Pyrazole or tris(pyrazolyl)ethanol oxo-vanadium(IV) complexes as homogeneous or supported catalysts for oxidation of cyclohexane under mild conditions

The oxovanadium(IV) complexes [VO(acac)(2)(Hpz)].HC(pz)(3) 1.HC(pz)(3) (acac= acetylacetonate, Hpz = pyrazole, pz = pyrazoly1) and [VOCl2{HOCH2C(pz)(3)}] 2 were obtained from reaction of [VO(acac)(2)] with hydrotris(1-pyrazolyl)methane or of VCl(3)with 2,2,2-tris(1-pyrazolyl)ethanol. The compounds were characterized by elemental analysis, IR, Far-IR and EPR spectroscopies, FAB or ESI mass-spectrometry and, for 1, by single crystal X-ray diffraction analysis. 1 and 2 exhibit catalytic activity for the oxidation of cyclohexane to the cyclohexanol and cyclohexanone mixture in homogeneous system (TONS up to 1100) under mild conditions (NCMe, 24h, room temperature) using benzoyl peroxide (BPO), tert-butyl hydroperoxide (TBHP), m-chloroperoxybenzoic acid (mCPBA), hydrogen peroxide or the urea-hydrogen peroxide adduct (UHP) as oxidants. 1 and 2 were also immobilized on a polydimethylsiloxane membrane (1-PDMS or 2-PDMS) and the systems acted as supported catalysts for the cyclohexane oxidation using the above oxidants (TONs up to 620). The best results were obtained with mCPBA or BP0 as oxidant. The effects of various parameters, such as the amount of catalyst, nitric acid, reaction time, type of oxidant and oxidant-to-catalyst molar ratio, were investigated, for both homogeneous and supported systems. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Cobalt and Zinc Compounds Bearing 1,10-Phenanthroline-5,6-dione or 1,3,5-Triaza-7-phosphaadamantane Derivatives - Synthesis, Characterization, Cytotoxicity, and Cell Selectivity Studies

The compounds [mPTA][CoCl4] (1, mPTA = N-methyl-1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane cation), [CoCl(H2O)(DION)(2)][BF4] (2, DION = 1,10-phenanthroline-5,6-dione), [Zn(DION)(2)]Cl-2 (3) and [ZnCl(O-PTA=O)(DION)][BF4] (4) were synthesized by reaction of CoCl2 with [mPTA]I or DION and ZnCl2 with DION or 1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane-7-oxide (PTA=O) and DION, respectively. All complexes are water soluble and have been characterized by IR, far-IR, H-1, C-13 and P-31{H-1} NMR spectroscopy, ESI-MS, elemental analyses and single-crystal X-ray diffraction structural analysis (for 1). They were screened against the human tumour cell lines HCT116, HepG2 and MCF7. Complexes 2 and 3 exhibit the highest in vitro cytotoxicity and show lower cytotoxic activities in normal human fibroblast cell line than in HCT116 tumour cell line, which demonstrates their slight specificity for this type of tumour cell.

Synthesis of new Fe(II) and Ru(II) eta(5)-monocyclopentadienyl compounds showing significant second order NLO properties

