Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6787.pdf: 6528368 bytes, checksum: 59d1763870e2de400270ed05b0ac6675 (MD5) Previous issue date: 2015-03-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / Polyelectrolytes complexes (PECs) are defined as materials formed by combining oppositely charged polyelectrolytes together via ionic interaction. PECs have some unique physical properties such as non-solubility in common organic solvents, high surface hydrophilicity, tunable surface charge, and stable structures. A new type of PEC based on chitosan (CS) and sulfonate poly(ethylene terephthalate) (SPET) were synthesized in two different media, buffer solution and salt solution acidified with acetic acid. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), zeta potencial, X-ray diffraction, thermal gravity analysis and differential scanning calorimetry were used to characterize the chemical structure, particle charge, crystallinity and thermal stability. To assess how the internal structure of the PEC and the subsequent membrane formation can affect water and salts transport capacity of microporous polycarbonate membrane, PECs solutions were spread via casting in commercial membranes with pore size of 5 μm. These membranes were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Water Vapor Flux, Resistance to Ion Migration and Membrane Potential. FTIR results indicated the electrostatic interaction of polyelectrolyte to form the polyelectrolyte complex. From the results of zeta potential it was found that the surfaces of CS/SPET nanoparticles have positive charges of about 25 to 44 mV. TGA curves showed that the PECs were more stable than their polyelectrolytes. The deposition of the PEC on the membranes was confirmed by SEM images and the increase of water vapor flux of membranes indicated that the presence of the complex significantly alter the hydrophilic profile of the polycarbonate matrix. The microfiltration of Saccharomyces cerevisiae cells demonstrated that membranes modified with PECs retained more of these organisms than the commercial membrane without modification. / Complexos de polieletrólitos (PECs) são definidos como materiais formados pela combinação de polieletrólitos de cargas opostas via interação eletrostática. PECs possuem algumas propriedades únicas como não solubilidade em solventes comuns, alta hidrofilicidade, superfícies modificáveis e estruturas estáveis. Um novo tipo de PEC baseado em quitosana (QT) e poli(tereftalato de etileno) sulfonado (PET-S) foi sintetizado em dois meios diferentes, uma solução tampão ácida e uma solução salina acidificada. Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), potencial zeta, difração de raios X, análise termogravimétrica e calorimetria diferencial exploratória foram usados para caracterizar a estrutura química, carga da partícula, cristalinidade e estabilidade térmica. Para avaliar como a estrutura interna do PEC e a subsequente formação de membrana pode afetar o transporte de água e sais em membranas de policarbonato microporosas, soluções de PEC foram espalhadas via casting em membranas comerciais com tamanho de poro de 5 μm. As membranas foram caracterizadas utilizando microscopia eletrônica de varredura, transporte de vapor de água, resistência a migração iônica e potencial de membrana. Resultados de FTIR comprovaram a interação eletrostática entre os polieletrólitos e consequentemente a formação dos PECs. O potencial zeta dos PECs apontou que eles apresentam superfícies positivas que variam de 25 a 44 mV. O TGA demonstrou que os PECs são termicamente mais estáveis do que seus polieletrólitos precursores. A deposição dos PECs sobre as membranas foi confirmada pelo MEV e o aumento do fluxo de vapor de água indicou que a presença dos PECs altera significativamente o caráter hidrofílico do policarbonato. A microfiltração de células Saccharomyces cerevisiae mostrou que as membranas modificadas com PECs reteram mais desses organismos do que a membrana comercial sem modificação.

