Development of an organocatalytic method for the enantioselective synthesis of rivastigmine

The focus of this thesis was the study of a recently developed class of picolinamide cinchona alkaloid derivatives for the synthesis of Rivastigmine, a biologically active compound used for the treatment of Alzheimer’s disease. Six 9-picolinamide-cinchona alkaloid derivatives were successfully synthesized through simple and effective methods. These catalysts were then applied in the enantioselective reduction of O-protected ketimines (intermediates of Rivastigmine). The hydrosilylation of the N-phenyl ketimines afforded good results with excellent yields and high enantioselectivities, while much lower values, in terms of both enantioselectivity and yield, were obtained in the reduction of N-benzyl ketimines. Preliminary studies on the immobilization of these organocatalysts to different solid supports were conducted, with the purpose of applying them in continuous flow systems, which to date has never been reported; RESUMO: No âmbito deste trabalho, foi estudada a síntese de um composto biologicamente ativo usado para o tratamento da doença de Alzheimer, Rivastigmina, usando uma classe de picolinamidas derivadas de alcaloides de cinchona recentemente desenvolvida. Seis 9-picolinamida derivados de alcaloides de cinchona foram preparados com êxito através de metodologias simples e eficazes. Os organocatalisadores foram posteriormente aplicados na redução enantiosseletiva de cetiminas O-protegidas (intermediários de Rivastigmina). Foram obtidos bons resultados na hidrossililação de N-fenilo cetiminas, com rendimentos excelentes e elevadas enantiosseletividades, enquanto a redução de N-benzilo cetiminas proporcionou valores muito mais baixos, tanto em termos de rendimento como de enantiosseletividade. Com o objetivo de serem aplicados em sistemas de fluxo contínuo, realizaram-se estudos preliminares sobre a imobilização destes organocatalisadores em diferentes suportes sólidos, a qual, ate à data, ainda não foi descrita na literatura.

Quantificação do ião cálcio nas uvas e vinhos brancos por espectroscopia de infravermelho

Com o objetivo de diminuir a incidência das leveduras encapsulas em alginato se aglomerarem na segunda fermentação em garrafa e reduzir custos associados à sua eliminação, pretendeu-se utilizar a metodologia NIR para determinar a quantidade de cálcio no vinho. Foram quantificados outros minerais para avaliar hipotéticos antagonismos iónicos. Observou-se também que este controlo de qualidade poderá ser efetuado no mosto. Atualmente este controlo é realizado por metodologias de análise de referência bastante morosas como EAA. Contudo a metodologia NIR demonstrou ser uma boa alternativa no controlo dos parâ-metros de qualidade na produção de vinho espumante, permitindo a diminuição do tempo de análise e de resíduos. No desenvolvimento dos modelos matemáticos para a calibração do NIR utilizaram-se 79 vinhos brancos e 60 amostras de mosto. Foram desenvolvidos 11 modelos de calibração onde o coeficiente de correlação foi, em aproximadamente 58% dos casos, maior que 0,99; ABSTRACT: In order to reduce the incidence of alginate beads aggregation during the second fermentation in the bottle and to reduce costs associated with their disposal, it was used the NIR technology to quantify calcium content in the wine. Other minerals were also quantified in order to evaluate possible ionic antagonisms. Quality control is usually done in the base wine but it can also be evaluated in the must. Currently this control was carried out by reference analysis methodologies generally rather slow as AAS. However NIR proved to be a good alternative technique in the control of quality parameters of wine production, allowing the reduction of the analysis time and waste. In order to develop mathematical models for the calibration of NIR it was used 79 white wine samples and 60 must samples. Eleven calibration models have been developed, where the correlation coeffi-cient was, in approximately 58% of cases, greater than 0,99.

Arritmias asociadas a Canalopatias. Proyecto ITACA

Importancia del estudio funcional de las canalopatías • Identificar los mecanismos implicados en la fisiopatología de los síndromes arritmogénicos primarios (y de la MSC) • Conocer la relación entre topología y función de las subunidades que forman los canales iónicos (Na+, Ca2+ y K+) • Propiedades biofísicas y moleculares del canal selectividad, conductancia y cinética (activación/inactivación/reactivación) • Correlacionar genotipo y fenotipo • Estratificar el riesgo del paciente según el locus de la mutación • Mejorar los tests genéticos disponibles • Diseñar nuevas estrategias terapéuticas específicas según las consecuencias de la mutación

Nuevos procedimientos de extracción y determinación de plaguicidas en muestras medioambientales