A series of new ruthenium(II) complexes of the general formula [Ru(eta(5)-C5H5)(PP)(L)][PF6] (PP = DPPE or 2PPh(3), L = 4-butoxybenzonitrile or N-(3-cyanophenyl)formamide) and the binuclear iron(II) complex [Fe(eta(5)-C5H5)(PP)(mu-L)(PP)(eta(5)-C5H5)Fe][PF6](2) (L = (E)-2-(3-(4-nitrophenyl)allylidene)malononitrile, that has been also newly synthesized) have been prepared and studied to evaluate their potential in the second harmonic generation property. All the new compounds were fully characterized by NMR, IR and UV-Vis spectroscopies and their electrochemistry behaviour was studied by cyclic voltammetry. Quadratic hyperpolarizabilities (beta) of three of the complexes have been determined by hyper-Rayleigh scattering (HRS) measurements at fundamental wavelength of 1500 nm and the calculated static beta(0) values are found to fall in the range 65-212 x 10(-30) esu. Compound presenting beta(0) = 212 x 10(-30) esu has revealed to be 1.2 times more efficient than urea standard in the second harmonic generation (SHG) property, measured in the solid state by Kurtz powder technique, using a Nd:YAG laser (1064 nm). (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Dissolução redutiva de minério de ferro por Acidithiobacillus ferrooxidans para a recuperação de metais de interesse econômico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Oxorhenium Complexes Bearing the Water-Soluble Tris(pyrazol-1-yl)methanesulfonate, 1,3,5-Triaza-7-phosphaadamantane, or Related Ligands, as Catalysts for Baeyer-Villiger Oxidation of Ketones

New rhenium(VII or III) complexes [ReO3(PTA)(2)][ReO4] (1) (PTA = 1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane), [ReO3(mPTA)][ReO4] (2) (mPTA = N-methyl-1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane cation), [ReO3(HMT)(2)] [ReO4] (3) (HMT = hexamethylenetetramine), [ReO3(eta(2)-Tpm)(PTA)][ReO4] (4) [Tpm = hydrotris(pyrazol-1-yl)methane, HC(pz)(3), pz = pyrazolyl), [ReO3(Hpz)(HMT)][ReO4] (5) (Hpz = pyrazole), [ReO(Tpms)(HMT)] (6) [Tpms = tris(pyrazol-1-yl)methanesulfonate, O3SC(pz)(3)(-)] and [ReCl2{N2C(O)Ph} (PTA)(3)] (7) have been prepared from the Re(VII) oxide Re2O2 (1-6) or, in the case of 7, by ligand exchange from the benzoyldiazenido complex [ReCl2(N2C-(O)Ph}(Hpz)(PPh3)(2)], and characterized by IR and NMR spectroscopies, elemental analysis and electrochemical properties. Theoretical calculations at the density functional theory (DFT) level of theory indicated that the coordination of PTA to both Re(III) and Re(VII) centers by the P atom is preferable compared to the coordination by the N atom. This is interpreted in terms of the Re-PTA bond energy and hard-soft acid-base theory. The oxo-rhenium complexes 1-6 act as selective catalysts for the Baeyer-Villiger oxidation of cyclic and linear ketones (e.g., 2-methylcyclohexanone, 2-methylcyclopentanone, cyclohexanone, cyclopentanone, cyclobutanone, and 3,3-dimethyl-2-butanone or pinacolone) to the corresponding lactones or esters, in the presence of aqueous H2O2. The effects of a variety of factors are studied toward the optimization of the process.

Caracterização de antioxidantes com potencial interesse industrial

Mestrado em Engenharia Química

Teas, dietary supplements and fruit juices: a comparative study regarding antioxidant activity and bioactive compounds

Nowadays, new emerging products claiming antioxidant properties are becoming more frequent. However, information about this topic in their labels is usually scarce. In this paper, we analyzed total phenolics, total flavonoids and ascorbic acid contents, as well as DPPH scavenging activity of several commercial samples, namely green tea and other herbal infusions, dietary supplements, and fruit juices, available in the Portuguese market. In general, beverages containing green tea and hibiscus showed higher phenolics contents (including flavonoids) and antioxidant activity than those without these ingredients. A borututu infusion presented the lowest concentrations of bioactive compounds and scavenging activity, due to the low recommended amount of plant to prepare the beverage. Some juices without antioxidant claims in the label presented similar values to those with it.