The presents study results of the addition of sulfonated polystyrene, derived from discarded plastic cups as additive in mortars. The mortar were studied with polystyrene content of 0.0, 0.2, 0.6, 1.0 and 1.4% (relative to the mass of cement). CPV - ARI Portland cement and sand washed were used at rate 1:4 by weight. It was determined consistency index, water retention, water absorption, void index, static modulus of elasticity, compressive strength, tensile strength in bending and adhesion. The mortar modified with the additive showed increase in the porosity, tensile strength in bending, adhesion, plastic capacity and water retention. Furthermore the use of polystyrene leads to decrease in the density, the modulus of elasticity and in the capillary water absorption with increasing content of sulfonated polystyrene, which may indicate that even by increasing the number pores in the mortar, the pores are not communicated among themselves and the polymeric film had contributed for the mechanical properties. / O trabalho apresenta resultados do estudo da adição de poliestireno sulfonado, oriundo de copos plásticos descartados, como aditivo em argamassas. Foram analisadas argamassas com os teores de poliestireno de 0,0; 0,2; 0,6; 1,0 e 1,4% em relação à massa de cimento. Foi utilizado o cimento Portland CPV - ARI e areia lavada no traço 1:4 em massa. Para se avaliar a influência da adição de poliestireno nas propriedades das argamassas determinouse índice de consistência, retenção de água, absorção de água, índice de vazios, módulo estático de elasticidade, resistência à compressão, resistência à tração na flexão e resistência potencial de aderência à tração. Em relação à argamassa sem aditivo a argamassa modificada demonstrou aumento na resistência de aderência à tração, resistência a tração na flexão, porosidade, absorção de água, retenção de água e consistência. No entanto, o aumento do teor de poliestireno sulfonado leva à uma redução do módulo de elasticidade, da massa específica e da absorção de água por capilaridade, o que pode indicar que mesmo aumentando o número de poros na argamassa, estes poros não são intercomunicáveis e o filme polimérico contribui para o incremento das propriedades mecânicas, especialmente à tração. / Mestre em Engenharia Civil

O objetivo desse trabalho foi avaliar a degradação de alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) em condições anaeróbias. Os primeiros experimentos foram realizados em reatores em batelada alimentados com diferentes substratos e concentrações de LAS. Apesar do surfactante ficar adsorvido no lodo, não foram observadas interferências no metabolismo de microrganismos anaeróbios, pois dessa forma o LAS tornou-se indisponível para a degradação celular. Reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLF) foram avaliados quanto à remoção de LAS e inoculados com lodos anaeróbios provenientes de reatores UASB usados respectivamente no tratamento de esgoto sanitário (R1) e tratamento de dejetos suinocultura (R2) imobilizados em espuma de poliuretano. A adição de LAS não influenciou na estabilidade do reator. O LAS começou a ser degradado após 108 dias da sua adição no afluente dos reatores. Porcentagens de remoção, considerando adsorção e degradação de LAS, com 313 dias de operação foram iguais a 50% e 91% para o R1 e R2, respectivamente, quando foram alimentados com esgoto sintético e 14 mg/L de LAS (reator - R1) e somente LAS a 14 mg/L (reator - R2). Em relação ao balanço de massa de LAS, os reatores apresentaram degradações muito semelhantes, sendo 35% para o reator R1 e 34% para o reator - R2. A diversidade microbiana referente aos domínios Bacteria e Archaea e ao grupo BRS foi avaliada utilizando a técnica de PCR/DGGE. Para o domínio Archaea, foram observadas diferenças significativas nas populações quando os reatores foram alimentados com LAS. Diferenças foram observadas no domínio Bactéria e grupo das BRS, para concentrações de LAS de 14 mg/L. A alteração na diversidade microbiana pode ter ocorrido devido à seleção dos microrganismos pela presença do surfactante. A biomassa presente no final da operação foi submetida à técnica de clonagem e seqüenciamento do fragmento do RNAr 16S para o domínio Bacteria. Observou-se que os reatores que apresentaram maior número de clones