The present work approaches the preparation of a new resin derived from chitosan and its application in the flow preconcentration and spectrophotometric determination of Cu2+ ions in ethanol fuel. The adsorbent was prepared from the functionalization of chitosan with the α-hydroxy-oxime (3-chloro-1-hydroxy-3-methylbutane-2-one oxime) whose modification was confirmed by elemental analysis, FTIR and MEV. Studies of complexation between the ligand and Cu2+ ions showed that the coordination compound has a green color, is  slightly soluble in water, preferably formed at pH 5.8 and absorbs strongly at 435 nm. Adsorption kinetic studies of Cu2+ ions on functionalized chitosan crosslinked with glutaraldehyde follows a pseudo-second order model in 95.0 %(v/v) ethanolic media. The adsorption isotherms of Cu2+ ions in the adsorbent and in ethanol media fit the L2 and S1 type of Giles classification. Desorption studies showed a recovery of 90% of the metal adsorbed using 1.0 mol/L HCl as extractor. The adsorption of Cu2+ ions in ethanol media (~ 93%) was higher than that in water (~ 20%). The flow preconcentration of Cu2+ ions on the prepared adsorbent was realized by a margin from 10.0 to 100.0 ug/L, with an enrichment factor of 20 times, a detection limit of 6.5 ug/L and a quantification limit of 21.6 ug/L, resulting in a gain of sensitivity of 10 times the official cuprizone method. The preconcentration column prepared has been used in more than 60 percolation cycles without apparent loss of efficiency. The analysis of Cu2+ ions  in hydrated ethyl alcohol fuel through flow preconcentration and spectrophotometric determination with cuprizone revealed levels of this metal in the samples that agree, according to the paired t-test and considering  a 95% confidence level, with those obtained in the usual concentration method (evaporation). The standard recovery test showed acceptable recovery rates (92.0 to 107.8%) considering the complexity of the matrices analyzed. The interference of Fe3+ in the preconcentration of Cu2+ ions can be reduced by masking with NaF. The new resin was successfully applied in the flow preconcentration of Cu2+ ions in order the trace analysis of this metal cation in samples of ethanol fuel. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho aborda a preparação de uma nova resina derivada da quitosana e aplicação na pré-concentração em fluxo e determinação espectrofotométrica de íons Cu2+ em álcool etílico combustível. O adsorvente foi preparado a partir da funcionalização da quitosana com a α-hidroxi-oxima (3-cloro-1-hidroxi-3-metilbutan-2-ona oxima) cuja modificação foi confirmada mediante análise elementar, FTIR e MEV. Estudos de complexação entre o ligante e íons Cu2+ mostraram que o composto de coordenação apresenta uma coloração verde, é pouco solúvel em água, formado preferencialmente em pH 5,8 e absorve intensamente em 435 nm. Estudos de cinética de adsorção de íons Cu2+ em quitosana funcionalizada e reticulada com glutaraldeído segue o modelo de pseudo-segunda ordem em meio etanólico a 95,0%(v/v). As isotermas de adsorção de íons Cu2+ neste adsorvente e em meio etanólico se enquadram no tipo L2 e S1 da classificação de Giles. Estudos de dessorção mostraram uma recuperação de 90% do metal adsorvido usando HCl 1,0 mol/L como extrator. A adsorção de íons Cu2+ em meio etanólico (~93%) foi maior que em meio aquoso (~20%). A pré-concentração em fluxo de íons Cu2+ no adsorvente preparado foi realizada numa margem de 10,0 a 100,0 ug/L, apresentando um fator de enriquecimento de 20 vezes, um limite de detecção de 6,5 ug/L e um limite de quantificação de 21,6 ug/L, resultando em ganho de sensibilidade de 10 vezes no método oficial da cuprizona. A coluna de pré-concentração preparada foi utilizada em mais de 60 ciclos de percolação sem perda aparente de eficiência. As análises de íons Cu2+ em álcool etílico hidratado combustível através de pré-concentração em fluxo e determinação espectrofotométrica com cuprizona revelaram teores deste metal nas amostras concordantes, de acordo com o teste t-pareado e considerando um nível de confiança de 95%, com os obtidos através do método convencional de concentração (evaporação). O teste de recuperação de padrão revelou taxas de recuperação aceitáveis (92,0 a 107,8%) considerando a complexidade das matrizes analisadas. A interferência de Fe3+ na pré-concentração de íons Cu2+ pode ser reduzida mediante mascaramento com NaF. A nova resina foi aplicada com êxito na pré-concentração em fluxo de íons Cu2+ visando a análise de traços deste cátion metálico em amostras de álcool etílico combustível.