An Investigation into the Dissolution Properties of Celecoxib Melt Extrudates: Understanding the Role of Polymer Type and Concentration in Stabilizing Supersaturated Drug Concentrations

In this study, the dissolution properties of celecoxib (CX) solid dispersions manufactured from Eudragit 4155F and polyvinylpyrrolidone (PVP) were evaluated. Hot-melt extrusion (HME) technology was used to prepare amorphous solid dispersions of drug/polymer binary systems at different mass ratios. The drug concentrations achieved from the dissolution of PVP and Eudragit 4155F solid dispersions in phosphate buffer, pH 7.4 (PBS 7.4) were significantly greater than the equilibrium solubility of CX (1.58 µg/mL). The degree of supersaturation increased significantly as the polymer concentration within the solid dispersion increased. The maximum drug concentration achieved by PVP solid dispersions did not significantly exceed the apparent solubility of amorphous CX. The predominant mechanism for achieving supersaturated CX concentrations in PBS 7.4 was attributed to stabilization of amorphous CX during dissolution. Conversely, Eudragit 4155F solid dispersions showed significantly greater supersaturated drug solutions particularly at high polymer concentrations. For example, at a drug/polymer ratio of 1:9, a concentration of 100 µg/mL was achieved after 60 min that was stable (no evidence of drug recrystallization) for up to 72 h. This clearly identifies the potential of Eudragit 4155F to act as a solubilizing agent for CX. These findings were in good agreement with the results from solubility performed using PBS 7.4 in which Eudragit 4155F had been predissolved. In these tests, Eudragit 4155F significantly increased the equilibrium solubility of CX. Solution 1H NMR spectra were used to identify drug/polymer interactions. Deshielding of CX aromatic protons (H-1a and H-1b) containing the sulfonamide group occurred as a result of dissolution of Eudragit 4155F solid dispersions, whereas deshielding of H-1a protons and shielding of H-1b protons occurred as a result of the dissolution of PVP solid dispersions. In principle, it is reasonable to suggest that the different drug/polymer interactions observed give rise to the variation in dissolution observed for the two polymer/drug systems.

Ruthenium Cryptates with an Unusual Selectivity for Nitrate

The synthesis of two new tripodal complexes [Ru(L3)](PF6)2 and [Ru(L4)](PF6)2, encapsulating a ruthenium(II) cation has been successfully achieved and the products fully characterized, including by X-ray structural determination. The smaller cavity, built around a tris(2-aminoethyl)amido scaffold demonstrated only moderate and predictable interactions with a range of anions and no significant spectroscopic change with nitrate, chloride and bromide, although dihydrogen phosphate did result in an almost stoichiometric precipitation. The expansion of the cavity to include the more rigid 1,3,5-benzenetricarbonylamide group creates a larger cavity, which shows a decrease in the emission on the introduction of chloride, bromide, hydrogensulfate and nitrate salts, with the 1H NMR titrations giving a surprisingly high binding affinity for nitrate over the smaller and simpler halides.

Comments and Additional Work on “High-Pressure Volumetric Properties of Imidazolium-Based Ionic Liquids: Effect of the Anion”

This works follows a publication of our group in J. Chem. Eng. Data2007, 52, 2204–2211 presenting high temperature and pressure density data for five imidazolium-based ionic liquids. At this period, very few ionic liquid density data were available in the literature, especially at high pressure, and the uncertainty of published results was calculated with respect to the literature data available for three of the five ionic liquids studied. Since 2007, the ionic liquid density databank has largely increased. In this work, a comparison of our published data in J. Chem. Eng. Data2007, 52, 2204–2211, with more than 1800 high pressure data coming from the literature up to December 2011 is presented to assess the uncertainty of our published values. The claimed uncertainty is close to 0.31 % for all IL density data sets except in the case of the [C1C2Im][EtSO4], where the uncertainty is up to 1.1 %. Reported data in J. Chem. Eng. Data2007, 52, 2204–2211, for this particular ionic liquid cannot be used as a reference. For this ionic liquid, new density measurements of the same sample batch have been remeasured by using the same experimental technique, and new experimental data presented herein are clearly higher than our previous published results. A 1H NMR analysis of the sample has confirmed hydrolysis of the ethylsulfate anion to ethanol and hydrogenate anion which explains the differences observed between our density data and the literature.

