Avaliação de características de ácidos húmicos de resíduos de origem urbana: I. métodos espectroscópicos (UV-Vis, IV, RMN 13C-CP/MAS) e microscopia eletrônica de varredura

Foram caracterizados fisico-quimicamente ácidos húmicos, obtidos de composto de resíduos sólidos urbanos (AH-CRSU) e de lodo de estação de tratamento de esgoto (AH-LETE), ambos produzidos na cidade do Rio de Janeiro, por meio da análise da composição elementar, acidez total, de dados espectroscópicos (UV-Vis; IV, RMN de 13C-CP/MAS) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A análise das características estruturais revelou diferenças entre os AHs estudados. A presença de sistemas aromáticos foi observada por meio da espectroscopia de UV-Vis, indicando sistemas mais substituídos nos AH-LETE. A espectroscopia na região do infravermelho (IV) mostrou a presença de estruturas alifáticas nos AHs e maior complexidade nos sinais de absorção devida a polissacarídeos nos AH-CRSU. Além disso, foram observados grupos OH, COOH, COO-, CO2NH2, e confirmada a presença de sistemas aromáticos. Com a análise de RMN de 13C-CP/MAS, foi possível verificar as diferenças quantitativas nos diferentes tipos de carbono. Os AH-LETE apresentaram maior quantidade de grupos aromáticos e de COOH. A análise de RMN de 13C-CP/MAS também mostrou presença de polissacarídeos, N em aminoácidos e grupamentos OCH3. O conjunto de propriedades avaliadas permitiu indicar que a fração ácidos húmicos dos resíduos é "do tipo" ou "análoga" aos ácidos húmicos de origem pedogênica.

Características estruturais de ácidos húmicos isolados de solos com adição de resíduos orgânicos de origem urbana: composição elementar, análise de RMN 13C e Pi-CG/EM

Foram avaliadas as alterações nas características estruturais de ácidos húmicos (AH) decorrentes da adição de matéria orgânica de resíduos urbanos. Os AH foram extraídos da camada superficial (0-20 cm) de um Argissolo Vermelho-Amarelo (Seropédica, RJ) e de um Latossolo Vermelho Amarelo (Piraí, RJ), ambos tratados com o equivalente a 80 t ha-1 (em base seca) de composto de lixo urbano e lodo de estação de tratamento de esgotos. O tempo de incubação em laboratório foi de 24 semanas à temperatura ambiente e umidade mantida na capacidade de campo. Para caracterizar os AH, foram utilizadas a análise elementar, a ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C e Pirólise acoplada à cromatografia gasosa e a espectrometria de massas (Pi-CG/EM). A análise de RMN 13C permitiu observar alterações na composição molecular dos AH de forma clara, principalmente, pelo aumento do teor de C mono e di oxigenados (δC 50-110) e pela diminuição dos teores de grupos CH2 e CH3 (δC 50-110). O aumento no teor de carboidratos evidencia a presença de estruturas mais lábeis nos AH com adição dos resíduos. Em adição, a técnica de Pi-CG/EM permitiu verificar diferenças qualitativas significativas nos compostos orgânicos, provenientes da fragmentação térmica dos AH com incorporação de novas estruturas, sobretudo da fração lipídica e de derivados de carboidratos (furanos), nas amostras de solos tratados com ambos os resíduos orgânicos. O uso em conjunto das técnicas analíticas de RMN 13C e de Pi-CG/EM foi eficiente para avaliar as mudanças na composição molecular de ácidos húmicos decorrentes da adição de resíduos orgânicos de origem urbana.

Fósforo num Cambissolo cultivado com cana-de-açúcar por longo tempo: II - análise de ácidos húmicos por RMN 31P

Sistemas de manejo da lavoura de cana-de-açúcar que favoreçam a matéria orgânica do solo podem aumentar o conteúdo de nutrientes disponíveis e diminuir a necessidade de aplicação de fertilizantes industriais. Apesar da importância dos componentes orgânicos no fornecimento de P, pouco se conhece sobre a sua dinâmica em ambientes tropicais. O objetivo deste trabalho foi identificar, por meio da ressonância magnética nuclear (RMN 31P), as espécies de P nos ácidos húmicos de um Cambissolo Háplico Ta eutrófico vértico, localizado no Município de Campos dos Goytacazes, norte do Estado do Rio de Janeiro, e cultivado com cana-de-açúcar com preservação do palhiço e adição de vinhaça por longo tempo. Por meio da análise de RMN 31P foi possível observar acúmulo de P orgânico em formas mais facilmente mineralizadas nas áreas com preservação de matéria orgânica, tal como P em ligações diésteres. Nas áreas de cana queimada, houve maior participação de espécies orgânicas mais estáveis, como o ortofosfato em ligações monoésteres. Os resultados da espectroscopia de RMN 31P mostram que, nas áreas com maior aporte de resíduo orgânico (i.e., cana crua e cana queimada com adição de vinhaça), os ácidos húmicos constituem uma reserva importante de P orgânico prontamente disponível. Já, nas áreas de cana queimada, o acúmulo de P orgânico recalcitrante nos ácidos húmicos indica utilização do P-lábil das substâncias húmicas como fonte importante para nutrição das plantas.

