Doutorado em Química

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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULA DE SÍLICA MESOPOROSA CONTENDO DOXORRUBICINA E CITARABINA PARA APLICAÇÃO BIOLÓGICA
Curso Doutorado em Química
Tipo Tese
Data 24/05/2024
Área QUÍMICA
Orientador(es)
  • Marco Antonio Utrera Martines
Coorientador(es)
    Orientando(s)
    • Kristiane Fanti Del Pino Santos
    Banca
    • Adriana Pereira Duarte
    • Ana Maria Pires
    • Danielle Bogo
    • Juliana Jorge
    • Marco Antonio Utrera Martines
    • Onofre Salgado Siqueira
    • Teofilo Fernando Mazon Cardoso
    Resumo O câncer constitui um problema de saúde pública pela alta incidência e mortalidade. Os três principais tipos de tratamento para o câncer são: cirurgia, radioterapia e quimioterapia. Esta última é a mais conhecida que utiliza medicamentos para combater as células cancerosas. Dentre os medicamentos utilizados no tratamento quimioterápico estão a citarabina (Ara-C) e a doxorrubicina (Doxo), esses fármacos assim como a maioria dos quimioterápicos não possuem seletividade em células cancerígenas, atacando também células normais e gerando inúmeros efeitos colaterais. Uma alternativa para diminuir esses efeitos são os nanocarreadores que transportam o fármaco até a célula, dentre esses, destacam-se as nanopartículas de sílica mesoporosa (MSNs) por suas características, como a possibilidade de carrear uma quantidade maior de fármaco, podendo modificar sua superfície com moléculas de ácido fólico (AF), que possuem alta afinidade a receptores folato, existentes em maior quantidade nas células cancerígenas. Considerando-se a necessidade de pesquisas que visem a diminuição dos efeitos adversos causados pelos tratamentos convencionais, o presente trabalho teve como objetivo a realização da síntese e caracterização de MSNs contendo os agentes quimioterápicos Ara-C e Doxo e o direcionador AF. As caracterizações foram realizadas por espalhamento de luz dinâmico (DLS), análise de área superficial e porosidade pelo método de Brunauer-Emmett-Teller (BET), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de absorção da região do infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), análise elementar (AE) e ensaios de citotoxicidade realizado com o corante sulforrodamina B (nas linhagens aderentes) e MTT {brometo de [3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio]} (na linhagem não aderente, K562). A síntese das MSNs foi confirmada por FTIR e TGA. A morfologia esférica e o tamanho nanométrico (~18 nm) foi analisado por TEM, BET e DLS respectivamente. A adição dos fármacos foi confirmada por FTIR e quantificada por AE e TGA (Ara-C ~2 e ~4,8%; Doxo ~7% respectivamente), assim como a adição do AF (~8 e ~5% respectivamente). Os resultados obtidos no ensaio de atividade antiproliferativa demonstraram que as MSNs contendo os fármacos apresentaram atividade citotóxica reduzida (GI50 < 4 µg/mL comparadas com o fármaco puro) com índice de seletividade frente as linhagens não neoplásicas NIH-3T3 de 300 vezes mais seletiva frente a K562, 200 vezes (U251) e 180 vezes (MCF7) na amostra MSNs@COOH-Ara-C e 12 vezes mais seletiva frente a K562 e U251, 25 vezes (MCF7) na amostra MSNs@COOH-Doxo; frente a linhagem não neoplásica J774 foi de 20, 13 e 12 respectivamente mais seletiva na amostra MSNs@COOH-Ara-C de 10, 10 e 21 na amostra MSNs@COOH-Doxo; e na linhagem não neoplásica HUVEC o índice de seletividade foi de 33, 22, 20 respectivamente mais seletiva perante a amostra MSNs@COOH-Ara-C. A atividade antitumoral in vivo apresentou menor volume tumoral frente a amostra MSNs@COOH-Ara-C (2 mg/kg) de 99,6% e de 99,1% frente a amostra MSNs@COOH-Doxo, e inibição do crescimento tumoral de 92,1% frente a amostra MSNs@COOH-Ara-C (2 mg/kg) e de 90,7% frente a amostra MSNs@COOH-Doxo, ambas em comparação ao controle negativo (p < 0,01), resultado este, melhor que os obtidos Ara-C (89,5%) e Doxo (84,2%). Em suma, as MSNs demonstraram ser matrizes promissoras para o carreamento dos agentes quimioterápicos estudados.
    OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE COMPÓSITO OBTIDO A PARTIR DE BORRACHA NATURAL E REFORÇOS PROVENIENTES DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS: AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO TÉRMICO E DA TOXICIDADE FRENTE ARTEMIA SALINA
    Curso Doutorado em Química
    Tipo Tese
    Data 15/05/2024
    Área QUÍMICA
    Orientador(es)
    • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
    Coorientador(es)
    • Felicia Megumi Ito
    Orientando(s)
    • Talina Meirely Nery dos Santos
    Banca
    • Geziel Rodrigues de Andrade
    • Hygor Rodrigues de Oliveira
    • Joao Batista Gomes de Souza
    • JOICE FERREIRA DE QUEIROZ
    • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
    • Rodrigo Pereira Cavalcante
    • Silvio Cesar de Oliveira
    Resumo A borracha natural (BN) oriunda da seringueira Hevea brasiliensis é essencial na fabricação de pneus devido a suas propriedades únicas com destaque para elasticidade, resistência ao desgaste, impermeabilidade para líquidos e gases e isolantes. Tradicionalmente, são adicionados reforços como negro de fumo e sílica, mas isso ocasiona diversos impactos ambientais. Alternativas sustentáveis, como compósitos de BN/celulose e BN/líquido da castanha de caju (LCC), mantêm ou melhoram as propriedades mecânicas da borracha, reduzindo a dependência de recursos não renováveis. Além disso, o LCC possui propriedades antioxidantes e potencial larvicida contra o Aedes aegypti. Neste contexto, objetivou-se desenvolver e caracterizar compósitos de BN reforçado com celulose extraída do bagaço de cana-de-açúcar (BCA) e surfactante de LCC (sLCC) para verificar a influência destes materiais nas propriedades mecânicas e no comportamento térmico da BN, para uma possível aplicação na produção de membranas com ação inibidora da larva de mosquito Aedes aegypti, transmissor de doenças como a Dengue, Zika, Chikungunya e Febre amarela. O látex foi adquirido comercialmente pela empresa Bassan - SP, a celulose foi obtida a partir da purificação do BCA e o sLCC foi obtido a partir da saponificação do LCC. A BN e os compósitos foram obtidos pelo método Casting, para comparar o comportamento nos compósitos, empregou-se celulose comercial (CO) e celulose obtida a partir do BCA. A nomenclatura adotada para a borracha e compósitos obtidos, foram: 1) BN, 2) BN/CEL CO, 3) BN/CEL BCA, 4) BN/sLCC, 5) BN/CEL CO/sLCC e 6) BN/CEL BCA/sLCC. A BN e compósitos foram caracterizados pelas técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Termogravimetria/Termogravimetria Derivada (TG/DTG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise Dinâmico-Mecânica (DMA), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Também foi realizada análise de toxicidade aguda frente a Artemia salina, para as amostras BN, BN/CEL BCA, BN/sLCC e BN/CEL BCA/sLCC. O método Casting mostrou-se eficaz, pois foi possível obter a membrana de BN e os compósitos. As curvas TG e DSC foram obtidas em diferentes atmosferas (nitrogênio e ar sintético), com razão de aquecimento de 5, 10, 15 e 20 ºC min-1. As curvas TG/DTG indicaram estabilidade térmica distintas para BN e os compósitos quando comparadas diferentes atmosferas, em ar sintético em torno de 235-275 ºC e em N2 em torno de 245-290 ºC. As curvas DSC mostraram que as temperaturas de transição vítrea (Tg) da BN e dos compósitos ficaram em torno de -60 ºC, indicando que as adições dos materiais na borracha não interferiram na Tg. Os espectros de FTIR e as curvas DSC indicaram perfil similar para ambas celuloses, o que pode indicar a eficiência no processo de purificação da CEL BCA. O espectro de FTIR do compósito BN/CEL BCA/sLCC apresentou bandas características dos materiais adicionados na BN (3400, 3000-2840, 1600, 1440-1220, 821 cm-1). As micrografias da superfície das celuloses indicam morfologias diferentes, a celulose BCA apresentou fibras alongadas e irregulares enquanto a comercial, fibras curtas e fragmentadas devido o processo de tamisação. Os compósitos obtidos contendo celulose apresentaram sistema bifásico. As curvas DMA apresentaram temperaturas de transição vítrea (Tg) em torno de -60 ºC, porém, a membrana de BN e o compósito BN/sLCC apresentaram perfis de curvas incomuns e temperaturas de Tg em -52.6 °C, o que requer estudos posteriores. A análise de toxicidade aguda com Artemia salina mostrou-se atóxicas nos diferentes tempos de exposições submetidos. Além disso, nota-se que a adição de CEL BCA e do sLCC na BN, contribuíram para um aumento de CL50 em relação a amostra não modificada (BN). Conclui-se que as adições dos materiais na BN não causaram impactos negativos nas características da BN, o que possibilita uma gama possibilidades de aplicabilidades para o material produzido.
