O cimento Portland é essencial na construção civil, servindo como base para a produção de concreto em infraestruturas modernas. A resistência à compressão aos 28 dias é um fator crítico para garantir a durabilidade das estruturas, sendo influenciada por aspectos como a composição, proporções, processo de cura e condições ambientais. A previsão precisa dessa resistência é fundamental para otimizar a produção e assegurar a qualidade do concreto. Métodos tradicionais de predição, como a Regressão Linear Múltipla (MLR) e a Regressão por Quadrados Mínimos Parciais (PLS), apresentam limitações quando aplicados a sistemas complexos com múltiplas variáveis. Nesse contexto, técnicas de inteligência artificial (IA), como as redes neurais artificiais (RNAs), surgem como alternativas promissoras, capazes de modelar relações não lineares entre os componentes do cimento e sua resistência. Este estudo desenvolveu um modelo de RNA utilizando um Perceptron de Múltiplas Camadas (MLP) para prever a resistência à compressão aos 28 dias do cimento Portland. A pesquisa teve como objetivo estabelecer um método de predição eficiente em termos de tempo e custo, capaz de capturar as interações complexas entre os constituintes do cimento e as condições de cura. O processo envolveu a coleta e o pré-processamento dos dados, a seleção da arquitetura da rede, definição de hiperparâmetros, treinamento do modelo e validação. Os resultados demonstraram que o modelo MLP alcançou um coeficiente de determinação (R²) de 0,985, erro quadrático médio (MSE) de 0,848, raiz do erro quadrático médio (RMSE) de 0,921 e erro percentual absoluto médio (MAPE) de 1,851%, superando os métodos tradicionais. Isso evidencia o potencial das RNAs como uma ferramenta robusta para a previsão da resistência do cimento, contribuindo para a otimização dos processos produtivos e para o controle de qualidade. A validação foi realizada com dados independentes, confirmando a superioridade do modelo desenvolvido.

O crescimento populacional global tem intensificado a demanda por fertilizantes fosfatados, visto que o fósforo (P) é essencial ao desenvolvimento vegetal e, tradicionalmente, obtido de jazidas minerais não renováveis, hoje em declínio. Nesse cenário, a economia circular apresenta-se como estratégia para transformar resíduos agroindustriais em fontes alternativas de nutrientes. As escamas de peixe, ricas em minerais, despontam como matéria-prima para produção de biocarvão, viabilizando a recuperação de P para uso agrícola. Este estudo avaliou a hipótese de que a extrusão de biocarvão proveniente de escamas de Tilápia (Oreochromis niloticus) pode alterar a especiação química do P, aumentando a fração disponível em compósitos de amido termoplástico (TPS) para aplicação como fertilizante de liberação controlada. A especiação do P refere-se às diversas formas químicas do elemento, que variam em solubilidade e disponibilidade às plantas. Inicialmente, produziu-se o biocarvão (BIO600 °C) pela pirólise de escamas em forno mufla a 600 °C. Em seguida, prepararam-se biocompósitos de TPS contendo 0 % (AMI), 10 % (AMI10), 20 % (AMI20) e 30 % (AMI30) de biocarvão. As misturas foram processadas em extrusora de dupla rosca, com perfil térmico de 80 a 110 °C, visando à homogeneização do biocarvão na matriz polimérica. Para investigar as alterações na especiação e disponibilidade de P, realizaram-se análises por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TGA), microscopia eletrônica de varredura acoplada a EDS (MEV-EDS) e determinação do ponto de carga zero (PCZ). O teor de P total e disponível foi quantificado por métodos clássicos de extração e espectrofotometria. A cinética de liberação de P foi avaliada em ensaios in vitro, com ajuste ao modelo de Peppas–Sahlin, e testes em casa de vegetação avaliaram a eficiência agronômica dos materiais no cultivo de trigo. A microscopia evidenciou a incorporação efetiva do biocarvão na matriz de TPS, ao passo que os espectros de FTIR demonstraram a persistência de ligações características de AMI e BIO600 °C nos compósitos, sugerindo interações químicas favorecidas pela extrusão. A TGA confirmou a proporção de biocarvão em cada formulação e revelou significativo aumento na estabilidade térmica dos biocompósitos em relação ao TPS puro. As análises de teor de P mostraram que a extrusão promoveu incremento na fração disponível de fósforo nos biocompósitos, corroborando a hipótese de redistribuição de grupos fosfatados. Na cinética de liberação, o BIO600 °C isolado apresentou a menor taxa de liberação de P ao longo do tempo, enquanto os compósitos liberaram o nutriente mais rapidamente, predominantemente por difusão, conforme indicou o ajuste ao modelo de Peppas–Sahlin. Esses resultados indicam que o biocarvão de escamas de peixe, tratado por extrusão em matriz de TPS, constitui alternativa viável para a agricultura circular, ao aumentar a disponibilidade de P; contudo, a maior rapidez de liberação sugere a necessidade de otimização de matrizes poliméricas para controlar melhor a libertação do nutriente.

Em reações orgânicas multicomponentes, o uso de catalisadores é frequentemente necessário para diminuir os tempos de reação, aumentar o rendimento e possibilitar condições de síntese menos severas, especialmente aquelas que demandam elevada energia. Compostos metálicos, como aqueles derivados de cobre, têm sido utilizados em processos catalíticos em reações orgânicas. Entretano, problemas como elevada solubilidade dificultam seu reuso. Assim, o uso de suportes torna-se uma estratégia para superar esse problema. O aproveitamento da casca de laranja (Citrus sinensis), um resíduo produzido em larga escala no Brasil, para a produção de biocarvões surge como opção promissora para o desenvolvimento de novos catalisadores. Isso se deve, especialmente, à possibilidade de o material apresentar elevada área superficial e estabilidade térmica, características que o tornam adequado como suporte para espécies metálicas. Assim, esta pesquisa teve como objetivo estudar a reação de síntese multicomponente da etil-2-metil-5-oxo-4-fenil-1,4,5,6,7,8-hexaidroquinolina-3-carboxilato utilizando catalisadores obtidos a partir da pirólise da casca de laranja modificada com cloreto de cobre. Os catalisadores foram produzidos por diferentes rotas de incorporação de cobre na biomassa da casca da laranja e caracterizados por técnicas como difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV), potencial zeta e termogravimetria (TGA). Os resultados obtidos por DRX indicaram a formação predominante do mineral clinoatacamita para os materiais Cu-I-BC e Cu-BC, enquanto para o material Cu-AB-BC houve formação majoritária de cobre metálico, mostrando que o método de impregnação pré-pirólise é determinante da espécie de cobre formada nos biocarvões. A presença do cobre durante a pirólise mostrou efeito catalítico na liberação de grupos oxigenados e formação de biocarvões mais grafitizados. Entretanto, os biocarvões desenvolvidos não apresentaram melhora no rendimento da reação do derivado hexahidrolínico. No entanto, os resultados evidenciam que o biocarvão não influencia na diminuição do rendimento, indicando seu potencial como suporte para outras espécies catalíticas.

A bioprospecção ou investigação das propriedades biológicas de produtos naturais consiste na busca por compostos ou formulações que apresentam efeitos em diferentes níveis biológicos com aplicação em diversas áreas, tais como a química, agricultura, farmacologia, medicina e cosmetologia. Os compostos naturais bioativos podem configurar soluções para problemas como a resistência de organismos a antibióticos, obtenção de inseticidas, fungicidas e herbicidas inócuos à saúde humana, bem como exercerem propriedades de grande valia para o desenvolvimento de produtos com aplicação na prevenção e tratamento de doenças (ex: antioxidantes, anti-inflamatórias, antitumoral e analgésica). O presente projeto tem por objetivo investigar as propriedades biológicas de extratos aquosos e hidroalcoólicos de cascas e entrecascas de Schinus terebinthifolia e partes aéreas de Blainvillea acmella (sinom. Acmella oleracea, Spilanthes acmella). Schinus terebinthifolia é usada popularmente para o tratamento de afecções como diarreias, gastrites e dispepsias; tem ação adstringente, tônico, estimulante e antinevrálgico; além de ser utilizada por via oral ou tópica para cura de várias doenças, com ações antimicrobianas, anti-inflamatórias e cicatrizantes. Quanto à espécie Blainvillea acmella esta é usada como antibacteriana, antifúngica, antimalárica, analgésica (dor de dente), anestésica, inseticida e no tratamento de gripes, tosses e tuberculose. Para ambas as plantas serão obtidos extratos por métodos de uso tradicionais, a infusão e a maceração em etanol 70%, seguidos por liofilização, para possibilitar a quantificação dos biocompostos. Inicialmente foram conduzidos testes para screening de doses, objetivando identificar as quantidades efetivas dos extratos em modular a atividade de fosfolipases A₂ e proteases, associadas a processos inflamatórios, hemostáticos, debridamento e regeneração tecidual. Os dados obtidos nortearão a condução dos experimentos para avaliar as propriedades anticitotóxica, antigenotóxica, moduladora na formação de coágulos e anti-inflamatória mediada pela estabilização de membranas biológicas. Os extratos também serão caracterizados quanto à composição fenólica parcial, utilizando o método de HPLC. Os resultados desta pesquisa contribuirão para ampliar a caracterização farmacológica destes extratos, assim como possibilitarão inferir novas possibilidades de aplicação terapêutica para as espécies vegetais aqui estudadas.

A agricultura é uma das principais atividades econômicas do Brasil. Anualmente a produtividade sofre severas perdas por vários fatores, incluindo a ação de insetos-praga. Onde a principal forma de controle é a utilização de inseticidas químicos sintéticos. O uso dessas substâncias é feito de forma abusiva e não consciente, o que gera problemas de contaminação de recursos naturais, seleciona indivíduos resistentes e coloca em risco a integridade de ecossistemas e a saúde humana. Como alternativa ao uso desses compostos, produtos naturais têm ganhado destaque, especialmente terpenos e fenilpropanoides que são constituintes de óleos essenciais de espécies vegetais. Os produtos de origem natural são considerados ecologicamente corretos e empregados em práticas sustentáveis de produção. Objetivou-se nesse trabalho avaliar a atividade inseticida de terpenos e fenilpropanoides de origem sintética sobre os insetos-praga Drosophila suzukii e Sitophilus zeamais; utilizar os compostos de maior potencial na síntese de nanopartículas para contornar as limitações impostas pelas propriedades físico-químicas dessas moléculas. Adicionalmente, avaliar o efeito de doses subletais desses compostos nos organismos de interesse e em espécies não alvo, como Doru luteipes, Palmistichus elaeisis e Tetrastichus howardi. Os resultados demonstraram que os terpenos, L-(-)-carvona e carvacrol, e os fenilpropanoides, (E)-anetol e (E)-cinamaldeído apresentaram maior atividade inseticida sobre adultos de D. suzukii. Adicionalmente, doses subletais desses compostos promoveram elevada mortalidade de larvas e deformação em indivíduos expostos. Induziram o estresse oxidativo e alterações morfológicas em estruturas internas e externas dessa espécie. Além disso, essas moléculas não afetaram parâmetros biológicos do predador natural D. luteipes. A incorporação das substâncias destacadas anteriormente em nanopartículas do polímero biodegradável PCL prolongou a atividade inseticida ao longo do tempo, particularmente os compostos PCL-carvacrol e PCL-(E)-cinamaldeído. Os compostos incorporados às nanopartículas elevaram a atividade de enzimas do estresse oxidativo, especialmente o PCL-carvacrol, indicando maior potencial para gerar danos ao organismo dos insetos-praga. Os terpenos e fenilpropanoides em sua forma isolada promoveram maior peroxidação lipídica. Apesar de terem promovido a elevação da atividade das enzimas que combatem o estresse oxidativo, os compostos nanoparticulados demonstraram maior potencial para gerar danos histopatológicos em diversas estruturas de fêmeas adultas de D. suzukii; os compostos em estudo não afetaram parâmetros biológicos do organismo não alvo P. elaeisis. Por fim, os compostos em estudo apresentaram atividade inseticida sobre S. zeamais, destacando-se o carvacrol como composto mais tóxico. (E)-anetol foi o composto que apresentou o maior número de interações sinérgicas quando combinado com outros compostos. O carvacrol, (E)-cinamaldeído e p-anisaldeído causaram efeitos subletais nessa praga, alterando consideravelmente a atividade das enzimas digestivas e as relacionadas ao estresse oxidativo, além de causar danos morfológicos. O composto p-anisaldeído se destaca por ter inibido fortemente a atividade da enzima α-amilase e elevado a atividade das enzimas detoxificantes. A molécula de (E)-cinamaldeído pode ser considerado o composto mais compatível com o inimigo natural T. howardi. Frente aos resultados obtidos, as moléculas em estudo nesse projeto são promissoras alternativas ao controle de pragas agrícolas e destacam-se por ser consideradas opções ambientalmente corretas.