Molecularly Imprinted Polymers for Corticosteroids: Impact of polymer format on recognition behaviour

A comparative study of different polymeric formats for the targeting of corticosteroids, focusing on the use of bulk monolith and precipitation polymerisation strategies, was performed and the effect on recognition behaviour was studied. Hydrocortisone-17-butyrate was selected as the template and methacrylic acid as the functional monomer, following 1H NMR investigation of the pre-polymerisation mixture. Three different cross-linkers were tested, ranging from moderate to highly hydrophobic. The synthesised bulk and precipitated imprinted polymers were physically characterised by nitrogen sorption and evaluated by means of HPLC and frontal chromatography against a range of template analogues. While some degree of selectivity for the template was achieved for all tested polymers, the ones based on the tri-functional cross-linking monomer TRIM exhibited the longest retention for all corticosteroids, especially in the precipitated format, which suggested 31 broader group selectivity.

Novel chiral ionic liquids:physicochemical properties and investigation of the internal rotameric behaviour in the neat system

Optically active S-alkyl-N, N'-bis((S)-1-phenylethyl) thiouronium salts, abbreviated as (S)-[Cnpetu] Y (where Y is an anion; n = 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12 or 16), have been prepared and studied by a broad spectrum of analyses. This consists of density, viscosity, and conductivity determination, followed by a discussion of relevant correlations. Unusual trends depending on the S-alkyl chain length were documented for (S)-[Cnpetu][ NTf2] series (where [NTf2] = bis{(trifluoromethyl) sulfonyl} amide), including the viscosity decreasing with increasing chain length, and the conductivity showing a maximum between the S-butyl and the S-hexyl derivative. In addition, a hindered rotamerism of the thiouronium cation in dmso-d(6) solution was recognised by H-1 and C-13 NMR techniques. Thorough analysis of NMR spectra confirmed that the main contribution comes from rotation about the partial double C-S bond. For the first time, a neat thiouronium ionic liquid system has been subjected to quantitative analysis of hindered rotamerism by dynamic NMR coalescence studies, with estimated activation energy for rotation of 63.9 +/- 0.4 kJ mol(-1). Finally, the application of (S)-[C(n)petu] Y salts as chiral discriminating agents for carboxylates by 1H NMR spectroscopy was further investigated, demonstrating the influence of the S-alkyl chain length on chiral recognition; (S)-[C(2)petu][NTf2] ionic liquid with the mandelate anion gave the best results.

New insights into dihydrogenphosphate recognition with dirhenium(I) tricarbonyl complexes bridged by a thiourea moiety

Three thiourea bridged 2,2’-bipyridine ligands bearing either a single thiourea group (L1), or two units separated by either a para (L2) or meta-substituted (L3) aromatic spacer, along with the corresponding bis(fac-tricarbonylrhenium(I)) complexes are reported. The three ligands all show the anticipated binding to acetate. However 1H NMR titrations reveal an unusual cooperative binding to, and selectivity for, two dihydrogenphosphate ions. The rhenium(I) complexes similarly demonstrate unusual sigmoidal titration curves, and in the case of {Re(CO)3Br}2(-L1) a surprisingly strong interaction to two anions. These were further exemplified in the emissive behaviour leading to the conclusion that there is an unusual interaction with dihydrogenphosphate, giving an initial increase in the emission, followed by a decrease and a blue shift in wavelength possibly as a result of partial deprotonation. It appears that dihydrogenphosphate binds cooperatively, with the addition of a second anion enhancing the interaction of the first, probably by proton transfer; this could explain the remarkable selectivity for phosphate seen with many reported anion receptors.