Espresso coffee residues: a valuable source of unextracted compounds

Espresso spent coffee grounds were chemically characterized to predict their potential, as a source of bioactive compounds, by comparison with the ones from the soluble coffee industry. Sampling included a total of 50 samples from 14 trademarks, collected in several coffee shops and prepared with distinct coffee machines. A high compositional variability was verified, particularly with regard to such water-soluble components as caffeine, total chlorogenic acids (CGA), and minerals, supported by strong positive correlations with total soluble solids retained. This is a direct consequence of the reduced extraction efficiency during espresso coffee preparation, leaving a significant pool of bioactivity retained in the extracted grounds. Besides the lipid (12.5%) and nitrogen (2.3%) contents, similar to those of industrial coffee residues, the CGA content (478.9 mg/100 g), for its antioxidant capacity, and its caffeine content (452.6 mg/100 g), due to its extensive use in the food and pharmaceutical industries, justify the selective assembly of this residue for subsequent use.

Optimization and validation of organochlorine compounds in adipose tissue by SPE-gas chromatography

Scientific evidence has shown an association between organochlorine compounds (OCC) exposure and human health hazards. Concerning this, OCC detection in human adipose samples has to be considered a public health priority. This study evaluated the efficacy of various solid-phase extraction (SPE) and cleanup methods for OCC determination in human adipose tissue. Octadecylsilyl endcapped (C18-E), benzenesulfonic acid modified silica cation exchanger (SA), poly (styrene-divinylbenzene (EN) and EN/RP18 SPE sorbents were evaluated. The relative sample cleanup provided by these SPE columns was evaluated using gas chromatography with electron capture detection (GC–ECD). The C18-E columns with strong homogenization were found to provide the most effective cleanup, removing the greatest amount of interfering substance, and simultaneously ensuring good analyte recoveries higher than 70%. Recoveries>70% with standard deviations (SD)<15% were obtained for all compounds under the selected conditions. Method detection limits were in the 0.003–0.009 mg/kg range. The positive samples were confirmed by gas chromatography coupled with tandem mass spectrometry (GC-MS/MS). The highest percentage found of the OCC in real samples corresponded to HCB, o,p′-DDT and methoxychlor, which were detected in 80 and 95% of samples analyzed respectively. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.

Interlaboratory validation of an environmental monitoring method for trace analysis of endocrine disrupting compounds

Environmental pollution continues to be an emerging study field, as there are thousands of anthropogenic compounds mixed in the environment whose possible mechanisms of toxicity and physiological outcomes are of great concern. Developing methods to access and prioritize the screening of these compounds at trace levels in order to support regulatory efforts is, therefore, very important. A methodology based on solid phase extraction followed by derivatization and gas chromatography-mass spectrometry analysis was developed for the assessment of four endocrine disrupting compounds (EDCs) in water matrices: bisphenol A, estrone, 17b-estradiol and 17a-ethinylestradiol. The study was performed, simultaneously, by two different laboratories in order to evaluate the robustness of the method and to increase the quality control over its application in routine analysis. Validation was done according to the International Conference on Harmonisation recommendations and other international guidelines with specifications for the GC-MS methodology. Matrix-induced chromatographic response enhancement was avoided by using matrix-standard calibration solutions and heteroscedasticity has been overtaken by a weighted least squares linear regression model application. Consistent evaluation of key analytical parameters such as extraction efficiency, sensitivity, specificity, linearity, limits of detection and quantification, precision, accuracy and robustness was done in accordance with standards established for acceptance. Finally, the application of the optimized method in the assessment of the selected analytes in environmental samples suggested that it is an expedite methodology for routine analysis of EDC residues in water matrices.

Influence of ventilation type in volatile organic compounds exposure: poultry case

Agricultural workers especially poultry farmers are at increased risk of occupational respiratory diseases. Epidemiological studies showed increased prevalence of respiratory symptoms and adverse changes in pulmonary function parameters in poultry workers. In poultry production volatile organic compounds (VOCs) presence can be due to some compounds produced by molds that are volatile and are released directly into the air. These are known as microbial volatile organic compounds (MVOCs). Because these compounds often have strong and/or unpleasant odors, they can be the source of odors associated with molds. MVOC's are products of the microorganisms primary and secondary metabolism and are composed of low molecular weight alcohols, aldehydes, amines, ketones, terpenes, aromatic and chlorinated hydrocarbons, and sulfur-based compounds, all of which are variations of carbon-based molecules.