A síntese orgânica é uma área fundamental nos estudos de química orgânica, permitindo a investigação de diversas sínteses conforme o produto final desejado. Uma reação de destaque nesses estudos é a reação multicomponente (RMC). Essa metodologia é reconhecida por sua sustentabilidade e compatibilidade ambiental, pois ocorre com a adição de três ou mais reagentes em um único frasco reacional, resultando em um produto que incorpora a maior parte dos átomos dos reagentes, eliminando a necessidade de processos adicionais, como a purificação de intermediários. Entre as várias classes de moléculas que podem ser sintetizadas por meio dessa reação, destaca-se os xantenos, que possuem potencial atividade antibacteriana, antimalárica, antifúngica, entre outras. O xanteno é um composto heterocíclico cuja estrutura básica é formada por um anel pirano central com dois anéis benzênicos fundidos em cada extremidade. O presente trabalho teve como objetivo aplicar o planejamento experimental fatorial completo com ponto central na síntese de 1,8-dioxo-octaidroxanteno. Três variáveis foram analisadas: concentração de catalisador, temperatura e tempo de reação, utilizando três catalisadores distintos, cloreto de zinco (ZnCl₂), cloreto de cobalto (CoCl₂) e ácido clorídrico (HCl). O planejamento foi realizado utilizando o programa Chemoface, com a execução de 11 sínteses para cada catalisador, sendo três delas realizadas em triplicata. Para cada síntese, o rendimento foi calculado antes e após o processo de recristalização. Esses rendimentos foram utilizados para gerar gráficos de Pareto e superfícies de resposta, avaliando a relação entre as variáveis. Além disso, foi realizada a caracterização dos produtos por meio de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear (¹H e ¹³C RMN) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os resultados demonstraram que as sínteses foram bem-sucedidas com o uso dos catalisadores, pois o produto desejado foi obtido e as caracterizações mostraram-se satisfatórias. Com base nos rendimentos calculados e nas condições experimentais aplicadas neste trabalho, o CoCl₂ foi identificado como o catalisador mais eficiente. Por outro lado, o HCl não atingiu sua faixa catalítica, enquanto o ZnCl₂ ultrapassou sua faixa catalítica, resultando em uma diminuição no rendimento com o aumento da concentração do catalisador. Os dados apresentados nos gráficos de Pareto e nas superfícies de resposta indicaram que a variável com maior influência nos rendimentos das sínteses foi a temperatura, seguida pela concentração e, por último, o tempo. O produto obtido com ZnCl₂ apresentou diferenças no espectro de FTIR e também no gráfico de DSC em comparação aos demais catalisadores. 

Os herbicidas são amplamente utilizados no controle de plantas invasoras, mas seus resíduos e produtos de degradação podem contaminar o ambiente, afetando tanto organismos não-alvo quanto a biodiversidade. Entre esses compostos, o 2,4-D e o picloram tem recebido destaque devido à sua toxicidade, persistência no solo e alta mobilidade, tornando imprescindível o desenvolvimento de métodos eficientes para sua remoção de solos, água e sedimentos. Os fotocatalisadores de TiO₂, por exemplo, fornecem descontaminação rápida e eficiente de matrizes contaminadas por pesticidas. Entretanto, enfrentam problemas relacionados à recuperação e eficiência catalítica considerável apenas sob irradiação ultravioleta. Nesse sentido, materiais à base de carbono, como os biocarvões, têm recebido atenção especial na formação de compósitos com fotocatalisadores, como TiO₂, melhorando a performance de remoção de contaminantes e favorecendo o reuso do material. Nesse contexto, este trabalho avalia a utilização de biocarvões oriundos de bagaço de cana-de-açúcar obtidos em diferentes temperaturas de pirólise como materiais suportes para o TiO₂ na remoção dos herbicidas 2,4-D e picloram de meio aquoso. O compósito de melhor desempenho de remoção para os herbicidas (BDT900) foi preparado com o biocarvão BC900, obtido na temperatura de 900 °C. Para este compósito, a microscopia eletrônica de varredura revelou a impregnação de TiO₂ sobre as cavidades na superfície do biocarvão. A espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier mostrou a formação de ligações C=C associadas a anéis aromáticos no biocarvão, resultantes das estruturas grafíticas geradas durante o processo de pirólise em condições de alta temperatura. O uso de banho ultrassônico no preparo do compósito mostrou-se eficaz em aumentar a capacidade de adsorção do biocarvão, devido à desobstrução de poros e cavidades da estrutura carbonácea. Isso contribuiu para que a adsorção dominasse sobre os processos fotocatalíticos de remoção na primeira hora de aplicação do compósito sob a incidência de radiação UV-C. Os estudos cinéticos de degradação do picloram e 2,4-D pelo compósito BDT900 mostraram uma eficiência de remoção superior a 89% em um período de 6 horas sob incidência de luz UV-C. A mistura dos precursores BC900 (após sonicação) + TiO₂ apresentou uma capacidade de remoção global dos herbicidas semelhante à obtida pelo compósito BDT900, sugerindo pouco sinergismo na formação do compósito em relação ao processo de fotodegradação. Entretanto, a extensão dos processos adsortivos e fotocatalíticos foram alteradas devido aos efeitos de alteração no número de sítios de adsorção e alteração na absorção efetiva de luz pelo fotocatalisador. Por outro lado, o reuso do compósito foi favorecido em relação ao da mistura, com facilidade no processo de decantação do material. Essas descobertas mostram o potencial do BDT900 como excelente material adsorvente e fotocatalisador para a remediação de água contaminada com 2,4-D e picloram.

A cachaça é uma bebida que apresenta importância econômica e cultural no Brasil. Para a obtenção de uma cachaça de qualidade e padronizada há necessidade do uso de matérias primas selecionadas, do conhecimento de toda cadeia produtiva e da implementação das boas práticas a fim de evitar a presença de contaminantes. O envelhecimento é um processo opcional ao final da produção da bebida, mas que agrega valor à cachaça pela incorporação de compostos fenólicos fazendo com que a mesma tenha um sabor diferenciado. Os objetivos deste trabalho foram analisar os parâmetros físico-quimicos e a composição fenólica de cachaças envelhecidas em carvalho, em amburana e de um blend, bem como discutir como esses compostos influenciam nas bebidas e na percepção do consumidor. Para isso, foram avaliadas bebidas obtidas comercialmente, sendo dez amostras de cachaças envelhecidas em carvalho, cinco em amburana, e um blend foi desenvolvido a partir de frações de uma amostra de cada madeira. Foi verificado que as madeiras influenciam de forma diferente nos parâmetros físico-químicos e principalmente na composição fenólica. Portanto, é interessante efetuar o monitoramento dos teores de compostos fenólicos nas cachaças envelhecidas afim de garantir a autenticidade da cachaça e do barril utilizado. A realização de blends é interessante do ponto de vista químico, sensorial e econômico, estes apresentam características agradáveis de ambas as madeiras, com perfil único e diferenciado aumentando as opções de bebidas comercializadas pelo produtor

Em todo o mundo, o câncer afeta a vida de diversas pessoas. Não apenas com sintomas graves, podendo levar ao óbito do paciente, mas também por apresentar tratamentos de alto custo. Uma das grandes contribuições para a problemática apresentada reside no fato de que o diagnóstico precoce desta doença é de grande complexidade, diminuindo as chances de um tratamento ou intervenção bem sucedida. Assim sendo, o uso de sondas espectroscópicas, como os sensores fluorescentes, em exames clínicos de iamgem se mostram como uma boa estratégia a fim de aprimorar o diagnóstico em estágio inicial da enfermidade mencionada. Atualmente, existe uma gama de moléculas disponíveis para tal tarefa, sendo elas baseadas em fenômenos fotofísicos como a Transferência Intramolecular de Prótons no Estado Excitado (ESIPT). Entretanto, pouco se estuda sobre os efeitos de estados metaestáveis de sensores na fluorescência ESIPT. Dessa maneira, o estudo apresentado visou investigar como conformações em estado de não equilíbrio afetam a fluorescência ESIPT da molécula 2-(2’-hidroxi-4’-aminofenil)benzotiazol (HABT), um composto da classe dos fenilbenzotiazóis (PBTs). Para isso, três simulações de Dinâmica Molecular (DM) enviesadas foram performadas, de forma a obter arquivos de trajetória para posterior análise utilizando a Análise de Componentes Principais (PCA). Os três sistemas estudados foram: HABT no vácuo (1), HABT em água (2) e HABT ancorado na proteína PI3K em água (3). Com isso, foi observado como o solvente e a ancoragem em proteína marcadora afetam o acesso de estados metaestáveis do HABT, em que estes foram caracterizados em termos conformacionais. Foi observado que, em um estado de não equilíbrio e considerando as interações entre a molécula HABT e a proteína PI3K, a maior parte das conformações acessadas mantiveram sua performance no ESIPT. Portanto, ao se trazer a complexidade de não equilíbrio para a modelagem de um sistema biológico, sendo esta de grande importância no desenvolvimento de novos fármacos, o estudo foi capaz de elucidar a performance do sensor proposto para um diagnóstico precoce de câncer. Em suma, o presente trabalho contribui de maneira significativa na busca por soluções para o câncer, em que mostrou ser possível a utilização da abordagem complexa de não equilíbrio na proposição de sensores fluorescentes para o diagnóstico de doenças.

A cachaça, bebida tipicamente brasileira, é produzida exclusivamente a partir da cana-de-açúcar, com graduação alcoólica entre 38% e 48% (v/v) a 20°C. Os Parâmetros de Identidade e Qualidade (PIQs) estipulados pelo Ministério da Agricultura e Pecuária (MAPA) garantem a qualidade da bebida, ao limitarem valores máximos de acidez volátil, ésteres, aldeídos, álcoois superiores e furfural. Entre os contaminantes monitorados estão cobre, álcoois sec-butílico e butílico, acroleína, metanol e carbamato de etila. Possíveis fontes de contaminação incluem o uso inadequado de pontas de cana e cana bisada no corte para produção da cachaça. Este trabalho teve como objetivos analisar o perfil físico-químico de cachaças obtidas de diferentes partes de seis variedades de cana-de-açúcar e correlacionar as concentrações de compostos secundários com as condições de corte da cana-de-açúcar, sendo produzidas bebidas com ponta, ponteiro e juntamente ao colmo (PPC), ponteiro e colmo (PC) e apenas o colmo (C) da cana-de-açúcar. Nenhuma das amostras ultrapassou os limites máximos estabelecidos para os parâmetros de cachaça. Quatro amostras foram classificadas como aguardente de cana devido ao grau alcoólico superior ao limite para cachaça, atribuível a erros na destilação e não aos cortes da matéria-prima. Observou-se que a presença do meristema apical influenciou os níveis de álcoois superiores com valores mais altos nas amostras que continham essa parte da planta. Isso sugere que os aminoácidos presentes no meristema influenciam a formação desses compostos. As análises de Componentes Principais (PCA) e de Agrupamento Hierárquico (HCA) indicaram que a variedade da cana teve um impacto maior na qualidade do produto final do que as condições de corte da matéria-prima. Conclui-se que, ao comparar os cortes da cana-de-açúcar e a variedade, a última tem maior influência na qualidade da bebida do que os cortes da cana-de-açúcar.

A cachaça é uma bebida alcoólica bastante comum e conhecida pelos variados drinks que
podem ser feitos, obtida através da destilação do mosto fermentado da cana-de-açúcar. Este
cenário contempla a história do Brasil, pois reflete a cana-de-açúcar como a primeira indústria
globalizada transnacional, responsável por um dos ciclos econômicos mais valorizados na
formação da identidade brasileira. Os principais componentes da cachaça são água e etanol,
mas ela também contém outros constituintes que influenciam no sabor e aroma do produto,
além de incluir compostos heterocíclicos. Assim, estudos possibilitam o uso da cachaça e da
fração cabeça de cachaça como solventes para sínteses de interesse industrial, evidenciando seu
potencial econômico. Compostos orgânicos heterocíclicos, caracterizados pela presença de
heteroátomos (geralmente O, N ou S) na cadeia carbônica cíclica, são importantes na química
orgânica, contribuindo para boa parte de trabalhos publicados na área. Nesse contexto,
destacam-se os compostos derivados dos núcleos de piridina, quinolina e pirimidina, que podem
ser obtidos através das reações multicomponentes (RMCs), as quais desempenham um papel
importante na química verde. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi produzir os
compostos 1,4-diidropiridina, 3,4-diidropirimidinona e hexaidroquinolina em diferentes
solventes: etanol absoluto e acetonitrila (solventes convencionais) e fração cabeça de cachaça
e cachaça (solventes alternativos), avaliando a viabilidade dessas reações na presença da
cachaça e da fração cabeça de cachaça. Além disso, foi investigada a atuação do nitrato de
bismuto pentahidratado III (Bi(NO3)3.5H2O) como catalisador para as reações. Para esse fim,
foi realizada a síntese multicomponente das três moléculas. Os reagentes foram: aldeído
aromático, acetoacetato de etila e acetato de amônio para a 1,4-diidropiridina; aldeído
aromático, acetoacetato de etila, cicloexa-1,3-diona e acetato de amônio para a
hexaidroquinolina; e aldeído aromático, acetoacetato de etila e uréia para a 3,4-
diidropirimidinona. Esses reagentes foram misturados em um único frasco reacional com o
solvente e catalisador em um sistema de refluxo. Os produtos das RMCs foram confirmados
pelas caracterizações: calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia por
ressonância magnética nuclear (RMN de 1H e 13C) e espectroscopia na região do infravermelho
com transformada de Fourier (FTIR). As sínteses de RMCs utilizando etanol, acetonitrila,
fração cabeça de cachaça e cachaça como solventes foram bem-sucedidas, como evidenciado
pela presença de precipitado e pelos resultados de caracterização. A metodologia otimizada
favoreceu a produção do composto hexaidroquinolina com melhores rendimentos. Os
rendimentos com solventes alternativos foram superiores aos com solventes convencionais, e o
uso de 0,4% de nitrato de bismuto pentahidratado III mostrou-se eficaz como catalisador. A
fração cabeça de cachaça proporcionou rendimentos superiores ao etanol, apresentando-se
como uma alternativa ambiental e economicamente vantajosa para a indústria química. Diante
disso, os resultados mostraram que os solventes convencionais dessas reações apresentam
condições específicas de maior rendimento, e possibilitaram a proposta do mecanismo de
reação. Embora ainda haja muito a pesquisar sobre as melhores condições dessas reações, ficou
claro que contribuintes da cachaça tem influência direta no rendimento dessas RMCs.