La agricultura ha jugado un papel fundamental en el desarrollo de la civilización humana. Se trata de una práctica antigua que raramente ha sido cuestionada debido a la necesidad de alimentar a la creciente población mundial. Las técnicas agrícolas modernas incluyen el uso masivo de fertilizantes y plaguicidas que han incrementado intensamente el rendimiento de la producción, pero que liberan al medioambiente residuos que pueden ser perjudiciales. Por ello, es de especial importancia desarrollar metodologías eficaces que, integrando una preparación de muestra eficiente con una técnica de separación sensible y robusta, sean capaces de determinar residuos de estos compuestos, así como de sus metabolitos, en muestras medioambientales a los bajos niveles demandados. En la presente Tesis Doctoral, se han desarrollado metodologías para el análisis de plaguicidas y, en algunos casos, de sus metabolitos, en muestras de aguas y suelos de diferente procedencia y distintas características fisicoquímicas. Para ello, se han utilizado técnicas de separación como la cromatografía de gases, la cromatografía líquida de alta resolución, la nanocromatografía líquida y la electroforesis capilar. Las dos últimas se han combinado con técnicas de preconcentración en línea, y todas ellas con técnicas de extracción y preconcentración fuera de línea como la extracción asistida por ultrasonidos, la extracción en fase sólida, el método QuEChERS, la microextracción líquido-líquido dispersiva y la microextracción en fase líquida con fibra hueca. Además, se ha demostrado la utilidad y efectividad del uso de nuevos materiales como los nanotubos de carbono como fases estacionarias en extracción en fase sólida, así como de los líquidos iónicos como disolventes de extracción en la microextracción líquido-líquido dispersiva. Las metodologías desarrolladas se han validado eficazmente mediante estudios de calibración, repetibilidad, precisión y exactitud, y permitieron alcanzar límites de detección adecuados para el análisis de residuos de plaguicidas y de sus metabolitos en aguas, a niveles inferiores a los límites máximos de residuos establecidos por la Unión Europea (0,1 µg/L), así como en suelos a niveles de ng/g.

Nuevos vidrios del sistema Li2S-Sb2S3-P2S5 para aplicación en microbaterías de litio.

Actualmente existe un gran interés hacia los vidrios sulfuros debido a la alta conductividad promovida por el ión litio. En el presente trabajo se expone un estudio sobre los nuevos vidrios basados en el sistema Li2S-Sb2S3 que son conductores iónicos de litio con posible aplicación en las baterías de estado sólido. La síntesis de vidrios fue realizada por el método de fusión-templado. Y su formación fue confi rmada mediante difracción de rayos X (DRX) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Se llevó a cabo análisis de espectroscopía de impedancia para evaluar sus conductividades. La conductividad iónica alcanzó valores hasta 10-6 S/cm a temperatura ambiente que permite ubicarlos como conductores sólidos para posibles aplicaciones en microbacterías. Además, se reportaron los valores de energía de activación, Ea, los factores preexponenciales, σ 0, y el modelo del circuito equivalente R(RQ)(RQ).

Síntese e caracterização de catalisadores de LaNiO3 não suportados e suportados em Al2O3 e ZrO2 para a reforma a vapor do metano

Ionic oxides with ABO3 structure, where A represents a rare earth element or an alkaline metal and B is a transition metal from group VIII of the periodic table are potential catalysts for oxidation and good candidates for steam reforming reaction. Different methods have been considered for the synthesis of the oxide materials with perovskite structure to produce a high homogeneous material with low amount of impurities and low calcination temperatures. In the current work, oxides with the LaNiO3 formula had been synthesized using the method of the polymeric precursors. The thermal treatment of the materials took place at 300 ºC for 2h. The material supported in alumina and/or zirconia was calcined at 800 ºC temperature for 4h. The samples had been characterized by the following techniques: thermogravimetry; infrared spectroscopy; X-ray diffraction; specific surface area; distribution of particle size; scanning electron microscopy and thermo-programmed reduction. The steam reforming reaction was carried out in a pilot plant using reducing atmosphere in the reactor with a mixture of 10% H2-Argon, a mass about 5g of catalyst, flowing at 50 mL.min-1. The temperature range used was 50 - 1000 oC with a heating rate of 10 oC.min-1. A thermal conductivity detector was used to analyze the gas after the water trapping, in order to permit to quantify the consumption of hydrogen for the lanthanum nickelates (LaNiO3). The results showed that lanthanum nickelate were more efficient when supported in alumina than when supported in zirconia. It was observed that the methane conversion was approximately 100% and the selectivity to hydrogen was about 70%. In all cases were verified low selectivity to CO and CO2

Síntese enzimática de ésteres de açúcar: surfactantes e polímeros como novos materiais ambientalmente seguros

