graftizado com anidrido maleico) quando submetidos a múltiplas extrusões em extrusora dupla rosca; investigando ainda o efeito da massa molar da matriz polimérica. Para tanto, três tipos de polipropilenos com diferentes massas molares (baixa, média e alta) foram processados uma, ou em até cinco vezes. As composições elaboradas foram puras ou com 5% de montmorilonita em peso, com e sem a presença de agente compatibilizante na razão 3:1. Em seguida, as amostras foram investigadas por meio das técnicas de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, reometria de placas paralelas, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, termogravimetria, ensaios de impacto Izod com entalhe e colorimetria. Primeiramente comprovou-se a presença de ferro na nanoargila, o qual afetou a coloração das amostras, devido à oxidação do cátion de ferro. Verificou-se que as amostras tornaram-se mais escuras, mais vermelhas e mais amarelas, por causa da presença das nanopartículas, do ferro e da degradação. Estes resultados concordaram com as variações observadas por espectroscopia de infravermelho, que em geral revelou pouca ocorrência de degradação pelos índices de carbonila e insaturação, concluindo que a maior degradação ocorreu pela redução na massa molar, devido ao processo de cisão-β, comprovado pela redução nos valores de viscosidade complexa. Foi possível via reologia acompanhar por diferentes modos o estreitamento da distribuição de massas molares e a redução na massa molar. Juntamente com essas informações os valores das inclinações e comportamentos das curvas permitiram inferir sobre a possível microestrutura formada, estado de dispersão e distribuição. Os resultados de DRX indicaram a formação de apenas uma amostra com aumento no espaçamento interlamelar, enquanto que os resultados reológicos apresentaram indícios de haver mais de uma amostra com estrutura intercalada. Deste modo, ocorreu uma pequena dificuldade em utilizar apenas uma técnica entre elas para afirmar o que de fato ocorreu, concluindo que é imprescindível a realização da técnica de microscopia eletrônica de transmissão. A adição de MMT ou MMT/PP-g-AM permitiu obter amostras termicamente mais estáveis em relação ao PP puro, isso se atribuiu ao efeito de labirinto. Finalmente, a resistência ao impacto com a adição de montmorilonita foi maior, ou seja, não atuaram como concentradores de tensão, mas auxiliaram na absorção de energia e dificultando a propagação de microfissuras. Já com PP-g-AM ocorreu um comportamento de fratura intermediário entre PP e PP/MMT, apresentando valores intermediários de resistência ao impacto. A análise da fratura foi possível via MEV, além de permitir observar a morfologia das diferentes amostras.

A exploração de processos viáveis para a conversão da biomassa lignocelulósica em combustíveis limpos e produtos químicos de alto valor agregado, para complementar ou substituir produtos derivados de fontes não renováveis, é crucial para um desenvolvimento sustentável. A valorização e modificação dos componentes lignocelulósicos, torna-se imprescindível para viabilizar o sistema de biorrefinaria. A lignina, macromolécula aromática dominante na natureza, é um destes componentes que, devido a sua estrutura e composição, oferece rotas únicas para a produção de vários químicos de valor agregado. Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito de reações de oxidação em ligninas de bagaço e de palha de cana-de-açúcar, e de casca de café, na obtenção de compostos aromáticos de baixa massa molar, em especial a vanilina, e adicionalmente, verificar a aplicabilidade da lignina oxidada residual na obtenção de matrizes para liberação controlada de herbicida, buscando alternativas para agregar valor à lignina proveniente de resíduos agroindustriais e contribuir com a viabilização de biorrefinarias. Para isso, os materiais lignocelulósicos foram pré-tratados com ácido diluído e submetidos a deslignificação alcalina para obtenção da lignina. As frações obtidas durante cada etapa foram avaliadas quanto a composição química e Espectrometria no Infravermelho (FTIR), e as ligninas obtidas, foram ainda avaliadas por Espectrometria no Ultravioleta (UV) e por Ressonância Magnética Nuclear (1H RMN, 13C RMN e 2D RMN). As ligninas obtidas foram oxidadas em diferentes condições: oxidação enzimática utilizando