Tailoring ionic liquid catalysts: structure, acidity and catalytic activity of protonic ionic liquids based on anionic clusters, [(HSO4)(H2SO4)x]− (x = 0, 1, or 2)

Aiming at inexpensive Brønsted-acidic ionic liquids, suitable for industrial-scale catalysis, a family of protonic ionic liquids based on nitrogen bases and sulfuric acid has been developed. Variation of the molar ratio of sulfuric acid, χH2SO4, was used to tune acidity. The liquid structure was studied using 1H NMR and IR spectroscopies, revealing the existence of hydrogen-bonded clusters, [(HSO4)(H2SO4)]−, for χH2SO4 > 0.50. Acidity, quantified by Gutmann Acceptor Number (AN), was found to be closely related to the liquid structure. The ionic liquids were employed as acid catalysts in a model reaction; Fischer esterification of acetic acid with 1-butanol. The reaction rate depended on two factors; for χH2SO4 > 0.50, the key parameter was acidity (expressed as AN value), while for χH2SO4 > 0.50 it was the mass transport (solubility of starting materials in the ionic liquid phase). Building on this insight, the ionic liquid catalyst and reaction conditions have been chosen. Conversion values of over 95% were achieved under exceptionally mild conditions, and using an inexpensive ionic liquid, which could be recycled up to eight times without diminution in conversion or selectivity. It has been demonstrated how structural studies can underpin rational design and development of an ionic liquid catalyst, and in turn lead to a both greener and economically viable process.

Artificial receptors for the extraction of nucleoside metabolite 7-methylguanosine from aqueous media made by molecular imprinting

A series of imprinted polymers targeting nucleoside metabolites, prepared using a template analogue approach, are presented. These were prepared following selection of the optimum functional monomer by solution association studies using 1H-NMR titrations whereby methacrylic acid was shown to be the strongest receptor with and affinity constant of 621 ± 51 L mol-1 vs. 110 ± 16 L mol-1 for acrylamide. The best performing polymers were prepared using methanol as porogenic co-solvent and although average binding site affinities were marginally reduced, 2.3×104 L mol-1 vs. 2.7×104 L mol-1 measured for a polymer prepared in acetonitrile, these polymers contained the highest number of binding sites, 5.27 μmol g-1¬¬ vs. 1.64 μmol g-1, while they also exhibited enhanced selectivity for methylated guanosine derivatives. When applied as sorbents in the extraction of nucleoside derivative cancer biomarkers from synthetic urine samples, significant sample clean-up and recoveries of up to 90% for 7-methylguanosine were achieved.

Tetrabutylammonium methacrylate as a novel receptor for selective extraction of sulphonylurea drugs from biological fluids using molecular imprinting

Glibenclamide (GLIB), an oral antidiabetic medication of the sulphonylurea drugs family, was stoichiometrically imprinted using tetrabutylammonium methacrylate as the functional monomer, for the first time in molecular imprinting, and utilising the sulphonylurea affinity for carboxylate anions. Solution association between the drug and the novel functional monomer was studied by 1H-NMR titrations, whereby evidence of sulphonylurea deprotonation followed by the formation of “narcissistic” GLIB dimers was found when tested in CDCl3, while an affinity constant in excess of 105 L mol-1 was measured in DMSO-d6. Detailed analysis of GLIB binding on the subsequently prepared imprinted and non-imprinted polymers confirmed deactivation of binding sites by exchange of a proton between GLIB and methacrylate, followed by extraction of the tetrabutylammonium counterion from the polymer matrix, resulting in overall reduced binding capacities and affinities by the imprinted material under equilibrium conditions. An optimised MI-SPE protocol, which included a binding site re-activation step, was developed for the extraction of GLIB from blood serum, whereby recoveries of up to 92.4% were obtained with exceptional sample clean-up.