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Oximes are chemical compounds used to reactivate the inhibited acetylcholinesterase (AChE) enzyme by organophosphates (OPs). The OPs, besides classically recognized as AChE irreversible inhibitors, are also involved in the generation of oxidative stress conditions. However, researches focusing on the possible antioxidant properties of oximes are lacking in the literature. The aim of this study was to investigate the potential antioxidant and toxic properties of 3-(phenylhydrazono)butan-2-one oxime and butane-2,3-dionethiosemicarbazone oxime in mice, and to understand the mechanism(s) by which they act. Firstly, we investigated the existence and the mechanism(s) by which 3- (phenylhydrazono)butan-2-one oxime exert its antioxidant properties (Manuscript 1). The obtained results show that in vitro hydrogen peroxide (H2O2), malonate, or ferrous ions (Fe2+)-induced lipid peroxidation was decreased by low concentrations of the oxime. Oxime treatment did not modify the basal peroxidation level nor prevented the induced lipid peroxidation determined ex vivo. The obtained results suggest that 3-(phenylhydrazono)butan-2-one oxime could be employed as a satisfactory antioxidant compound. The absence of toxicity signs after in vivo administration of 3-(phenylhydrazono)butan-2-one oxime to mice may indicate that it could be a safe drug for further studies. The other objective of this study was to investigate the existence and the mechanism(s) by which butane-2,3-dionethiosemicarbazone oxime exert its antioxidant properties (Manuscript 2). The obtained results indicate a significant H2O2, nitric oxide (NO) and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH●) scavenging activity at low oxime concentrations. Besides, the butane-2,3-dionethiosemicarbazone oxime significantly diminished the deoxyribose degradation induced by Fe2+ or Fe2+ + H2O2, and also the benzoate hydroxylation induced by ferric ions (Fe3+) + H2O2 reaction. Besides, the oxime showed a significant inhibitory effect on s-phenantroline reaction with Fe2+. A significant decrease in the basal and pro-oxidants induced lipid peroxidation in brain, liver, and kidney of mice was observed both in vitro and ex vivo. In addition, in our ex vivo experiments the butane-2,3- dionethiosemicarbazone oxime did not determine significant changes in thiol (-SH) levels of liver, kidney and brain, as well as did not modify the delta-aminolevulinate dehydratase (δ- ALA-D) activity in these tissues of mice. The obtained results indicate that the oximes tested depicted significant antioxidant properties, and that further studies are necessary to improve our knowledge regarding the exact antioxidant action mechanism of these oximes. / As oximas são compostos químicos utilizados para reativar a enzima actilcolinesterase (AChE) inibida por organofosforados (OPs). Os OPs, além de serem classicamente reconhecidos como inibidores da AChE, também estão envolvidos em situações que geram estresse oxidativo. Contudo, pesquisas enfocando as possíveis propriedades antioxidantes das oximas são escassas na literatura. O objetivo deste estudo foi investigar o potencial antioxidante e as propriedades tóxicas das oximas 3-(fenil hidrazona) butano-2-ona e butana- 2,3-dionatiosemicarbazona em camundongos, e entender o(s) possível(is) mecanismo(s) pelo(s) qual(is) elas atuam. Inicialmente investigamos a existência, e o(s) mecanismo(s) pelo(s) qual(is) a oxima 3-(fenil hidrazona) butano-2-ona exerce suas propriedades antioxidantes (Manuscrito 1). Os resultados obtidos mostram que a peroxidação lipídica induzida por peróxido de hidrogênio (H2O2), por malonato, e por íons ferrosos (Fe2+) foi diminuída em baixas concentrações da oxima. O tratamento dos camundongos com a oxima não alterou os níveis basais de peroxidação lipídica, nem preveniu a