Neste trabalho foi avaliado o potencial de usar um sensor de cor para identificar diferentes misturas de óleos vegetais e predizer níveis de pigmentos naturais em óleo de abacate. Os objetivos foram autenticar o óleo de abacate contra misturas contendo óleos de canola, girassol, milho, azeitona e soja, bem como explorar o uso do sensor de cor para predizer o conteúdo total de carotenoides e clorofila em azeites de abacate e oliva, além de sua cor espectrofotométrica total (CET). Os estudos envolveram medições de parâmetros RGB sob dois tipos de iluminação: UV (395 nm) e luz branca. Métodos de classificação, como Análise Discriminante Linear (LDA) e Máquina de Vetores de Suporte por Mínimos Quadrados (LS-SVM), assim como Regressão Linear Múltipla (MLR) e LS-SVM foram empregados para detecção e quantificação das misturas. Para predição de níveis totais de pigmentos foi utilizado MLR e LS-SVM usando diferentes parâmetros de cor (RGB, HSV ou L*a*b*). Em geral, os modelos LS-SVM superaram os de MLR e LDA, demonstrando boa capacidade de predição sem evidência de ajustes aleatórios, tanto para o estudo envolvendo misturas, quanto para o que envolveu pigmentos. No estudo com misturas, o modelo LS-SVM alcançou R² superior a 0,9 em todos os casos, inclusive na validação externa. Além disso, usando luz branca, os modelos LS-SVM produziram valores de raiz quadrada do erro-médio (RMSE) variando entre 1,17 e 3,07%, indicando boa acurácia na quantificação das misturas. Tais resultados demonstraram eficácia do sensor de cor na identificação de misturas de outros óleos vegetais em óleo de abacate, sugerindo seu potencial como uma alternativa eficiente e de baixo custo para autenticação de óleo vegetal. No estudo envolvendo o teor de pigmentos, diferentes métodos foram usados para determinar os teores de pigmentos usados como referência para a construção dos modelos. A iluminação UV demonstrou melhorar o desempenho preditivo do conteúdo total de clorofilas quando a resposta é baseada em métodos livres de solvente (métodos IUPAC e AOCS). Nos outros casos, a iluminação branca se mostrou mais apropriada. Dados de cor no sistema HSV foi mais afetivo para predizer clorofilas totais quando referenciadas em métodos livres de solvente (R² > 0,9 para validação externa). Dados RGB forma mais adequados para predizer CET e clorofilas totais referenciados em métodos que utilizam diluição com solvente (R² > 0,9 para validação externa). Finalmente, o conteúdo de carotenoides totais foi mais bem predito usando valores L*a*b* como descritores (R² de 0,8 para validação externa). Portanto, métodos de baixo custo baseados em um sensor de cor se mostrou uma alternativa promissora para a predição de pigmentos e CET em óleos vegetais, sem a necessidade de pré-tratamento da amostra ou diluição em solventes tóxicos.

 O rápido crescimento da população e os avanços tecnológicos das últimas décadas, contribuíram para que métodos efetivos para de geração de energia fossem desenvolvidos. Entre as principais fontes de geração de energia estão os combustíveis fósseis, que apesar do excelente desempenho energético, sua utilização como fonte de energia é alarmante, devido a poluição ambiental causada pela emissão de gases poluentes e os consequentes impactos a saúde humana. Diante desse senário, o desenvolvimento de tecnologias que priorizem a geração de energia limpa, indica a um novo caminho a ser explorado. Nessa perspectiva, o desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia é uma área em ascensão que busca viabilizar o máximo aproveitamento da energia gerada por fontes renováveis, intervindo nos problemas relacionados a produção intermitente de energia. Entre esses dispositivos estão os supercapacitores eletroquímicos, que se destacam-se devido à alta densidade de potência e longa vida útil, sendo ideais para aplicações em dispositivos eletrônicos, veículos elétricos, entre outros. Estudos recentes abordam a utilização de materiais de carbono derivados de biomassa para o desenvolvimento de eletrodos para supercapacitores eletroquímicos. A utilização de biomassa derivada de fungos para produção de materiais de carbono tem atraído a atenção devido ao rápido crescimento fúngico e a diversidades de fontes de biomassa como: micélios, hifas e corpo de frutificação. A biomassa fúngica também é aplicada na biossíntese de nanopartículas metálicas (NPsM), uma vez, que apresenta características sustentáveis de acordo com a química verde, buscando a redução ou eliminação de substâncias químicas perigosas, priorizando questões ambientais, econômicas e de eficiência. Assim o objetivo desse trabalho foi realizar a biossíntese intracelular de NPsM utilizando a biomassa do fungo Coprinopsis calospora (CPC), pertencente ao filo Basidiomycota, e do fungo Penicillium flavigenum (PCF), pertencente ao filo Ascomycota, a fim de produzir materiais de carbono com NPsM ancoradas e utilização no desenvolvimento de eletrodos para supercapacitores eletroquímicos de alto desempenho. Por meio dos resultados obtidos, foi possível constatar que a biossíntese intracelular das NPsAu e NPsAg mediada pela biomassa de micélios dos fungos CPC e PCF e a produção do CF foram realizadas com êxito. Por meio das caracterizações realizadas, verificou-se que a morfologia dos CF produzidos por meio dos fungos CPC e PCF, exibiu uma estrutura carbonácea porosa tridimensional com NPsM ancoradas. O tamanho médio das NPsAu presentes no CFCPC_NPsAu e no CFPCF_NPsAu foi de 17,45 nm e 15,32 nm, respectivamente. As NPsAg presentes no CFCPC_NPsAg e no CFPCF_NPsAg, exibiram tamanho médio de 17,60 nm e 10,55 nm, respectivamente. A avaliação de desempenho eletroquímico por VC dos eletrodos de carbono vítreo (ECV) modificados, evidenciaram que o ECV_CFCPC_NPsAu e ECV_CFCPC_NPsAg apresentam capacitância específica máxima de 179,00 F g^-1 e 208,33 F g^-1, respectivamente indicando um aumento de 28,40% e 24,0% em relação ao ECV_CFCPC nos respectivos eletrólitos de suporte avaliados. Os eletrodos construídos a partir dos CF do fungo PCF não apresentaram diferenças significativas com a presença da NPsM. Assim, foi constatada a dependência fúngica na síntese intracelular das NPsM assim como na sua estabilidade eletroquímica, influenciando significativamente no desempenho dos eletrodos modificados utilizados no desenvolvimento supercapacitores eletroquímicos. A estabilidade ao longo das análises para o ECV_CFCPC_NPsAu e o ECV_CFCPC_NPsAg foram avaliadas devido aos excelentes desempenhos eletroquímicos entre os eletrodos avaliados, exibindo retenção da capacitância máxima após 1000 ciclos de 97,67% e 98,68 % respectivamente.

Efluentes contendo metais tóxicos apresentam riscos tanto para os seres vivos como para o meio ambiente, novos biossorventes vem sendo vastamente testados no tratamento desses efluentes, por serem eficaz e de baixo custo. O objetivo desse trabalho foi sintetizar biossorventes a partir da polpa (BP) e da casca (BC) do fruto do jatobazeiro para remoção de Cr (VI) aquoso. Os dois biossorventes foram caracterizados através de espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), espectrometria de absorção atômica (AAS), análise termogravimétrica (TG) e análise térmica diferencial (DTA), ponto de carga zero (PCZ) e através da caracterização física e rendimento dos frutos. Testes de remoção de Cr (VI) foram realizados alterando o pH das soluções de cromo hexavalente, com base nos resultados dos experimentos verificou-se que a remoção ideal de íons Cr (VI) ocorreu em pH 3, para ambos biossorventes, sendo a remoção máxima de 91,2% para o BP e 95,5% para o BC. O processo de adsorção seguiu uma cinética de pseudo-segunda ordem tanto para os dois biossorventes. A adsorção de equilíbrio foi melhor representada pela à isoterma de Freundlich para ambos biossorventes. Os resultados encontrados confirmam que biossorventes produzidos a partir da polpa e da casca do fruto do jatobazeiro tem potencial para serem empregados na remoção de cromo (VI) em solução aquosa.

A banana, como a segunda fruta mais consumida globalmente, apresenta uma produção anual de 6,85 milhões de toneladas, gerando ao mesmo tempo resíduos consideráveis, destacando-se partes como o pseudocaule, folhas, raque e cascas. Este estudo propõe uma abordagem para mitigar tal impacto ambiental, visando à produção de biossorventes a partir desses resíduos, agregando valor comercial. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa consistiu na produção, caracterização e avaliação das capacidades adsortivas de biossorventes obtidos do pseudocaule da bananeira e das cascas de banana para a remoção do corante turquesa direto (TD) de matrizes aquosas. Para o pseudocaule, foram implementadas modificações químicas utilizando de peróxido de hidrogênio (PER) acidificado com ácido sulfúrico concentrado ou solução de glutaraldeído (GLU). O material in natura (BPC) e os materiais modificados foram posteriormente combinados com o polímero polietilenoimina, produzindo os materiais PC-PEI, PER-PEI e GLU-PEI. As cascas de banana foram submetidas a três condições distintas de pré-tratamento para posterior modificação com os surfactantes brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB), brometo de dodeciltrimetilamônio (DTAB) ou dodecilsulfato de sódio (SDS), produzindo respectivamente os materiais B-CTAB, B-DTAB e B-SDS. Os biossorventes foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura acoplada a espectroscopia de raios X por energia dispersiva (MEV-EDS), análise termogravimétrica (TGA), pH no ponto de carga zero (pH_PCZ), ângulo de contato e/ou titulação condutimétrica. Os biossorventes foram submetidos a estudos de adsorção para a determinação das condições ótimas de sorção para cada material bem como estudos de cinética e equilíbrio. Para os materiais derivados do pseudocaule, o biossorvente BPC apresentou remoção máxima de 34,31% (16,92 mg g^-1) em pH 2, enquanto os biossorventes PC-PEI, PER-PEI e GLU-PEI alcançaram remoções superiores a 89,9% em toda a faixa de pH estudado. Os estudos cinéticos apresentaram melhor ajuste ao modelo de pseudo-segunda ordem, com adsorção rápida até 120 minutos e alcance do equilíbrio por volta de 720 minutos em todos os materiais contendo o PEI. Nos estudos de equilíbrio, os materiais PC-PEI, PER-PEI e GLU-PEI apresentaram q_e máximo experimental de 188,2, 225,9 e 204,2 mg g^-1, respectivamente, com melhor ajuste ao modelo de Sips. Para os materiais derivados das cascas de banana, os resultados mostraram que o pré-tratamento utilizando a oxidação natural da biomassa apresentou a melhor performance que os demais pré-tratamentos em pH 2, sendo que o tratamento com o SDS não melhorou a eficiência sortiva do material. Os biossorventes B-DTAB e B-CTAB apresentaram remoção de 96,2% (pH 2) e 91,7% (pH 6), respectivamente. No estudo de equilíbrio, os materiais B-DTAB e B-CTAB apresentaram q_e máximo experimental de 24,89 e 134,9 mg g^-1, respectivamente, apresentando o melhor ajuste ao modelo de Sips. No ensaio em efluente têxtil, o biossorvente B-CTAB apresentou remoção de 60,6% da cor e 53,2% da turbidez. Dessa forma, os biossorventes obtidos a partir dos resíduos da cultura da banana se mostraram promissores para a aplicação na remediação ambiental para remoção de corantes aniônicos.

A piridina é uma molécula nitrogenada heterocíclica (NHC) pertencente a classe dos alcalóides, presente em plantas e no petróleo. Essa substância apresenta propriedades tóxicas, podendo causar doenças renais, hepáticas e levar a morte. No entanto, essa molécula é amplamente empregada em diversos setores industriais, gerando quantidades significativas de resíduos, que podem causar a contaminação de rios e solos. Por isso, a piridina é considerada um contaminante ambiental, fazendo-se necessário sua determinação em efluentes industriais. A determinação de piridina pode ser realizada por técnicas voltamétricas, que são rápidas, de menor custo, e podem apresentar sensibilidade e limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) próximos às técnicas cromatográficas. Para melhorar a seletividade e sensibilidade dessas técnicas modificações podem ser realizadas nos eletrodos de trabalho, utilizando materiais como o biocarvão, capaz de melhorar a interação do eletrodo com a molécula de interesse. Assim, o objetivo desse trabalho foi o desenvolvimento de um sensor eletroquímico de pasta de carbono modificado com biocarvão de tucumã (BT) para determinação de piridina em efluentes industriais. 

Azeites de oliva estão sujeitos a reações de oxidação e hidrólise. Essas reações resultam na formação de hidroperóxidos e ácidos graxos livres, compostos que interferem diretamente na qualidade, classificação e precificação do produto. A extensão da oxidação e da hidrólise pode ser medida por meio de parâmetros químicos de qualidade, denominados índice de peróxidos (IP) e acidez livre (AL), respectivamente. Os métodos padrão para determinação desses indicadores são baseados em titulações que, apesar da baixa complexidade analítica, demandam uma grande quantidade de reagentes e são susceptíveis a erros na detecção do ponto final. A fim de contornar tais desvantagens, essa pesquisa buscou o desenvolvimento de dois métodos inovadores, baseados em Colorimetria por Imagem Digital (CID) usando smartphones, para determinar o IP e a AL em azeites de oliva. No primeiro método, para a determinação do IP, foi construída uma curva analítica usando uma solução padrão de peróxido de hidrogênio. O iodeto de potássio foi empregado para a reação colorimétrica e as soluções fotografadas. Os parâmetros de cor das imagens foram calibrados contra a quantidade de miliequivalentes de O₂ nos padrões e a curva analítica usada para determinar o IP das amostras. No segundo método, para a determinação da AL, uma solução de ácido oleico foi utilizada para a construção de curvas de adição de padrão, empregando-se acetato cúprico para gerar um derivado de coloração azulada. As soluções foram fotografadas e o percentual de ácido oleico nos padrões calibrado contra os respectivos parâmetros de cor das imagens. Finalmente, a AL de cada amostra foi determinada por extrapolação das curvas. Os resultados obtidos revelaram métodos mais confiáveis e de execução mais simples que os comumente empregados, com R² de 0,97 e 0,99, e RMSE de 3,29 meq O₂/Kg e 0,08%, respectivamente. Os métodos ainda contribuem para a redução do custo e tempo analítico nos laboratórios.