Stoichiometric Molecularly Imprinted Polymers for the Recognition of Anti-Cancer Pro-drug Tegafur

Molecularly Imprinted Polymers (MIPs) targeting tegafur, an anti-cancer 5-fluorouracil pro-drug, have been prepared by stoichiometric imprinting using 2,6-bis(acrylamido)pyridine (BAAPy) as the functional monomer. Solution association between tegafur and BAAPy was studied by 1H NMR titration, which confirmed the formation of 1:1 complexes with an affinity constant of 574±15 M-1 ¬in CDCl3. Evaluation of the synthesised materials by HPLC and equilibrium rebinding experiments revealed high selectivity of the imprinted polymer for the pro-drug versus 5-fluorouracil and other competing analytes, with maximum imprinting factors of 25.3 and a binding capacity of 45.1 μmol g-1. The synthesised imprinted polymer was employed in solid-phase extraction of the pro-drug using an optimised protocol that included a simple wash with the porogen used in the preparation of the material. Tegafur recoveries of up to 96% were achieved from aqueous samples and 92% from urine samples spiked with the template and three competing analytes. The results demonstrate the potential of the prepared polymers in the pre-concentration of tegafur from biological samples, which could be an invaluable tool in the monitoring of patient compliance and drug uptake and excretion.

Effect of the Presence of MEA on the CO2 Capture Ability of Superbase Ionic Liquids

The miscibility of monoethanolamine (MEA) in five superbase ionic liquids (ILs), namely the trihexyl-tetradecylphosphonium benzotriazolide ([P66614][Bentriz]), trihexyl-tetradecylphosphonium benzimidazolide ([P66614][Benzim]), trihexyl-tetradecylphosphonium 1,2,3-triazolide ([P66614][123Triz]), trihexyl-tetradecylphosphonium 1,2,4-triazolide ([P66614][124Triz]), and trihexyl-tetradecylphosphonium imidazolide ([P66614][Im]) was determined at 295.15 K using 1H NMR spectroscopy. The solubility of carbon dioxide (CO2) in equimolar (IL + MEA) mixtures was then studied experimentally using a gravimetric technique at 295.15 K and 0.1 MPa. The effect of MEA on the CO2 capture ability of these ILs was investigated together with the viscosity of these systems in the presence or absence of CO2 to evaluate their practical application in CO2 capture processes. The effect of the presence of MEA on the rate of CO2 uptake was also studied. The study showed that the MEA can enhance CO2 absorption over the ideal values in the case of [P66614][123Triz] and [P66614][Bentriz] while in the other systems the mixtures behave ideally. A comparison of the effect of MEA addition with the addition of water to these superbase ILs showed that similar trends were observed in each case for the individual ILs studied.

Estudo de receptores sintéticos no reconhecimento molecular de substratos aniónicos e iões metálicos