relacionados ao filo Firmicutes, classe Clostridia, ordem Clostridiales. Provavelmente os microrganismos pertencentes a esse grupo estejam envolvidos com a degradação do LAS / The objective of this work was to evaluate the degradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in anaerobic conditions. The first experiments were accomplished in reactors in batch fed with different substrates and concentration of LAS. In spite of the surfactant to be adsorbed in the sludge interferences was not observed in the metabolism of anaerobic microorganisms, because in that way LAS became unavailable for the cellular degradation. Horizontal anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactors were appraised as for the removal of LAS and inoculated with coming anaerobic slugde of reactors UASB used respectively in the treatment of sanitary sewage (R1) and treatment of wastewater swine (R2) immobilized polyurethane foam. The addition of LAS didn’t influence in the stability of the reactor. LAS began to be degraded after 108 days of its addition in the tributary of the reactors. Removal percentages, considering adsorption and degradation of LAS, with 313 days of operation was same to 50% and 91% for R1 and R2, respectively, when they were fed with synthetic sewage and 14 mg/L of LAS (reactor – R1) and only LAS to 14 mg/L (reactor – R2). In relation to the balance of mass of LAS, the reactors presented very similar degradations, being 35% for the reactor R1 and 34% for the reactor R2. The microbial diversity regarding the Bacteria and Archaea domain and to the group BRS was evaluated using the technique of PCR/DGGE. The alteration in the microbial diversity might have happened due to the selection of the microorganisms for the presence of the surfactant. The biomass present in the end of the operation was submitted the cloning technique and sequencing of the fragment of 16S rRNA for the bacteria domain. It was observed that the reactors presented larger number of clones related to the phylum Firmicutes, Clostridia, Clostridiales. Probably the microorganisms belonging to that group are involved with the degradation of LAS

O Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) é um surfactante aniônico considerado prioridade de risco ambiental entre os contaminantes emergentes atuais. Estudos anteriores reportaram a degradação anaeróbia de LAS por co-digestão da água residuária de lavanderia comercial e co-substratos sintéticos (extrato de levedura e etanol), em reatores em escala de bancada. Todavia, na literatura ainda são limitados os estudos envolvendo co-substratos economicamente viáveis, como o esgoto doméstico. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de remoção do LAS, de água residuária de lavanderia comercial em co-digestão com esgoto doméstico. O reator de leito granular expandido (EGSB) escala piloto de 62,0 L foi operado em condição mesofílica, em TDH de 40 h, por 480 dias. O reator foi inoculado com 12,0 L de lodo proveniente de reator UASB usado no tratamento de água residuária de abatedouro de aves. Na primeira etapa, de adaptação, com duração de 60 dias, o reator foi alimentado apenas com esgoto doméstico. Em seguida, o reator foi alimentado com água residuária de lavanderia comercial diluída em esgoto doméstico para obtenção de concentrações de LAS afluente de 5 ± 4; 19 ± 10 e 36 ± 19 mg L-1, nas etapas II, III e IV, respectivamente. Nestas etapas o reator foi monitorado por 60, 270 e 90 dias. Verificou-se diminuição da eficiência de remoção de matéria orgânica de 73 ± 23 % na etapa de adaptação, para 61 ± 25%, 50 ± 15% e 44 ± 15%, respectivamente, para as etapas II, III e IV. Assim como, verificou-se diminuição da eficiência de remoção do LAS de 73 ± 31% para 55 ± 29% e 32 ± 17% nas três últimas etapas. Verificou-se aumento significativo de sulfeto da etapa II para a etapa III e IV, respectivamente de 8 ± 2 mg L-1 para 29 ± 12 mg L-1 e 31 ± 5 mg L-1, respectivamente. Foi realizada a caracterização taxonômica da biomassa do leito do lodo do reator EGSB ao final de cada etapa experimental, sendo identificadas bactérias semelhantes a Bellinea (domínio Bacteria) e Methanosaeta (domínio Archaea), as quais foram as de maior abundância relativa ao longo de toda operação. A tecnologia empregada para remoção do surfactante foi