O aumento da demanda por combustíveis e as preocupações relacionadas à intensificação dos gases causadores do efeito estufa têm levado a busca por fontes alternativas de combustíveis. Os biocombustíveis drop-in são uma classe de biocombustíveis que vem recebendo atenção. Eles são constituídos de biohidrocarbonetos líquidos funcionalmente equivalentes aos combustíveis de origem fóssil. Uma das rotas para obtenção de combustíveis drop-in é o hidroprocessamento de ácidos graxos e ésteres provenientes de triglicerídeos. As reações de obtenção dos combustíveis drop-in envolvem a desoxigenação (hidrodesoxigenação, descarbonilação e descarboxilação), craqueamento e isomerização. Catalisadores bifuncionais contendo sítios metálicos e sítios ácidos de Lewis e Brønsted podem ser aplicados para obtenção de combustíveis drop-in. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de catalisadores de Ni e Pt suportados em HY e sílica-alumina amorfa puras e modificadas com Nb₂O₅ sulfatado (SNb-HY e SNb-SiAl) no hidroprocessamento utilizando ácido oleico como molécula modelo. Os materiais obtidos foram designados como: Pt/HY, Ni/HY, NiPt/HY, Pt/SNb-HY, Ni/SNb-HY, NiPt/SNb-HY, Pt/SiAl, Ni/SiAl, NiPt/SiAl, Pt/SNb-SiAl, Ni/SNb-SiAl, NiPt/SNb-SiAl, e os suportes como HY, SNb-HY, SiAl e SNb-SiAl. Os teores de Ni e Pt são de 5% e 0,5% (m/m), respectivamente. Os materiais obtidos foram caracterizados por análise termogravimétrica, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios X (DRX), espectroscopia de reflectância difusa no ultravioleta visível (DRS UV-Vis), fisissorção de N₂, microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia eletrônica de transmissão-varredura (STEM), redução com H₂ à temperatura programada (TPR – H₂), dessorção de NH₃ à temperatura programada (TPD – NH₃) e adsorção de piridina seguida de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (Py-FTIR). As análises termogravimétricas revelaram que o grupo sulfato se decompõe acima de 550 ºC. Por meio das análises de FTIR foi observado ligeiro deslocamento da banda de absorção para o SNb-SiAl se comparado com a SiAl pura na região de absorção do grupo sulfato indicando a presença do grupo sulfato. As análises de DRX indicaram que o procedimento de sulfatação não provocou modificação da estrutura da HY e da SiAl. As análises de DRS UV-Vis permitiram confirmar os estados de oxidação do níquel e do nióbio. As análises de microscopia revelaram que parte da platina sofreu aglomeração e o níquel encontra bem disperso. A partir das análises de TPR – H₂ verificou-se que o grupo sulfato contribuiu para redução do níquel. Pelas análises de TPD – NH₃ e Py-FTIR verificou-se que os materiais sulfatados apresentaram tendência de maior acidez se comparado aos não sulfatados. Os catalisadores bimetálicos foram avaliados no hidroprocessamento do ácido oleico e os principais produtos identificados incluem o ácido elaidico, ácido esteárico, heptadecano e heptadecenos. Os catalisadores sulfatados apresentaram maior rendimento aos hidrocarbonetos se comparado aos não sulfatados. Sendo assim, os catalisadores de Ni e Pt suportados em HY e SiAl modificados com Nb₂O₅ sulfatado apresentam potencial aplicação para obtenção de combustíveis drop-in.

A contaminação dos alimentos por microrganismos tem causado perdas significativas às
indústrias, deteriorando os mesmos, bem como, produzindo micotoxinas. Os óleos
essenciais, uma mistura complexa de vários constituintes, desempenham um papel importante no controle da contaminação fúngica, devido às suas propriedades biológicas. O óleo essencial têm sido incorporado em nanofibras, visando maior estabilidade para este, evitando volatilização e degradação, bem como proporcionando uma liberação controlada dos seus compostos. Objetivou-se neste trabalho, extrair e caracterizar
quimicamente os componentes do óleo essencial de Rosmarinus officinalis e Callistemon
viminalis; produzir por meio da fiação por sopro em solução (SBS) nanofibras de poli
(ácido lático) (PLA) incorporados com os óleos essenciais; caracterizar físico-
quimicamente as nanofibras e avaliar a atividade antifúngica, antimicotoxigênica in vitro das
nanofibras, dos óleos essenciais, e do monoterpeno 1,8-cineol sobre Aspergillus carbonarius, Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus e Aspergillus westerdjikiae. Os óleos essenciais foram extraídos por hidrodestilação, caracterizados e quantificados por Cromatografia Gasosa acoplada ao Espectrômetro de Massas(GC/MS) e Cromatografia Gasosa com Detector de Ionização de Chamas(GC/FID). As nanofibras produzidas foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectrosocopia no Infravermelho (FTIR) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). As atividades antifúngica e antiocratoxigênica foram avaliadas pelo método de fumigação e a análise morfológica dos microrganismos por MEV. Os compostos majoritários encontrados no óleo essencial de R. officinalis foram 1,8-cineol e cânfora e para o óleo essencial de C. viminalis foram 1,8-cineol e α-pineno. As eletromicrografias mostraram aumento no diâmetro das nanofibras com óleo essencial. O potencial antifúngico foi significativo para todas as concentrações de óleo essencial e nanofibras testadas, sendo que, apenas para o fungo A. niger não ocorreu inibição do crescimento micelial. A produção de ocratoxina A dos fungos A. carbonarius, A. niger, A. ochraceus e A. westerdijkiae foi inibida pelos tratamentos com óleo essencial,
nanofibras incorporadas com óleo essencial e pelo monoterpeno 1,8-cineol. Os resultados
sugerem que os óleos essências e as nanofibras de PLA podem ser promissores
e viáveis de aplicação na indústria alimentícia para controle de fungos toxigênicos e da
ocratoxina A.

O formalismo HOMO-LUMO, desenvolvido mais como uma interpretação da reatividade, pode não ser adequado para descrever a reatividade de certas reações químicas. O conceito de FERMO, baseado em intuição química e em critérios de composição e localização para determinação correta do orbital molecular de fronteira que regula reações químicas, pode ser entendido como um complemento ao argumento HOMO–LUMO. O desenvolvimento do conceito do FERMO (Frontier Effective-for-Reaction Molecular Orbital) descreve a quebra e a formação de novas ligações químicas, fornecendo pistas importantes que modulam a reatividade química de átomos e moléculas. Por meio desse conceito, foi possível localizar os orbitais moleculares de fronteira envolvidos em reações de protonação de fenóis substituídos, uma vez que processos de protonação e desprotonação em moléculas aromáticas, como fenóis, são importantes em química orgânica e bioquímica. A análise foi realizada por meio do software MOLPROJ, para comparar os resultados computacionais com dados experimentais de RMN obtidos na literatura. Como resultado, foi obtido um percentual de acertos de aproximadamente 86% nos sítios de protonação. Em um outro estudo, analisamos as energias de ativação da reação orgânica entre o etileno e o nitrosoetileno, uma reação de Diels-Alder, catalisada por diferentes tipos de catalisadores: ácido de Lewis, campo elétrico orientado e substituintes doadores e retiradores de elétrons. Todos os cálculos foram realizados com o software Gaussian09. Os compostos foram totalmente otimizados usando o método Hartree-Fock restrito com o conjunto de base 6-31G. As energias de ponto único foram determinadas com o método MP3 e conjunto de base 6-31G. Foi observado que a barreira de ativação mais baixa foi encontrada quando o campo elétrico era aplicado, seguido pelo uso do ácido de Lewis. Vale a pena notar que o campo da catálise de campo elétrico ainda é relativamente novo, e pesquisas estão em andamento para explorar todo o seu potencial e aplicabilidade em diferentes reações químicas. Podemos perceber que a ideia FERMO é um conceito inovador que tem sido apontado como bastante promissor no estudo da importância dos orbitais moleculares para a reatividade química, e que tem sido aplicado com sucesso para descrever o comportamento ácido-base, reações químicas de compostos orgânicos e complexos inorgânicos, reações pericíclicas e sistemas biológicos. Compreender o comportamento dos
orbitais moleculares é fundamental para entender melhor a química. Portanto, essas investigações levam a novas perspectivas e novas ideias sobre a reatividade das moléculas.

A adsorção e degradação da molécula de Soman (Pinacolil metilfosfonofluoridato, C7H16FO2P) foi investigada utilizando as superfícies (001) de δ-FeOOH pura e modificada com nióbio aplicando cálculos computacionais baseados na teoria do funcional de densidade (DFT). Nós verificamos que a molécula de Soman adsorve nas superfícies pura e dopada por meio da interação principalmente via oxigênio fosforil (P=O) e grupos hidroxila da superfície. A degradação da molécula de Soman sobre as superfícies (001) de δ-FeOOH and Nb-δ-FeOOH foram avaliadas pelo estudo do caminho de reação, foi encontrado um estado de transição para ambas as superfícies, o que corresponde a um estiramento máximo do grupo F-P=O da molécula de Soman e a quebra de ligação do grupo hidroxila ligado ao Fe/Nb. A energia de ativação encontrada foi de 16.58 e 8.8 kcal/mol para superfície pura e dopada, respectivamente. Os produtos obtidos foram avaliados e caracterizados. Para ambas as superfícies, δ-FeOOH and Nb-δ- FeOOH (001), demonstraram grande potencial na adsorção e degradação do agente neurotóxico Soman, contudo a presença de Nb favoreceu ainda mais o processo.

As argilas sintéticas ou naturais, são abundantes, de baixo custo e acessíveis. Constituídas
basicamente por tetraedros de silício e octaedros de alumínio (2:1) coordenados a átomos de
oxigênio, na sua gênese pode apresentar substituições isomórficas que configuram uma carga
negativa as suas lamelas, e desse modo, existem cátions interlamelares compensadores de
carga que em solução aquosa são facilmente trocados por outros cátions. Uma das
modificações mais conhecidas é denominada de pilarização, onde agentes intercalantes de
polioxocations é trocada (inserida) aumentando o distanciamento entre as lamelas, e após
calcinação geram pilares de óxidos. O agente intercalante pioneiro é íon de Keggin, estrutura
complexa, contendo alumínio e oxigênio. Entretanto, com o passar do tempo, estudos
baseados na metodologia propuseram inserção de novos metais substituindo alguns ou todos
átomos de alumínio, por Ferro, Cromo, Manganês entre outros, por exemplo. No nosso
trabalho, utilizou-se da quimiometria, otimização de multivariáveis para prever possíveis
combinações de porcentagens de substituição de mol de Fe, para a inserção de Ni e Mn, e
além disso, buscou compreender qual a quantidade em mmol de íons totais por grama de
argila seria o ideal. Foram realizadas buscas bibliográficas para ponto de partida dos níveis
máximos e mínimos que seriam a faixa de trabalho. A partir dos dados originados, foram
preparados os agentes intercalantes para processo de pilarização, entretanto, apesar de parecer
simples a troca catiônica, são necessárias muitas etapas até a calcinação, onde são gerados os
óxidos dos metais inserido como pilares e/ou agregados na superfície da argila. Pode ocorrer o
colapso da estrutura ordenada da argila e na difração de raios-X indicar a não ocorrência dos
pilares, e sim uma desordem estrutural, com diminuição da intensidade e alargamento do pico
d(001), atribuído o nome de argila delaminada. Essas argilas podem ser utilizadas para
remoção de contaminantes orgânicos, visto que, mesmo em desordem, geram novas
porosidades e possibilidades de interação com o adsorvato. Nesta perspectiva, consta na
segunda parte deste trabalho, um artigo que contém a síntese, caracterização e testes
adsortivos de argila modificada com Fe, Ni e Mn para remoção do corante Azul de metileno,
em condições mais naturais possíveis abordando modelos cinéticos, isotérmicos,
termodinâmica e de citoxicidade. Estes estudos poderão ser utilizados como ponto de partida
para novos testes para adsorção de metais pesados e assim como testes de degradação em
sistemas distintos.

Neste trabalho, estudou a adsorção e degradação de agroquímicos como organofosforados, carbamatos e piretróides pela ferroxita e a hematita usando suas propriedades magnéticas. Foram realizados vários testes de laboratório como: síntese e determinação do potencial de carga zero da ferroxita, análises de adsorção de agroquímicos na presença e ausência de campo magnético no pH 5 e pH 10 e para degradação somente no pH 5. Na adsorção o melhor resultado foi na presença do campo magnético com ferroxita para o diazon 78,18% no pH 5 e bifentrina 71,52% no pH 10. Para degradação o melhor resultado foi o malation na presença do campo com ferroxita 50,70% com o volume de 0,1 mL de peróxido de hidrogênio enquanto o pior resultado foi para o tricloforne com nenhum resultado. No planejamento fatorial as variáveis investigadas foram o adsorvente, massa do adsorvente e campo magnético para adsorção, já para a degradação foi incluída o volume do peróxido de hidrogênio. A análise dos efeitos mostrou que o tipo de adsorvente e a presença do campo magnético foram os efeitos mais importantes para o diazon e carbaril, já para bifentrina a massa do adsorvente foi o efeito mais importante. Um modelo de otimização para a avaliação da massa utilizada em outros experimentos para adsorção e degradação foi realizado, sendo empregado um método univariado, mostrando que a melhor massa é 20 mg. Na degradação há aumento com a influência do adsorvente e massa de adsorvente, já para o volume do peróxido de hidrogênio há um efeito contrário para o propoxur. A interação entre adsorvente e sua massa são significativas apenas malation e bifentrina e contrário também para o propoxur. Já entre adsorvente e volume de peróxido de hidrogênio não é significativa para malation e propoxur e para bifentrina o efeito é negativo. A interação entre a mudança do adsorvente e a presença de campo magnético é significativa para todos os agroquímicos testados. A observação demonstra que a inclusão do campo magnético na presença de ferroxita aumenta a degradação dos agroquímicos.