O trabalho descrito insere-se no âmbito da Química Supramolecular e consistiu no desenvolvimento de receptores artificiais, na forma protonada ou complexada, para o reconhecimento molecular de substratos aniónicos derivados de ácidos carboxílicos incluindo os herbicidas PMG2-, ATCP- e 2,4-D-. Foram investigadas duas séries de aniões, uma alifática (ox2-, mal2-, suc2-, glu2-, adip2-, cit3- e cta3-) e outra aromática (bzc-, naphc-, anthc-, pyrc-, ph2-, iph2-, tph2-, btc3-, dihyac2-, 4,4-dibzc2-, 3-nitrobzc- e 4-nitrobzc-). Foram sintetizados sete novos ligandos macrocíclicos simétricos constituídos por anéis aromáticos piridina ou fenantrolina ligados por cadeias de poliaminas saturadas. O comportamento ácido-base destes macrociclos foi investigado em solução aquosa e as constantes de protonação correspondentes determinadas por métodos potenciométricos e de RMN de 1H. As propriedades de complexação destes ligandos com os iões metálicos Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+ e Pb2+ foram também estudadas por métodos potenciométricos nas mesmas condições experimentais, tendo revelado que os macrociclos de dimensão média são capazes de acomodar um ou dois iões metálicos. O complexo dinuclear de Cu(II) derivado do macrociclo com dois grupos piridina foi utilizado como receptor de aniões carboxilato originando complexos ternários. Todos os complexos foram caracterizados em solução por espectroscopias de UV/vis/IVpróx e de RMN. As espécies paramagnéticas foram também caracterizadas por espectroscopia de RPE. A formação de espécies ternárias foi ainda investigada por espectrometria de massa ESI-MS e ESI-MS/MS. As estruturas cristalinas de alguns dos complexos foram determinadas por difracção de raios-X. As formas protonadas dos macrociclos foram utilizadas como receptores de uma grande variedade de aniões carboxilato. O reconhecimento molecular entre os receptores e os substratos aniónicos foi investigado em solução por métodos potenciométricos e de espectroscopia de RMN com determinação das constantes de associação. Os agregados supramoleculares foram caracterizados no estado sólido por difracção de raios-X. Finalmente as associações supramoleculares foram estudadas em solução por métodos de dinâmica molecular com determinação dos termos entrópicos e entálpicos das energias livres de ligação. Em resumo, nesta tese apresentam-se os resultados de estudos realizados com duas famílias de macrociclos: desde a síntese dos compostos, passando por estudos em solução e finalizando com simulação molecular. Este estudo sistemático através da conjugação de metodologias complementares permitiu caracterizar ao nível macroscópico e microscópico as associações moleculares.

Novos sistemas catalíticos baseados em óxidos de metais de transição

A presente dissertação descreve a síntese de novos sistemas catalíticos: (a) os complexos MoO2Cl2(pypzH), [MoO2Cl2(pypzH)]·pyHpzHCl, Mo2O4(μ2- O)Cl2(pypzH)2, MoO(O2)2Cl(pyHpzH), MoO2(OSiPh3)2(pypzH) (pypzH = 2-[3(5)- pirazolil]piridina), (η6-C6H5CH3)Mo(CO)3, (b) os materiais híbridos orgânicosinorgânicos PMO-ph suportados com as unidades Mo(CO)3 e Cr(CO)3, (c) e os complexos de inclusão CpMo(CO)3Cl@β-CD e CpMo(CO)3Cl@TRIMEB. Os novos sistemas catalíticos foram caracterizados utilizando os métodos de caracterização usuais (AE, FT-IR, Raman, NMR 1H) assim como os métodos de caracterização de estado sólido (XRD de pós, de cristal único, 13C e 29Si NMR CP MAS) e pela técnica microscópica de alta resolução (TEM). Os compostos com propriedades catalíticas e pré-catalíticas promissoras foram investigados nas reacções catalíticas de epoxidação de várias olefinas, nomeadamente o cis-cicloocteno.

