Development of novel ionic liquids based on biological molecules

Ionic Liquids (ILs) belong to a class of compounds with unusual properties: very low vapour pressure; high chemical and thermal stability and the ability to dissolve a wide range of substances. A new field in research is evaluating the possibility to use natural chiral biomolecules for the preparation of chiral ionic liquids (CILs). This important challenge in synthetic chemistry can open new avenues of research in order to avoid some problems related with the intrinsic biodegradability and toxicity associated to conventional ILs. The research work developed aimed for the synthesis of CILs, their characterization and possible applications, based on biological moieties used either as chiral cations or anions, depending on the synthetic manipulation of the derivatives. Overall, a total of 28 organic salts, including CILs were synthesized: 9 based on L-cysteine derivatives, 12 based on L-proline, 3 based on nucleosides and 4 based on nucleotides. All these new CILs were completely characterized and their chemical and physical properties were evaluated. Some CILs based on L-cysteine have been applied for discrimination processes, including resolution of racemates and as a chiral catalyst for asymmetric Aldol condensation. L-proline derived CILs were also studied as chiral catalysts for Michael reaction. In parallel, the interactions of macrocyclic oligosugars called cyclodextrins (CDs) with several ILs were studied. It was possible to improve the solubility of CDs in water and serum. Additionally, fatty acids and steroids showed an increase in water solubility when ILs-CDs systems were used. The development of efficient and selective ILs-CDs systems is indispensable to expand the range of their applications in host-guest interactions, drug delivery systems or catalytic reactions. Novel salts derived from nucleobases were used in order to enhance the fluorescence in aqueous solution. Additionally, preliminary studies regarding ethyl lactate as an alternative solvent for asymmetric organocatalysis were performed.

Desperdício de medicamentos em ambiente hospitalar : identificação dos pontos críticos no circuito, impacto no consumo de recursos e estratégias de controlo

RESUMO - Numa época de constrangimento orçamental, os hospitais do SNS vêm-se na obrigação de melhorar a eficiência de utilização dos recursos disponíveis, por forma a contribuir para o seu equilíbrio financeiro. Cabe a cada prestador analisar a sua posição, avaliar as suas oportunidades e adoptar estratégias que a curto, médio ou longo prazo se traduzam numa efetiva melhoria na eficiência. A análise e o controlo do desperdício associado à prestação de cuidados de saúde apresentam-se, globalmente, como uma dessas oportunidades. Neste trabalho são exploradas oportunidades de redução de desperdício em medicamentos, numa perspectiva meramente operacional, a nível das funções desempenhadas pelos Serviços Farmacêuticos (SF). No hospital em estudo acompanhou-se as diferentes linhas de produção dos SF, nomeadamente as tarefas envolvidas no processo de Distribuição Individual Diária em Dose Unitária, na distribuição de medicamentos para o Serviço de Urgências (SU) e na preparação de citotóxicos e imunomoduladores para o Hospital de Dia de Oncologia. Durante o ano de 2013, os SF devolveram aos fornecedores 0,07% e abateram 0,05% da despesa em medicamentos. A análise dos erros de medicação registados reflete o tipo de distribuição adotado para a maioria dos serviços de internamento do hospital. As melhorias encontradas a este nível passam pelo reforço de recursos humanos a desempenhar as tarefas de dispensa de medicamentos mas também pela implementação de uma cultura de registo de erros e acidentes, baseada no sistema de informação, para que se consiga quantificar o desperdício associado e agir com vista à optimização do circuito. A relação entre o método de distribuição adotado para o SU e a utilização do medicamento neste serviço foi apenas investigada para os medicamentos de registo individual de administração. Foi determinado um índice de eficiência de utilização de 67,7%, entre o dispensado e o administrado. Às discrepâncias encontradas está associado um custo de 32 229,6 € para o ano de 2013. Constatou-se também que, a nível do consumo de citotóxicos e imunomoduladores houve, durante o mês de abril de 2013, um índice de desperdício médio de 14,7%, entre o prescrito e o consumido, que se traduziu num custo do desperdício mensal de 13 070,9 €. Com base no desperdício mensal estimou-se que o desperdício anual associado à manipulação de citotóxicos e imunomoduladores deverá corresponder a 5,5% da despesa anual do serviço com estes medicamentos. Não obstante as limitações encontradas durantes o trabalho, e parte do desperdício apurado ser inevitável, demonstrou-se que o desperdício em medicamentos pode traduzir-se numa fatia não negligenciável mas controlável da despesa do hospital em estudo. No seguimento do seu conhecimento, a sua contenção pode ter um impacto na redução de despesa a curto-médio prazo, sem a necessidade de racionamento da utilização de medicamentos e sem alterar os padrões de qualidade assistencial exigidos pela tutela e pelos doentes. Por último, são apresentadas recomendações para a redução do desperdício em medicamentos, adequadas a cada uma das dimensões analisadas.

Synthesis of precursors of the rare 3-O-methylmannose polysaccharides present in Nontuberculous Mycobacteria

3-O-methylmannose polysaccharides (MMPs) are cytoplasmic carbohydrates synthesized by mycobacteria, which play important intracellular roles, such as for example in metabolism regulation. An important way to confirm if the inhibition of the synthesis of these polysaccharides will critically affect the survival of mycobacteria is the study of the biosynthetic pathways from these molecules on these microorganisms. The purpose of this work is the efficient synthesis of three saccharides, which are rare cellular precursors from the biosynthesis of the mycobacterial polysaccharides, allowing its study. In order to obtain these molecules, a chemical strategy to connect two precursors was used. This process is called chemical glycosylation and its importance will be highlighted as an important alternative to enzymatic glycosylation. The first objective was the synthesis of the disaccharides Methyl (3-O-methyl-α-D-mannopyranosyl)-(1→4)-3-O-methyl-α-D-mannopyranoside and (3-O-Methyl-α-D-mannopyra- nosyl)-(1→4)-3-O-methyl-(α/β)-D-mannopyranose. The mannose precursors were prepared before the glycosylation reaction. The same mannosyl donor was used in the preparation of both molecules and its efficient synthesis was achieved using a 8 step synthetic route from D-mannose. A different mannosyl acceptor was used in the synthesis of each disaccharide and their syntheses were also efficient, the first one a 4 step synthetic route from α-methyl-D-mannose and the second one as an intermediate from the synthesis of the mannosyl donor. The stereoselective preparation of these disaccharides was performed successfully. The second and last objective of the proposed work was the synthesis of the tetrasaccharide methyl (3-O-methyl-α-D-mannopyranosyl-(1→4)-3-O-methyl-α-D-mannopyra- nosyl-(1→4)-3-O-methyl-α-D-mannopyranosyl-(1→4)-3-O-methyl-α-D-mannopyranoside. The disaccharide acceptor and donor to be linked through a stereoselective glycosidic reaction had to be first synthesized. Several synthetic strategies were studied. Neither the precursors nor the tetrasaccharide were synthesized, but a final promising synthetic route for its preparation has been proposed.