No presente trabalho, o resíduo da siderurgia, pó de aciaria elétrica (PAE), rico em óxido de zinco foi utilizado como fotocatalisador em reações de degradação de contaminates orgânicos e inorgânicos e também foi aplicado como fertilizante no cultivo de feijão carioca. Para isso, diferentes classes de contaminantes orgânicos foram utilizadas para avaliar a eficiência do resíduo como fotocatalisador, entre elas o corante Preto Reativo 5 (PR5), o fármaco Oxitetraciclina (OTC) e o herbicida Atrazina (ATZ). Além do PAE puro, outros materiais foram utilizados como fotocatalisador. O PAE também teve sua superfície modificada com diferentes teores de prata metálica (0,25; 0,5; 1,0; e 2,0 % Ag/PAE), para obtenção de materiais mais eficientes. O PAE e os materiais modificados com prata foram caracterizados por fluorescência de raio X, difração de raio X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. Essas técnicas confirmaram o teor de zinco do resíduo e o de prata fotodepositado nos materiais (que apresentou valores próximos aos calculados). Os resultados de degradação mostraram que quanto o maior teor de prata, maior a eficiência fotocatalítica. Uma vez que o material 2,0 Ag/PAE apresentou uma constante cinética três vezes maior, na degradação do PR5 do que quando comparado ao PAE. O PAE também foi utilizado na redução de Cr(VI) a Cr(III). Para isso, diferentes parâmetros foram avaliados, como: a presença de agente de sacrifício (ácido fórmico (AF) e ácido malônico (AM)), o pH do meio reacional (2; 4; 6 e 8), massa de fotocatalisador (0,05; 0,1; 0,2 e 0,4 g) e concentração inicial de Cr(VI) (5; 10 e 20 ppm). As reações de redução do metal, mostraram que as melhores condições são na presença do agente de sacríficio AM, em pH 2, com 0,2 g de PAE e na concentração de 5 ppm, reduzindo 100% do Cr(VI) em aproximadamente 130 min de reação, com radiação UVC em 51 W. O PAE também foi aplicado como fertilizante no plantio de feijão carioca. Ele foi submetido a uma rota de extração de zinco, da qual obteve-se diferentes frações ricas nesse micronutriente, o PPT 3, PPT 3C, PPT5 e PPT5C. Esses foram aplicados como tratamento no solo e demonstraram potencial como fertilizante a base de Zn. A aplicação das frações PPT 5 e PPT 5C, apresentaram resultados próximos aos obtidos com fertilizantes sintéticos. Assim, com os resultados obtidos nas dferentes aplicações do PAE, observa-se que sua reciclagem e utilização em processos de descontaminação ambiental (fotocatalisador) e no solo (fertilizante), traz vantagens, uma vez que proporcionam um destino nobre a um resíduo.

A doença de Alzheimer (DA) afeta uma grande parte da população mundial, com impactos sociais e econômicos. Uma das hipóteses etiológicas propõe que existe uma ligação entre DA e diabetes mellitus tipo 2 (DMT2), embora o mecanismo ainda não tenha sido desvendado. Estudos mostram que complexos de vanádio, como o BMOV e o VO(metf)₂·H₂O, são agentes potenciais contra este distúrbio neurodegenerativo. Dessa forma, as simulações de Dinâmica Molecular (DM) são vantajosas para obter informações sobre a estrutura e interação destes complexos com os alvos biológicos envolvidos no processo, nesse caso, AMPK e PTP1B. Entretanto, as DMs dependem da escolha de bons campos de forças. Portanto, o presente trabalho visa desenvolver parâmetros de campo de força AMBER para BMOV e VO(metf)₂·H₂O, uma vez que a literatura carece de tais informações sobre complexos metálicos. A partir de cálculos quanto-mecânicos, foram encontradas estruturas com mínimos de energia global, empregando o nível de teoria B3LYP/def2-TZVP mais ECP para o átomo de vanádio. As cargas RESP e os cálculos da matriz de Hessiana foram realizados usando os mesmos funcional e função de base. Os valores das constantes de força foram obtidos através da diagonalização da matriz de Hessiana e os parâmetros de Lennard-Jones foram atribuídos com base no GAFF, para todos os átomos, exceto vanádio. A fim de validar os campos de força desenvolvidos, foram realizadas simulações de DM no vácuo e em temperatura ambiente. Depois disso, foram realizados cálculos de DMs a fim de adquirir informações sobre as interações relevantes entre os complexos de vanádio e as proteínas associadas a estas duas condições. Os novos modelos desenvolvidos e relatados por este trabalho se mostraram eficientes para descrever as moléculas sob estudo, quando comparadas aos dados experimentais e as referências quânticas. Além disso, grandes insights sobre o comportamento dos sistemas, tais como resíduos relevantes que interagem com BMOV e VO(metf)₂·H₂O são relatados. Espera-se que este trabalho possa ajudar a motivar trabalhos futuros envolvendo complexos de vanádio para o tratamento DA.

As plantas correspodem a uma valiosa fonte de moléculas bioativas com função na prevenção e tratamento de diversas doenças. Nesse contexto, as plantas condimentares se destacam pela produção de grandes quantidades de agentes antioxidantes, anti-inflamátorios e antimicrobianos. Espécies como Laurus nobilis, Ocimum basilicum, Origanum vulgare, Petroselinum crispum, Rosmarinus officinalis, Salvia officinalis e Thymus vulgaris são ricas em compostos fenólicos. E tem sido usadas na medicina popular para tratamento de desordens digestivas e gastrointestinais, com funções anti-inflamatória, cicatrizante e microbicida. De igual importância, os probióticos exercem efeitos benéficos sobre a microbiota intestinal e funcionalidade do trato intestinal, com função adjuvante aos tratamentos com antibióticos e anti-inflamatórios. As fosfolipases A₂ (PLA₂s) e proteases são enzimas que participam de diferentes processos fisiológicos no organismo humano. Tais como coagulação, cicatrização e regeneração tecidual, e defesa, sendo importantes alvos no estudo mecanicista de diversas patologias e para o desenvolvimento de novos fármacos. O alto grau de homologia existente entre enzimas presentes em peçonhas de serpentes e enzimas humanas, aliado a grande facilidade de obter estas enzimas para utilização em estudos científicos, fazem destas poderosas ferramentas laboratoriais para o estudo de compostos com potencial clínico-farmacêutico. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de extratos de plantas condimentares e probióticos sobre a atividade de enzimas presentes na peçonha de Bothrops moojeni, visando caracterizar ações farmacológicas exercidas pelos extratos. Desta maneira, foi realizada atividade PLA₂s, hemolítica, anti-inflamatória, trombolítica e coagulante nos extratos de plantas condimentares. Todas as doses dos extratos avaliados tanto na ausência como na presença de probiótico exerceram inibições entre 15% e 56% sobre a atividade de PLA₂s induzida pela peçonha de B. moojeni, mesmo quando submetidos a diferentes pHs, com excessão apenas do extrato de R. officinalis em pH 8,0. Para a atividade hemolítica, com adição ou não do probiótico, durante as incubações, todos os extratos apresentaram inibições siginificativas, que ficaram entre 19% a 60% nas diferentes doses avaliadas. Na atividade anti-inflamatória, todos os extratos inibiram a hemólise na ausência e presença de probiótico, mas os melhores resultados foram para os extratos de L. nobilis, O. basilicum, P. crispum e R. officinalis na menor dose apresentando os menores valores de hemólise entre 0,82% a 15,63%. Todos os extratos apresentaram atividade trombótica e anticoagulante significativa tanto na ausência como presença de probiótico, exceto a P. crispum que apresentou atividade coagulante na presença de probiótico. Os resultados demonstram o potencial dessas plantas modular a atividade de enzimas que atuaram na fisiologia humana, sobretudo nos processos de hemostase e resposta inflamatória. No entanto, futuros estudos devem ser realizados, ampliando assim os conhecimentos sobre seus mecanismos de ação e possibilitando futuras aplicações na área da saúde humana.

The search for natural-based compounds presenting pesticide activity has intensified in
the last decade. However, the lack of comparative toxicological studies is a limiting
factor for their commercialization. The aim of this study was to compare the toxicity of
carvacrol (natural), acetylcarvacrol (semi-synthetic), and fipronil (synthetic) employing
two models: human blood and developing zebrafish (Danio rerio). A series of
concentrations was used to evaluate the effects of these chemicals on hemolytic activity,
erythrocyte morphology, leucocyte viability, and DNA fragmentation. In the zebrafish
model, we assessed survivability, hatchability, malformations, morphometrics,
behavior, mitochondrial bioenergetics, apoptosis, reactive oxygen species as well as
gene expression. Our findings suggest that fipronil presents relatively high toxicity to
human blood cells compared to the other chemicals. Carvacrol at high concentrations
was also toxic, but its use at low concentrations as well as its acetylated derivative
caused reduced damage to blood cells. In the zebrafish model, fipronil exhibited high
acute toxicity following seven days of continuous exposure. It also affected the
expression of genes related to mitochondrial activity, decreased swim bladder surface
area, induced reactive oxygen species, and hypoactivity in the visual motor response
test. Carvacrol and acetylcarvacrol were considerably less toxic to developing zebrafish
compared to fipronil. Acetylation of carvacrol was also responsible for a reduction in
lethality. Taken together, our results show that carvacrol and acetylcarvacrol are safe
replacements for fipronil due to their reduced toxicity in the two models evaluated.
Moreover, chemical modification of a natural compound such as carvacrol would seem
to be a promising alternative to improve its biological activity and reduce its toxicity to
non-target organisms.

A busca de alternativas para a eliminação de problemas ambientais provocados pelos resíduos sólidos
oriundos de polímeros não biodegradáveis tem despertado o interesse da indústria de alimentos e o
interesse por pesquisas associadas a embalagens biopoliméricas. Atrelado à demanda ambiental a
sociedade busca cada vez mais por alimentos saudáveis. Neste sentido a utilização de bionanocmpósitos
se torna uma possibilidade viável para o desenvolvimento de novas embalagens ativas. Dessa maneira
este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de embalagens ativas com ação antimicrobiana e
antioxidante para aplicação em alimentos com alto teor de gorduras e umidade. Serão produzidos
bionacompósitos de biopolímeros como pectina e acetato de celulose contendo nanemulsão de óleo de
pracaxi e nanorgila. Dessa forma será investigado o efeito das nanoestruturas na termodinâmica de
sorção de água, permeabilidade ao vapor de água e energia de superfície dos filmes. Além disso, os
bionanocompósitos serão aplicados como embalagens de produtos como manteiga e apresuntado de
forma a avaliar sua ação antioxidante e antimicrobiana no tempo de prateleira destes produtos.

O problema de resistência de ervas tem causado significativa preocupação e orientado cada vez mais estudos referentes a compostos herbicidas. No objetivo de propor novos candidatos para superar esse problema recorrente na classe das tricetonas, dois conjuntos de moléculas foram submetidos a uma modelagem MIA-QSAR. Os descritores inicialmente obtidos em valores de pixels da escala RGB foram traduzidos a fim de considerar os efeitos de eletronegatividade (ε), raio de van der Waals (r _vdW) e a razão r _vdW /ε, e posteriormente submetidos ao método PLS de regressão, com validação realizada a partir de procedimento de randomização amostral. Os resultados obtidos em ambos os conjuntos demonstram que os três parâmetros avaliados contribuíram significativamente para a atividade observada dos compostos, com o conjunto de atividades em pIC₅₀ apresentando melhores valores para o parâmetro r _vdW /ε, cuja média para 15 ciclos foi PLS = 3,33, R² = 0,823 ± 0,022, Q² = 0,685 ± 0,027, R² _pred = 0,702 ± 0,099, sendo todos os valores aceitáveis por estarem acima de 0,6. No conjunto de atividades referentes a pK_i, apenas um modelo demonstrou ser preditivo, gerando valores de validação de R² = 0,7180, Q 2 = 0,5090, R² _pred = 0,7101. Os MIA plot’s b e VIP foram empregados para avaliar a influência dos substituintes sobre as variáveis de resposta e, subsequentemente, para a proposição de novos candidatos; foram obtidas 8 e 14 estruturas com melhor atividade que o composto comercial padrão mesotriona para os conjuntos contendo atividades in vitro em pIC₅₀ e pK_i respectivamente. Análises de docking molecular foram realizadas de modo complementar, visando a investigação de interações das moléculas propostas com o sítio ativo da enzima hidroxifenilpiruvato dioxigenase (HPPD), indicando que, para ambos os conjuntos, as propostas de melhor atividade apresentaram maior estabilidade no complexo enzimático que a estrutura de maior atividade do conjunto total e o composto padrão mesotriona. A síntese química dos compostos torna-se, portanto, promissora na validação das evidências teóricas apresentadas no presente trabalho.

Os óxidos de ferro, dentre eles a magnetita (Fe3O4), tem despertado grande interesse devido as suas propriedades magnéticas, elétricas, físico-químicas e morfológicas além da possibilidade de serem aplicados em diversos processos os quais se destacam a adsorção e a catálise, como também podem ser usados na indústria de uma forma geral, o que torna esses materiais muito importantes tanto do ponto de vista científico quanto tecnológico. Da mesma forma, os surfactantes que são empregados no intuito de reduzir a tensão superficial entre compostos com polaridades distintas ou ainda Portanto, o presente trabalho, teve por objetivo sintetizar óxido de ferro puro e óxidos de ferro dopados com nióbio, lantânio e nióbio/lantânio afim de verificar como materiais dopados tem sua eficiência catalítica melhorada e realizar um estudo preliminar sobre a formação de micelas com o íon complexo de ferro (III) e ácido dipicolínico [Fe(PDC)2] + e o Tween 80, visando o aumento da estabilidade do [Fe(PDC)2] + , para que o mesmo pudesse atuar em um maior número de ciclos catalíticos na degradação do corante modelo azul de metileno (AM). Os materiais dopados foram sintetizados pelo método de coprecipitação inversa conforme a metodologia proposta por Jolivet & Tronc (1987) e foram denominados como MagPura, MagNb, MagLa e MagNb-La respectivamente. As seguintes técnicas foram utilizadas para caracterização: espectroscopia na região do infravermelho (FTIR/ATR); microscopia eletrônica de varredura (MEV); espectroscopia de energia dispersiva (EDS); difração de elétrons retroespalhados (EBSD); difração de raios-X (DRX). Afim de avaliar a atividade catalítica do material para oxidação de compostos orgâncios foram feitos testes de adsorção, degradação, fotocatálise e reação foto-Fenton utilizando o corante azul de metileno (AM) como molécula modelo de poluente colorido. Além disso, também foi feito teste de evolução de peróxido de hidrogênio (H2O2) como forma também de avaliar a atividade catalítica dos materiais. O método de coprecipitação inversa se mostrou bastante eficiente obtendo como resultado um material de coloração escura e aspecto fino com rendimento em torno de 80%. A capacidade de remoção do MagNb foi maior que dos demais materiais e por isso Outros testes e caracterizações foram conduzidos. Assim, em relação aos complexos a concentração micelar crítica (CMC) foi determinada, por meio da medida da condutividade. Os resultados mostram que o complexo [Fe(PDC)2] + teve uma maior atividade catalítica na presença dos surfactantes comparada com a atividade na ausência destes, visto que um maior turnover catalítico foi observado no decorrer de seis ciclos de reuso do material. Em relação a CMC encontrada para o Tween 80, o valor encontrado foi 7x10-4 Mol.L-1 , sendo este valor superior ao encontrado na literatura. Portanto, é possível concluir, que o surfactante utilizado no estudo preliminar foi capaz de proteger o catalisador na reação de oxidação do AM.

