Elucidação estrutural de substâncias orgânicas com auxílio de computador: evoluções recentes

The development of new tools for chemoinformatics, allied to the use of different algorithms and computer programmes for structure elucidation of organic compounds, is growing fast worldwide. Massive efforts in research and development are currently being pursued both by academia and the so-called chemistry software development companies. The demystification of this environment provoked by the availability of software packages and a vast array of publications exert a positive impact on chemistry. In this work, an overview concerning the more classical approaches as well as new strategies on computer-based tools for structure elucidation of organic compounds is presented. Historical background is also taken into account since these techniques began to develop around four decades ago. Attention will be paid to companies which develop, distribute or commercialize software as well as web-based and open access tools which are currently available to chemists.

Síntese da hidroxiapatita e refinamento estrutural por difração de raios-x

A sample of hydroxyapatite was synthesized and its crystalline structure was analyzed by X-ray diffraction by means of the Rietveld method. Two functions were used to fit the peak profiles, modified Voigt (TCHZ) and Pearson VII. The occupational factors and lattice parameters obtained by both models show that the sample does not contain relevant cationic substitutions. The interatomic distances from Ca1 to oxygens O1, O2 and O3 were adequate for a pure hydroxyapatite without defect at site Ca1. Besides, the use of multiple lines in planes (300) and (002) associated with the model Pearson VII resulted in good agreement with the TCHZ model with respect to the size-strain effectswith an ellipsoidal shape of crystallites. In conclusion, the procedures adopted in the synthesis of hydroxyapatite produced a pure and crystalline material. The experimental results of transmission electron microscopy confirmed the predicted shape of crystals.

Métodos simples de formação de monocristal de substância orgânica para estudo estrutural por difração de raios X

This work presents three operationally simple laboratory protocols for monocrystal growth of small-molecule organic compounds, which have been applied with success in the last ten years for the formation of single crystals for X-ray structural studies. In addition, five structure hints were formulated as general guidelines for selecting a small-molecule organic compound as a candidate for monocrystal growth: molecular weight >200 D, melting point >100 ºC, two or more aromatic rings in the structure, at least two sites for intermolecular hydrogen bond formation, and a halogen or other heavy atom in the structure.

Ocorrência e diversidade estrutural de metabólitos fúngicos com atividade antibiótica

Several reasons motivated the development of new generations of antibiotics, such as their high ability to develop resistance to virtually all kinds of anti-infective agents and the crescent market demand for new drugs to treat special demanding patients. After penicillin discovery, several antibiotics were developed from fungal metabolites, since antibacterial secondary metabolites consists on a fungal endogenous protective mechanism against natural competitors. The aim of this review is to present the structural diversity of antibacterial and antifungal metabolites produced by fungi, mentioning sources of fungal isolates, cultivation process and details on the scope of their antibiotic activity.

Estudo espectroscópico em elucidação estrutural de flavonoides de Solanum jabrense Agra & Nee e S. paludosum Moric

The NMR (RMN¹H, 13C, COSY, HMQC, HMBC, NOE-DIFF, NOESY) and mass spectra data analysis of sixteen flavonoids, including nine natural, 7-O-methylkanferol (ramnocitrin), 3,7-di-O-methylkanferol (kumatakenin), 3-O-methylquercetin, 3,7,3',4'-tetra-O-methylquercetin (retusin), 3,7,8,4'-tetra-O-methylgossipetin, 3,7,8,3',4'-penta-O-methylgossipetin, 7-O-methylapigenin (genkwanin), 3,7,8-tri-O-methylherbacetin, 7,4'- di-O-methylquercetin (ombuine), isolated from Solanum paludosum and S. jabrense, and seven prepared methyl and acetyl derivatives, are discussed according the substitution on the rings A, B and C.

Síntese e caracterização estrutural do ligante isatina-3-(N4-benziltiossemicarbazona) e do seu complexo de mercúrio(II)

The reaction of 4-(phenyl)thiosemicarbazide with isatin yielded a new ligand, isatin-3-(N4-benzylthiosemicarbazone). Isatin-3-(N4-benzylthiosemicarbazone) deprotonated in ethanol/KOH reacts with an ethanolic solution of Hg(NO3)2 to give a mercury complex. The compounds were characterized by IR and X-ray single crystal structure determination. The X-ray studies revealed that the complex possesses a tetrahedral geometry with two deprotonated thiosemicarbazone ligands coordenated. The ligand and its mercury complex crystallize in the monoclinic (P2(1)/c) and triclinic (P-1) crystal system, respectively.