Sugar esters are substances which possess surfactant, antifungical and bactericidal actions and can be obtained through two renewable sources of raw materials: sugars and vegetable oils. Their excellent biodegradability, allied to lhe fact that they are non toxic, insipid, inodorous, biocompatible, no-ionic, digestible and because they can resist to adverse conditions of temperature, pH and salinity, explain lhe crescent use of these substances in several sections of lhe industry. The objective of this thesis was to synthesize and characterize surfactants and polymers containing sugar branched in their structures, through enzymatic transesterification of vinyl esters and sugars, using alkaline protease from Bacillus subtilis as catalyst, in organic medium (DMF).Three types of sugars were used: L-arabinose, D-glucose and sucrose and two types of vinyl esters: vinyl laurate and vinyl adipate. Aiming to reach high conversions from substrates to products for a possible future large scale industrial production, a serie of variables was optimized, through Design of Experiments (DOE), using Response Surface Methodology (RSM).The investigated variables were: (1) enzyme concentration; (2) molar reason of substrates; (3) water/solvent rale; (4) temperature and (5) time. We obtained six distinct sugar esters: 5-0-lauroyl L-arabinose, 6-0-lauroyl D-glucose, 1'-O-lauroyl sucrose, 5-0-vinyladipoyl L-arabinose, 6-0-vinyladipoyl D-glucose and 1 '-O-vinyladipoyl sucrose, being lhe last three polymerizable. The progress of lhe reaction was monitored by HPLC analysis, through lhe decrease of sugar concentration in comparison to lhe blank. Qualitative analysis by TLC confirmed lhe formation of lhe products. In lhe purification step, two methodologies were adopted: (1) chromatographic column and (2) extraction with hot acetone. The acylation position and lhe chemical structure were determined by 13C-RMN. The polymerization of lhe three vinyl sugar esters was possible, through chemical catalysis, using H2O2 and K2S2O8 as initiators, at 60°C, for 24 hours. IR spectra of lhe monomers and respective polymers were compared revealing lhe disappearance of lhe vinyl group in lhe polymer spectra. The molar weights of lhe polymers were determined by GPC and presented lhe following results: poly (5-0-vinyladipoyl L-arabinose): Mw = 7.2 X 104; PD = 2.48; poly (6-0-vinyladipoyl D-glucose): Mw = 2.7 X 103; PD = 1.75 and poly (1'-O-vinyladipoyl sucrose): Mw = 4.2 X 104; PD = 6.57. The six sugar esters were submitted to superficial tension tests for determination of the critical micelle concentrations (CMC), which varied from 122 to 167 ppm. Finally, a study of applicability of these sugar esters, as lubricants for completion fluids of petroleum wells was' accomplished through comparative analysis of lhe efficiency of these sugar esters, in relation to three commercial lubricants. The products synthesized in this thesis presented equivalent or superior action to lhe tested commercial products

Síntese e caracterização do líquido iônico tetrafluoroborato de 1-metil-3-(2,6-(S)-dimetiloct-2-eno)-imidazol como eletrólito para produção de hidrogênio via eletrólise da água

Ionic liquids (ILs) are organic compounds liquid at room temperature, good electrical conductors, with the potential to form as a means for electrolyte on electrolysis of water, in which the electrodes would not be subjected to such extreme conditions demanding chemistry [1]. This paper describes the synthesis, characterization and study of the feasibility of ionic liquid ionic liquid 1-methyl-3(2,6-(S)-dimethyloct-2-ene)-imidazole tetrafluoroborate (MDI-BF4) as electrolyte to produce hydrogen through electrolysis of water. The MDI-BF4 synthesized was characterized by thermal methods of analysis (Thermogravimetric Analysis - TG and Differential Scanning Calorimetry - DSC), mid-infrared spectroscopy with Fourier transform by method of attenuated total reflectance (FTIR-ATR), nuclear magnetic resonance spectroscopy of hydrogen (NMR 1H) and cyclic voltammetry (CV). Where thermal methods were used to calculate the yield of the synthesis of MDI-BF4 which was 88.84%, characterized infrared spectroscopy functional groups of the compound and the binding B-F 1053 cm-1; the NMR 1H analyzed and compared with literature data defines the structure of MDI-BF4 and the current density achieved by MDI-BF4 in the voltammogram shows that the LI can conduct electrical current indicating that the MDI-BF4 is a good electrolyte, and that their behavior does not change with the increasing concentration of water

Modelagem da bioconcetração de pesticidas em batatas.

Apresentamos um modelo que estima o fator de bioconcentracão (BCF) de pesticidas em batatas supondo que o pesticida na solução do solo é absorvido pela batata por difusão passiva,seguindo a segunda lei de Fick.Os pesticidas do modelo são compostos orgânicos não-iônicos, tradicionalmente utilizados no cultivo de batatas que degradam no solo de acordo com uma equação cinética de primeira ordem. Este trabalho apresenta uma expressão que relaciona o BCF com a taxa de eliminação do pesticida pela batata, com a taxa de acumulação do pesticida na batata, com a taxa de crescimento da batata, e com a taxa de degradação do pesticida no solo. O BCF foi estimado supondo-se estado de equilíbrio estacionário do quociente entre a concentração do pesticida na batata e a concentração do pesticida na solução do solo. O modelo foi construído baseado no trabalho de Trapp et al. (2007), [Diffusion of PAH in Potato and Carrrot Slices and Applications for a Potato Model] no qual é apresentada uma expressão para calcular a difusividade de substâncias orgânicas persistentes em batatas. A modelagem consistiu em adicionar ao modelo de Trapp et al. (2007) a hipótese de que o pesticida degrada no solo. O valor do BCF sugere um conjunto de pesticidas que devem ser prioritariamente monitorados em cultivos de batatas. Foi estimado o BCF dos pesticidas methamidophos, cymoxanil, carbofuran, aldicarb, metalaxyl, fenamiphos, carbaryl, triazophos, tebuconazole, propiconazole, chlorothalonil e cypermethrin.