peroxidação lipídica induzida em experimentos ex vivo. Os resultados obtidos sugerem que a oxima 3-(fenil hidrazona) butano-2-ona pode ser empregada como um satisfatório composto antioxidante. A ausência de sinais de toxicidade após a administração in vivo da oxima 3-(fenil hidrazona) butano-2-ona em camundongos indica que esta pode ser uma droga segura para futuros estudos. O outro objetivo deste estudo foi investigar a existência e o(s) mecanismo(s) pelo(s) qual(is) a oxima butana-2,3-dionatiosemicarbazona exerce suas propriedades antioxidantes (Manuscrito 2). Os resultados obtidos indicam uma significativa atividade da oxima em neutralizar H2O2, o radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH●), e a formação de óxido nítrico (NO), em baixas concentrações. Além disso, a oxima butana-2,3-dionatiosemicarbazona diminuiu significativamente a degradação da desoxirribose induzida por Fe2+ e pela reação Fe2+ + H2O2, e também a hidroxilação do benzoato induzida pela reação íons férricos (Fe3+) + H2O2. Além disso, a oxima apresentou um efeito inibitório significativo na reação da s- fenantrolina com Fe2+ Uma diminuição significativa na peroxidação lipídica basal e na peroxidação lipídica induzida por agentes pro-oxidantes no cérebro, fígado e rim de camundongos foi observada tanto in vitro quanto ex vivo. A oxima butana-2,3- dionatiosemicarbazona não determinou mudanças nos níveis de tióis (-SH) no fígado, rim e cérebro, bem como não modificou a atividade da enzima delta-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) nestes tecidos de camundongos em experimentos ex vivo. Os resultados obtidos indicam que as oximas testadas apresentaram propriedades antioxidantes significativas, e que futuros estudos são necessários para aumentar o conhecimento a respeito do exato mecanismo de ação antioxidante destas oximas.

En la present Tesi s'ha estudiat l'efecte de diversos activadors de trimetilfosfina en diferents reaccions i s'ha fet l'esforç d'esbrinar els mecanismes de reacció. Així s'han pogut racionalitzar els comportaments dels activadors, cosa que ha permès de desenvolupar nous mètodes de síntesi o millorar-ne d'altres.En el capítol 1.2 s'ha optimitzat la transformació de nitroalcans secundaris en cetones. Els millors activadors per dur a terme la reacció reacció són el disulfur de 4-terc-butiltiofenil i l'N-(fenilseleno)ftalimida. La reacció té lloc llavors de manera suau, catalítica i sense que es generi cap subproducte pudent. L'N-(fenilseleno)ftalimida millora els rendiments de les reaccions que impliquen grups nitro impedits.L'estudi mecanístic de la reacció va aportar nous coneixements que ens van permetre variar l'activador i el nombre d'equivalents de trimetilfosfina per convertir a voluntat els nitroalcans secundaris en imines o en N-sulfenilimines. En el capítol 1.3 s'ha descrit el primer mètode de conversió directa de nitroalcans secundaris o cetooximes en N-fenilsulfenilimines. En la majoria dels casos, els rendiments són superiors al 90% i els possibles centres estereogènics en α al grup C=NSPh no es veuen afectats durant la reacció.Malauradament, el mètode descrit en el capítol 1.2 produeix la racemització total dels centres en α al grup CHNO2. Per tal de solucionar-ho, en el capítol 1.4 s'ha estudiat la hidròlisi de les N-sulfenilimines obtingudes en el capítol 1.3 catalitzada per àcids de Lewis. El AuBr3 ha estat la única sal metàl·lica capaç de promoure la hidròlisi a un pH neutre. A més, es pot realitzar la reacció de formació d'N-sulfenilimines i la hidròlisi amb AuBr3 de manera consecutiva, tot obtenint les cetones corresponents sense afectació dels centres estereogènics en α al grup CHNO2 de partida.En la segona part de la present Tesi doctoral, s'ha estudiat l'acoblament directe entre àcids carboxílics i azides mitjançat per trimetilfosfina. S'han emprat diferents activadors (PhSSPh, PySSPy, 4-PySS-4-Py, PhSeSePh, PySeSePy), alguns dels quals acceleren la reacció de manera significativa. S'ha proposat un mecanisme i s'ha reinvestigat la presència d'una reacció paràsita que explica perfectament la diferència tan gran d'activitat entre activadors aparentment tan semblants. Aquesta metòdica s'ha emprat en un pas clau de la síntesi de les fluvirucines