Caracterização estrutural das substâncias húmicas aquáticas extraídas dos rios itapanhaú e ribeira de iguape

The knowledge of the structure characteristic of the Organic Matter is important for the understanding of the natural process. In this context aquatic humic substances (principal fraction) were isolated from water sample collected from the two distinct rivers, using procedure recommended for International Humic Substances Society and characterized by elemental analysis, electron paramagnetic resonance and nuclear magnetic resonance (13C NMR). The results were interpreted using principal component analysis (PCA) and the statistical analyses showed different in the structural characteristics of the aquatic humic substances studied.

Comparação estrutural entre amostras de materiais tipo hidrotalcita obtidas a partir de diferentes rotas de síntese

Three samples of hydrotalcite-like materials (HTC) were synthesized and their structural characteristics were compared with two HTCs obtained commercially. Thermal analyses, FT-IR, PXRD and textural analyses were used to investigate the structural differences between commercial and synthetic samples. Particularly, the memory effect was observed at temperature higher than 600 ºC. The Rietveld refinements were obtained with expressive accuracy and the statistical parameters of goodness of fit are quite satisfactory. In conclusion, the procedures adopted in synthesis of HTC produced crystalline materials with high surface area materials.

Caracterização mecânica e estrutural de um dispositivo PDLC baseado em hidrogéis de PAAm e cristal líquido liotrópico LP/DeOH/H2O

In this work, a novel device based on polyacrylamide (PAAm) hydrogels and KL - DeOH - H2O lyotropic liquid crystal (LLC), with potential for application as Polymer Dispersed Liquid Crystals (PDLC), was proposed and its properties characterized. The confinement of LLC promoted significant changes in spectroscopic, morphological, optical, hydrophilic, structural and mechanical properties due to the interaction between the LLC-PAAm matrix and entropic parameter changes. The mechanical and structural properties can be controlled by adjusting AAm, temperature and presence of LLC, which can be useful for technological applications of these systems in optical devices.

Murcha de fusário em helicônia: fontes de resistência, método alternativo de detecção e defesa estrutural

O cultivo das helicônias vem sendo afetado pela murcha, causada por Fusarium oxysporum f.sp. cubense. Este trabalho objetivou identificar fontes de resistência, verificar a detecção da resistência através de método alternativo e avaliar a lignificação como mecanismo de defesa do hospedeiro ao patógeno. As espécies utilizadas na identificação de resistência foram Heliconia bihai, H. psittacorum cvs. Golden Torch e Golden Torch Adrian, H. rostrata, H. stricta cvs. Capri e Fire Bird, H. psittacorum cvs. Sassy e Alan Carle, H. caribea, H. latispatha, H. wagneriana e H. chartacea cv. Sexy Pink. A avaliação dos sintomas foi realizada aos 40 dias após a inoculação baseada em escala de notas variando de 1 a 6. As espécies consideradas resistentes foram H. bihai, H. psittacorum cvs. Golden Torch e Golden Torch Adrian, H. rostrata, H. stricta cv. Capri, H. psittacorum cv. Sassy e H. caribea. O método alternativo de detecção de resistência consistiu na utilização de filtrado fúngico obtido a partir do cultivo em meio Czapek, utilizando várias concentrações do mesmo depositando em folhas destacadas das cultivares resistentes e suscetíveis H. psittacorum cvs. Golden Torch e Alan Carle, respectivamente. A avaliação foi feita após 48 horas de incubação, onde a concentração em 50% do filtrado foi a mais eficiente na distinção da resistência. O mecanismo estrutural foi observado em secções histológicas nas raízes das espécies utilizadas no estudo de resistência, inoculadas com o método de injeção e não inoculadas, que permitiram verificar a ausência de relação entre a resistência e a lignificação.

Comparação de métodos de amostragem para análise estrutural de florestas ineqüiâneas

O presente trabalho foi realizado em um povoamento florestal ineqüiâneo, pertencente à Universidade Federal de Viçosa-MG, objetivando comparar estimativas do número de árvores por hectare, volume por hectare, área basal por hectare, diâmetro médio e altura média do povoamento e número de espécies, utilizando parcelas de área fixa (método I) e amostragem por ponto horizontal (método de Bitterlich), com fatores de área basal K=1, K=2 e K=4 (métodos II, III e IV, respectivamente). Após análises, constatou-se que: a) para atender a um determinado erro de amostragem, há a necessidade de maior número de pontos de amostragem, em comparação ao número de parcelas de área fixa; b) não houve diferença estatística entre as estimativas de volume por hectare, área basal por hectare, diâmetro médio e altura média do povoamento, obtidas nas parcelas de área fixa e nos pontos de amostragem, independentemente do fator de área basal; c) a amostragem por ponto horizontal (método de Bitterlich) poderá ser utilizada para caracterização da composição florística se houver aumento de intensidade amostral ou se a floresta apresentar baixa diversidade de espécies; e d) houve diferença estatística entre o número de árvores por hectare e por classe de diâmetro para os métodos de amostragem estudados. Os métodos II, III e IV subestimaram o número de árvores nas maiores classes de dap (diâmetro à altura do peito) e superestimaram-no nas menores.