lacase, em meio ácido e em meio alcalino com H2O2 e oxidação úmida em meio aquoso e alcalino utilizando H2O2. A fração líquida obtida foi analisada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) para identificar e quantificar os aldeídos aromáticos e outros compostos de degradação, enquanto a fração sólida, constituída pela lignina residual oxidada, foi avaliada por FTIR e UV. As ligninas oxidadas provenientes das condições que resultaram em um maior rendimento de vanilina, foram aplicadas na formulação de matrizes para liberação controlada de ametrina. Os resultados mostraram que a lignina de bagaço e de palha de cana não oxidadas são compostas principalmente por unidades siringil e guaiacil, respectivamente, e predominância de ligações ?-O-4, enquanto a lignina de casca de café foi composta principalmente por unidades hidroxil e predominância de ligações C-C, indicando uma estrutura mais condensada. Das oxidações avaliadas, a oxidação em meio alcalino (NaOH 10%) utilizando H2O2 9,1% gerou um maior rendimento de vanilina quando utilizada lignina de bagaço (8,13 mg/g lignina) e de casca de café (1,15 mg/g lignina), e H2O2 6,1% quando utilizada lignina de palha (6,48 mg/g lignina). A aplicação das ligninas oxidadas permitiu a obtenção de matrizes capazes de liberar o herbicida ametrina com diferentes cinéticas, dependendo das propriedades e das proporções das ligninas empregadas. / The exploration of feasible paths for the conversion of the lignocellulosic biomass into clean fuels and high value chemicals, to complement or replace products derived from non-renewable sources, is crucial for a sustainable development. The efficient utilization of the lignocellulosic components is of fundamental importance for the economic viability of biorefineries. Lignin, nature\'s dominant aromatic polymer, is a major component of the biomass that, due to its structuture and chemical composition, is a unique feedstock for producing high-value chemicals. The aim of this study is to seek for alternatives for adding value to lignin from agro-industrial waste in order to contribute to the vialbility of biorefineries. To achieve this, we evaluated the effect of oxidation reactions in sugarcane bagasse and straw lignin, and coffee husk, for obtaining aromatic compounds of low molecular weight, especially vanillin. In addition, the applicability of the residual oxidized lignin for obtaining matrices for the controlled release of herbicides was also examined in this work. For this purpose, the lignocellulosic materials were pretreated with dilute acid and subjected to alkaline delignification to achieve separation of the lignin. The fractions obtained at each stage were analyzed for chemical composition and with Infrared Spectroscopy (FTIR). The lignins were also analyzed using UV-vis Spectroscopy (UV) and Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR, 13C NMR and HSQC). The lignins obtained were subjected to oxidation using different physiochemical conditions - enzymatic oxidation with laccase, oxidation in acidic and alkaline medium with H2O2 and wet oxidation in aqueous and alkaline medium using H2O2.The obtained liquid fraction was analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) to identify and quantify the aromatic aldehydes and other compounds of lignin degradation, while the solid fraction, comprising the oxidized residual lignin, was analyzed by FTIR and UV. The oxidized lignins derived from the conditions that have resulted in a maximun yield of vanillin, were applied in the formulation of controlled release matrices of ametryne. Results for non oxidized lignin showed bagasse and straw lignin being composed mainly of syringyl and guaiacil units, respectively, linked predominantly by ?-O-4 bonds, while coffee husk lignin was mainly composed of hydroxyl units linked by C-C bonds predominantly, indicating a more condensed structure. Of all the oxidation reactions, the oxidation in alkaline medium (NaOH 10%) using H2O2 9.1% showed the highest yield of vanillin with bagasse lignin (8.13 mg/g lignin) and coffee husk lignin (1.15 mg/g lignin), and H2O2 6.1% with straw lignin (6.48 mg/g lignin). The application of oxidized lignins as matrices resulted in the release of the herbicide ametryne with different kinetics, depending on the proportions and properties of the lignins applied.