B1-B5 i alguns anàlegs, en el nostre grup de recerca. / Different trimethylphosphine activators have been explored in different reactions, with a special effort to understand reaction mechanisms. It was possible to rationalize the different behavior and performance of the activators and to develop new synthetic methodologies or to improve the existing ones.In chapter 1.2 the transformation of secondary nitroalkanes to ketones was optimized. The best activators to carry out this reaction are 4,4'-bis-tert-butyldiphenyl disulfide and N-(phenylselenenyl)phthalimide. With these improvements, the reaction takes place catalytically, under mild conditions and avoiding the generation of a stinking subproduct. N- (phenylselenenyl)phthalimide improves the yield of the reactions when sterically hindered nitro groups are used as starting material.The knowledge gained through mechanistic studies allowed us to change the activator and the number of equivalents of trimethylphosphine to transform secondary nitroalkanes to imines or N-phenylsulfenyl ketimines. In chapter 1.3 we describe the first direct conversion of secondary nitroalkanes or ketoximes to N-phenylsulfenyl ketimines. Reaction yields are generally over 90% and α stereogenic centers to the C=NSPh group are not affected during the reaction.Unfortunately, the method described in chapter 1.2 produces the total racemization of α stereogenic centers to CHNO2. To solve this problem, in chapter 1.4 we studied the hydrolysis of the N-sulfenilimines obtained in chapter 1.3, catalyzed by a Lewis acid. We proved that AuBr3 is the only metallic salt that hydrolyzes N-sulfenilimines under neutral pH conditions. Moreover, it is possible to do both reactions, the formation of N-phenylsulfenyl ketimines and its hydrolysis with AuBr3, sequentially in one pot without affecting the α stereocenters of the starting material CHNO2.Also, the direct coupling between carboxylic acids and azides mediated by trimethylphosphine has been studied. Different activators (PhSSPh, 2-PySS-2-Py, 4-PySS-4-Py, PhSeSePh, 2-PySeSe-2-Py) have been used, some of them producing a significant acceleration of the reaction rate. We propose a reaction mechanism for this coupling and the existence of a parasitic reaction. This parasitic reaction explains the huge difference in activity between activators with similar structures. In our group, this new methodology has already been used in a crucial step of the synthesis of fluvirucins B2-B5 and other analogues.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2125844 bytes, checksum: f5e0174d3679c5bce4f74af8ed1b3d4f (MD5) Previous issue date: 2009-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Decreased availability of NO in the vasculature promotes the progression of cardiovascular diseases and oximes represents a NO-donor group capable of to restore this defictIn rat superior mesenteric arterial rings, as non-aromatic oximes: diacetylmonoxime and dimetylglycone-oxime, as aromatic oximes: benzofenone-oxime, 4-Cl-benzofenone and cinnamaldheyde-oxime isomeric mixture were markedly less potent than tans-E-cinnamaldheyde-oxime (E CAOx) whose relaxation was concentration-dependent in denuded-endothelum pre-contracted rings with PHE (pD2 = 5,11 ± 0,05), or U46619 (pD2 = 5,03 ± 0,06), an tromboxanic agonist TP, or with A23187 (pD2 = 4,70 ± 0,06), an Ca2+ ionophore, beyond KCl 60mM (pD2 = 4,50 ± 0,06). The relaxation was not modified by endothelium or L-NAME (100 μM, NOS inhibitor), proadifen (30 M; inibidor do citocromos P450), ou de N-acetyl-L-Cysteyn (1 mM e 3 mM; an NO- scavenger). However, was affected by cytochromos P4501A1 and NADPH-dependent reductases inhibitor, 7ethoxyresorufin (7 ER, 10 μM; pD2 = 4,82 ± 0,07), and NO scavenger, PTIO (300 M; pD2 = 4,68 ± 0,11). Demonstrating that E-CAOx induces independent-endothelium relaxation with a possible NO production, mediated by NADPH-dependent reductases. These results corroborate with E-CAOx action of to increase DAF-T fluorescence, in rat aorta smooth miocytes, abolished by 7-ER pre-incubation. Futhermore, the Emax decrease caused by (Rp)-8pCPT-cGMPS (10 M; PKG inhibitor), plus potency reduction by ODQ presence (0,1 M; pD2 = 4,65 ± 0,07 e 10 M; pD2 = 4,41 ± 0,04), a