    DETERMINAÇÃO DE TEORES DE ÓLEOS CONTAMINANTES EM BIODIESEL OBTIDO DO ÓLEO RESIDUAL DO PROCESSAMENTO INDUSTRIAL DE TILÁPIA DO NILO POR TERMOGRAVIMETRIA QUASI-ISOTÉRMICA (TGA-qISO) E CALORIMETRIA EXPLORATÓRIA DIFERENCIAL (DSC)
    Curso Doutorado em Química
    Tipo Tese
    Data 13/05/2024
    Área QUÍMICA
    Orientador(es)
    • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
    Coorientador(es)
      Orientando(s)
      • Mário Rodrigues Cortes
      Banca
      • GEMIMA DOS SANTOS
      • JOICE FERREIRA DE QUEIROZ
      • Leandro Moreira de Campos Pinto
      • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
      • Luciana Marcal Ravaglia
      • Marcio José Rodrigues Amorim
      • Simone Reis Santos
      Resumo O processo de filetagem da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) gera cerca de 70% de resíduos, que incluem: cabeça, vísceras, peles e escamas. Uma destinação promissora para esses resíduos é na a produção de biocombustível. No Brasil, o biodiesel é utilizado em misturas ao diesel, que atualmente é comercializada em 12% (v/v) de biodiesel/diesel (B12). As blendas diesel-biodiesel podem ser adulteradas por adição ilegal de óleo vegetal de menor valor, que
      pode causar superaquecimento e aceleração excessiva do motor, além de aumentar o consumo do combustível e a emissão de material particulado, o que resulta em prejuízos econômicos ao
      consumidor e danos ambientais. O presente trabalho teve como objetivo a determinação dos teores de óleos contaminantes em biodiesel obtido do óleo residual do processamento industrial
      de tilápia do Nilo por Termogravimetria quase-isotérmica (TGA-qISO) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). O óleo de tilápia bruto foi obtido a partir da cocção da carcaça da tilápia. Realizou-se o refino do óleo e obteve-se o biodiesel por transesterificação via catálisealcalina, na razão molar de 1:6 (óleo: metanol) e 0,5% (m/m) de hidróxido de potássio como catalisador. Determinaram-se os parâmetros físico-químicos do óleo e biodiesel e a composição
      química destes através das técnicas Cromatografia a Gás com Detector de Ionização de Chama (CG-DIC), Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR) e Ressonância Magnética
      Nuclear de Hidrogênio (RMN de 1H). Avaliou-se o comportamento térmico pelas técnicas Temogravimetria/Temogravimetria Derivada (TG/DTG) e DSC. Prepararam-se misturas óleo de tilápia (OT) e biodiesel (BD) nas proporções em massa de OT: BD (5:95 m/m), OT: BD
      (10:90 m/m), OT: BD (15:85 m/m), OT: BD (20:80 m/m), OT: BD (25:75 m/m) e OT: BD (30:70 m/m). Essas misturas foram usadas para construir a curva de calibração das técnicas TGA-qISO e DSC. Preparou-se três amostras nas concentrações 7,01 OT %, 16,66 OT % e 27,05 OT % para avaliar a eficiência das técnicas TGA-qISO e DSC para determinar o teor de óleo em mistura biodiesel/óleo. O óleo de tilápia apresentou baixo teor de água e o índice de acidez, o que possibilitou a obtenção do biodiesel via catálise alcalina. O biodiesel exibiu densidade e índice de iodo em conformidade com a literatura e a Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), no entanto, a estabilidade oxidativa, teor de água e o teor éster ficaram fora dos limites da legislação. Os ácidos graxos majoritários do óleo de tilápia foram mirístico (4,10%), palmítico (37,63%), palmitoleico (8,99%), esteárico (7,96%), oleico
      (4,56%) e linoleico (21,03%). As técnicas FTIR e RMN de 1H confirmaram a conversão do óleo de tilápia em biodiesel, com o aparecimento da banda em 1435 cm-1 e do pico entre 3,66
      e 3,62 ppm, respectivamente. A estabilidade térmica do óleo mostrou-se menor em atmosfera de ar sintético do que em nitrogênio, devido à oxidação dos ácidos graxos poli e
      monoinsaturados, enquanto o biodiesel apresenta estabilidade térmica similar independente da atmosfera empregada. O estudo de cristalização mostrou que o biodiesel cristaliza e funde em
      faixas de temperaturas menores que o óleo de tilápia. As misturas biodiesel/óleo apresentaram duas etapas de perda de massa, a primeira entre 100 a 200 ºC, que foi atribuída à decomposição
      do biodiesel e a partir de 250 ºC à decomposição do óleo. As medidas TGA-qISO apresentaram curvas analíticas com coeficiente de correlação (r) de 0,9999, enquanto nas análises de DSC
      obteve-se r de -0,9727 e -0,9903. A análise de variância (ANOVA) confirmou que não existe diferença significativa entre as medidas realizadas por TGA-qISO e DSC. Esse resultado evidência que ambas as técnicas podem ser usadas para determinar adulteração de óleo em amostras de biodiesel.
      DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÕES DE DISPOSITIVOS ANALÍTICOS DE BAIXO CUSTO FABRICADOS EM SUBSTRATO DE PAPEL
      Curso Doutorado em Química
      Tipo Tese
      Data 10/04/2024
      Área QUÍMICA
      Orientador(es)
      • Bruno Gabriel Lucca
      Coorientador(es)
        Orientando(s)
        • Amanda Caroline Nava Pinheiro
        Banca
        • Anielle Christine Almeida Silva
        • Bruno Gabriel Lucca
        • Diógenes Meneses dos Santos
        • JACQUELINE MARQUES PETRONI
        • Joao Batista Gomes de Souza
        • Jorge Luiz Raposo Junior
        • Rodrigo Amorim Bezerra da Silva
        Resumo Os dispositivos analíticos de papel (PAD) vêm se apresentando como uma fundamental ferramenta para testes analíticos in loco, uma vez que apresentam baixo custo, fácil manuseio e se torna uma metodologia portátil. O desenvolvimento dos dispositivos analíticos de papel vem cada vez mais sendo explorado, tendo, dessa forma, grandes possibilidades de uso do que já vem sendo relatado na literatura e até mesmo aprimoramento ou desenvolvimento de novas técnicas. Nesse tipo de dispositivo, as leituras colorimétricas se tornam um método para a obtenção de dados, o que permite também análises qualitativas e quantitativas e, em alguns casos, se faz possível análises multiplexadas (variação de concentração de um mesmo analito). As metodologias para alteração de cor para análises podem ocorrer de diversos modos, sendo eles: por nanopartículas, corantes, redox e indicadores de pH, e cada um dos procedimentos apresentam suas vantagens e desvantagens. Nesse sentido, fica claro o estudo da execução do método para avaliar qual melhor se aplica ao interesse. Esse tipo de metodologia apresenta diversas variáveis, que devem ser trabalhadas. Entre elas, estão a produção em si dos dispositivos, o estudo do substrato e da barreira e, principalmente, o estudo das imagens capturadas. Neste capítulo será apresentado um breve levantamento bibliográfico referente ao estudo da cor e a captura da imagem e o substrato utilizado, sendo ele o papel.
        SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOTUBOS DE TiO2 DECORADOS COM ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS PARA FOTOELETROCATÁLISE
        Curso Doutorado em Química
        Tipo Tese
        Data 28/02/2024
        Área QUÍMICA
        Orientador(es)
        • Amilcar Machulek Junior
        Coorientador(es)
        • Rodrigo Pereira Cavalcante
        Orientando(s)
        • Thalita Ferreira da Silva
        Banca
        • Amilcar Machulek Junior
        • DIEGO STÉFANI TEODORO MARTINEZ
        • Fabio Gozzi
        • Gleison Antonio Casagrande
        • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
        • Lucas de Melo da Silva
        • Silvio Cesar de Oliveira
        Resumo O esgotamento das reservas de combustíveis fósseis, rápido crescimento populacional e crescentes preocupações com a poluição ambiental levaram à busca por biocombustíveis. O biodiesel é um dos mais promissores e durante sua fabricação 10 % em massa de glicerol é obtido como subproduto no processo. Por ser amplamente disponível e barato, a valorização do glicerol não é apenas incentivada pelo consenso global sobre neutralização de carbono, mas também altamente rentável economicamente. Isso é relevante quando se trata da produção seletiva de produtos como gliceraldeído (GAD) e diidroxiacetona (DHA), que são precursores chave na síntese de cosméticos, polímeros e emulsificantes. Nesse sentido, um caminho promissor para a obtenção de subprodutos de maior valor agregado utilizando o glicerol é a partir do emprego da fotoeletrocatálise (FEC). Dessa forma, o emprego de estruturas orgânicas metálicas (MOFs, sigla derivada do inglês “Metal-organic frameworks”), as quais são uma nova classe de materiais, chama atenção devido suas propriedades físico-químicas. As IRMOF, MIL, ZIF e UiO são as MOFs mais conhecidas e empregadas no estudo de armazenamento de gás e catálise. Além disso, MOFs baseadas em Fe apresentam grande potencial como fotocatalisadores altamente eficazes para aplicações de tratamento de água. No presente trabalho foi investigado a síntese, caracterização e aplicação de eletrodos de nanotubo de TiO2 decorados com UiO-66 e UiO-66 modificadas por melamina (ZrMOF-1, Zr-MOF-2 e Zr-MOF-3) na FEC do glicerol e MIL-53(Fe) para a degradação eletroquímica fotoassistida de 2,4-dimetilanilina (2,4-DMA) sob irradiação de luz visível. Os nanotubos de TiO2 foram preparados por anodização e calcinados à 450 °C por 2 h. As MOFs foram preparadas por síntese solvotermal e aplicadas sobre os nanotubos de TiO2 pela técnica de moldagem por gota (drop casting) e fixadas com 70 µL de nafion®. As propriedades morfológicas, estruturais e estabilidade térmica dos materiais sintetizados foram analisadas. As micrografias de MEV e TEM mostraram a presença de nanopartículas cúbicas de aproximadamente 100 nm. O uso da melamina provocou um aumento da área superficial determinada pela técnica de BET. Nos espectros de IV, o pico em 1089 cm-1 presentes nas MOFs modificadas pode ser atribuído à ligação C=N da melamina e a presença de Zr3p, O1s e C1s nos resultados de XPS confirmaram a estrutura do UiO-66. A banda de absorção dos grupos carboxila coordenados aos centros de ferro é observada por FTIR em 1550 cm-1, enquanto um pico em 538 cm-1 está relacionado à formação de ligações metal-oxo entre o grupo carboxílico do ácido tereftálico e o Fe3+. Os picos de difração característicos do MIL-53(Fe) são encontrados em 9,1° e 11,1°. A isoterma de adsorção apresenta uma curva tipo I, que informa sobre a microporosidade do MIL-53(Fe). Os subprodutos da FEC do glicerol foram monitorados por cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE). O resultado de FEC aplicando um potencial de +1,2 V em pH 3 apresentou uma seletividade de 50 % para o subproduto DHA em apenas 3 h de experimento para o eletrodo de nanotubo de TiO2 decorado com 250 µg cm-2 do Zr-MOF-1. A atividade fotoeletroquímica do MIL-53(Fe) em pH 3,0 foi otimizada utilizando um planejamento experimental do tipo delineamento composto central (DCC), tendo concentração de H2O2 / mg L-1, potencial elétrico aplicado / V e tempo de reação / min como variáveis em estudo. Após a adição de 10 mg L-1 H2O2, uma degradação de 74,4 % de 2,4-DMA foi alcançada em 1,0 V após 110 min, superando os 57% alcançados usando um fotoânodo de nanotubo de TiO2 não modificado. A modificação adicional do MIL-53(Fe) com melamina permitiu a obtenção de uma degradação quase total. Uma via de degradação plausível para 2,4-DMA é discutida a partir dos resultados de RMN e HPLC-MS/MS. Este trabalho demonstra a promissora atividade fotoeletrocatalítica de fotoanodos de TiO2 decorados com Fe-MOFs.