A exploração de processos viáveis para a conversão da biomassa lignocelulósica em combustíveis limpos e produtos químicos de alto valor agregado, para complementar ou substituir produtos derivados de fontes não renováveis, é crucial para um desenvolvimento sustentável. A valorização e modificação dos componentes lignocelulósicos, torna-se imprescindível para viabilizar o sistema de biorrefinaria. A lignina, macromolécula aromática dominante na natureza, é um destes componentes que, devido a sua estrutura e composição, oferece rotas únicas para a produção de vários químicos de valor agregado. Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito de reações de oxidação em ligninas de bagaço e de palha de cana-de-açúcar, e de casca de café, na obtenção de compostos aromáticos de baixa massa molar, em especial a vanilina, e adicionalmente, verificar a aplicabilidade da lignina oxidada residual na obtenção de matrizes para liberação controlada de herbicida, buscando alternativas para agregar valor à lignina proveniente de resíduos agroindustriais e contribuir com a viabilização de biorrefinarias. Para isso, os materiais lignocelulósicos foram pré-tratados com ácido diluído e submetidos a deslignificação alcalina para obtenção da lignina. As frações obtidas durante cada etapa foram avaliadas quanto a composição química e Espectrometria no Infravermelho (FTIR), e as ligninas obtidas, foram ainda avaliadas por Espectrometria no Ultravioleta (UV) e por Ressonância Magnética Nuclear (1H RMN, 13C RMN e 2D RMN). As ligninas obtidas foram oxidadas em diferentes condições: oxidação enzimática utilizando lacase, em meio ácido e em meio alcalino com H2O2 e oxidação úmida em meio aquoso e alcalino utilizando H2O2. A fração líquida obtida foi analisada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) para identificar e quantificar os aldeídos aromáticos e outros compostos de degradação, enquanto a fração sólida, constituída pela lignina residual oxidada, foi avaliada por FTIR e UV. As ligninas oxidadas provenientes das condições que resultaram em um maior rendimento de vanilina, foram aplicadas na formulação de matrizes para liberação controlada de ametrina. Os resultados mostraram que a lignina de bagaço e de palha de cana não oxidadas são compostas principalmente por unidades siringil e guaiacil, respectivamente, e predominância de ligações ?-O-4, enquanto a lignina de casca de café foi composta principalmente por unidades hidroxil e predominância de ligações C-C, indicando uma estrutura mais condensada. Das oxidações avaliadas, a oxidação em meio alcalino (NaOH 10%) utilizando H2O2 9,1% gerou um maior rendimento de vanilina quando utilizada lignina de bagaço (8,13 mg/g lignina) e de casca de café (1,15 mg/g lignina), e H2O2 6,1% quando utilizada lignina de palha (6,48 mg/g lignina). A aplicação das ligninas oxidadas permitiu a obtenção de matrizes capazes de liberar o herbicida ametrina com diferentes cinéticas, dependendo das propriedades e das proporções das ligninas empregadas. / The exploration of feasible paths for the conversion of the lignocellulosic biomass into clean fuels and high value chemicals, to complement or replace products derived from non-renewable sources, is crucial for a sustainable development. The efficient utilization of the lignocellulosic components is of fundamental importance for the economic viability of biorefineries. Lignin, nature\'s dominant aromatic polymer, is a major component of the biomass that, due to its structuture and chemical composition, is a unique feedstock for producing high-value chemicals. The aim of this study is to seek for alternatives for adding value to lignin from agro-industrial waste in order to contribute to the vialbility of biorefineries. To achieve this, we evaluated the effect of oxidation reactions in sugarcane bagasse and straw lignin, and coffee husk, for obtaining aromatic compounds of low molecular weight, especially vanillin. In addition, the applicability of the residual oxidized lignin for obtaining matrices for the controlled release of herbicides was also examined in this work. For this purpose, the lignocellulosic materials were pretreated with dilute acid and subjected to alkaline delignification to achieve separation of the lignin. The fractions obtained at each stage were analyzed for chemical composition and with Infrared Spectroscopy (FTIR). The lignins were also analyzed using UV-vis Spectroscopy (UV) and Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR, 13C NMR and HSQC). The lignins obtained were subjected to oxidation using different physiochemical conditions - enzymatic oxidation with laccase, oxidation in acidic and alkaline medium with H2O2 and wet oxidation in aqueous and alkaline medium using H2O2.The obtained liquid fraction was analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) to identify and quantify the aromatic aldehydes and other compounds of lignin degradation, while the solid fraction, comprising the oxidized residual lignin, was analyzed by FTIR and UV. The oxidized lignins derived from the conditions that have resulted in a maximun yield of vanillin, were applied in the formulation of controlled release matrices of ametryne. Results for non oxidized lignin showed bagasse and straw lignin being composed mainly of syringyl and guaiacil units, respectively, linked predominantly by ?