adequada para concentrações afluente de até 20 mgLAS L-1. Aclimatação da biomassa microbiana foi observada, após longo período e exposição aos compostos recalcitrantes da água residuária de lavanderia. / Classified as an emergent contaminant, Alkylbenzene Linear Sulfonate (LAS) is an anionic surfactant of high priority given its environmental risk. Previous studies reported LAS anaerobic degradation from laundry wastewater in co-digestion with synthetic substrates (such as methanol, ethanol and yeast extract). However, studies with more economic viable substrates as domestic sewage still lacking. This study assessed LAS removal from laundry wastewater diluted in domestic sewage, using an Expanded Bed Granular Sludge (EGSB) pilot scale reactor. The reactor was kept in mesophilic temperature, with 62,0 L total volume and it was operated with a hydraulic retention time (HRT) of 40 h. The inoculum was 12,0 L of sludge from an UASB used on a poultry slaughterhouse wastewater treatment plant. On the first stage, of adaptation, the reactor was fed only with domestic sewage for 60 days. Then, commercial laundry wastewater was diluted in domestic sewage to obtain LAS affluent concentrations of 5 ± 4; 19 ± 10 and 36 ± 19 mg L-1, on stages II, III and IV, respectively. These stages lasted for 60, 270 and 90 days. The increase of commercial laundry wastewater proportion on fed resulted in lower organic matter removal efficiencies. These parameter decreased from 73 ± 23% on adaptation, to 61 ± 25%, 50 ± 15% and 39 ± 23% on following stages. As well as LAS removal efficiencies that dropped from 73 ± 31% to 55 ± 29% and 44 ± 15 % on three last stages. Sulphide production enhanced from stage II (8 ± 2 mg L-1) to stage III (29 ± 12 mg L-1) and remained 31 ± 5 mg L-1 on stage IV. Taxonomic characterization of granular sludge biomass in the end of each stage was performed and genders similar to Bellinea (Bacteria domain) and Methanosaeta (Archae domain) were the ones with higher relative abundance in all stages. The technology applied was suitable for anaerobic surfactant removal with LAS affluent concentration of 20 mg L-1. Acclimation of microbial biomass was observed after long exposure of microbial community to recalcitrant compounds from laundry wastewater.

Nesse trabalho avaliaram-se quatro hipóteses sobre a remoção do alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) em reator EGSB (expanded granular sludge bed) alimentado ora com água residuária de lavanderia comercial, ora como meio sintético acrescido de LAS Padrão, com e sem suplementação de Fe(III) afluente. Para tanto, em todas as hipóteses utilizou-se reator EGSB (1,4 L) com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 36h, condição mesofílica (30ºC) e carga de LAS específica aplicada (CLEA) variando de 1,0 - 2,7 mgLAS.gSTV-1.d-1. DGGE e sequenciamento massivo do gene rRNA 16S (Plataforma 454-Pirosequenciamento e Ion Torrent) foram utilizados para caracterização microbiana. Em relação à Hipótese A avaliou-se o efeito da adaptação prévia da biomassa na remoção do LAS em água residuária. Para tanto, o EGSB-BA (biomassa adaptada) teve uma etapa prévia com LAS padrão e meio sintético (Etapa I), seguida da Etapa II com água residuária; e o EGSB-BNA (biomassa não adaptada) teve etapa única e alimentação diretamente com água residuária. Para a Hipótese B avaliou-se o efeito da suplementação com meio sintético na remoção de LAS em água residuária. Para tanto, o EGSB-Ag.Lav foi alimentado apenas com água residuária e bicarbonato de sódio e duas CLE (Etapa II - 1,0 e Etapa III - 2,7 mg LAS.gSTV-1.d-1). Em relação às Hipóteses C e D, avaliou-se o efeito da suplementação de Fe(III) na remoção de LAS Padrão em meio sintético e LAS em água residuária, respectivamente. A Hipótese A foi refutada uma vez que as remoções de LAS em EGSB-BA-Etapa II (76%) e EGSB-BNA-Etapa I (78%) foram similares (ambas com água residuária). A remoção de LAS foi maior quando foi adicionada água residuária (EGSB-BA-Etapa II-76%) do que com LAS Padrão (EGSB-BA-Etapa I-63%). A Hipótese B foi aceita, uma vez que a alimentação do EGSB apenas com água residuária de lavanderia (CLE 1,0 mg LAS.gSTV-1.d-1) mais bicarbonato de sódio resultou em remoções do surfactante de 93%, ou seja, 15-17% maior que nos reatores suplementados com meio