Avaliação quantitativa da sustentabilidade estrutural de um latossolo vermelho-amarelo cultivado com eucalipto na região de Peçanha-MG

Uma das limitações para que o desenvolvimento florestal sustentável seja atingido está relacionado com a questão do tráfego durante a realização das operações de colheita e transporte de madeira, pois elas podem causar degradação da estrutura do solo. Visando obter uma solução para este problema, os objetivos deste estudo foram: a) propor um modelo de sustentabilidade da estrutura dos solos cultivados com Eucalyptus spp., na região de Peçanha-MG, em função da pressão de preconsolidação (sigmap) e da umidade (U); e b) determinar, através do uso deste modelo, a influência das operações realizadas com o Feller-Büncher e Skidder (Pneu 30.5L.32), Feller-Büncher e Skidder (Pneu 66.43.00.26) e Harvester e Forwarder na estrutura do solo. Este estudo foi conduzido em um Latossolo Vermelho-Amarelo (LV), sob Eucalyptus, utilizando amostras indeformadas, coletadas antes e após as operações da colheita, na profundidade de 0,10 a 0,125 m. As amostras indeformadas foram utilizadas nos ensaios de compressão uniaxial. Foram determinadas também a textura e a densidade de partículas do solo. O modelo de sustentabilidade da estrutura do Latossolo Vermelho-Amarelo obtido para os projetos deste estudo é expresso pela seguinte equação: sigmap = 10(2,72-1,29 U). O uso dos modelos de sustentabilidade da estrutura e da pressão de preconsolidação, determinada após o tráfego, permitiu quantificar os efeitos causados pelo Feller-Büncher e Skidder (Pneu 30.5L.32), Feller-Büncher e Skidder (Pneu 66.43.00.26) e Harvester e Forwarder na estrutura do Latossolo Vermelho-Amarelo. Nos projetos Buriti e São Leonardo, as operações realizadas com o Harvester e Forwarder foram as que mais degradaram a estrutura do solo, enquanto no projeto Dourado foram as realizadas com o Feller-Büncher e Skidder (Pneu 30.5L.32) e Feller-Büncher e Skidder (Pneu 66.43.00.26).

Alteração estrutural de uma área florestal explorada convencionalmente na bacia do Paraíba do Sul, Minas Gerais, nos domínios de Floresta Atlântica

O presente estudo, realizado no município de Matias Barbosa,MG, na Fazenda Paciência, teve como objetivo avaliar as alterações estruturais ocorridas em uma Floresta Estacional Semidecidual, nos domínios de floresta Atlântica, em decorrência das atividades de exploração convencional de um plano de manejo. Para isso, foi utilizado um trecho contínuo de floresta que teve uma área explorada há seis anos e outra área não-explorada. Foram lançadas parcelas para estudo da vegetação arbórea, nas quais se avaliou a sua estrutura. Os dados foram analisados de forma comparativa, considerando-se a situação observada na área de floresta não-explorada como desejável. O resultado do estudo indicou que a atividade de exploração madeireira realizada na Fazenda Paciência tem levado a alterações significativas na estrutura, além de um depauperamento do valor comercial do estoque remanescente da área de floresta explorada, podendo levar a um comprometimento dos recursos da comunidade florestal.

Análise da madeira do Pinus oocarpa parte II: caracterização estrutural da lignina de madeira moída

Este estudo caracterizou a Lignina de Madeira Moída (LMM) proveniente de Pinus oocarpa cultivado na região do Cerrado brasileiro. A LMM foi isolada e analisada por meio das espectrometrias no infravermelho com transformada de Fourier (IVTF), de ressonância magnética nuclear do próton e carbono-13 e por intermédio de métodos químicos de análise por via úmida. A LMM apresentou uma fórmula mínima igual a C9H9,2O2,6(OCH 3)0,8 e massas molares médias em massa (Mw) e numérica (Mn) de 3.969 e 1.133 Da, respectivamente. A LMM dessa madeira se enquadra dentro das ligninas típicas de coníferas.