Os contaminantes emergentes, como os hormônios desreguladores endócrinos, são compostos detectados em baixas concentrações (ng L^-1 – μg L^-1), e que provocam diversas perturbações ambientais, especialmente aos recursos hídricos. Devido à sua baixa solubilidade em água, esses poluentes tendem a se acumular naturalmente nos sólidos em solução, de tal forma que a adsorção é uma abordagem de tratamento promissora. Neste sentido, visando o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis, que englobem o tratamento dos poluentes e também o reaproveitamento de resíduos agroindustriais, cascas residuais de pitaia de polpa vermelha (Hylocereus Polyrhizus) in natura (IN) e pós tratamento alcalino (CT), foram investigadas quanto à eficiência de remoção do hormônio desregulador endócrino 17-α-metiltestosterona em solução aquosa. Efeitos da quantidade de biossorvente, da concentração inicial e do pH do meio foram avaliados e indicaram as melhores condições para realização dos estudos. As caracterizações apontaram mudanças na superfície do material após processo de tratamento alcalino, em que se observou a formação de microporos, além de alterações na composição e estabilidade térmica da biomassa. Análises de infravermelho após a adsorção revelaram a influência dos grupos funcionais -OH de fenóis e álcoois, C=O de ácidos carboxílicos e esteres e ligações associadas a anéis aromáticos na remoção do hormônio. O processo de transferência de massa mostrou-se governado por uma cinética de pseudo-segunda ordem em que a etapa lenta correspondeu à formação de ligações químicas. O estudo isotérmico revelou alta eficiência em baixas concentrações atingindo o equilíbrio rapidamente, no qual a remoção ocorreu em sítios homogêneos com formação de monocamada. De acordo com ajuste ao modelo de Dubinin-Radushkevich para o material tratado, os microporos formados pela modificação química tiveram relevância na remoção da metiltestosterona. Estes resultados, associados às baixas concentrações em que os contaminantes emergentes são encontrados, sinalizam o biossorvente de pitaia como uma alternativa potencialmente vantajosa e de baixo custo para remoção do hormônio.    

A cadeia do agronegócio é composta pelos diversos setores produtivos que se baseiam em atividades agrícolas e pecuárias. Esse setor econômico tem se fortalecido no país com reflexos diretos no aumento de produtividade. O Brasil tornou-se uma grande potência do agronegócio o que impactou positivamente na exportação de alimentos. O café é um dos alimentos mais consumidos diariamente, preponderantemente após a torrefação, moagem e infusão do grão. Este produto também está na lista de suprimentos básicos, tornando-se uma das bebidas mais apreciadas de todo o mundo. O café pode vir de diversas regiões agrícolas e possuir características peculiares derivadas dos locais onde são produzidos os grãos. Portanto, a determinação de nutrientes inorgânicos em grãos de café torrados e moídos e prontos para o consumo humano apresenta importância nutricional, assim como para o estabelecimento de protocolos analíticos que permitam a determinação da origem dos grãos a partir da composição química dos mesmos. Os métodos analíticos comumente utilizados em laboratórios de rotina para a determinação do teor de nutrientes inorgânicos em amostras de alimentos baseiam-se em etapas de preparo de amostras morosas que envolvem a digestão ácida dos alimentos previamente secos e moídos seguida pela quantificação elementar. Neste estudo, foram avaliadas estratégias analíticas para a determinação de macronutrientes inorgânicos (P, K, Ca e Mg) em amostras comerciais de café torrado e moído por Espectrometria de Fluorescência de raios X (XRF) portátil usando dois equipamentos comerciais. Foram testadas duas estratégias de calibração: i) construção de modelos de calibração com o uso de materiais de referência certificados (CRMs) de material vegetal; ii) obtenção de curvas de calibração com compatibilização de matriz, em que as amostras de grãos de café torrados e moídos foram submetidas à infusão e os teores dos analitos foram determinados pelo método de referência (digestão ácida em bloco digestor com o uso de ácido nítrico e peróxido de hidrogênio seguida pela
quantificação por ICP OES). Nesse método, foram construídos os modelos de calibração usando os
valores de referência e os sinais analíticos obtidos com o uso dos instrumentos portáteis. As amostras (CRMs, grãos de café torrados e moídos e “borra” de café) foram prensadas com o uso de uma prensa pneumática e uma base de ácido bórico foi feita para conferir integridade física às amostras teste. As amostras foram irradiadas por 50 s com o uso dos equipamentos em duas condições experimentais: tensão do tubo de raios X de Rh de 15 kV e de 50 kV. Modelos de calibração com excelente linearidade foram obtidos (r > 0,90) para todos os analitos investigados. O método proposto apresentou exatidão apropriada e atendeu aos preceitos da Química Analítica Verde, pois não prevê a geração de resíduos tóxicos e pode ser utilizado em laboratórios de rotina para a determinação de macronutrientes inorgânicos (especialmente P, K e Mg) em amostras de café torrados e moídos e nos resíduos gerados pela infusão do café (“borra”), um insumo que pode ser aproveitado como fertilizante agrícola.

A bebida obtida através do processo de fermentação com posterior destilação da cana-de-açúcar é denominada de Cachaça ou Aguardente de cana. A matéria-prima para a produção do destilado é a cana-deaçúcar (Saccharum spp.), uma cultura tropical considerada cianogênica, ou seja, podem estar presentes em sua composição glicosídeos cianogênicos como Dhurrin e Linamarin. Já foi comprovado que a presença desses compostos pode estar associada a formação de carbamato de etila (CE), um contaminante carcinogênico para humanos, classificado como grupo 2A pela International Agency for Research on Cancer (IARC). O presente trabalho teve como objetivos identificar e quantificar Dhurrin e Linamarin em diferentes variedades de cana-deaçúcar e em diferentes partes das canas (pontas e colmos), a fim de correlacionar esses glicosídeos com a formação do carbamato de etila durante o processo produtivo das cachaças. Foram elaborados vinte e cinco extratos das variedades mais utilizadas para a produção de cachaça, onde foi identificado somente o glicosídeo Dhurrin em concentrações variando de não detectado (ND) a 0,0731 mg mL-1 para as pontas e ND a 0,0295 mg mL-1 para os colmos. O Linamarin não foi encontrado em nenhum extrato. Paralelamente, coletaram-se amostras de cachaças comercializadas para determinação da influência dos glicosídeos cianogênicos com a formação de carbamato de etila na bebida e dos congêneres na bebida. As amostras foram submetidas as análises físico-químicas e cromatográficas para identificação dos PIQs (Padrões de Identidade e Qualidade). Três amostras não atenderam aos padrões para a graduação alcoólica (37,06; 37,38 e 37,51%). Em relação aos contaminantes, algumas amostras não atenderam a legislação para álcool sec-butílico e acroleína. Todas as amostras atenderam a legislação em relação ao CE com valores variando de ND a 7,10 μg L-1. Conclui-se, portanto, que não é a variedade de cana que vai influenciar na formação ou ausência do carbamato de etila nas cachaças, mais sim todo o processamento para elaboração das bebidas.

   Os nematoides fitoparasitas (NFPs) são organismos microscópicos que habitam o solo e os tecidos vegetais. Dentre tais organismos se destacam aqueles dos gêneros Meloidogyne e Heterodera, pois afetam a mais de 2500 espécies diferentes de plantas, gerando perdas econômicas mundiais acima de US$100 bilhões por ano. No Brasil, esses nematoides constituem uma notável ameaça para o progresso e a seguridade alimentar do país. Os métodos mais populares para os seus controles se baseiam no uso de nematicidas químicos. Quase a metade do mercado global de nematicidas, que corresponde a US$ 1 bilhão por ano, é usado para o controle desses nematoides. No entanto, com o aumento dos requisitos da segurança alimentar e de proteção ambiental, vários desses nematicidas não são mais considerados adequados para a agricultura moderna. Em decorrência, a demanda por novos nematicidas tem aumentado, o que fez surgir produtos como a fluazaindolizina (SalibroTM) e o tioxazafeno (NemaStrikeTM), os quais têm sido considerados como seguros pelas agências de controle e proteção ambiental. Porém, não se sabe ainda quais seriam seus possíveis mecanismos de ação em NFPs. Consequentemente, tem-se como objetivo principal deste trabalho identificar os possíveis alvos enzimáticos desses nematicidas. Para isso, empregou-se a abordagem in silico, que abrangeu: busca farmacofórica, modelagem molecular de proteínas e docking molecular. Na busca por inibidores de enzimas farmacoforicamente semelhantes ao tioxazafeno e à fluazaindolizina, foram identificados o 4-bromo-6-(6-hidroxi-1,2-benzoxazol-3-il)benzeno-1,3-diol (BXZ:PDB) e a 7-cloro-4-(3-metoxianilino)-N-(4-metoxifenil)sulfonil-1-metilindol-2-carboxamida (EW0:PDB), com escores de Tanimoto de 0,52 e 0,40, respectivamente. BXZ é um potente inibidor (IC50 = 190 nmol/L) de enzimas chaperona do tipo Hsp90; em quanto que EW0 é um forte inibidor da enzima chave da gliconeogênese, a frutose 1,6-bisfosfatase (FBPase; IC50 = 29 nmol/L). Em enzimas Hsp90 não produzidas por NFPs, os resultados de docking molecular mostraram que o tioxazafeno liga-se a tais enzimas com a mesma energia de afinidade do que BXZ (-7,5 kcal/mol), o que sugere que o tioxazafeno pode agir como inibidor de chaperonas do tipo Hsp90. Por outro lado, nas Hsp90 de H. glycines os resultados dependeram do estado conformacional do domínio N-terminal (DNT) das Hsp90 modeladas a partir das sequencias selecionadas. Em modelos Hsp90 com a região DNT em estado fechado não houve diferença estatística significativa quando comparada a energia de afinidade com aquela obtida nas Hsp90 de mamíferos; porém, nos modelos Hsp90 com a região DNT em estado aberto a energia de afinidade foi estatisticamente diferente (-6,5 kcal/mol). A fluazaindolizina, por outra parte, ligou-se as enzimas FBPase não produzidas por NFPs com uma energia meia de afinidade de -8,0 kcal/mol. Nas FBPases produzidas por M. graminicola e M. entrelobii, e que foram modeladas até obter a sua estrutura quaternária, as energias de afinidade calculados não foram estatisticamente diferentes as obtidas nas FBPases não provenientes de NFPs. Comparada com potentes inibidores FBPase, a fluazaindolizina esteve entre os três melhores resultados de afinidade registrados em ambos os softwares de ancoramento empregados. A metodologia aqui empregada mostra que os resultados obtidos estão em concordância com as características farmacofórica dos compostos BXZ e EW0. O tioxazafeno, ao igual que outros benzisoxazoles conta com as características estruturais necessárias para agir como antagonista competitivo do ATP em enzimas Hsp90. Por outro lado, a fluazaindolizina, ao igual que outras sulfonilcarbaxamidas, conta com as qualidades necessárias para ser um potente inibidor de enzimas FBPases.   

Os compostos organofosforados empregados como agentes de guerra estão entre as substâncias químicas mais tóxicas conhecidas. Essa toxicidade é devida à sua capacidade de se ligar à acetilcolinesterase (AChE), podendo conduzir à uma inibição irreversível desta enzima, que resulta na síndrome colinérgica. Os tratamentos utilizados atualmente ainda apresentam limitações. Como alternativa, a comunidade médic e científica de diversas áreas, estão investigando enzimas como sequestradores naturais (bioscavengers) para uso em tratamentos profiláticos e terapêuticos, e neste quadro incluem-se as fosfotriesterases (PTEs). A fim de ampliar as estratégias de utilização da biorremediação, propôs-se avaliar o potencial das enzimas DFPase e OpdA em degradar agentes dos nervos. Estudos encontrados na literatura apontam ambas as enzimas com bom potencial de degradação. Com base no exposto e considerando a necessidade de pesquisas mais profundas, esse trabalho se apoiou na utilização de metodologias teóricas para investigar os modos de interação das enzimas com os OPs Tabun, Soman, Sarin e Ciclosarin, utilizando como base estudos experimentais para a validação da pesquisa. Cálculos de ancoramento molecular e QM/MM, principalmente, respaldam as análises, sendo suportados por ferramentas de quimiometria, AIM e Fermo, a fim de garantir um suporte complementar. Nossos achados apontam resultados promissores para a degradação catalítica dos agentes neurotóxicos em estudo. Além disso, sugerem, com relação ao desempenho das duas enzimas, que a eficiência de degradação, depende fortemente da estrutura do agente OP e de sua estereoquímica. Dessa forma, acredita-se que a pesquisa trouxe contribuições significativas para uma compreensão mais profunda do processo de biodegradação de agentes nervosos de guerra por meio de enzimas, uma vez que dispõem de informações que podem contribuir para a modificação estrutura enzimática, visando biodegradações mais eficientes. 