sintético (EGSB-BA Etapa II e EGSB-BNA Etapa I). Na Etapa III verificou-se diminuição da remoção em 30%. A Hipótese C foi aceita uma vez que se notou 20% de aumento na remoção de LAS quando comparado com reator não suplementado com Fe(III) (EGSB-Fe - 84,3% e EGSB-BA Etapa I - 63,5%). A Hipótese D foi refutada, uma vez que embora tenha sido obtida alta remoção de LAS (91,2%), esta não foi acompanhada pela redução férrica. Por meio do DGGE (domínio Bactéria) notou-se estratificação microbiana ao longo do reator na Etapa III (Hipótese B), provavelmente, em função do tamanho do grânulo que variou ao longo do reator. Por meio do sequenciamento massivo identificou-se bactérias semelhantes à Geobacter na amostra proveniente do reator EGSBFe da Hipótese C (17% da abundância relativa), portanto, as condições impostas favoreceram esse gênero. Fato este não observado para o reator EGSB-Fe-Ag.Lav. da Hipótese D. A comparação da análise filogenética das bactérias para os diferentes reatores permitiu identificar gêneros em comum relacionados com a degradação de LAS, a saber: Desulfobulbus, Geobacter, Syntrophorhabdus, Sporomusa, Comamonas, Holophaga, Mycobacterium, Pseudomonas, Stenotrophomonas e Synergistes. / This study evaluated four hypotheses about the removal of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in EGSB reactor (expanded granular sludge bed) fed sometimes with commercial laundry wastewater, sometimes with synthetic medium more Standard LAS, with and without Fe(III) influent supplementation. Therefore, in all hypotheses were used an EGSB reactor (1.4 L) with a hydraulic retention time (HRT) of 36 h, mesophilic condition (30°C) and load specific LAS (CLE) ranging from 1,0 to 2,7 mgLAS.gSTV-1.d-1. DGGE and massive sequencing of 16S rRNA gene (454-pyrosequencing and Ion Torrent platform) were used for microbial characterization. Regarding the Hypothesis A, it was evaluated the effect of biomass pre-adaptation for removal of LAS in wastewater. Then, the EGSBBA (adapted biomass) had a previous step with standard LAS and synthetic medium (Phase I), followed by Stage II with wastewater; and EGSB-BNA (not adapted biomass) had single step and feeding directly with wastewater. Regarding the Hypothesis B, it was evaluated the effect of synthetic medium supplementation in the removal of LAS in wastewater. Then, the EGSB-Ag.Lav was fed only with wastewater and sodium bicarbonate with two CLE (Stage II - 1,0 e Stage III - 2,7 mg LAS.gSTV-1.d-1). Regarding the Hypothesis C and D, it was evaluated the effect of Fe(III) supplementation in the removal of standard LAS and LAS in wastewater, respectively. The Hypothesis A was refuted since the LAS removal in EGSB-BA-Stage II (76%) and EGSB-BNA-Step I (78%) were similar (both with wastewater). The LAS removal was highest when wastewater was added (EGSB-BA-Stage-II 76%) than with standard LAS (EGSB-BAStage- I 63%). The Hypothesis B was accepted, since the feed of the EGSB only with wastewater from laundry (CLE 1,0 mg LAS.gSTV-1.d-1) more sodium bicarbonate resulted in removal of 93% of surfactant, in other words, 15-17% higher than in the reactors supplemented with synthetic medium (EGSB-BA Stage II e EGSB-BNA Stage I). In the Stage III, there was a decrease by 30% of LAS removal. The Hypothesis C was accepted, since there was an increase of 20% in the removal of LAS as compared to unsupplemented reactor with Fe (III) (EGSB-Fe - 84,3% e EGSB-BA Stage I - 63,5%). The Hypothesis D was refuted since although high LAS removal was obtained (91,2%), this was not accompanied by ferric reduction. By means of DGGE (Bacteria domain) was noted a microbial stratification along the reactor in the Stage III (Hypothesis B), probably in function of granule size along the reactor. By means of massive sequencing were identified bacteria similar to Geobacter in the sample from the reactor EGSB-Fe Hypothesis C (relative abundance 17%), therefore, the conditions favored this genre. This fact was not observed in the reactor EGSB-Fe-Ag.Lav. hypothesis D. A comparison of phylogenetic analysis of bacteria for different reactors allowed to identify common genera related to LAS degradation, namely: Desulfobulbus, Geobacter, Syntrophorhabdus, Sporomusa, Comamonas, Holophaga, Mycobacterium, Pseudomonas, Stenotrophomonas and Synergistes.