-O-4 bonds, while coffee husk lignin was mainly composed of hydroxyl units linked by C-C bonds predominantly, indicating a more condensed structure. Of all the oxidation reactions, the oxidation in alkaline medium (NaOH 10%) using H2O2 9.1% showed the highest yield of vanillin with bagasse lignin (8.13 mg/g lignin) and coffee husk lignin (1.15 mg/g lignin), and H2O2 6.1% with straw lignin (6.48 mg/g lignin). The application of oxidized lignins as matrices resulted in the release of the herbicide ametryne with different kinetics, depending on the proportions and properties of the lignins applied.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Hyaluronic acid (HA) is a linear, unbranched polymer, composed by simple disaccharide units, whose molar mass may range in a wide interval of distribution (104-107 Da). It is used in pharmaceutical and cosmetic applications depending on its average molecular mass. The fractionation of macromolecules of the order of magnitude of the HA may be performed by gel permeation or size-exclusion chromatography (GPC). The objective of this work is to study the characterization, purification and fractionation of microbial HA by using GPC. HA was supplied by the Department of Biotechnological Processes (DPB/FEQ/UNICAMP), having been produced by microorganisms â Streptococcus zooepidemicus â in synthetic culture media. After being centrifuged from the fermentation broth, HA was precipitated with ethanol and then dissolved in saline solution, this pre-purification procedure being performed up to four times. The presence of proteic contaminants was identified by electrophoresis in polyacrylamide gel under denaturant conditions (SDS-PAGE) and quantified by the Bradford method. For the HA sample which had been precipitated in ethanol and dissolved in 0.1 M NaNO3 four times, protein concentration was found to be nearly 100 μg/mL. The sodium salt of commercial (Sigma Aldrich - EUA) microbial HA was used as standard in order to measure a calibration curve to assess HA concentration in the samples. For the sample precipitated in ethanol and dissolved in 0.1 M NaNO3 four times, AH concentration was found to be approximately 780 μg/mL. Molar mass distribution of HA samples was assessed by GPC, both in analytical and semi-preparative scale, using refractive index (RI) and UV/Vis (280 nm) detectors, 0.1 M NaNO3 as mobile phase, flow rate 0.8 mL/min and tracers dextran and pullulan (polymers of similar hydrodynamic volume as compared to HA) as molar mass standards. The samples showed molar mass distributions in the range of 103 to 107 Da, after being precipitated and dissolved four times. For these samples, the average molar mass was found to be in the order of magnitude of 105 Da. In the semi-preparative column Superose, it was possible to separate HA fractions, with molar mass above 105 Da, and free of proteic contaminants, in an elution interval of 10 minutes / O Ãcido HialurÃnico (AH) à um polÃmero linear, nÃo ramificado, composto por unidades dissacarÃdicas simples, cuja massa molar pode se distribuir num largo intervalo (104-107 Da). à usado em aplicaÃÃes farmacÃuticas e cosmÃticas dependendo de sua massa molar mÃdia. A separaÃÃo de macromolÃculas da ordem de grandeza do AH à possÃvel atravÃs da Cromatografia de permeaÃÃo em gel (GPC). Este trabalho tem como objetivo estudar a caracterizaÃÃo, purificaÃÃo e fracionamento do AH produzido por microorganismos, utilizando GPC. O AH, cedido pelo Departamento de Processos BiotecnolÃgicos (DPB/FEQ/UNICAMP), foi obtido por cultivo de microorganismos - Streptococcus zooepidemicus - em meio de cultura sintÃtico. ApÃs centrifugaÃÃo do caldo de fermentaÃÃo, o AH foi precipitado com etanol e ressuspenso em soluÃÃo salina, sendo esta etapa de prÃ-purificaÃÃo executada atà quatro vezes. A presenÃa de contaminantes protÃicos foi identificada por eletroforese em gel de poliacrilamida sob condiÃÃes desnaturantes (SDS-PAGE) e quantificada pelo mÃtodo de Bradford, obtendo-se 97,20 μg/mL, para a amostra de AH apÃs quatro precipitaÃÃes em etanol e ressuspensÃes em NaNO3 0,1 M. Para as determinaÃÃes de concentraÃÃo de AH nas amostras estudadas, utilizou-se o sal sÃdico de AH microbial comercial (Sigma Aldrich - EUA) como padrÃo. Quantificando-se a amostra de AH apÃs quatro