Origin, seasonality and chemical characteristics of rainwater in Aveiro

Este trabalho teve como objectivo caracterizar quimicamente a água da chuva recolhida na cidade de Aveiro, localizada a sudoeste da Europa, no período de Setembro de 2008 a Setembro de 2009. Para matrizes diluídas como a da água da chuva, as metodologias analíticas a utilizar para se conseguir uma rigorosa caracterização química são de grande importância e ainda não estão uniformizadas. Assim, para caracterizar a fracção orgânica, primeiramente foram comparadas duas metodologias de filtração (0.22 e 0.45 μm) e foram estudados dois procedimentos de preservação da água da chuva (refrigeração e congelação), utilizando a espectroscopia de fluorescência molecular. Além disso, foram comparados dois procedimentos de isolamento e extracção da matéria orgânica dissolvida (DOM) da água da chuva, baseados na sorção nos sorbentes DAX-8 e C-18, utilizando as espectroscopias de ultravioleta-visível e fluorescência molecular. Relativamente aos resultados das metodologias de filtração e preservação, é recomendada a filtração por 0.45 μm, assim como, as amostras de água da chuva deverão ser mantidas no escuro a 4ºC, no máximo até 4 dias, até às análises espectroscópicas. Relativamente à metodologia de isolamento e extracção da DOM, os resultados mostraram que o procedimento de isolamento baseado na C-18 extraiu a DOM que é representativa da matriz global, enquanto que o procedimento da DAX-8 extraiu preferencialmente a fracção do tipo húmico. Como no presente trabalho pretendíamos caracterizar a fracção do tipo húmico da DOM da água da chuva, foi escolhida a metodologia de isolamento e extracção baseada na sorção no sorvente DAX-8. Previamente ao isolamento e extracção da DOM da água da chuva, toda a fracção orgânica das amostras de água da chuva foi caracterizada pelas técnicas de ultravioleta-visível e de fluorescência molecular. As amostras mostraram características semelhantes às de outras águas naturais, e a água da chuva do Verão e Outono apresentou maior conteúdo da matéria orgânica dissolvida cromofórica que a do Inverno e Primavera. Posteriormente, a fracção do tipo húmico de algumas amostras de água da chuva, isolada e extraída pelo procedimento baseado na DAX-8, foi caracterizada utilizando as técnicas espectroscópicas de ultravioleta-visível, fluorescência molecular e ressonância magnética nuclear de protão. Todos os extractos continham uma mistura complexa de compostos hidroxilados e ácidos carboxílicos, com uma predominância da componente alifática e um baixo conteúdo da componente aromática. A fracção inorgânica da água da chuva foi caracterizada determinando a concentração das seguintes espécies iónicas: H+, NH4 +, Cl-, NO3 -, SO4 2-. Os resultados foram comparados com os obtidos na chuva colectada no mesmo local entre 1986-1989 e mostraram que de todos os iões determinados a concentração de NO3 - foi a única que aumentou (cerca do dobro) em 20 anos, tendo sido atribuído ao aumento de veículos e emissões industriais na área de amostragem. Durante o período de amostragem cerca de 80% da precipitação esteve associada a massas de ar oceânicas, enquanto a restante esteve relacionada com massas que tiveram uma influência antropogénica e terrestre. De um modo geral, para as fracções orgânica e inorgânica da água da chuva analisadas, o conteúdo químico foi menor para as amostras que estiveram associadas a massas de ar marítimas do que para as amostras que tiveram contribuições terrestres e antropogénicas.