[EN] Under the principles of Green Chemistry has been carried out the synthesis of different esters of glycerol carbonate, which are high value compounds with surfactant properties derived from glycerol by the esterification reaction between glycerol carbonate and various organic acids in the absence of solvent and using heterogeneous catalysts include zeolites and acidic resins. The best results, in terms of activity and selectivity, were obtained using the hybrid Nafion-silica catalyst called Nafion SAC-13. It has been shown that the water generated as a byproduct during the reaction is responsible for the existence of competing reactions of hydrolysis of the carbonate function resulting products as glycerol and glycerol esters. Also are optimized different reaction conditions such as temperature, the molar ratio between the substrates, the amount of catalyst and solvent usage. It has also been shown that the reaction rate decreases as the chain length of the carboxylic acid is increased. After adjustment of the experimental data to a kinetic model, we have determined the kinetic parameters of the reaction catalyzed by Nafion SAC-13 with different carboxylic acids and found to reduce the reactivity of carboxylic acids with increasing chain length alcánica is due both inductive effects such as steric effects. Furthermore, compounds with bencimidazoilquinoxaline and quinoxaline structure have been prepared, which have a wide variety of biological activities. These compounds have been synthesized from various diols and triols from biomass by oxidative cyclization process in two stages performed in a single reactor in an efficient and selective manner. After optimization of the reaction conditions such as temperature, amount of catalyst and concentration of O2, the synthesis of quinoxaline have been carried out with excellent results by using catalysts based on gold nanoparticles supported on oxide nanoparticle cerium (Au/CeO2) and hydrotalcite (Au/HT) using air as oxidant and in the absence of base. Regarding benzimidazoilquinoxalines, we have developed two synthetic routes multistage, in a single reactor, effective and selective catalyzed Au/CeO2. The first method involves the synthesis of compounds benzimidazoilquinoxalines with the same substituents on the two heterocycles by oxidation-cyclization of glycerol derivatives with o-phenylenediamine, while the second method allows the synthesis of benzimidazoilquinoxalines compounds with different substituents on each aromatic ring starting from glyceraldehyde. Finally, it has carried out the synthesis of long chain alkyl glucosides with tensio-active properties via a cascade process that involves first methanolysis cellulose for methyl glucosides and subsequently Fischer glycosidation reaction with n-octanol/n-decanol. The first step is carried out using methanol as solvent and acid catalysts such as inorganic acids, heteropolyacids, ion exchange resins or modified carbon materials. Subsequently the long chain alkyl glycosides are obtained by transacetalization reaction between methyl glucosides obtained in the previous step and a fatty alcohol using the same acid catalyst. The best results for the overall process are obtained using sulfonated carbon as catalyst, it being possible to achieve complete conversion of cellulose in methanol working at 200 ºC in the methanolysis step and at 120 ºC in the transacetalization step. / [ES] Bajo los principios de la Química Verde, se ha llevado a cabo la síntesis de diferentes ésteres del carbonato de glicerol, que son compuestos de alto valor añadido con propiedades surfactantes derivados del glicerol, mediante reacción de esterificación entre el carbonato de glicerol y diferentes ácidos orgánicos, en