precipitaÃÃes em etanol e ressuspensÃes em NaNO3 0,1 M, obteve-se 783,70 μg/mL. A distribuiÃÃo da massa molar do AH foi avaliada por GPC, em escala analÃtica, utilizando coluna Shodex OHPak-SB806M-HQ e, em escala semi-preparativa, a coluna Superose 6, detectores de Ãndice de refraÃÃo e UV/Vis (280 nm), NaNO3 0,1 M como fase mÃvel, vazÃo de 0,8 mL/min e padrÃes de Dextrana e Pullulan (polÃmeros de volume hidrodinÃmico semelhante ao AH) como marcadores de massa molar (5,2x103 - 7,9x106 Da e 5,8x103 â 8,53x105 Da, respectivamente). A amostra apresentou uma distribuiÃÃo polimÃrica na faixa de 103 a 107 Da, apÃs quatro precipitaÃÃes em etanol e ressuspensÃes em NaNO3 0,1 M, sendo sua massa molar mÃdia da ordem de 105 Da. Foi possÃvel separar fraÃÃes de AH, acima de 105 Da, livre de contaminantes protÃicos, num intervalo de aproximadamente 10 minutos, na coluna Superose 6

Os polímeros com propriedades luminescentes, e mais especificamente, os eletroluminescentes, tem atraído muita atenção devido a sua possível aplicação em dispositivos ópticos e eletrônicos do tipo LEDs (light-emitting diodes). Grande parte das pesquisas realizadas no campo da eletroluminescência se baseia em estudos sobre poli (arilenos-vinilenos), como o poli-(p-fenileno vinileno), PPV, e seus derivados. No processo de polimerização de tais polímeros, a influência de algumas variáveis são importantes em suas propriedades finais. Este trabalho descreve a exploração da influência de diversas variáveis no processo de polimerização do derivado do PPV, o poli-(2-metoxi-5-hexiloxi-p-fenileno-vinileno) MH-PPV. Além disso, com o intuito de verificar a influência da presença de aditivos na massa molar dos polímeros foram realizadas polimerizações utilizando-se os aditivos 4-metoxifenol, cloreto de tercbutila e cloreto de benzila durante o processo de polimerização. Também foram realizados estudos sobre o modo de adição e temperatura de polimerização utilizando o aditivo cloreto de benziIa. Todos os produtos foram caracterizados por HPSEC (Cromatografia de Exclusão por Tamanho) para determinação das massas molares dos polímeros. Observou-se que a temperatura e a velocidade de adição da base no meio reacional são variáveis que influenciam significativamente no processo de polimerização e, conseqüentemente, na distribuição na massa molar dos polímeros. Foi constatado que o uso de aditivos no processo de polimerização previne a formação de géis; fornece polímeros com baixa massa molar, aumentando a solubilidade dos polímeros em solventes orgânicos como clorofórmio e THF. A análise térmica dos polímeros revelou que além da Tg em tomo de 160oC, todos os polímeros apresentaram uma transição em tomo de 75oC. Os espectros de absorção e emissão não foram afetados de forma significativa dentro dos valores de massas molares médias obtidas. Foi possível também obter uma relação entre os valores de massa molar obtidos por HPSEC e valores de viscosidade relativa, que pode ser utilizada para estimar valores de Mw através de medidas de tempo de escoamento / Electroluminescent polymers have been widely investigated due to its potential applications in optoelectronic devices such as polymer light-emitting diodes (PLEDs). Most of the polymers suitable for application in PLEDs are related to the poly(arylenes-vinylene) polymers, including the poly(p-phenylene-vinylene) (PPV) and its derivatives, which are of special interest. Such materials can exhibit significant differences on their final properties upon changes on specific synthesis parameters. In this work it is described the influence of three different additives, viz. 4-methoxyphenol, terc-butyl chloride and benzyl chloride, on the polymerization process of the derivative poly(2-methoxy-5-hexyloxy-p-phenylenevinylene) MHPPV. Size Exclusion Chromatography analyses revealed that the type and rate of incorporation of the additives to the polymerization reaction largely affects the molecular weight of the polymers. In addition, it was observed that the use of additives leads to the synthesis of low molecular weight polymers, increasing their solubilities in common organic solvents, eg. chloroform and tetrahydrofuran. The glass transition temperature (Tg) of the polymers was determined by differential scanning calorimetry (DSC) to be ca. 160oC. Interestingly, all the polymers presented an additional transition point at ca. 75oC. Neither the electronic absorption nor the emission spectra were affected by the differences on the molecular weight of the polymers. Finally, it was possible to establish correlations between the molecular weight analyses (from HPSEC) and viscosity experiments, which can be useful for Mw determination