Novel furan polymer materials based on the reversible Diels-Alder reaction

A futura e inevitável escassez dos recursos fósseis, juntamente com o aumento imprevisível dos seus preços, levou, nas últimas décadas, a um aumento impressionante de iniciativas dedicadas não só à procura de fontes alternativas de fornecedores de energia, mas também de produtos químicos e polímeros a partir de fontes renováveis, em particular da biomassa vegetal. Entre estes, os polímeros derivados de monómeros furânicos constituem uma classe única de materiais cujas estruturas podem, em princípio, simular virtualmente os seus homólogos actualmente derivados de recursos fósseis. O anel furânico é uma estrutura heterocíclica com um carácter diénico pronunciado, o que torna-o um dieno particularmente apropriado para a reacção de Diels-Alder (DA) com dienófilos como a maleimida. Um dos aspectos mais relevantes da reacção de DA é a sua reversibilidade em função da temperatura, a qual permite que os aductos sejam facilmente revertidos nos seus precursores por aumento da temperatura (reacção de retro-DA). No caso específico da combinação furano-maleimida, a formação do aducto predomina até cerca de 60ºC, enquanto a reacção inversa é dominante acima de 100ºC. A combinação desta característica da reacção de DA com a química de compostos furânicos pode abrir um novo caminho para a preparação de materiais macromoleculares funcionais com base em fontes renováveis e com aplicações promissoras como auto-reparação e reciclabilidade. O principal objectivo desta Tese, é a síntese e caracterização de novos materiais poliméricos termo-reversíveis, aplicando a reacção de DA a monómeros complementares com estruturas dos tipos furânico (o dieno, designado por A) e de maleimida (o dienófilo, designado por B). A primeira etapa neste trabalho envolveu a síntese, purificação e caracterização de novos monómeros furânicos e de maleimida do tipo AA, A3, BB, B3, AB, AB2, cada um com diferentes grupos separadores das funções reactivas. Posteriormente, estes monómeros foram polimerizados e despolimerizados por ciclos de DA/retro-DA utilizando diferentes combinações. A formação e dissociação de todos os aductos de DA foram seguidas por ambas espectroscopias de UV e RMN de 1H. O primeiro sistema de DA estudado foi uma combinação modelo entre reagentes mono-funcionais (-A+-B), nomeadamente o acetato furfurílico (FA) e a N-metilmaleimida (MM), ambos comercialmente disponíveis. O objectivo desta abordagem foi estudar a cinética e o equilíbrio da formação/dissociação dos aductos de DA e obter indicações sobre as condições mais adequadas a serem usadas na preparação dos correspondentes novos materiais macromoleculares. Além disso, pretendia-se verificar a presença ou ausência de reacções secundárias que poderiam intervir em ambas as vias directa e inversa das reacções, mesmo após vários ciclos. A espectroscopia de UV forneceu informação quantitativa sobre a cinética de formação do aducto através da diminuição progressiva da absorvência máxima a 293 nm correspondente ao grupo maleimida, a diferentes temperaturas (35, 50, 65 ºC) Reciprocamente, a correspondente reacção de retro-DA foi seguida a 90 ºC através do aumento do mesmo pico. A reversibilidade destes sistemas foi verificada com sucesso após uma sequência de ciclos de DA/retro-DA. Adicionalmente, verificou-se que os espectros originaram um ponto isosbéstico, provando que estes sistemas não envolvem quaisquer reacções secundárias. Uma vez que foi usado um excesso de FA, as reacções de DA modelo apresentaram um comportamento cinético de pseudo-primeira ordem, com a constante de velocidade k mais alta (2.1x10-5 dm3mol-1s-1) para T=65 ºC. A correspondente energia de activação foi de 39.0 kJ.mol-1. A reacção de retro-DA seguiu um comportamento de primeira ordem, com constante de velocidade de 1.6x10-6 s-1. A evolução deste sistema por RMN de 1H a 65ºC deu-nos informações mais detalhadas sobre a sua evolução estrutural, ou seja, à medida que a intensidade dos picos atribuídos à formação do aducto aumentaram progressivamente ao longo do tempo, os pertencentes aos reagentes iniciais diminuiram proporcionalmente. O “rendimento final”, calculado após 20 dias à temperatura ambiente, foi de aproximadamente 70%. A reacção de retro-DA foi depois seguida a 90ºC, observando-se tal como na espectroscopia de UV, o deslocamento da reacção no sentido da regeneração dos reagentes de partida. A viabilidade de múltiplos ciclos de DA/retro-DA estabelecidos pela espectroscopia de UV foi igualmente confirmada por RMN de 1H. O passo seguinte envolveu o estudo de um sistema de policondensação linear baseado no crescimento gradual por reacção de DA entre um monómero bisfurânico A-A