Atribuição inequívoca de deslocamentos químicos de RMN de ¹H e 13C de plumierídeo isolado da Allamanda cathartica

There are NMR data of ¹H and 13C of the iridoid plumieride, but controversy related to the assignments of the protons H-3 or H-10 and carbons C-6 or C-7 and C-3 or C-10 are described in the literature. There are a little discussion regarding to the resonance assignment of protons of the glycoside unity. Analysis based on 2D shift correlated NMR spectra (COSY, HETCOR, HETCORLR) and NOE difference ¹H NMR spectra allowed to assign unambigously the chemical shift of ¹H and 13C of plumieride which has been found in the literature with non coincident values.

Nova rota de preparação do 2-cloro-1,3,2-dioxofosfolana e 2-cloro-4,5-benzo-1,3,2-dioxofosfolana e caracterização por espectroscopia de RMN multinuclear

A new method for the preparation of 2-chloro-1,3,2-dioxaphospholane (1) and 2-chloro-4,5-benzo-1,3,2-dioxaphospholane (2), are reported. The modifications introduced in the synthetic route improved the yield and facilitated the control of reaction, but the synthesis require longer reaction time. The compounds were characterized by ¹H, 13C{¹H} and31P{¹H} NMR spectroscopy. Due to the complexity of the spin system AA'BB'X (A, A', B, B' = ¹H; X = 31P) of 2, a simulation of the ¹H NMR spectra was done and it's in agreement with the bibliography.

Novos derivados do sistema heterocíclico 1H-pirazolo[3,4-b]piridina: síntese e assinalamentos de hidrogênios e carbonos por RMN 1D e 2D

The synthesis and NMR analysis of seven new 4-(aryl)amino-5-carboethoxy-1,3-dimethyl-1H-pyrazolo[3,4- b]pyridines (7-13) are described. The synthetic approach used involved the preparation of intermediates 5-aminopyrazol (4), the enamine derivative (5) and the 4-chloro-1H-pyrazolo[3,4-b]pyridine (6). Compounds (7-13) were obtained by treatment of 6 with the desired aniline. The structures of new heterocyclic compounds and their precursors intermediates were assigned on the basis of spectral analysis including 1D and 2D NMR experiments [¹H; 13C{¹H} and DEPT; ¹H x ¹H - COSY; ¹H x13C - COSY, nJ CH, n = 1, 2 or 3 (HETECOR and COLOC)].

RMN 2D: Detecção inversa e gradiente de campo na determinação estrutural de compostos orgânicos

A view of the general aspects involving the 2D NMR spectroscopy using inverse detection and field gradient techniques is presented through the analysis of a sesquiterpene.

Aumento da resolução de espectros de RMN 13C de ácidos húmicos em solução através do tratamento prévio com KCl 0,03 mol L-1

High levels of Fe and Mn present in some soils and compost organic matter decrease the resolution of 13C NMR spectra of humic substances. Addition of KCl up to a concentration of 0,03 mol L-1 to humic substances extracts followed by centrifugation is an efficient method of eliminating clays and minerals containing high levels of paramagnetic metals such as Fe and Mn thus increasing the resolution of 13C NMR spectra.

Determinação por RMN das configurações relativas e conformações de alcalóides oxindólicos isolados de Uncaria guianensis

Phytochemical studies with leaves of Uncaria guianensis resulted in the isolation of the oxindole alkaloids isomitraphylline (1), 3-isoajmalicine (2) mitraphylline (3), and isomitraphylinic acid (4). Structural assignments of these alkaloids, including relative configurations and conformations, were performed through spectral data and physical properties. 1D and 2D homonuclear and heteronuclear NMR spectroscopy was a valuable tool for the establishment of the relative stereochemistry of those compounds.