Corantes reativos têxteis podem ser degradados por basidiomicetos, por meio de enzimas oxidativas e hidrolíticas, e compostos de baixa massa molar. Foi avaliada a descoloração de CI Reactive Blue 222 por Peniophora cinerea, Pleurotus ostreatus e Trametes villosa, selecionando condições ótimas para o processo e diferentes vias metabólicas foram observadas. A degradação foi confirmada por cromatografia de camada delgada. Foi sugerido que lacases de P. ostreatus oxidam o grupo cromóforo azo, ligado ao fenol, nas primeiras 24 horas, conjuntamente hidroxilização não enzimática. Lacases de P. cinerea oxidam Mn+2 e quinona, possibilitando a via de Fenton e hidroxilizando assim a molécula do corante, paulatinamente, a partir das ligações mais vulneráveis. T. villosa faz uso prioritariamente da via de Fenton, hidroxilizando gradativamente a molécula do corante. Dessa forma, embora a maioria de estudos associem a produção enzimática à descoloração, a participação dos compostos de baixa massa molar não pode ser negligenciada. / Reactive textile dyes can be degraded by basidiomycetes, by means of hydrolytic and oxidative enzymes, and low molecular weight compounds. Was evaluated the CI Reactive Blue 222 decolorization by Peniophora cinerea, Pleurotus ostreatus, and Trametes villosa, selecting optimal conditions for the process and different metabolic pathways were observed. The degradation was confirmed by thin layer chromatography. It was suggested that P. ostreatus laccases oxidize azo chromophore group attached to the phenol, within 24 hours, together nonenzymatic hydroxylizating. P. cinerea laccases oxidize Mn+2 and quinone, enabling via Fenton and so hidroxylizing the dye molecule, gradually, from the most vulnerable links. T. villosa uses primarily via Fenton, gradually hidroxylizing the dye molecule. Thus, although most studies have linked enzyme production with the decolorization, the share of low molecular weight compounds can not be neglected.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcosPSG_DISSERT.pdf: 1772497 bytes, checksum: df93ce17acaae55571d307fc84ed5f3e (MD5) Previous issue date: 2011-12-20 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / A partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) is a copolymer composed of acrylamide and sodium acrylate. Due to its wide range of applications there are different methods for its quantification and characterization in solution systems. Evaluation of C* is important to describe the transition from dilute to semi-dilute, behavior, when the solution will have its characteristic viscosity at concentrations above C*. This dissertation describes the determination of the critical concentration of overlap C* by potentiometry of partially hydrolyzed polyacrylamide - HPAM under acidic conditions. Based on the law of mass action and the proper treatment of the constant of aggregate formation, polymer molecular weight, degree of polymerization and hydrolysis were calculated. The inflection point was determined by the intersection of the resulting equation and mathematical development, statistically satisfy the experimental points relating the number of moles of monomers (n), equilibrium constant of formation of the entanglements (K*), pH, C* and acidity constant of the polymer (Ka). The viscometric parameters of C* showed a percentage difference compared to potentiometers. The results for the determination of C*, and degree of copolymerization molar mass proved to be a simple alternative for the characterization of polymers with protonated monomers and water soluble / A poliacrilamida parcialmente hidrolisada (HPAM) ? um copol?mero formado por acrilamida e acrilato de s?dio. Em fun??o de sua ampla faixa de aplica??o existem diferentes m?todos para a sua quantifica??o e caracteriza??o em solu??o. A avalia??o de C* ? importante para descrever a transi??o do regime dilu?do para o semi dilu?do, isto ?, quando a solu??o ter? sua viscosidade caracter?stica, em concentra??es acima de C*. Este trabalho descreve a determina??o da concentra??o cr?tica de overlap C* por potenciometria da poliacrilamida parcialmente hidrolisada HPAM em meio ?cido. Baseando-se na lei de a??o das massas e no tratamento adequado da constante de forma??o do agregado polim?rico foram calculados a massa molar, grau de hidr?lise e de polimeriza??o da HPAM empregada. O ponto de inflex?o foi determinado pelo m?todo da interse??o e a equa??o resultante do desenvolvimento matem?tico, satisfez estatisticamente os pontos experimentais, relacionando o n?mero de mols de mon?meros (n), constante de equil?brio de forma??o do novelo (K*), pH do meio, C* e constante de acidez do pol?mero (Ka). Os par?metros viscosim?tricos de C* apresentaram uma diferen?a percentual em rela??o aos potenciom?tricos. Os resultados para determina??o da C*, grau de copolimeriza??o e massa molar se mostraram uma alternativa simples para caracteriza??o de pol?meros com mon?meros proton?veis e sol?veis em ?gua