        ESTUDO FITOQUÍMICO DE CROTON URUCURANA (EUPHORBIACEAE), UMA PLANTA MEDICINAL E DE VERNONIA RUBRICAULIS (ASTERACEAE), UMA PLANTA TÓXICA PARA RUMINANTES
        Curso Doutorado em Química
        Tipo Tese
        Data 23/02/2024
        Área QUÍMICA
        Orientador(es)
        • Patricia de Oliveira Figueiredo
        Coorientador(es)
          Orientando(s)
          • Pâmela Rafaela do Prado
          Banca
          • Alex Fonseca Souza
          • Cláudio Rodrigo Nogueira
          • Erica Luiz dos Santos
          • Luiz Leonardo Saldanha
          • Nidia Cristiane Yoshida
          • Patricia de Oliveira Figueiredo
          • Talita Vilalva Freire
          Resumo A necessidade de se conhecer a composição química de uma planta consumida pela população é imperativa, tanto por suas propriedades medicinais quanto pelo risco de efeitos tóxicos e reações adversas. No setor da pecuária, surtos de intoxicação do rebanho acarretam perdas para os produtores rurais, que vão desde perda de peso, diminuição da taxa de reprodução, até aborto e morte dos animais. Diante do exposto, este trabalho propôs o estudo de duas espécies de plantas ocorrentes no cerrado do MS, sendo uma delas a espécie Croton urucurana (Euphorbiaceae), uma planta popularmente conhecida como sangra d'água e que apresenta diversas aplicações medicinais, tais como anti-inflamatória e cicatrizante. Do látex desta espécie já foi isolado um ciclopeptídeo tipo orbitídeo com potencial atividade anticâncer, instigando a curiosidade de investigar se o látex apresenta outros orbitídeos ainda desconhecidos. A outra espécie é a Vernonia rubricaulis (Asteraceae), uma planta relacionada com surtos de intoxicação de bovinos no MS durante o seu período de brotação no pasto, perdendo a atividade tóxica quando atinge a fase adulta. Logo, este trabalho teve por objetivos gerais realizar o estudo químico do látex de C. urucurana, visando ao isolamento e caracterização estrutural de orbitídeos e realizar o estudo químico de extratos de V. rubricaulis, visando identificar o(s) componente(s) tóxico(s). Para a realização destes estudos foram utilizadas metodologias de cromatografia, como partição e CLAE semi-preparativa no estudo químico de C. urucurana e partição e cromatografias em colunas de sílica gel, sephadex LH-20, CLAE-DAD-EM e análise quimiométrica por RMN no estudo de V. rubricaulis. Também foi feito o estudo de toxicidade aguda do extrato tóxico desta planta em camundongos. O estudo químico do látex de C. urucurana resultou no isolamento e caracterização estrutural dos orbitídeos inéditos [1−9-NαC]- Crourorb A3 (1C), [1−9-NαC]-Crourorb A4 (2C) e [1−8-NαC]-Crourorb A5 (3C). O estudo químico de V. rubricaulis mostrou que o extrato aquoso a quente das folhas na fase de broto continha o(s) composto(s) tóxico(s), o(s) qual(is) não havia(m) sido extraído(s) na preparação anterior de um extrato etanólico. A análise dos perfis químicos por CLAE-DAD-EM dos extratos etanólicos e aquosos das folhas broto e na fase adulta revelou a presença de compostos da classe dos açúcares, flavonoides, esfingolipídeos e ácidos clorogênicos. Entretanto não existem evidências de que os compostos descritos por esta técnica tenham relação com as intoxicações e, além disso, os perfis dos extratos etanólicos e aquosos de Vernonia rubricaulis, tanto na fase adulta quanto na fase de broto foram semelhantes em termos de classes estruturais, indicando que esta técnica não foi adequada para a identificação do agente tóxico. O estudo químico do extrato aquoso tóxico resultou na obtenção do ácido 3-O-cafeoilquínico (1V), o ácido 3,4-O-dicafeoilquínico (2V), ácido cafeico (3V), o alcaloide trigonelina (4V), ácido trans-glutacônico (5V), ácido trans-aconítico (6V), a mistura ácido trans-aconítico (6V) e ácido cis-aconítico (7V) e a sorbitol (8V). A análise quimiométrica por RMN de 1H dos extratos aquosos da planta adulta versus da planta broto evidenciou o ácido trans-aconítico (6V) como o potencial componente tóxico da planta em fase de brotação, sendo que há relatos que bactérias ruminais têm a capacidade de transformar esse ácido em tricarbalilato e esse composto inibe a aconitase do ciclo de Krebs e diminui a disponibilidade de magnésio no organismo podendo ser fatal. Além disso, o experimento de toxicidade aguda do extrato tóxico em roedores não apresentou sinais de intoxicação, sugerindo que este modelo experimental não foi adequado para a avaliação da toxicidade por não se tratarem de animais ruminantes.
          ESTUDO QUÍMICO DOS FRUTOS E XILOPÓDIO DE AIOUEA TRINERVIS – AVALIAÇÃO BIOLÓGICA E IN SILICO FRENTE A TRYPANOSOMA CRUZI
          Curso Doutorado em Química
          Tipo Tese
          Data 08/02/2024
          Área QUÍMICA
          Orientador(es)
          • Fernanda Rodrigues Garcez
          Coorientador(es)
          • Patricia de Oliveira Figueiredo
          Orientando(s)
          • Felipe Oliveira Nunes
          Banca
          • Adriano Cesar de Morais Baroni
          • Alda Maria Teixeira Ferreira
          • Edson dos Anjos dos Santos
          • Fernanda Rodrigues Garcez
          • Káthia Maria Honório
          • Lidilhone Hamerski
          • Talita Vilalva Freire
          Resumo A doença de Chagas, causada pelo parasito Trypanosoma cruzi, é considerada um problema de saúde pública global, estima-se cerca de 6 a 7 milhões de pessoas infectadas em todo o mundo atualmente. As drogas sintéticas tradicionalmente utilizadas para o tratamento têm eficácia limitada, além de causarem toxicidade sistêmica, levando assim, a investigação de metabólitos secundários de plantas como uma fonte alternativa promissora de agentes tripanossomicidas. Em um estudo anterior realizado pelo nosso grupo de pesquisa, o extrato etanólico do xilopódio de Aiouea trinervis revelou a presença de butanolídeos com atividade anti-T.cruzi. Estudos in silico, possibilitam a avaliação do potencial biológico de uma grande quantidade de compostos em um curto período de tempo, destacando-se o docking molecular. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial biológico e in silico dos compostos isolados dos frutos, cúpulas e xilopódio de A trinervis frente a T.cruzi. Para tanto, os frutos, cúpulas e xilopódio foram extraídos com EtOH 95%. O extrato etanólico dos frutos e do xilopódio, separadamente, foram particionados subsequentemente entre MeOH/H2O 9:1 e hexano; MeOH/H2O 1:1 e CH2Cl2; e MeOH/H2O 1:1 e AcOEt, enquanto o extrato etanólico das cúpulas foi re-extraido por meio de CH2Cl2. As fases hexânicas e CH2Cl2 dos frutos e o extrato CH2Cl2 das cúpulas foram submetidas a diferentes processos cromatográficos, como de adsorção, exclusão e cromatografia líquida de alta eficiência, visando ao isolamento e purificação dos compostos. A fase hexânica do xilopódio passou por diferentes processos cromatográficos focados na obtenção da isoobtusilactona A; As estruturas destes compostos foram estabelecidas com base nas análises dos dados de RMN de 1H e de 13C CLAE-DAD-EM/EM. Os extratos, fases e compostos isolados foram testados frente as formas epimastigotas de T.cruzi. Foram usadas as enzimas gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase glicossomal (GAPDH) e cruzaína para os estudos de docking molecular. A estrutura da obtusilactona A foi usada como base para modelagem molecular. Foram avaliados os parâmetros farmacocinéticos dos compostos promissores. Como resultado, o estudo químico dos frutos,cúpulas e xilopódio levaram ,ao isolamento de dez substâncias, sendo uma amida sulfonada, ((E)-3-(metilsulfinil)-N-fenetilacrilamida), uma lignana, sesamina, três butanolídeos ((S,E)-4-hidroxi-5-metileno-3-tridecilidenodihidrofuran-2(3H)-ona, (R,E)-4-hidroxi-5-metileno-3-pentadecilidenodihidrofuran-2(3H)-ona e (R,E)-4-hidroxi-5-metileno-3-heptadecilidenodihidrofuran-2(3H)-ona), um secobutanolídeo (secosubamolídeo), três flavonoides, ((+) -catequina, (-)-epicatequina e taxifolina) e acetil citrato de tributila, além de uma mistura de triglicerídeos. A partir de semissíntese obteve-se o composto acetilsecosubamolídeo. Os três butanolídeos, a amida sulfonada e o acetilsecosubamolídeo são inéditos na literatura. Quanto ao potencial biológico, o extrato, as fases hexânica e CH2Cl2 dos frutos, os três butanolídeos e a amida sulfonada apresentaram atividade frente as formas epimastigotas de T.cruzi. A modelagem molecular da isoobtusilactona A levou a três butanolídeos teóricos potencialmente ativos, frente as enzimas testadas. Os butanolídeos isolados e teóricos juntamente com a amida sulfonada apresentaram parâmetros farmacocinéticos favoráveis. Diante dos resultados encontrados, os frutos de A.trinervis apresentaram potencial biológico frente às formas epimastigotas de T.cruzi. Os resultados dos estudos in silico, combinados aos in vitro, evidenciaram o potencial da classe dos butanolídeos como agentes anti-T.cruzi.
          SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS DE Zn/La/TiO2 e B/La/TiO2 SUPORTADOS EM BORRACHA NATURAL DE LÁTEX DE HEVEA BRASILIENSES
          Curso Doutorado em Química
          Tipo Tese
          Data 20/12/2023
          Área QUÍMICA
          Orientador(es)
          • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
          Coorientador(es)
          • Rodrigo Pereira Cavalcante
          Orientando(s)
          • Aline Sousa Herrero Tófoli
          Banca
          • GEMIMA DOS SANTOS
          • Hygor Rodrigues de Oliveira
          • Joao Batista Gomes de Souza
          • JOICE FERREIRA DE QUEIROZ
          • Jusinei Meireles Stropa
          • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
          • Marcio José Rodrigues Amorim
          Resumo Os poluentes emergentes é uma classe e em sua maior parte recalcitrantes. POAs podem ser adicionados ao tratamento de água convencional e apresentando sucesso na remoção de contaminantes. Eles oxidam matéria orgânica de forma não seletiva e produzem CO2 e H2O, destacam-se os processos fotocatalíticos com catalisadores heterogêneos. Um fotocatalisador muito utilizado é o semicondutor TiO2, esse óxido vem sido modificado de maneira a expandir a estrutura geométrica e conservar a fase ótica ativa, anatase, também para modificar o intervalo de absorção de radiação, uma opção é a inserção de boro e lantânio e zinco e lantânio, elementos de baixa toxicidade e de raio atômico para substituição intersticial. Com semicondutor de fase anatase estabilizada, o pó apresenta o problema de ser disperso, tornando necessário ser filtrado, para superar esse desafio, a geração de um material que possa ser suportado em matriz biocompatível, atóxica, impermeável torna-se uma possibilidade. Objetiva-se a obtenção e caracterização os semicondutores e compósitos B/La/TiO2/BN, Zn/La/TiO2/BN calcinados a 400°, 650° e 900° C. Os semicondutores foram sintetizados a partir do método sol-gel com porcentagem (m/m) de 5% de boro e 5% de lantânio e calcinados a 400°, 650°, 900° C (BLa400, BLa650, BLa900) e 5% de zinco e 5% de lantânio e calcinados a 400°, 650°C e 900°C. Os pós foram suportados em borracha natural a fim gerar compósitos com diâmetro de 9 cm em proporção de 15 % (m/m) pelo método de Casting. Os semicondutores foram caracterizados por TG, DTA, MEV, ERD UV-Vis, DRX, os compósitos foram caracterizados por MEV. As difratometrias demonstraram que os pós calcinados a 900° C foram convertidos em fase rutilo e estavam mais cristalinos. As EDS atestaram, que a presença de zinco esteve a 5% na amostra, mas não foi capaz quantificar boro e lantânio. As análises de TGA mostraram que os pós são estáveis termicamente, perdendo apenas umidade, as DTAs demonstraram que os semicondutores BLa400, ZnLa400, BLa650, ZnLa650 convertem suas fases anatases em rutilo a partir de 400° C, os semicondutores calcinados a 900° C não apresentaram evento térmico, confirmando que o pó já estava na fase rutilo. As ERD UV-Vis demonstraram perfil espectrométrico das amostras calcinadas a 900°C foram alterados, enquanto as amostras calcinadas a 400°C e 650°C foram pouco alteradas. As micrografias demonstraram partículas dos pós calcinados a 650°C ficaram mais bem dispersos, já os materiais calcinados a 900° C formaram partículas maiores. As membranas dos compósitos formaram duas fases, uma fase polimérica e outra inorgânica, a fase inorgânica demonstraram que as partículas estavam dispersas homogeneamente na superfície, todas os compósitos de BN apresentaram aspecto topográfico semelhante. Os métodos de síntese mostraram-se eficaz para síntese de semicondutores e compósitos. A modificação dos semicondutores proporcionou estabilidade em sua geometria cristalina a temperatura de 650° C e conversão de fase a pós calcinados a 900°C, aspectos observados pelas técnicas que foi analisado. A síntese de compósitos pelo método de Casting foi eficaz e proporcional materiais funcionais possibilidade de aplicação em fotocatálise em material suportado.
          Palavras-Chaves: TiO2 modificado, fase anatase, boro e lantânio.
          INFLUÊNCIA DE SUPERFÍCIES DE OURO MODIFICADAS COM FTALOCIANINAS NA ELETRO-OXIDAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES DE CATECOLAMINAS
          Curso Doutorado em Química
          Tipo Tese
          Data 15/12/2023
          Área QUÍMICA
          Orientador(es)
          • Martha Janete de Giz
          Coorientador(es)
            Orientando(s)
            • Rubens Marcelo Carlos da Silva Martinez
            Banca
            • Caue Alves Martins
            • CINTHIA RODRIGUES ZANATA SANTOS
            • Daniel Araujo Gonçalves
            • Giuseppe Abiola Camara da Silva
            • Leandro Moreira de Campos Pinto
            • Marco Antonio Utrera Martines
            • Martha Janete de Giz
            Resumo Catecolaminas são uma classe de compostos biogeneticamente ativos, encontradas no cérebro e no sistema nervoso central. Uma delas, a dopamina (DA), funciona diretamente como neurotransmissor. O conhecimento dos processos biológicos destes neurotransmissores é essencial para que se entenda seu papel fisiológico, pois estão associadas a doenças como ansiedade, depressão e mal de Parkinson. Dessa forma a detecção e quantificação dessas moléculas podem servir como biomarcadores para o estágio da doença ou para monitorar a eficácia de tratamentos. Nesse contexto a aplicação eletroquímica com o uso de superfícies de ouro como substrato eletródico para o estudo de reações biológicas tem recebido considerável atenção no âmbito de sensores, visto que várias destas biomoléculas se adsorvem fortemente sobre sua superfície. Porém a oxidação da dopamina em eletrodos convencionais não apresenta bons resultados, uma vez que os estudos de oxidação da DA são realizados em conjunto com seus interferentes biológicos, ácido ascórbico (AA) e ácido úrico (AU), e estes se oxidam na mesma faixa de potencial da DA, impedindo a detecção eficaz da mesma. Diante disso, neste trabalho avaliou-se a eficácia da inibição da oxidação dos interferentes e/ou a separação das regiões de oxidação destas biomoléculas modificando as superfícies de ouro com ftalocianinas tetrassulfonadas (Ftc) com núcleos metálicos de cobre e níquel (Ftc_Cu e Ftc_Ni). Além destes eletrodos modificados também foram preparadas nanopartículas de ouro policristalinas (AuNP) para os estudos. As análises eletroquímicas das oxidações foram realizadas por voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial, em solução tampão fosfato 0,1mol L-1 em pH 3,0; 7,0 e 12,0 com concentrações iniciais de 1 mmol L-1 de DA, AA e AU. As superfícies dos materiais eletródicos foram estudadas por meio da técnica de microscopia de força atômica onde os resultados indicam que a deposição espontânea de Ftc_Cu forma monocamadas auto-orientadas sobre o ouro, uma vez que apresentam distribuição homogênea e tamanhos regulares das partículas. As imagens de Ftc_Ni/Au mostram que a velocidade de varredura mais adequada para sua deposição é de 20mV s-1, as imagens das AuNP’s mostram que foram produzidas estruturas de formatos esféricos, característico de materiais policristalinos. Os resultados das voltametrias, com auxílio da 1ª derivada da corrente (di/dV), para oxidação conjunta (DA+AA+AU) em pH 7,0 indicam que a Ftc_Cu/Au é o eletrodo mais promissor, visto que apresenta excelente inibição do pico de oxidação de AA ao tempo em que mantém a separação dos picos de DA e AU, porém é necessário garantir um teor de recobrimento superficial acima de 20%. O eletrodo de Ftc_Ni/Au não apresentou resultados expressivos na separação ou inibição dos picos de algum dos interferentes. As AuNP’s apresentam melhores resultados de oxidação quando comparadas com o disco de ouro, em termos de sinal de detecção da DA.

            Palavras chave: Eletro-oxidação; Dopamina; Ácido ascórbico, Ácido úrico; Ftalocianinas.