ausencia de disolvente, y empleando catalizadores heterogéneos, que incluyen resinas ácidas y zeolitas. Los mejores resultados, en términos de actividad y selectividad, se obtuvieron utilizando el catalizador híbrido Nafion-sílice denominado Nafion SAC-13. Se ha demostrado que el agua generada como subproducto durante la reacción es la responsable de la existencia de reacciones competitivas de hidrólisis de la función carbonato dando lugar a subproductos como glicerol y ésteres glicéricos. Asimismo se han optimizado diferentes condiciones de reacción tales como la temperatura, la relación molar entre los sustratos, la cantidad de catalizador y el uso de disolvente. También se ha demostrado que la velocidad de reacción disminuye a medida que se aumenta la longitud de cadena del ácido carboxílico. Tras el ajuste de los datos experimentales a un modelo cinético, se han determinado los parámetros cinéticos de la reacción catalizada por Nafion SAC-13 con diferentes ácidos carboxílicos comprobándose que la reducción de la reactividad de los ácidos carboxílicos a medida que aumenta su longitud de cadena alcánica es debida tanto por efectos inductivos como por efectos estéricos. Por otra parte, se han preparado compuestos con estructura de quinoxalina y bencimidazoilquinoxalina, los cuáles poseen una amplia variedad de actividades biológicas. Estos compuestos han sido sintetizados a partir de diferentes dioles y trioles procedentes de la biomasa mediante un proceso de ciclación oxidativa en dos etapas llevado a cabo en un único reactor de un modo eficiente y selectivo. Tras la optimización de las condiciones de reacción tales como temperatura, cantidad de catalizador y concentración de O2, la síntesis de quinoxalinas ha sido llevada a cabo con excelentes resultados mediante el uso de catalizadores basados en nanopartículas de oro soportadas sobre óxido de cerio nanoparticulado (Au/CeO2) e hidrotalcita (Au/HT), utilizando aire como agente oxidante y en ausencia de base. En cuanto a las bencimidazoilquinoxalinas, se han desarrollado dos rutas sintéticas multietapa, en un único reactor, eficaces y selectivas catalizadas por Au/CeO2. El primer método implica la síntesis de compuestos bencimidazoilquinoxalinas con los mismos sustituyentes en las dos heterociclos a través de oxidación-ciclación de derivados de glicerol con o-fenilendiamina, mientras que el segundo método permite la síntesis de compuestos bencimidazoilquinoxalinas con diferentes sustituyentes en cada anillo aromático partiendo de gliceraldehído. Por último, se ha llevado a cabo la síntesis de alquil glucósidos de cadena larga con propiedades tensioactivas a través de un proceso en cascada que implica en primer lugar la metanólisis de celulosa para obtener metilglucósidos y posteriormente la reacción de glicosidación Fischer con n-octanol/n-decanol. La primera etapa se lleva a cabo utilizando metanol como disolvente y catalizadores ácidos tales como ácidos inorgánicos, heteropoliácidos, resinas de intercambio iónico o materiales de carbono modificados. Posteriormente los alquil glucósidos de cadena larga se obtienen por reacción de transacetalización entre los metilglucósidos obtenidos en la etapa previa y un alcohol graso utilizando el mismo catalizador ácido. Los mejores resultados para el proceso global se han obtenido empleando como catalizador carbón sulfonado, siendo posible alcanzar la conversión completa de la celulosa en metanol a 200 ºC en la etapa de metanólisis y 120 ºC en la etapa de transacetalización. / [CA] A partir dels principis de la Química Verda, s'ha dut a terme la síntesi de diferents èsters del carbonat de glicerol, que són compostos d'alt valor afegit amb propietats surfactants derivats del glicerol, mitjançant reacció