Eficiência de antioxidantes em biodiesel

Mestrado em Engenharia Química.Ramo optimização energética na indústria química

Exposure to volatile organic compounds in a composting plant

Some previous studies have suggested that some of the volatile organic compounds (VOCs) found in composting plants may have a toxic effect that can influence, besides surroundings populations, workers from the composting plants. Impact of waste management to the environment and workers is already recognised as an environment and occupational health concerns. Several studies regarding the VOCs and bioaerosols emissions from composting have been conducted all over Europe and also in Asia. However, in Portugal the studies developed are scarce and normally VOCs are not studied and recognized as a risk factor present in this occupational setting. Consudering this, a study was developed in a Portuguese composting plant aiming to clarify if there was VOCs presence in the workplaces.

Optimização do tratamento de um efluente aquoso resultante da utilização de cola nas máquinas de produção de placas de madeira

O presente trabalho teve como principais objectivos, estudar e optimizar o processo de tratamento do efluente proveniente das máquinas da unidade Cold-press da linha de produção da Empresa Swedwood, caracterizar a solução límpida obtida no tratamento e estudar a sua integração no processo, e por fim caracterizar o resíduo de pasta de cola obtido no tratamento e estudar a possível valorização energética deste resíduo. Após caracterização inicial do efluente e de acordo com os resultados de um estudo prévio solicitado pela Empresa Swedwood a uma empresa externa, decidiu-se iniciar o estudo de tratabilidade do efluente pelo processo físico-químico a coagulação/floculação. No processo de coagulação/floculação estudou-se a aplicabilidade, através de ensaios Jar-test, dos diferentes agentes de coagulação/floculação: a soda cáustica, a cal, o cloreto férrico e o sulfato de alumínio. Os melhores resultados neste processo foram obtidos com a adição de uma dose de cal de 500 mg/Lefluente, seguida da adição de 400 mg/Lefluente de sulfato de alumínio. Contudo, após este tratamento o clarificado obtido não possuía as características necessárias para a sua reintrodução no processo fabril nem para a sua descarga em meio hídrico. Deste modo procedeu-se ao estudo de tratamentos complementares. Nesta segunda fases de estudo testaram-se os seguintes os tratamentos: a oxidação química por Reagente de Fenton, o tratamento biológico por SBR (sequencing batch reactor) e o leito percolador. Da análise dos resultados obtidos nos diferentes tratamentos conclui-se que o tratamento mais eficaz foi o tratamento biológico por SBR com adição de carvão activado. Prevê-se que no final do processo de tratamento o clarificado obtido possa ser descarregado em meio hídrico ou reintroduzido no processo. Como o estudo apenas foi desenvolvido à escala laboratorial, seria útil poder validar os resultados numa escala piloto antes da sua implementação industrial. A partir dos resultados do estudo experimental, procedeu-se ao dimensionamento de uma unidade de tratamento físico-químico e biológico à escala industrial para o tratamento de 20 m3 de efluente produzido na fábrica, numa semana. Dimensionou-se ainda a unidade (leito de secagem) para tratamento das lamas produzidas. Na unidade de tratamento físico-químico (coagulação/floculação) os decantadores estáticos devem possuir o volume útil de 4,8 m3. Sendo necessários semanalmente 36 L da suspensão de cal (Neutrolac 300) e 12,3 L da solução de sulfato de alumínio a 8,3%. Os tanques de armazenamento destes compostos devem possuir 43,2 litros e 96 litros, respectivamente. Nesta unidade estimou-se que são produzidos diariamente 1,4 m3 de lamas. Na unidade de tratamento biológico o reactor biológico deve possuir um volume útil de 6 m3. Para que este processo seja eficaz é necessário fornecer diariamente 2,1 kg de oxigénio. Estima-se que neste processo será necessário efectuar a purga de 325 litros de lamas semanalmente. No final da purga repõe-se o carvão activado, que poderá ser arrastado juntamente com as lamas, adicionando-se 100 mg de carvão por litro de licor misto. De acordo com o volume de lamas produzidos em ambos os tratamentos a área mínima necessária para o leito de secagem é de cerca de 27 m2. A análise económica efectuada mostra que a aquisição do equipamento tem o custo de 22.079,50 euros, o custo dos reagentes necessários neste processo para um ano de funcionamento tem um custo total de 508,50 euros e as necessidades energéticas de 2.008,45 euros.