            PROPRIEDADES TÉRMICAS, BIOATIVAS E ANTIMICROBIANAS DOS FRUTOS DE CORDIA DICHOTOMA
            Curso Doutorado em Química
            Tipo Tese
            Data 08/12/2023
            Área QUÍMICA
            Orientador(es)
            • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
            Coorientador(es)
            • Mariana Ferreira Oliveira Prates
            Orientando(s)
            • Liu Hsuan Han
            Banca
            • Juliana Camila Fischer Karnopp
            • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
            • Luciana Miyagusku
            • Marcio José Rodrigues Amorim
            • Mariana Ferreira Oliveira Prates
            • Onofre Salgado Siqueira
            Resumo O fruto de Cordia dichotoma, consumido há séculos na Ásia, foi introduzido no
            Brasil por imigrantes taiwaneses na década de 90. Diversos artigos científicos
            indicam que o fruto possui propriedades antimicrobianas, antioxidantes e
            resistência térmica, propriedades interessantes para a Área de Ciência e
            Tecnologia de Alimentos. Este estudo objetivou avaliar as propriedades
            térmicas, bioativas e antimicrobianas de frutos de Cordia dichotoma, com o
            intuito de avaliar as potencialidades de uso do fruto na obtenção de extratos
            bioativos e antimicrobianos naturais para uso em embalagens para alimentos.
            Os frutos foram coletados em Campo Grande-MS e levados até a Unidade de
            Ciência de Alimentos da UFMS, onde foram higienizados e separados em casca
            e polpa. Ambas as partes foram liofilizadas, obtendo casca liofilizada (CL) e
            polpa liofilizada (PL). Primeiramente a CL e a PL foram caracterizadas quanto à
            composição centesimal (umidade, proteínas, carboidratos, lipídeos e cinzas),
            com os resultados expressos em g 100 g-1

            . Posteriormente, CL e PL foram
            submetidas à avaliação das propriedades térmicas: comportamento
            termogravimétrico. Foram elaboradas curvas TG/DTG geradas pelo
            equipamento de Termogravimetria modelo TGA-Q-50, da TA Instruments. Para
            a avaliação das propriedades bioativas e antimicrobianas foram elaborados
            extratos utilizando os solventes água e soluções de etanol e acetona em água
            nas concentrações de 25, 50, 75 e 100%,v:v) a fim de avaliar qual delas
            otimizaria a extração de compostos fenólicos totais, sendo avaliada
            posteriormente sua atividade antimicrobiana. Os compostos fenólicos totais (FT)
            foram determinados quantitativamente nos extratos, por colorimetria, e os
            resultados foram expressos em mg equivalente ácido gálico g-1

            . Posteriormente,
            os extratos etanólicos e aquosos foram avaliados quanto às propriedades
            antimicrobianas frente a microrganismos de interesse para a indústria de
            alimentos: Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Escherichia

            coli e Listeria monocytogenes. O método disco-difusão, proposto por Kirby-
            Bauer, foi empregado para determinar a eficácia dos testes antimicrobianos. O

            delineamento experimental foi inteiramente casualizado. Todas as análises
            foram realizadas em triplicata. Os resultados de teor de compostos fenólicos
            foram submetidos à ANOVA e as médias comparadas por teste de Tukey
            (p≤0,05). No que tange a análise térmica, a curva TG/DTG revelou quatro
            eventos principais, com perda de água em 109,4°C, decomposição dos
            carboidratos, lipídios e proteínas em 370,06°C, a decomposição de carboidratos,
            lipídios e proteínas em 520,70°C e os restantes 9,066% da massa corresponde
            aos resíduos de óxidos. Os resultados indicam que o fruto tem resistência
            térmica até 120oC. Com relação às propriedades bioativas foi observado que os
            extratos aquoso e etanólico a 25% apresentaram maior extração (p≤0,05) de FT
            quando comparado aos demais solventes testados, sendo o teor de FT na PL
            significativamente maior (p≤0,05) que o verificado na CL. Os frutos também
            apresentaram teores de FT superiores a outros frutos da mesma família. Não foi
            observada atividade antimicrobiana nos extratos etanólicos e aquosos frente aos
            microrganismos pesquisados neste trabalho. Os resultados obtidos indicam
            resistência térmica e potencial antioxidante do fruto para aplicação em
            embalagens biodegradáveis ativas para alimentos.
            SÍNTESE DE POTENCIAIS MARCADORES CELULARES A PARTIR DA REAÇÃO DE INDÓIS N-SUBSTITUÍDOS COM A 1,4-NAFTOQUINONA
            Curso Doutorado em Química
            Tipo Tese
            Data 01/12/2023
            Área QUÍMICA
            Orientador(es)
            • Edson dos Anjos dos Santos
            Coorientador(es)
            • Eufrânio Nunes da Silva Júnior
            Orientando(s)
            • Ingrid Duarte Pereira
            Banca
            • Adilson Beatriz
            • Alisson Meza Novais
            • Ana Camila Micheletti
            • Denise Brentan da Silva
            • Edson dos Anjos dos Santos
            • Euzébio Guimarães Barbosa
            • Roberto da Silva Gomes
            Resumo Indóis e quinonas são classes de compostos amplamente estudados por apresentarem diversas atividades biológicas, como atividade antitumoral, antidiabética, leishimanicida, dentre outras. A literatura demonstra que quando essas duas classes de compostos reagem, os produtos formados continuam apresentando atividade biológica e em alguns casos fluorescência. Essa característica é observada, por exemplo, em compostos policíclicos contendo heteroátomos, sistemas π altamente conjugados e estruturas rígidas. Este trabalho tem como objetivo a síntese de compostos fluorescentes por meio de reações entre diferentes indóis e a 1,4-naftoquinona e, avaliar o potencial de aplicação como sondas fluorescentes em células vivas. Foram realizadas diversas reações para a otimização do processo de obtenção dos derivados, variando o solvente, equivalências molares dos reagentes, temperatura e tempo reacional. Por meio do uso das melhores condições, foram obtidos dois derivados na reação de acoplamento do 1-metil-1H- indol e da 1,4-naftoquinona em presença de ácido acético como solvente. Os dois compostos obtidos tiveram as suas propriedades espectroscópicas na região do UV/Vis e fluorescência avaliados, e também foram realizados ensaios iniciais de aplicação como sondas de marcação em células vivas. Na etapa atual da pesquisa estão sendo preparados indóis, já descritos na literatura, para serem utilizados posteriormente na reação de acoplamento com a 1,4- naftoquinona, permitindo assim a síntese de compostos inéditos. Os experimentos realizados e a vasta aplicabilidade destes compostos encorajam para a continuidade da pesquisa no processo de obtenção dos derivados.
            ANÁLISE METABOLÔMICA POR RMN E QUIMIOMETRIA DE CANA-DE-AÇÚCAR (SACCHARUM spp.) SOB DÉFICIT HIDRÍCO E GENETICAMENTE MODIFICADA PARA SUPEREXPRESSÃO DO GENE NPK1
            Curso Doutorado em Química
            Tipo Tese
            Data 22/11/2023
            Área QUÍMICA
            Orientador(es)
            • Glaucia Braz Alcantara
            Coorientador(es)
              Orientando(s)
              • Tainara Andrade do Nascimento
              Banca
              • Adilson Beatriz
              • Diego Galvan
              • Eduardo Fermino Carlos
              • Glaucia Braz Alcantara
              • Luciano Morais Lião
              • Neli Kika Honda
              • Thiago Inácio Barros Lopes
              Resumo A baixa disponibilidade de água por alguns períodos durante o cultivo da cana-de-açúcar impacta negativamente a sua produtividade, cuja demanda global do biocombustível etanol requer estratégias para amenizar esse e outros fatores. Uma alternativa é o desenvolvimento de variedades mais tolerantes à seca. Nesse contexto, o gene NPK1 (Nicotina protein kinase 1), proveniente do tabaco (Nicotiana tabacum L.), demostrou ser promissor em outros cultivares sob condições de estresse hídrico, pois sua superexpressão gênica inicia uma cascata metabólica de proteínas-quinases ativadas por MAPKs (mitogen-activated protein kinase). Desta forma, o presente estudo propôs usar a RMN (Ressonância Magnética Nuclear) de 1H na análise metabolômica de folhas de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) geneticamente modificada para a superexpressão do gene NPK1. As plantas transgênicas foram criadas pelo IDR (GUERZONI, 2015), por dois métodos de transformação genética, via Agrobacterium tumefaciens (AGRO) e biobalística (CV), e comparadas com plantas convencionais (CONT). As plantas foram submetidas a intervalos de déficit hídrico acumulativo (T0 à T4) e reidratadas (T5). Folhas destas foram coletadas e submetidas a análises de RMN de 1H associada às técnicas quimiométricas, permitindo investigar os metabólitos presentes nas folhas dos extratos aquosos e metanólicos. Os resultados apontaram que a principal fonte de variação foi o nível de estresse hídrico e as investigações das vias metabólicas apontam que genótipos diferentes acionam prioritariamente vias metabólicas diferentes. O genótipo CONT mostrou-se mais suscetível ao início do estresse, já as plantas AGRO destacaram-se por sua tolerância no início e sua recuperação metabólica distinta após a reidratação, essa última observação relaciona-se a indícios do processo de lignificação nas folhas. O genótipo CONT evidenciou a presença de antioxidantes (DAC e APGG) e aminoácidos, enquanto o genótipo CV utilizou metabólitos primários e especializados (triacilglicerídeos - TAG, aminoácidos e antioxidantes – Trigonelina e APGG) e o genótipo AGRO acionou majoritariamente metabólitos primários (TAG e açúcares) como forma de defesa, o que lhe conferiu maior tolerância ao déficit hídrico.
              SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO ANTIBACTERIANA DE NOVOS COMPOSTOS ANFIFÍLICOS OBTIDOS A PARTIR DO CARDANOL
              Curso Doutorado em Química
              Tipo Tese
              Data 08/11/2023
              Área QUÍMICA ORGÂNICA
              Orientador(es)
              • Adilson Beatriz
              Coorientador(es)
              • Denis Pires de Lima
              Orientando(s)
              • Lyvia Olarte de Moura
              Banca
              • Adilson Beatriz
              • Ana Camila Micheletti
              • Cristiane Regina Winck Hortelan
              • Denis Pires de Lima
              • Felipe Camargo Braga
              • INGRIDHY OSTACIANA MAIA FREITAS DA SILVEIRA
              • Tairine Pimentel
              Resumo Moura,L.O. SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO ANTIBACTERIANA DE NOVOS COMPOSTOS ANFIFÍLICOS OBTIDOS A PARTIR DO CARDANOL [tese]. Campo Grande: Instituto de Química, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul; 2023.

              O cardanol é um lipídeo fenólico não-isoprenoide com origem no líquido da casca da castanha de caju (LCC), obtido através de destilação. Devido à sua ampla disponibilidade e baixo custo, o cardanol desempenha um papel crucial como matéria-prima na síntese de novos compostos de interesse biológico e/ou tecnológico. Nesse contexto, dado o enfoque na utilização de fontes renováveis e biodegradáveis, bem como a abundância do LCC no Brasil e a variedade de derivados do cardanol com aplicações diversificadas, esta pesquisa se concentrou na síntese de novos compostos anfífilicos a partir do cardanol. Esses compostos pertencem às categorias de enaminonas, cromonas e flavonoides, e foram avaliados quanto à sua atividade antibacteriana. As enaminonas são compostos orgânicos intermediários essenciais na síntese de análogos heterocíclicos e substâncias bioativas. Cromonas são heterociclos oxigenados com anéis γ-pirona; derivados de cromonas e flavonoides, também presentes em flavonas e isoflavonas, possuem diversas atividades farmacológicas. Chalconas, caracterizadas por cetonas α,β-insaturadas ligadas a anéis aromáticos, exibem variadas propriedades biológicas, como atividades antimalárica, antimitótica, anti-inflamatória, antiviral, antibacteriana, antileishmania e fungicida. Este estudo teve como meta sintetizar e caracterizar enaminonas, cromonas e chalconas a partir do cardanol, com o propósito de investigar suas capacidades antibacterianas. A estratégia sintética adotada começou com a preparação da (orto-hidróxi-4-pentadecil)acetofenona a partir do cardanol, seguida por diversas derivatizações para produzir cromonas, enaminonas e chalconas. Como resultado, foram obtidos: um novo composto cromônico, sete enaminonas inéditas e sete chalconas, incluindo um intermediário inédito de chalcona. Todos os compostos sintetizados foram testados contra bactérias Gram-negativas, como Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae, e Gram-positivas, como Enterococcus faecalis e Staphylococcus aureus. Cinco compostos demonstraram eficácia promissora contra Enterococcus faecalis e Escherichia coli.

              Palavra-chave: cardanol; LCC; chalcona; cromona; enaminona
              Investigação teórica de propriedades estruturais e físico-químicas de complexos de lantanídeos
              Curso Doutorado em Química
              Tipo Tese
              Data 16/10/2023
              Área QUÍMICA
              Orientador(es)
              • Leandro Moreira de Campos Pinto
              Coorientador(es)
                Orientando(s)
                • Daniel Mungo Brasil
                Banca
                • Adriana Pereira Duarte
                • André Luis de Jesus Pereira
                • Gilberto Maia
                • Gleison Antonio Casagrande
                • Leandro Moreira de Campos Pinto
                • Onofre Salgado Siqueira
                • Rafael Aparecido Ferreira
                Resumo A química computacional utiliza recursos de computação para a resolução de equações matemáticas de elevado grau de complexidade que dão informações sobre as propriedades físico-químicas de sistemas multieletrônicos. Estas equações podem ser originadas da mecânica clássica, método chamado de mecânica molecular, ou da mecânica quântica, métodos ab initio e teoria do funcional da densidade (DFT). Este último foi escolhido para desenvolvimento do presente trabalho. A teoria DFT foi desenvolvida para cálculos de propriedades do estado fundamental e para cálculos envolvendo estados excitados se utilizada a sua extensão, a teoria do funcional da densidade dependente do tempo (TD-DFT). Estas técnicas computacionais permitem melhorar a compreensão da relação estrutura-propriedade do sistema estudado, como é o caso dos complexos de lantanídeos que são discutidos neste trabalho. Os complexos de lantanídeos possuem diversas aplicações, desde fármacos a dispositivos conversores de luz, por isso existe um grande interesse nestes materiais. Neste trabalho foram estudados cinco complexos de lantanídeos, um formado pelo íon gadolínio(III) com o ligante usnato, dois formados pelo ligante 3,5-dimetoxibenzoato monocarboxilato com os íons lantânio(III) e cério(III), um complexo de európio(III) com fenantrolina e 2-tenoiltrifluoroacetona e um complexo análogo com a fenantrolina sililada. Os cálculos foram feitos utilizando os programas Gaussian16 e ORCA 4.0.1, o funcional híbrido de troca e correlação eletrônica B3LYP e as bases def2-SVP para os átomos leves. Já para os lantanídeos foi empregada a base def2-TZVP em conjunto com o potencial efetivo de caroço adequado. Foram realizados cálculos de otimização de energia, cálculos de obtenção do espectros infravermelho e de absorção na região do ultravioleta-visível para todos os complexos. Também foram obtidas representações dos orbitais moleculares de fronteira para analisar e fazer a atribuição do espectro eletrônico. Para os cinco compostos estudados, o espectro teórico de infravermelho condiz com seu respectivo espectro experimental, o espectro de absorção apresenta um pequeno deslocamento comparados aos espectros experimentais, mas o formato das bandas são correspondentes. Os dados teóricos apresentaram boa concordância com os dados experimentais comprovando que os métodos computacionais podem ser utilizados para o entendimento da geometria, da estrutura eletrônica e na elucidação dos espectros de absorção.
                O USO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS DE OXIDAÇÃO AVANÇADA NA DEGRADAÇÃO DA FENACETINA E SUA APLICAÇÃO COMO RECURSO METODOLÓGICO ENVOLVENDO O ENSINO DE QUÍMICA
                Curso Doutorado em Química
                Tipo Tese
                Data 03/10/2023
                Área QUÍMICA
                Orientador(es)
                • Silvio Cesar de Oliveira
                Coorientador(es)
                • Fabio Gozzi
                Orientando(s)
                • RICARDO CARDOSO
                Banca
                • Gilberto Maia
                • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
                • Lucas de Melo da Silva
                • Priscila Sabioni Cavalheri
                • Rodrigo Pereira Cavalcante
                • Silvio Cesar de Oliveira
                • Willyam Róger Padilha Barros
                Resumo RESUMO

                A poluição das fontes de água devido a bioacumulação de contaminantes persistentes está se tornando cada vez mais grave, e os métodos convencionais de tratamento não são eficazes na remoção desses poluentes. Portanto, este estudo tem como principal objetivo investigar o uso dos processos eletroquímicos de oxidação avançada (PEOAs), por meio de um delineamento composto central (DCC), com base em metodologia de superfície de resposta (MSR) para planejar e otimizar os parâmetros de tratamento de remoção da fenacetina (FNT), um medicamento usado principalmente como analgésico, empregando três processos: eletro-Fenton (EF), oxidação anódica, com eletrogeração de peróxido de hidrogênio (OA-H2O2) e foto eletro-Fenton solar (FEFS). Os processos EF e OA-H2O2 foram realizados em um reator de 100 mL, enquanto o FEFS foi executado em um fotorreator solar de 8,0 L, acoplado a uma célula eletroquímica. Eletrodos de diamante dopado com boro (BDD) ou Pt foram utilizados como ânodo e uma malha de Carbono-PTFE como cátodo. Por meio de planejamento experimental, os efeitos lineares, quadráticos e de interação das variáveis, assim como as condições ideais de operação, foram obtidas usando o software Minitab Statistical. De acordo com os dados obtidos, da análise de variância, dos coeficientes de regressão (R2) e dos gráficos diagnósticos, o modelo apresenta boa correlação entre os valores observados e os valores preditos. Assim, o processo EF/BDD, sob condições operacionais ótimas (ou seja, [FNT] = 25 mg L-1, [Fe2+] = 32,7 mg L-1, j = 84,7 mA cm-2 e 14 min para degradação e 230 min para mineralização), atingiu 81,7% e 78,2% de degradação e mineralização de FNT, respectivamente, em água ultrapura e, 63,2% de degradação de FNT e 66,5% de mineralização da matéria orgânica, em efluente secundário. No processo EF/Pt, em condições ideais ([FNT] = 25 mg L-1, [Fe2+] = 25,3 mg L-1, j = 59,5 mA cm-2 e 14 min e 230 min para degradação e mineralização, respectivamente), houve 83,9% e 45,2% de degradação e mineralização de FNT, respectivamente, em água ultrapura, e 68,4% de degradação e 39,4% de mineralização, em efluente. O processo de OA-H2O2, realizado em efluente e sob condições ótimas (pH = 7,05, j = 102 mA cm-2 e 13 min para degradação e 214 min para mineralização), atingiu 65,6% de degradação e 51,9% de mineralização. No processo FEFS, executado em efluente e sob condições operacionais ideais ([Fe2+] = 16,8 mg L-1, j = 45,9 mA cm-2 e 36 min para degradação e 181 min para mineralização), foram observados 55,9% e 37,1% de degradação e de mineralização, respectivamente, com consumo energético de apenas 0,14 kWh g-1. A toxicidade das soluções tratadas foi avaliada usando dois organismos diferentes. Em Artemia salina, os processos EF e OA-H2O2 reduziram a toxicidade das soluções, enquanto no processo FEFS reduziu significativamente a toxicidade. Já em Lactuca sativa, apenas o processo EF não apresentou toxicidade aguda, enquanto os processos AO-H2O2 e FEFS apresentaram uma leve inibição no índice de germinação das sementes. Por fim, foram apresentadas três rotas de degradação, com a identificação de 12 intermediários. Adicionalmente, foi proposto o uso dos PEOAs, como dispositivo experimental, para a aplicação de uma abordagem metodológica ativa baseada em equipes para o ensino de química à alunos da educação básica, a fim de tornar as aulas de química mais envolventes, didáticas e desafiadoras. E a maioria dos estudantes avalia a metodologia baseada em equipes (ABE) de forma positiva porque a considera interessante e atrativa, principalmente quando se trabalha em equipe.