soluble guanylyl-cyclase inhibitor, reforce the pathway NO/cGC/cGMP/PKG participation. On the other hand, the presences of KCl 20mM and TEA (1 mM; pD2 = 4,62 ± 0,04), a BKCa blocker, were capable of the interfering in response, but not 4-AP (1 mM; Kv blocker) and Glibenclamide (10 M; a KATP blocker). In ODQ (10 M) combinations, only KCl 20mM, interpose on Emax, suggesting that K+ channels contribution, majorly BKCa, is sGC-activation dependent. Due relaxing pre-contracted rings: with S(-)BayK 8644 (pD2 = 4,95 ± 0,05), a direct activator of dihydropiridine-sensitive Cav, and rings pre-contracted with PHE in the presence of Niphedipine (1 M), E-CAOx can also to be acting by inhibits Ca2+ influx through dihydropiridine-sensitive Cav or to interfere in contract mechanisms ulterior to Ca2+ entry, as is the case of Na+/Ca2+ exchanger. This hypothesis is justified by reduction in response due the Ni+2 presence (Na+/Ca2+ inhibitor). In conclusion, the data shown that E-CAOx was the more potent oxime investigated with NO production thougth NADPH-dependent reductases action and subsequentely pathway CGs/GMPc/PKG activation associated to BKCa activation, Cav inhibition and exchalenger Na+/Ca2+activation. / Uma diminuição da disponibilidade do NO na vasculatura promove a progressão de doenças vasculares e as oximas representam um grupo de doadores de NO capaz de reestabelecer tal deficiência. Em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, tanto as oximas não aromáticas: diacetilmonoxima e dimetilglioxima, quanto as oximas aromáticas: benzofenona-oxima, 4 Cl benzofenona-oxima e a mistura isômera de cinamaldeído-oximas foram menos potentes que trans-cinamaldeído-oxima (E-CAOx) cujo relaxamento foi dependente de concentração em anéis pré-contraídos com: FEN (pD2 = 5,11 ± 0,05), um agonista adrenérgico, ou com U46619 (pD2 = 5,03 ± 0,06), um agonista tromboxânico TP, ou com A23187 (pD2 = 4,70 ± 0,06), um ionóforo de íons Ca2+, além de KCl 60mM (pD2 = 4,50 ± 0,06). O relaxamento não foi modificado pela presença do endotélio ou de L-NAME (100 M; inibidor das sintases de NO), proadifeno (30 M; inibidor do citocromos P450), ou de N-acetil-L-cisteína (1 mM e 3 mM; seqüestrador de NO-). Entretanto, foi afetado pela presença do inibidor de citocromos P4501A1 e de redutases dependentes de NADPH, 7-Etoxi-resurofino (7-ER, 10 M; pD2 = 4,82 ± 0,07), e do sequestrador de NO, PTIO (300 M; pD2 = 4,68 ± 0,11). Demonstrando que E-CAOx causa um relaxamento independente de endotélio com possível produção de NO , mediado por redutases dependentes de NADPH. Tais resultados corroboram com a ação de E-CAOx em aumentar a fluorescência emitida por DAF-T, em mióciotos de aorta de rato, abolida pela presença de 7-ER (10 M). Além disso, a diminuição do efeito máximo de E-CAOx causada pela presença de (Rp)-8pCPT-cGMPS (10 M; inibidor da PKG), somada à diminuição da potência causada pelo ODQ (0,1M; pD2 = 4,65 ± 0,07 e 10M; pD2 = 4,41 ± 0,04), um inibidor da ciclase de guanilil solúvel (CGs), reforçam a participação da via NO/CGs/GMPc/PKG. Por outro lado, as presenças de KCl 20mM (pD2 = 4,78 ± 0,04) e de TEA (1 mM; pD2 = 4,62 ± 0,04), um bloqueador de BKCa, foram capazes de interferir na resposta, mas 4-aminopiridina (1 mM; bloqueador de Kv) e Glibenclamida (10 M; bloqueador de KATP) não. Em combinações com ODQ (10M), apenas KCl 20 mM, interferiu no Emax, sugerindo que a contribuição dos canais para K+, principalmente dos BKCa, é dependente da ativação da CGs. Por relaxar anéis pré-contraídos com S(-)BayK 8644 (pD2 = 4,95 ± 0,05), um ativador direto dos Cav sensíveis à diidropiridinas, e anéis pré-contraídos com FEN na presença de nifedipino (1 M; inibidor dos Cav), E-CAOx pode também estar atuando por inibir o influxo de íons Ca2+ ou interferir em mecanismos contráteis posteriores à entrada de Ca2+, como é o caso do trocador Na+/Ca2+. Tal hipótese é justificada pela redução da resposta provocada pela presença do Ni+2 (inibidor do trocador Na+/Ca2+). Em conclusão, os dados demonstram que E-CAOx foi a oxima investigada mais potente e que produz NO via ação das redutases dependentes de NADPH com subseqüente ativação da via CGs/GMPc/PKG associada à ativação dos BKCa, inibição dos Cav e ativação do trocador Na+/Ca2+.