Os fitoterápicos são medicamentos elaborados a partir de plantas medicinais, ou de seus derivados, sendo estes uma alternativa viável, eficaz e segura de terapia. As doenças inflamatórias têm afetado de forma crescente a população mundial, destacando a necessidade de desenvolvimento e aplicação de tratamentos alternativos ou adjuvantes. Com base em conhecimentos populares e informações científicas, espécies do gênero Uncaria possuem grande potencial farmacológico. As espécies Uncaria tomentosa e Uncaria guianensis, popularmente conhecidas como unha-de-gato, são plantas medicinais ricas em compostos bioativos com propriedades anti-inflamatórias, e são amplamente utilizadas para o tratamento de dores articulares e musculares. Desta maneira, objetivou-se neste trabalho caracterizar os compostos fenólicos por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e avaliar os efeitos in vitro dos extratos aquosos de fitoterápicos a base de U. tomentosa e U. guianensis sobre fosfolipases A₂ e proteases (envolvidas na hemostasia e inflamação), utilizando peçonha de Bothrops moojeni como ferramenta laboratorial. O extrato aquoso de U. guianensis apresentou maior teor de compostos fenólicos detectados por CLAE. Os extratos, em diferentes doses, inibiram significativamente a atividade fosfolipásica, hemolítica e proteolítica induzida pela peçonha de B. moojeni. No ensaio de hemólise térmica, as maiores doses dos extratos exerceram maior efeito protetor nas membranas eritrocitárias. Para a atividade trombolítica foi observado inibição significativa apenas na maior dose de extrato aquoso de U. guianensis e os controles com os extratos puro apresentaram ação trombolítica. Ambos os extratos foram capazes de prolongar o tempo de coagulação, induzido pela peçonha de B. moojeni. Os resultados demonstram que os extratos aquosos de fitoterápicos a base de U. tomentosa e U. guianensis apresentaram ação moduladora sobre fosfolipases A₂ e proteases, sendo assim, esses fitoterápicos são uma alternativa promissora em mecanismos relacionados a hemostasia e processos inflamatórios. No entanto, estudos complementares são necessários para ampliar a caracterização e mecanismos de interação dos fitoterápicos a base de unha-de-gato, visando a comprovação terapêutica do uso e os benefícios à saúde humana, atribuídos a eles.

O selênio é um micronutriente para os seres humanos que ganhou destaque no âmbito acadêmico mundial, pois a sua deficiência está relacionada a algumas patologias do organismo. Estudos recentes não só buscaram a melhor compreensão das funções do Se no corpo humano, mas também a proposição de estratégias para incremento da sua ingestão, especialmente na alimentação. Desta forma, estudos de biofortificação de selênio em alimentos-base foram realizados nas últimas décadas e seguem até os dias atuais. Diversos estudos conseguiram elevar os teores do nutriente nos alimentos por meio de biofortificação, porém ainda são escassos os estudos que se dedicaram à avaliação das espécies químicas deste elemento que são acumuladas nos grãos de cereais. Compostos orgânicos presentes nos alimentos são absorvidos mais facilmente pelo organismo, quando ingeridos. Portanto, é importante realizar ensaios de bioacessibilidade nos alimentos biofortificados para avaliar a eficiência da biofortificação do alimento com espécies inorgânicas de selênio como selenato e selenito. O arroz é um dos alimentos básicos mais consumidos no Brasil. Desta forma, a biofortificação deste grão pode mitigar o problema de baixa ingestão de selênio pela maior parte da população. O objetivo deste trabalho, portanto, foi realizar ensaios de bioacessibilidade de selênio em grãos de arroz biofortificados com espécies inorgânicas do elemento aplicado via solo ou foliar com o intuito de estimar o teor de Se bioacessível. Para isto, foi utilizado um método de extração sequencial in vitro que simula o trato gastrointestinal humano. As amostras e extratos passaram por digestão ácida assistida por radiação micro-ondas. As determinações de teores totais e bioacessíveis foram feitas por Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS) com câmara de reação dinâmica (DRC) utilizando gás oxigênio (O₂). A determinação do teor total permitiu concluir que a biofortificação via foliar com selenito e selenato de sódio foram mais eficazes. O teor bioacessível de selênio nos grãos de arroz foi, em média, de 61 ± 5 % do teor total sendo que 44 ± 4 % do teor total de selênio é extraído na etapa gástrica da digestão. Estes resultados permitem concluir que a biofortificação de grãos de arroz, com formas inorgânicas de selênio, é eficaz também para aumento do teor bioacessível deste elemento no alimento.

Um dos fertilizantes mais utilizados na agricultura é ureia, por conter um alto teor de nitrogênio e possuir um baixo custo. Porém, ela apresenta a desvantagem de sofrer perdas por lixiviação, volatilização, entre outras, ocasionando prejuízos ao produtor e ao meio ambiente. Uma saída encontrada para esse inconveniente é a utilização de fertilizantes que possuam um sistema de liberação sustentada, que são aqueles que apresentam pelo menos uma substância que atrase a disponibilidade do nutriente para absorção e utilização pelas plantas. Uma possibilidade é a utilização de revestimentos poliméricos, onde os polímeros naturais ou biopolímeros vem recebendo destaque por serem biodegradáveis, atóxicos e provenientes de fontes renováveis. Desta maneira este trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema de liberação controlada de ureia e verificar a cinética de liberação. Os filmes foram preparados pelo método casting utilizando zeína e ureia na proporção de 30% (m/v) de solução de hidroalcóolica e plastificados com trietilenoglicol (TEG) nas concentrações de 0, 5, 10, 15 e 20% (m/v). Para a caracterização dos filmes foram utilizadas as técnicas de calorimetria diferencial de varredura (DSC), espectroscopia no infravermelho transformada de Fourier (FTIR) e Difração de raio X (DRX). A cinética de liberação foi avaliada em solução aquosa e foi avaliado se os modelos de Primeira ordem e Peppas-Salim se adequavam. Pode-se observar que o sistema desenvolvido tem potencial para sem empregado na agricultura e que o modelo de Primeira-ordem é o que mais se adequa ao sistema.

Nematoides fitoparasitas consistem de vermes que podem causar grandes prejuízos à agricultura. Portanto, o desenvolvimento de nematicidas não fitotóxicos é necessário para garantir a conservação de várias culturas agrícolas e, ao mesmo tempo, servir de alternativa para o controle de pragas resistentes. Uma técnica computacional muito utilizada no design de novos fármacos e agroquímicos, bem como na interpretação dos aspectos físico-químicos que explicam uma determinada resposta biológica, é o QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationships). Dentre os métodos QSAR existentes, o presente trabalho utilizou a técnica MIA-QSAR, que consiste da análise multivariada de imagens (as estruturas químicas de uma série de compostos com atividade nematicida) aplicada em QSAR, para investigar como a variação nos substituintes de uma série congênere de moléculas N-(1,3,4-tiadiazol-2-il)benzamidas explica a variação nos dados biológicos (atividades nematicidas). Modelagens MIA-QSAR das atividades nematicidas de 1,3,4-oxadiazóis/tiodiazóis substituídos também foram realizadas para fins de comparação com modelos de QSAR-3D já existentes. Os modelos MIA-QSAR desenvolvidos também foram aplicados na previsão da atividade nematicida de novos derivados propostos.

A crescente atividade industrial tem ocasionado um aumento significativo na quantidade de resíduos e subprodutos que são descartados de forma irregular, sendo fonte de contaminação do solo, do ar e de ambientes aquáticos. Como alternativa para solucionar esta problemática, as empresas e a comunidade científica têm se esforçado para gerenciar e transformar vários tipos de resíduos e subprodutos em materiais de valor agregado.

Neste contexto, pretende-se realizar a fim de propor uma maneira eficaz para a degradação de contaminantes orgânicos. Uma maneira de se fazer o tratamento desses contaminantes é a partir da utilização dos processos oxidativos avançados (POAs), que são capazes de degradar a matéria orgânica a partir da geração de hidroxilas que se dá por meio da ativação de um semicondutor, como por exemplo TiO2, Fe2O3, ZnS, CdS, quando este é submetido a uma fonte de radiação. Neste trabalho foi preparado um fotocatalisador magnético utilizando três resíduos industriais: o pó de aciaria elétrica (PAE), rico em ZnO; alcatrão e resíduo da decapagem ácida (RDA), rico em Fe2O3. Estes resíduos foram utilizados como fonte de semicondutor, carvão e óxido de ferro (foi reduzido à fase magnética), respectivamente. Os resultados de caracterização obtidos mostraram que o fotocatalisador magnético preparado é constituído por carvão impregnado com magnetita e PAE. Os testes para degradação do corante têxtil preto remazol em presença de radiação UV, mostrou eficiência semelhante ao PAE puro. Por outro lado, foi observado que parte do PAE se desprende da superfície do fotocatalisador e fica em suspensão, o que dificulta sua separação após as reações. Este efeito também contribui para reduzir a atividade fotocatalítica do catalisador preparado. De forma geral, os resultados mostram que é possível obter um fotocatalisador magnético

de alta eficiência fotocatalítica utilizando três resíduos industriais.

 De maneira ampla, os métodos computacionais podem ser empregados em diversas etapas do desenvolvimento de diferentes tipos sensores químicos. O uso de ferramentas teóricas pode acelerar drasticamente o processo de desenvolvimento de novos sensores, além de auxiliar na obtenção de um produto final mais resistente, barato e seletivo. Esta tese discute o emprego de diferentes métodos de química computacional no design de sensores químicos. A primeira abordagem trata do estudo de sensores eletroquímicos. Inicialmente, o método de teoria do funcional da densidade (DFT) foi empregado para realizar o design de um polímero molecularmente impresso (PIM) para detecção da droga de abuso MDMA. O referido método teórico foi utilizado para simular diversas etapas da síntese de um PIM, além de testes de seletividade. O conjunto de análises computacionais obtidos constitui um protocolo muito útil para predizer as condições experimentais ótimas, economizando tempo e recursos financeiros no processo. Ainda na abordagem dos sensores eletroquímicos, foi desenvolvido um sensor eletroquímico baseado na mesma tecnologia de MIP, para detecção de progesterona e 17-β Estradiol. O material desenvolvido respondeu às concentrações dos analitos nas faixas de 10 a 50 µM, além de possuir resposta em faixa de corrente única, o que melhora a seletividade do material. A segunda abordagem de sensor químico tratada nesta tese foram as sondas espectroscópicas. Nesta parte, foram empregados tanto métodos computacionais baseados na mecânica clássica, como a dinâmica molecular (DM) quanto métodos quânticos como o DFT, para explorar as propriedades fotoquímicas e espectroscópicas da molécula de ciprofloxacina. A partir dos cálculos realizados, foi possível observar as mudanças que podem ocorrer nos espectros de UV-Vis, de Fluorescência e de RMN de Flúor19 do agente antibacteriano quando este interage com a enzima topoisomerase-II beta humana. Tais resultados indicam uma possibilidade de uso da ciprofloxacina como sonda espectroscópica para detecção de câncer, uma vez que esta enzima está relacionada à doença. A partir de todos os testes realizados, é possível concluir que os métodos computacionais são capazes de predizer muitas propriedades e comportamentos que podem ser úteis no design de sensores químicos. A manipulação de moléculas e sistemas de forma teórica pode auxiliar na obtenção de informações cruciais, que muitas vezes não podem ser obtidas de forma experimental. Além disso, é possível concluir também que os sensores químicos constituem uma tecnologia extremamente útil e versátil, podendo ser desenvolvidos para diversas finalidades.   

É incontestável a necessidade do uso de herbicidas para o controle de plantas daninhas nos sistemas agrícolas. Os herbicidas benzamídicos consistem em uma classe de inibidores do sistema fotossintético II (FSII) amplamente utilizados para o controle deste tipo de problema. No entanto, o desenvolvimento de resistência por essas ervas daninhas aos herbicidas conhecidos, torna-se necessário uma busca contínua por novos agroquímicos. O estudo relatado aqui parte da combinação de duas séries congenéricas de herbicidas (tio) benzamida em um único conjunto de dados e modelagem subsequente de suas atividades herbicidas contra FSII (pIC₅₀) utilizando análise de imagem multivariada aplicada à relação quantitativa estrutura-atividade (MIA-QSAR). Os modelos apresentaram-se robustos e preditivos (valores médios de r² = 0,91, q² = 0,80 e r²_pred = 0,81) e foram utilizados para estimar o pIC₅₀ de novos candidatos agroquímicos, os quais foram propostos com base na mistura química das subestruturas dos compostos mais ativos presentes no conjunto de dados. As características químicas que afetam as atividades herbicidas foram analisadas usando mapas de contorno MIA, enquanto os valores pIC₅₀ previstos foram comparados com pontuações de docking para apoiar os resultados MIA-QSAR. Os modelos MIA-QSAR, cujos descritores moleculares explicam informações topoquímicas, raio atômico e eletronegatividade de Pauling, apresentaram alto desempenho de modelagem. Consequentemente, os dados pIC₅₀ para os candidatos a agroquímicos propostos foram calculados usando os parâmetros de regressão PLS dos modelos. O composto proposto possuindo uma porção tiobenzamida e cadeia C-11, H, NO₂, OH e OH como substituintes variáveis foi a alternativa mais promissora.