                Palavras-chave: Processos eletroquímicos oxidativos avançados, ecotoxicidade, planejamento experimental, aprendizagem baseada em equipes.
                CÉLULAS A COMBUSTÍVEL MICROFLUÍDICAS IMPRESSAS EM 3D: UM ESTUDO DE PROTÓTIPOS E DESEMPENHO
                Curso Doutorado em Química
                Tipo Tese
                Data 11/09/2023
                Área QUÍMICA
                Orientador(es)
                • Caue Alves Martins
                Coorientador(es)
                  Orientando(s)
                  • Katia Emiko Guima Menezes
                  Banca
                  • Caue Alves Martins
                  • Cicero Rafael Cena da Silva
                  • Giancarlo Richard Salazar Banda
                  • Giuseppe Abiola Camara da Silva
                  • Jesum Alves Fernandes
                  • Rodrigo Alejandro Abarza Munoz
                  • Victor Hugo Rodrigues de Souza
                  Resumo Células a combustível microfluídicas (µFCs) são dispositivos capazes de produzir potência para equipamentos eletrônicos de pequeno e até de médio porte. Estes dispositivos são construídos com base em polidimetilsiloxano, demandando várias etapas de construção e especialidade de quem fabrica. Atualmente, há duas principais configurações de µFCs (i) flow-by (ou flow-over) e (ii) flow-through, ambas têm suas particularidades quanto às posições dos eletrodos e como os reagentes fluem por eles. Considerando as atuais condições de construção das µFCs, propomos uma nova metodologia que apresenta menos etapas de desenvolvimento, não demanda mão-de-obra especializada e tem menor custo. Utilizamos a impressão 3D para construir µFCs tanto em configuração flow-over quanto em flow-through. Como provas de conceitos conseguimos demonstrar que os dispositivos impressos em 3D, em uma visão ampla, são capazes de gerar potência quando alimentados com derivados da biomassa. Demonstramos uma µFC impressa em 3D alimentada com glicerol/HClO que apresentou densidade de potência de 175 mW cm-2 a 0,9V com registro de potencial de circuito aberto de 1,8 V. Esse sistema microfluídico também permite a modificação de eletrodos com dois métodos in situ e in operando. Modificamos o ânodo do dispositivo com Bi e o método in situ demonstrou decoração homogênea do eletrodo além de aumentar o potencial de circuito aberto e de densidade de potência, o método também demonstrou conversão de 72% de glicerol com detecção para glicolato e formato utilizando um sistema alimentado por glicerol/persulfato de sódio. Um outro dispositivo com configurações de modelagem similares foi desenvolvido para estudar diferentes oxidantes, entre líquidos e gasosos. A novidade deste dispositivo está na montagem com parafusos que permite sua reutilização. Esse novo sistema registrou densidades de potência mais elevadas para a configuração glicerol/HClO utilizando cátodos livre de metais chegando a 55,9 mWcm-2 com potencial de circuito aberto de 1,6 V. Uma fotocélula a combustível impressa em 3D também foi estudada, o dispositivo foi planejado para mitigar poluentes concomitantemente à geração de energia, além de ser promissor para novos testes de (foto)eletrocatalisadores. O dispositivo registrou densidade de potência de 0,48 mWcm-2 e alcançou uma margem de 73,6% de conversão do poluente modelo via processos fotoeletroquímicos.
                  ESTUDO QUÍMICO E BIOLÓGICO DE MICONIA ALBICANS (MELASTOMATACEAE), UMA PLANTA MEDICINAL COMERCIALIZADA NA MEDICINA POPULAR SUL-MATO-GROSSENSE COMO CANELA-DE-VELHO
                  Curso Doutorado em Química
                  Tipo Tese
                  Data 25/08/2023
                  Área QUÍMICA
                  Orientador(es)
                  • Nidia Cristiane Yoshida
                  Coorientador(es)
                  • Joao Batista Gomes de Souza
                  Orientando(s)
                  • Genilson Silva de Jesus
                  Banca
                  • Alex Fonseca Souza
                  • Ana Camila Micheletti
                  • Erica Luiz dos Santos
                  • Euclesio Simionatto
                  • Luciana Marcal Ravaglia
                  • Nidia Cristiane Yoshida
                  • Talita Vilalva Freire
                  Resumo A espécie Miconia albicans (Melastomataceae), conhecida popularmente como canela-de-velho, é utilizada na medicina tradicional na forma de chás das folhas para o tratamento de doenças intestinais, infecciosas e dores nas articulações. Por essa razão, é fundamental o desenvolvimento de métodos que permitam verificar a identidade e qualidade do material vegetal comercializado como canela-de-velho, além de avaliar as atividades biológicas de M. albicans. Deste modo, o presente trabalho visa ampliar os conhecimentos acerca da composição química de Miconia albicans, analisar o emprego da CLAE-EM e análise quimiométrica para a comparação do material vegetal comercializado como um espécime referência de M. albicans, e avaliar suas propriedades antimicrobianas. Para tal, folhas e caules de M. albicans foram identificados por botânicos, e o material vegetal foi coletado, secos, triturados e extraídos, separadamente, com etanol, para obtenção dos extratos brutos. Em seguida, os extratos foram particionados sucessivamente com hexano, clorofórmio e acetato de etila, resultando nas fases correspondentes. Os extratos e fases foram submetidos a análise do perfil químico por meio das técnicas de CG-EM e CLAE-UV-EM, e foi conduzido o isolamento dos metabólitos secundários das folhas e caule utilizando-se combinação de diferentes processos cromatográficos. A identificação dos compostos isolados foi realizada por RMN e EM. Para o método de análise comparativa do material vegetal comercializado, foi aplicado um tratamento multivariado (Análise de Componentes Principais – PCA, e de Agrupamentos Hierárquicos – HCA) aos dados obtidos por CLAE-UV-EM dos extratos etanólicos oriundos de 4 amostras comerciais, 1 amostra referência de M. albicans, e duas potenciais espécies vegetais contaminantes. Os potenciais antimicrobianos dos extratos e fases foram avaliados sozinhos e em combinação com antibióticos, pelos métodos de microdiluição em caldo e checkerboard microtiter assay. Os fracionamentos cromatográficos resultaram no isolamento e determinação estrutural de 10 substâncias, sendo 6 triterpenos (esqualeno, lupeol, β-amirina, α-amirina, ácido betulínico e ácido corosólico), 1 esteroide (estigmasterol), 1 tocoferol (α-tocoferol) e 2 feoforbídeos (13²-hidróxi-17³-etoxifeoforbídeo A e feoforbídeo B), sendo o primeiro relato de feoforbídeos em M. albicans. Através da análise dos perfis químicos por CLAE-EM e CG-EM foram anotadas e/ou identificadas 32 substâncias, pertences as classes de derivados dos ácidos gálico e elágico, flavonoides glicosilados, triterpenos, feoforbídeos, esteroides, álcool graxo e tocoferol. Na análise comparativa dos dados de CLAE-UV-EM, de modo geral, as amostras comerciais e a amostra referência de M. albicans apresentaram similaridade entre os perfis químicos, sendo observada discreta variação apenas na quantidade relativa entre os compostos. Observou-se a separação das amostras em dois clusters principais através da análise por PCA, explicando 73,6% da variância total [PC1(52,5%) e PC2(21,1%)]. No entanto, na PCA, gráfico de loadings e HCA foi possível verificar que os candidatos que contribuíram para essa separação foram o ácido corosólico (tempo de retenção TR=35,1 min e m/z 471,3453[M–H]–) e a isorhamnetina-O-hexosideo (TR=28,5 min e m/z 477,1047 [M–H]–). Os extratos e fases apresentaram resultados promissores contra cepas clínicas de bactérias resistentes de Staphylococcus aureus e Acinetobacter baumannii e Escherichia coli em combinação com os antibióticos ampicilina e ciprofloxacino.
                  SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE POLÍMEROS ORGÂNICO COVALENTE (COPS) DERIVADO DA TIOSEMICARBAZIDA CONTENDO ÍONS DA PRIMEIRA SÉRIE DE METAIS DE TRANSIÇÃO
                  Curso Doutorado em Química
                  Tipo Tese
                  Data 04/08/2023
                  Área QUÍMICA INORGÂNICA
                  Orientador(es)
                  • Adriana Pereira Duarte
                  Coorientador(es)
                    Orientando(s)
                    • Geziel Rodrigues de Andrade
                    Banca
                    • Adriana Pereira Duarte
                    • Daniel Mendes Nunes
                    • Felicia Megumi Ito
                    • Hygor Rodrigues de Oliveira
                    • Marco Antonio Utrera Martines
                    • Patricia de Oliveira Figueiredo
                    • Paula Martin de Moraes
                    Resumo Materiais do tipo polímero orgânico covalente (COP), têm sido utilizados em diferentes campos da pesquisa científica, em decorrência de suas características peculiares, como porosidade e elevada área superficial. Quando apresentam em sua estrutura, átomos doadores, esses materiais podem ser aplicados em estudos envolvendo a química de coordenação. No presente trabalho foi obtido um material (denominado tscCOP), conforme a metodologia utilizada na obtenção de materiais do tipo COP, no entanto, sem o uso de qualquer tipo de base, diferentemente do que ocorre na literatura. Para isso, foram utilizados os reagentes tiossemicarbazida e cloreto cianúrico. A partir do tscCOP, foram obtidos diferentes compostos metálicos com íons de metais d da primeira série, a saber, o ferro(III), ferro(II), cobalto(II), cobre(II) e zinco(II). Tanto o tscCOP, quanto os compostos metálicos, foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho (FT-IR) e análise térmica (TG e DTA). Os espectros dos compostos metálicos apresentaram perfis parecidos com o do tscCOP, sendo observado um deslocamento no número de onda, evidenciando a formação dos mesmos. A análise térmica foi conduzida em atmosfera de gás oxigênio e a quantidade de resíduo formada para os compostos indica a formação do respectivo óxido. Além dos resultados das caracterizações, a mudança de cor observada para os compostos metálicos em comparação com a cor do tscCOP (exceto para o composto com o zinco(II)), indica a formação com sucesso desses compostos a partir do tscCOP.