d'esterificació entre el carbonat de glicerol i diferents àcids orgànics , en absència de dissolvent, i emprant catalitzadors heterogenis, que inclouen resines àcides i zeolites. Els millors resultats, en termes d'activitat i selectivitat, es van obtenir utilitzant el catalitzador híbrid Nafion-sílice denominat Nafion SAC-13. S'ha demostrat que l'aigua generada com a subproducte durant la reacció és la responsable de l'existència de reaccions competitives d'hidròlisi de la funció carbonat donant lloc a subproductes com glicerol i èsters glicéricos. Així mateix s'han optimitzat diferents condicions de reacció tals com la temperatura, la relació molar entre els substrats, la quantitat de catalitzador i l'ús de dissolvent. També s'ha demostrat que la velocitat de reacció disminueix a mesura que s'augmenta la longitud de cadena de l'àcid carboxílic. Després de l'ajust de les dades experimentals a un model cinètic, s'han determinat els paràmetres cinètics de la reacció catalitzada per Nafion SAC-13 amb diferents àcids carboxílics comprovant-se que la reducció de la reactivitat dels àcids carboxílics a mesura que augmenta la seva longitud de cadena alcánica és deguda tant per efectes inductius com per efectes estèrics. D'altra banda, s'han preparat compostos amb estructura de quinoxalina i bencimidazoilquinoxalina, els quals posseeixen una àmplia varietat d'activitats biològiques. Aquests compostos han estat sintetitzats a partir de diferents diols i trioles procedents de la biomassa mitjançant un procés de ciclació oxidativa en dues etapes dut a terme en un únic reactor de una manera eficient i selectiu. Després de la optimització de les condicions de reacció tals com temperatura, quantitat de catalitzador i concentració d'O2, la síntesi de quinoxalines ha estat portada a terme amb excel·lents resultats mitjançant l'ús de catalitzadors basats en nanopartícules d'or suportades sobre òxid de ceri nanoparticulado (Au/CeO2) i hidrotalcita (Au/HT), utilitzant aire com a agent oxidant i en absència de base. Pel que fa a les bencimidazoilquinoxalines, s'han desenvolupat dues rutes sintètiques multietapa, en un únic reactor, eficaços i selectives catalitzades per Au/CeO2. El primer mètode implica la síntesi de compostos bencimidazoilquinoxalines amb els mateixos substituents en les dues heterocicles a través d'oxidació-ciclació de derivats de glicerol amb o-fenilendiamina, mentre que el segon mètode permet la síntesi de compostos bencimidazoilquinoxalines amb diferents substituents en cada anell aromàtic partint de gliceraldehid. Finalment, s'ha dut a terme la síntesi d'alquil glucòsids de cadena llarga amb propietats tensioactives a través d'un procés en cascada que implica en primer lloc la metanólisis de cel·lulosa per obtenir metilglucósidos i posteriorment la reacció de glicosidación Fischer amb n-octanol/n-decanol. La primera etapa es porta a terme utilitzant metanol com a dissolvent i catalitzadors àcids com ara àcids inorgànics, heteropoliácids, resines d'intercanvi iònic o materials de carboni modificats. Posteriorment els alquil glucòsids de cadena llarga s'obtenen per reacció de transacetalizació entre els metilglucósides obtinguts en l'etapa prèvia i un alcohol gras utilitzant el mateix catalitzador àcid. Els millors resultats per al procés global s'han obtingut emprant com a catalitzador carbó sulfonat, sent possible aconseguir la conversió completa de la cel·lulosa en metanol a 200 ºC en l'etapa de metanólisis i 120 ºC en l'etapa de transacetalizació. / Martínez Silvestre, S. (2016). Transformación de biomasa en productos de química fina: Síntesis de compuestos de alto interés como surfactantes y fármacos utilizando catalizadores heterogéneos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62353