Aplicação de análise de componentes principais para verificação de atribuições de sinais nos espetros de RMN ¹H: o caso dos 3-aril (1,2,4)-oxadiazol-5-carboidrazida benzilidenos

The ¹H NMR data set of a series of 3-aryl (1,2,4)-oxadiazol-5-carbohydrazide benzylidene derivatives synthesized in our group was analyzed using the chemometric technique of principal component analysis (PCA). Using the original ¹H NMR data PCA allowed identifying some misassignments of the proton aromatic chemical shifts. As a consequence of this multivariate analysis, nuclear Overhauser difference experiments were performed to investigate the ambiguity of other assignments of the ortho and meta aromatic hydrogens for the compound with the bromine substituent. The effect of the 1,2,4-oxadiazol group as an electron acceptor, mainly for the hydrogens 12,13, has been highlighted.

Utilização de RMN de ¹H na determinação da configuração absoluta de álcoois

This review reports the determination of absolute configuration of primary and secondary alcohols by ¹H NMR spectroscopy, using the Mosher method. This method consists in the derivatization of an alcohol possessig unknown absolute configuration with one or both enantiomers of an auxiliary reagent. The resulting diastereoisomer spectra are registered and compared, and the chemical shift differences (DdR,S = deltaR - deltaS) are measured. The determination of the absolute configuration of the alcohol molecule is based on the correlation between its chiral center and the auxiliary reagent's chiral center. Therefore, the determination of the absolute configuration depends on aromatic ring shielding effects on the substituents of the alcohol as evidenced by the ¹H NMR spectrum.

Simulação de desdobramentos complexos de espectros de RMN de ¹H

Complex ¹H NMR spectra multiplets that cannot be easily understood by simple inspection are rather frequent in the daily work of the organic chemistry analyst. The multiple and excellent new techniques available from modern instruments usually provide satisfactory solutions, but there are still many cases where a simulation is necessary, at least to obtain a final confirmation. It is extremely convincing to see that a graph, obtained by calculations with chemical-shift and coupling-constant values only, can be virtually identical to the experimental spectrum. This paper describes a computer program to make such calculations. The program is free and can be downloaded from http://artemis.ffclrp.usp.br/NMR.htm (click on SimEsp_NMR_Compil.zip). All routines are also available and may be used without any restrictions. The paper includes a fairly detailed discussion about how the calculations are made.

Anéis aromáticos condensados e relação E4/E6: estudo de ácidos húmicos de gleissolos por RMN de 13C no estado sólido utilizando a técnica CP/MAS desacoplamento defasado

In this work, seven samples of humic acids extracted from gleysoils were investigated. These studies, using NMR CP/MAS 13C techniques, did not show significant correlation between the E4/E6 ratio and the degree of aromaticity. However, dipolar dephasing (DD) measurements of condensed aromatic or substituted carbons showed a negative correlation of 0.94. Also, there was a good correlation between the amount of semiquinone free radicals measured by the EPR technique and condensed aromatic rings measured by NMR CP/MAS 13C with the DD technique. The content of semiquinone free radicals was quantified by EPR spectroscopy and was correlated with the humification (degree of aromaticity) of the humic substances. The results indicated that the E4/E6 ratio identifies the degree of aromatic rings condensation. It was also found that the degree of aromaticity, measured by NMR, as frequently presented in the literature (by conventional CP/MAS), underestimates aromatic rings in condensed structures.

Mapeamento das interações proteína-ligante através de técnicas de RMN de ¹H utilizando detecção do ligante

NMR is a valuable screening tool for the binding of ligands to proteins providing structural information on both protein and ligands and is thus largely applied to drug-discovery. Among the recent NMR techniques to probe weak binding protein-ligand complexes we have critically evaluated the advantages and disadvantages of STD (Saturation Transfer Difference), WaterLOGSY (Water Ligand Observation with Gradient Spectroscopy), NOE pumping and DOSY-NOESY (Diffusion-Ordered NOESY) using a mixture of BSA (bovine serum albumin) plus salicylic acid, caffeine, citric acid, adipic acid and D-glucose.

Cânfora: um bom modelo para ilustrar técnicas de RMN

The use of Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy to establish the three-dimensional structures of molecules is an important component of modern Chemistry courses. The combination of techniques that can be used for this purpose is conveniently illustrated by their application to the camphor molecule. This paper presents applications of several techniques used in NMR spectral interpretation in an increasing order of complexity. The result of individual experiments is illustrated in order to familiarize the user with the way connectivity through bonds and through space is established from 1D/2D-NMR spectra and molecular stereochemistry is determined from different NMR experiments.