                    Desenvolvimento e Aplicação de Sistemas Eletroanalíticos de Baixo Custo para Determinação de Compostos de Interesse Clínico e Farmacêutico
                    Curso Doutorado em Química
                    Tipo Tese
                    Data 31/07/2023
                    Área QUÍMICA ANALÍTICA
                    Orientador(es)
                    • Bruno Gabriel Lucca
                    Coorientador(es)
                      Orientando(s)
                      • Marcos Eduardo da Silva Ferreira
                      Banca
                      • Bruno Gabriel Lucca
                      • Diego Pessoa Rocha
                      • JACQUELINE MARQUES PETRONI
                      • Joao Batista Gomes de Souza
                      • Jorge Luiz Raposo Junior
                      • Marcelina Ovelar Solaliendres
                      • Rodrigo Amorim Bezerra da Silva
                      Resumo Nesta tese, são apresentados sistemas eletroanalíticos de baixo custo utilizados para análises de compostos de interesse clínico e farmacêutico. O trabalho está dividido em quatro capítulos: o primeiro apresenta os conceitos fundamentais em eletroquímica e eletroanalítica necessários para a compreensão da pesquisa realizada. No segundo, é abordado o desenvolvimento de um eletrodo de pasta de carbono modificado com tris-hidroximetilaminometano (THAM), que foram caracterizados por impedância eletroquímica e voltametria cíclica, onde foi constatada eficiência relevante da modificação. Em seguida, uma metodologia eletroanalítica para determinação de ácido úrico (AU) foi desenvolvida utilizando a voltametria de onda quadrada (VOQ), onde a influência do modificador na oxidação deste composto apontou resultado relevante em termos de sensibilidade. O limite de detecção (LD) alcançado foi de 0,150 µmol L-1, com resposta linear entre 0,5 e 50 µmol L−1. A aplicação da metodologia em amostra de urina sintética e saliva humana comprovou que o eletrodo estudado é eficiente para determinação de AU em amostras reais de maneira rápida e eficiente. O terceiro capítulo descreve a associação entre dispositivos eletroquímicos de papel (ePADs) e sistemas de análise por injeção em batelada (BIA). Foi utilizada uma célula BIA impressa em 3D e um dispositivo de papel desenhado por lápis. Essa plataforma ePAD/3D-BIA foi utilizada para detectar amperometricamente o 5-hidroxitriptofano (5-HTP). O método mostrou bons resultados de repetibilidade, reprodutibilidade e alta frequência analítica (180 injeções por hora), com desvios padrão relativos (DPRs) abaixo de 5%. O ePAD também mostrou excelente desempenho e vida útil, podendo ser utilizado por até oito dias consecutivos. O LD foi de 50 nmol L−1 com resposta linear na faixa 0,165 a 150 µmol L−1. Para testar a eficiência do sistema, amostras farmacêuticas comerciais foram analisadas, e os resultados obtidos apresentaram boa precisão (DPR ≤ 1,5%) e foram concordantes com os valores obtidos por espectrofotometria UV-vis. No quarto capítulo, foi desenvolvido um método eletroanalítico para determinação de famotidina (FMT) utilizando a plataforma ePAD/3D-BIA. Foram feitos experimentos de repetibilidade, reprodutibilidade e vida útil do sensor, nos quais, bons resultados foram alcançados (DPR ≤ 4,4). O LD foi de 0,150 µmol L−1, tendo a faixa linear compreendia entre 0,495 e 300,0 μmoL-1. A aplicabilidade do método desenvolvido foi comprovada na determinação de FMT em comprimidos do medicamento com resultados similares aos obtidos no método de validação (espectrofotometria UV-vis). O ePAD/3D-BIA provou ser uma plataforma eficiente, rápida e confiável para a análise de espécies eletroativas, além de apresentar vantagens sobre os sistemas convencionais BIA, como baixo custo, praticidade e simplicidade.

                      Palavras-Chave: sensores eletroquímicos de baixo custo; eletroanalítica; impressão 3D; miniaturização; voltametria; BIA-amperometria.
                      PREPARO, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DO COMPORTAMENTO TÉRMICO DO BIODIESEL METÍLICO OBTIDO A PARTIR DO ÓLEO EXTRAÍDO DOS RESÍDUOS DO PROCESSAMENTO INDUSTRIAL DE FILETAGEM DE TILÁPIA DO NILO (Oreochromis niloticus)
                      Curso Doutorado em Química
                      Tipo Tese
                      Data 31/07/2023
                      Área QUÍMICA
                      Orientador(es)
                      • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
                      Coorientador(es)
                        Orientando(s)
                        • Marcio José Rodrigues Amorim
                        Banca
                        • Cláudio Teodoro de Carvalho
                        • Felipe André dos Santos
                        • JOICE FERREIRA DE QUEIROZ
                        • Jorge Luiz Raposo Junior
                        • Lincoln Carlos Silva de Oliveira
                        • Rodrigo Pereira Cavalcante
                        • Silvio Cesar de Oliveira
                        Resumo A matéria-prima mais utilizada entre os recursos energéticos é o petróleo. Por ser uma fonte finita, há grandes preocupações em substituí-lo, não apenas por questões de escassez nas próximas décadas, mas principalmente pelos impactos ambientais causados por seus derivados. Vale mencionar que as frações obtidas da destilação do petróleo e suas respectivas combustões vêm contribuindo com mudanças climáticas causadas, sobretudo, pelas emissões de gases do efeito estufa. No contexto atual, o desenvolvimento científico e tecnológico busca novas tecnologias para que as mudanças nas matrizes energéticas possam ser pautadas em uma economia sustentável. Uma das possibilidades é a utilização de fontes renováveis na produção de biocombustíveis, visando a substituição dos derivados de petróleo, como, por exemplo, a produção do biodiesel a partir do óleo de tilápia. O biodiesel, quando utilizado em motores, reduz a emissão de gases do efeito estufa, a emissão de material particulado em 50% e a emissão de enxofre em 98%, comparado com o diesel obtido do petróleo. Os principais objetivos do trabalho foram a obtenção do óleo de tilápia bruto obtido a partir da cocção de carcaças, obtenção de biodieseis a partir de óleos de tilápia via reação de transesterificação metílica e catálise básica, determinação dos parâmetros físico-químicos dos óleos e dos biodieseis da carcaça de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), caracterização da composição química dos óleos e dos biodieseis por meio das técnicas de Cromatografia Gasosa com Detector por Ionização de Chama (CG-FID), Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio 1H (RMN) e avaliação do comportamento térmico dos óleos e dos biodieseis empregando as técnicas de Termogravimetria/Termogravimetria Derivada (TG/DTG) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Após a obtenção, o óleo passou por vários processos de purificação (degomagem, neutralização, lavagem e secagem). Depois da purificação, determinou-se o índice de acidez, índice de iodo, índice de peróxido, índice de saponificação, densidade, teor de água, estabilidade oxidativa a 110ºC e perfil lipídico para determinação da estequiometria da reação entre o óleo de tilápia e o metanol. Com o objetivo de melhorar a estabilidade térmica do biodiesel metílico, após os processos de purificação, foi adicionado 500 mg L-1 de extrato alcoólico de curcumina como antioxidante natural. Utilizando as técnicas de ressonância magnética nuclear, espectroscopia de infravermelho e cromatografia em fase gasosa, confirmou-se a conversão dos triglicerídeos presentes no óleo de tilápia em ésteres metílicos. Com os estudos termoanalíticos obteve-se o perfil térmico das amostras de óleo e biodiesel e verificou-se através da calorimetria exploratória diferencial (DSC) que as fusões e cristalizações acontecem em duas etapas, devido a presença de ésteres saturados e insaturados. Verificou-se através da Termogravimetria (TG/DTG) que a decomposição térmica do óleo acontece em uma única etapa, em atmosfera de N2, e em três etapas, para atmosfera de ar sintético. Para o biodiesel metílico, a decomposição térmica ocorre em uma única etapa, tanto em atmosfera de N2 quanto em atmosfera de ar sintético. Os resultados experimentais de conversão do óleo de tilápia em biodiesel metílico foram satisfatórios. Através dos parâmetros físico-químicos, e das técnicas de caracterização pode-se concluir que o óleo de tilápia é uma fonte promissora na produção de biodiesel metílico, porém se faz necessário, trabalhar com diferentes concentrações do extrato alcoólico de curcumina com o objetivo de analisar alterações no tempo de estabilidade oxidativa. Também pode-se concluir que não houve mudanças significativas no tempo de estabilidade oxidativa entre as amostras de óleo e biodiesel, e que se faz necessário reduzir o teor de água tanto nas amostras de óleo quanto nas amostras de biodiesel, evitando possíveis oxidações e melhorando a qualidade do biodiesel produzido.
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