e um do tipo bismaleimida B-B, seguindo a mesma abordagem que no sistema modelo. O poliaducto linear foi obtido a partir de soluções equimolares dos monómeros, por reacção de DA a 65ºC. O progresso desta polimerização foi seguido por espectroscopia de UV e RMN de 1H e, mais qualitativamente, pelo aumento da viscosidade do meio. A reacção seguiu um comportamento de segunda ordem, com uma constante de velocidade de 9.4x10-6 dm3mol-1s-1, e observou-se novamente um ponto isosbéstico nos dados de UV. Os espectros de RMN apresentaram o padrão esperado, nomeadamente o aumento progressivo dos sinais associados ao aducto e a correspondente diminuição dos grupos furano e maleimida livres. A despolimerização do poliaducto através da reacção de retro-DA foi seguida a 110ºC usando as mesmas técnicas. Os dados de UV mostraram o retorno progressivo da absorção dos grupos de maleimida, seguindo um comportamento cinético de primeira ordem, com constante de velocidade de 2.5x10-6 s-1, até à completa regeneração de ambos os monómeros. Os espectros de RMN providenciaram mais uma vez informação estrutural sobre o progresso da despolimerização, a qual foi acompanhada por uma diminuição progressiva da viscosidade. Adicionalmente, para seguir a retro- DA, adicionou-se um excesso de composto furânico monofuncional, nomeadamente o 2,5-dimetilfurano (DMFu), ao sistema de modo a bloquear as funções maleimida complementares, evitando assim a repolimerização após arrefecimento. Os productos isolados foram então o monómero bisfurânico AA, DMFu que não reagiu e o bisaducto não-polimerizável de BB com DMFu. Este resultado indicou claramente que o polímero foi de facto revertido nos seus monómeros durante a reacção de retro-DA. O terceiro sistema estudado foi outra polimerização linear, seguindo as mesmas condições experimentais que os anteriores, mas com uma estratégia diferente de modo a contornar o problema clássico de assegurar a estequiometria exacta dos monómeros. As estruturas dos monómeros utilizados incorporam ambos os grupos reactivos, i.e, moléculas do tipo A-B. A polimerização prematura destes monómeros intrinsecamente reactivos foi evitada com a protecção do grupo maleimida na forma de um aducto de DA com furano, até a incorporação do substituinte furânico na outra extremidade. Portanto, a policondensação destes monómeros foi iniciada após a desprotecção in situ deste composto mediante aquecimento, seguido de arrefecimento até à temperatura adequada para polimerizar. Os resultados obtidos por UV e RMN sugerem que de facto o uso de monómeros do tipo A-B oferece um melhor sistema linear. Em seguida, foram estudados sistemas de policondensação não-linear por reacção de DA, entre monómeros (um ou ambos) com funcionalidade superior a dois, nomeadamente sistemas do tipo A3+B-B ou A-A+B3, seguindo mais uma vez as mesmas condições experimentais. Uma vez que utilizam monómeros complementares contendo, em média, mais de duas funcionalidades, estes sistemas conduzem a materiais reticulados. Nestes estudos, foram usadas três razões molares de [maleimida]/[furano], nomeadamente 1.0, 0.75 e 0.5, de modo a estudar ambas as situações de não-gelificação e reticulação. Ambos sistemas apresentaram um comportamento regular e boa reciclabilidade quer para gerar situações que possam conduzir à formação de redes a diferentes graus de conversão, ou que possam parar antes da sua obtenção, conforme previsto pela equação de Flory-Stockmayer. Como esperado, a utilização de grupos complementares em quantidades estequiométricas produziu o espessamento mais rápido e a reticulação quase completa; à medida que a quantidade relativa de monómero trifuncional decresceu, as reacções pararam antes da reticulação, ou seja, originaram meios altamente viscosos contendo polímeros solúveis altamente ramificados. As reacções de retro-DA a 110 ºC conduziram à gradual dissolução das partículas de gel (quando presentes), tendo sido comprovado pelos espectros de UV e de RMN de 1H, evidenciado a regeneração dos monómeros. Tal como no sistema do tipo A-A+B-B, a reacção de retro-DA foi seguida adicionando um excesso de DMFu ao sistema reaccional. Como esperado, os produtos finais foram os monómeros furânicos, o DMFu em excesso e o trisaducto ou o bisaducto maleimida-DMFu, o que confirma a eficiência da despolimerização com regeneração dos monómeros iniciais. O último sistema de policondensação por reacção de DA envolveu um monómero assimetricamente substituído do tipo AB2, capaz de originar estruturas macromoleculares hiper-ramificadas que não reticulam. Este estudo preliminar deste sistema foi seguido nas mesmas condições experimentais que os anteriores, apresentando um comportamento com as características esperadas.