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Os objetivos deste trabalho foram extrair e determinar a composição química dos óleos essenciais de Alpinia speciosa, Cymbopogon flexuosus, Ocimum basilicum L e Ocimum gratissimum L.; produzir através de fiação por sopro em solução (SBS) nanofibras de poli (ácido lático) (PLA) incorporadas com os óleos essenciais e caracterizá-las físico-quimicamente, bem como avaliar os testes in vitro antifúngicos e antiocratoxigênico sobre Aspergillus carbonarius, Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus e Aspergillus westerdjikiae. Também foram estudados o efeito antifúngico in vivo (uva) dos óleos essenciais encapsulados em nanofibras de PLA sobre Aspergillus carbonarius e Aspergillus niger como potencial embalagem ativa a ser aplicada no controle da degradação de uvas de mesa. Os óleos essenciais foram extraídos pela técnica de hidrodestilação e caracterizados quimicamente por cromatografia gasosa (CG/EM e CG/DIC). As nanofibras foram produzidas pela técnica de SBS e caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho (FTIR), ângulo de contato e por análise termogravimétrica (TGA). As propriedades antifúngica e antiocratoxigênica foram avaliadas pelo método de fumigação sobre A. carbonarius, A. niger, A. ochraceus e A. westerdjikiae. O teste in vivo, foi realizado usando-se uma embalagem de politereftalato de etileno para uvas contendo as nanofibras avaliando-se os parâmetros físico-químicos da uva e a proliferação fúngica após 10 e 20 dias de incubação com os fungos A. carbonarius e A. niger. Terpinen-4-ol (20,23%), sabineno (20,18%), 1,8-cineol (16,69%), γ-terpineno (11,03%); e citral (97,67%) foram os compostos majoritários presentes nos óleos essenciais de A. speciosa e C. flexuosus, respectivamente. Os principais constituintes do óleo essencial de O. basilicum foram linalol (26,89%), 1,8-cineol (23,62%) e canfora (15,69%), enquanto que no óleo essencial de O. gratissimum, o eugenol (79,04%) foi encontrado majoritariamente. As eletromicrografias mostraram que a adição dos óleos essenciais ocasionou um aumento do diâmetro das nanofibras. A eficiência da encapsulação dos óleos essenciais nas nanofibras de PLA foi evidenciada e comprovada pelos resultados de FTIR. As curvas de DSC também indicaram a existência de interações entre os óleos essenciais e as macromoléculas poliméricas através de sua ação plastificante, resultando em redução da cristalinidade do PLA. O caráter hidrofóbico das nanofibras foi revelado pela técnica de ângulo de contato. A técnica de TGA conseguiu mostrar a eficiência da nanofibra de PLA em controlar a liberação dos óleos essenciais, prolongando o efeito antifúngico. As nanofibras proporcionaram um efeito antifúngico significativo, diminuindo o crescimento micelial de A carbonarius (17,86% a 100%), A. niger (10,25% a 100%), A. ochraceus (2,78 a 100%) e A. westerdijkiae (3,64 a 100%). A síntese da ocratoxina A dos fungos A carbonarius (12,09% a 100%), A. niger (8,93% a 100%), A. ochraceus (25,94 a 100%) e A. westerdijkiae (56,26 a 100%) foi inibida com a presença das nanofibras. As embalagens ativas conseguiram reduzir o índice da proliferação fúngica de A. carbonarius e A. niger nas uvas, bem como controlar a perda de peso, amolecimento e as mudanças de cor, manter os parâmetros de acidez e °Brix, bem como preservar a textura das uvas. Os resultados indicam que as nanofibras em estudo podem ser promissoras e aplicadas como embalagens ativas em alimentos no controle de fungos toxigênicos e da síntese de ocratoxina A, conseguindo manter os parâmetros físico-químicos das uvas, preservando a qualidade e contribuindo com a segurança alimentar, bem como aumentando a vida útil das frutas.

As patologias relacionadas a distúrbios da hemostasia e inflamação afligem grande parte da população mundial. Destacam-se, as doenças cardiovasculares como acidente vascular cerebral (AVC), doença isquêmica do coração e insuficiência cardíaca. Logo, compreender o papel e função de cada estrutura nestes mecanismos é de fundamental importância, bem como a busca por moléculas que possam modular de forma eficiente e específica componentes que atuam nestes processos, possibilitando o tratamento ou cura destas doenças. É portanto, de suma importância a pesquisa e síntese de novas substâncias que apresentem atividade biológica no controle da inflamação e sob a hemostasia. As chalconas e bis-chalconas são substâncias que tem demonstrado grande variedade de aplicações farmacológicas como antiinflamatória, anti-oxidante, anti-convulsivante, anti-acetilcolinesterase, anti-tuberculose, para tratamento de câncer e diabetes, entre outras. Além disso, algumas características tornam essas moléculas alvos de grande interesse para pesquisadores ao redor do mundo, como rotas de síntese relativamente simples, alto rendimento das reações, e também a presença de hidrogênios que podem ser substituídos por uma enorme variedade de substituintes, o que possibilita, uma fonte praticamente inesgotável de estruturas. Nesse estudo foram sintetizados 4 compostos, sendo 2 derivados de chalconas e 2 de bis-chalconas, a síntese foi realizada por condensação de claisen-schimdt e caracterização das estruturas realizada por RMN. O potencial biológico das moléculas foi avaliado em ensaios de atividade fosfolipásica, hemolítica e coagulante. O derivado de bis-chalcona, (1E,4E)-1,5-bis(2-clorofenil)penta-1,4-dien-3-ona apresentou bons resultados em retardar o processo de coagulação, e modular a degradação de fosfolípideos e eritrócitos humanos. Dessa forma, tal substância apresenta potencial para aplicação em doenças cardiovasculares, todavia é necessário mais testes e outros estudos para uma melhor compreensão de seu mecanismo de ação.

This thesis reports detailed quantum chemical investigations on the nature and strength of intermolecular interactions in D_mZ•••A^– complexes, mediated via atoms Z of groups 15–17 in the periodic table, based on quantitative Kohn-Sham molecular orbital theory. In the first stage, accurate ab initio benchmark and density functional theory (DFT) validation studies have been done. For each type of bond, pnictogen bond (PnB) and chalcogen bond (ChB), and, for comparison, halogen bond (XB) and hydrogen bonds (HB), accurate trends in bond length and strength are computed, based on a consistent set of data from our validated relativistic DFT approach. The main purpose is to provide a unified picture of chalcogen bonds and pnictogen bonds, together with hydrogen bonds and halogen bonds. The analyses herein reveal that the intramolecular interactions have a strong covalent component and are certainly not dominantly electrostatic in nature, as it is incorrectly suggested by the s-hole model whose weaknesses are consistently exposed. The findings in this thesis work thus suggest that the commonly accepted designation "Non-Covalent Interactions (NCI)" for the pertinent intermolecular interactions does not properly cover their nature and it is proposed to replace this designation with the more appropriate "Intermolecular Covalent Interactions (ICI)".

A busca pelo desenvolvimento de embalagens sustentáveis inteligentes, produzidas por meio da utilização de matérias-primas renováveis amplia-se constantemente, não somente pelas questões ambientais, mas também pela crescente demanda de alimentos mais frescos e minimamente processados. Dessa forma, a utilização de biopolímeros como a quitosana (Q) e a nanofibrila de celulose (NFC) tem apresentado um elevado potencial no desenvolvimento de filmes biodegradáveis em substituição aos plásticos convencionais, provenientes de combustíveis fósseis como o petróleo. A nanofibrila de celulose é utilizada como material de reforço, aumentando a resistência mecânica dos filmes. Além disso, outros compostos podem ser adicionados a base dos filmes, sejam orgânicos ou inorgânicos, a fim de melhorar ou até mesmo gerar outras propriedades, como por exemplo, ação antimicrobiana e antioxidante. Assim, o TiO2 vem sendo estudado como um componente que, ao ser incorporado aos filmes de quitosana/nanofibrila de celulose, promovem inibição bacteriana. À vista disso, nesse trabalho foram preparados filmes híbridos de Q/TiO2/NFC em diferentes concentrações para avaliar seu potencial para aplicação em embalagens de alimentos. A caracterização dos filmes foi feita por análise termogravimétrica (TAG), Infravermelho (FTIR), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia Raman e Difração de Raios X (DRX). Também foram analisadas propriedades físico-químicas, umidade, permeabilidade ao vapor de água, propriedade óptica, ação antioxidante e antibacteriana dos filmes. Os resultados mostraram que a incorporação da NFC e do TiO2 foram eficientes para melhorar as propriedades dos filmes pois, houve diminuição da umidade, da permeabilidade ao vapor de água e da solubilidade, tornando-os mais resistentes. Além disso, por meio das caracterizações foi possível observar que houve interação entre os constituintes e homogeneidade nas amostras de filmes. A adição do TiO2 apresentou resultado satisfatório para atividade antibacteriana para as duas bactérias em estudo (E. Coli e S Aureus). Entretanto, houve uma diminuição da atividade antioxidante quando este foi adicionado à matriz polimérica do filme, evidenciando a necessidade de um agente antioxidante para melhorar esta propriedade. Diante disso, o material híbrido produzido mostrou-se promissor para o desenvolvimento de embalagens de alimentos ambientalmente amigáveis e inteligentes.

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Aurora quinases desempenham importantes funções em mamíferos, principalmente no ciclo celular. A superexpressão dessas enzimas está relacionada ao desenvolvimento de tumores, sendo também indicativa de piora das condições clínicas dos pacientes diagnosticados. Aurora quinases são alvos promissores na busca de novos fármacos anticâncer, com destaque para Aurora B. Outra enzima relacionada a processos tumorais é a tirosina quinase FLT3 e intimamente relacionada à leucemia mieloide aguda (LMA). A enzima FLT3 é expressa em membranas de células hematopoiéticas precursoras e tem papel importante na diferenciação, proliferação e multiplicação celular. Na LMA ocorre normalmente hiperestimulação ou mutações na enzima FLT3, levando à proliferação celular exacerbada e menor resposta aos agentes citotóxicos padrões. Inibidores FLT3 e duais Aurora B/FLT3 têm se mostrado relevantes na busca por novos promissores compostos anticâncer, principalmente para a LMA. Este trabalho foi realizado para estudar e compreender as interações entre dois alvos diferentes, as enzimas Aurora B e FLT3, e vários derivados indolin-2-ona, estruturalmente semelhantes ao fármaco sunitinibe. O programa Molegro Virtual Docker foi utilizado nos cálculos de ancoramento molecular e as enzimas Aurora B e FLT3 obtidas a partir do PDB (4AF3 e 4XUF) com hesperadina e quizartinibe empregados como compostos referência, respectivamente. Os modelos matemáticos, realizados no programa Chemoface, alcançaram R2 de 0,94 e 0,82, sugerindo que as conformações dos ligantes com Aurora B e FLT3 humana são cabíveis e os dados podem ser utilizados para prever o nível de interação de outros inibidores indolin-2-ona de Aurora B e FLT3 com padrões moleculares semelhantes. O composto 1, mostrou as energias de interação mais estáveis, -225,90 kcal.mol-1 para Aurora B e -233,25 kcal.mol-1 para FLT3, entre todos os inibidores estudados com dados experimentais disponíveis, enquanto o sunitinibe foi o menos estável (-135,63 kcal.mol-1) para a enzima Aurora B e um dos menos estáveis (-160,94 kcal.mol-1) para FLT3. Quatro novos derivados indolin-2-ona propostos (IAF61, IAF63, IAF66 e IAF79) foram destacados como promissores compostos para futura síntese e avaliação biológica visando a Aurora B, outros seis (IAF70, IAF72, IAF75, IAF80, IAF84 e IAF88) visando a FLT3 e um composto (IAF79) como um promissor composto com atividade dual Aurora B/FLT3. Além disso, o padrão molecular evidenciado em nossos estudos deve ser explorado sinteticamente na busca de compostos mais efetivos que possam se tornar um fármaco utilizado no tratamento do câncer, incluindo LMA, validando e ratificando nossos estudos de docking.

A Química pode ser considerada como ciência chave na busca por um desenvolvimento sustentável, atuando no aprimoramento de processos para geração cada vez menor de resíduos e efluentes tóxicos. Esse novo caminho a ser delineado pela química é denominado “Química Verde”. Dentre os princípios que regem a química verde, o uso de processos catalíticos é de vital importância para o crescimento de uma sociedade sustentável, portanto, uma das vertentes desta pesquisa inclui a biocatálise, que consiste no uso de enzimas de interesse industrial e ambiental. Outro aspecto abordado neste trabalho é o desenvolvimento de nanocatalisadores recicláveis com potencial para remediação de fenólicos, compostos tóxicos presentes em águas residuárias. Com intuito de desenvolver um material de baixo custo e sustentável utilizou-se resíduos agroindustriais como matéria-prima para a produção do nanocatalisador. O presente trabalho, apresenta tecnologias inovadoras que integram a nanotecnologia no desenvolvimento de produtos de valor agregado, e sua aplicação na remediação de contaminantes presente em águas residuárias. A nanotecnologia foi inserida junto à catálise enzimática por meio da imobilização enzimática. Obteve-se um nanocatalisador reciclável e de baixo custo através da imobilização de enzimas oxirredutivas em nanopartículas magnéticas (NPs) de oxidróxido de ferro (δ-FeOOH), tendo como matéria-prima da qual se obtêm a enzima peroxidase, cascas de grãos de soja, um resíduo agroindustrial gerado em abundância. As NPs foram sintetizadas pelo método de co-precipitação e em seguida submetidas a funcionalização química para geração de grupos superficiais de interesse (δ-FeOOH-SiO₂-APTES-GLU). A peroxidases de soja, enzima capaz de oxidar um largo espectro de compostos orgânicos, foi imobilizada nas NPs funcionalizadas. Além disso, a imobilização da peroxidase de raiz-forte (HRP), enzima análoga a peroxidase de soja (SP), foi investigada, no entanto, sem grupos funcionais adicionados às NPs. Com a variação de importantes fatores de imobilização (proporção enzima/NPs, pH, temperatura e tempo) foi realizado um design estatístico de experimentos (DOE) para otimização do processo de imobilização. A Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) foi uma técnica gráfica que possibilitou explorar a influências desses fatores no processo. As estruturas dos materiais foram avaliadas por Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (IVTF) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para investigar o potencial catalítico dos nanobiocatalisadores desenvolvidos, avaliou-se a oxidação do poluente ácido ferúlico (AF), uma molécula modelo de lignina. Os resultados mostraram que a imobilização de SP em nanopartículas funcionalizadas (δ-FeOOH-SiO₂-APTES-GLU) é efetiva, com remoção de 93% do AF, e reciclagem em até 10 ciclos. A HRP imobilizada a partir das condições otimizadas resultou em um biocatalisador magnético capaz de remover 82% do AF. A obtenção de catalisadores magnéticos desenvolvidos utilizando enzimas de plantas bem como seus resíduos, mostrou ser uma alternativa que combina propriedades biocatalíticas e magnéticas em um único material, contornando algumas limitações dos processos catalíticos convencionais relacionados à recuperação e regeneração do catalisador

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