Estudo da tratabilidade laboratorial e optimização experimental do tratamento de águas residuais de indústrias lácteas

O presente trabalho experimental teve como objectivos estudar a tratabilidade dum efluente lácteo utilizando a técnica de coagulação/floculação e avaliar a possibilidade de utilização do carvão activado granulado (CAG) Aquasorb 2000 como adsorvente para a remoção de compostos orgânicos presentes nos efluentes lácteos pré–tratados por coagulação/floculação, funcionando como um tratamento de polimento. No estudo da tratabilidade do efluente por coagulação/floculação investigou-se a influência de determinadas variáveis como o tipo e dose de coagulante e pH, a fim de encontrar as melhores condições operatórias. A utilização da referida técnica visou a redução do valor de concentração de alguns parâmetros: carência química de oxigénio (CQO); fósforo total e turvação, tendo sido utilizados efluentes desta indústria recolhidos em diferentes datas e após tratamento biológico, designados por A, B, C e D apresentando características diferentes. Sendo que o efluente A apresentava valores de CQO, fósforo total e turvação de 500 mg O2/L;32 mg P/L e 40 NTU respectivamente, o efluente B 1400 mg O2/L; 120 mg P/L e 80 NTU respectivamente, o efluente C 12300 mg O2/L; 87 mg P/L e 350 NTU respectivamente e o efluente D 340 mg O2/L; 33 mg P/L e 42 NTU respectivamente. Os coagulantes estudados foram hidróxido de cálcio (HC), sulfato de alumínio (SA) e tricloreto de ferro (TF). Verificou-se que o coagulante com maior eficácia nos efluentes estudados foi o TF. As maiores remoções de CQO, fósforo total e turvação, 89%, 99,9% e 99%, respectivamente, foram obtidas para o efluente C, com uma dosagem de TF de 4 g/L e com um pH entre 6 e 7. Entre os efluentes estudados este era o que apresentava valores iniciais mais elevados para qualquer um destes parâmetros. As melhores percentagens de remoção obtidas com o HC, para a CQO, fósforo total e turvação foram de 59%, 99% e 91%, respectivamente, com uma dosagem de HC de 1 g/L e com um pH entre 10 e 11,5 foram conseguidas no tratamento do efluente D, com o qual se alcançaram também as melhores remoções de CQO, fósforo total e turvação de 65%, 99% e 87%, respectivamente, quando se utilizou o coagulante SA, com uma dosagem de 2 g/L e com um pH entre 7 e 7,5. Relativamente ao volume de lamas produzido neste processo pela utilização dos diferentes coagulantes no tratamento dos efluentes referidos concluiu-se que o coagulante que gera menor volume de lamas é o HC, sendo o SA aquele que origina um maior volume. Submeteu-se posteriormente o efluente D, pré-tratado por coagulação/floculação, a um processo de adsorção em batch utilizando o CAG Aquasorb 2000, onde se conseguiu uma remoção de CQO de 48%, alcançando para este parâmetro o valor de 63 mg O2/L, nas condições operatórias que correspondem a uma massa de CAG de 12,5 g/L e um tempo de contacto de 3 horas. Quanto aos custos associados com os coagulantes, o que menores custos apresenta é o HC (150 €/ton), seguido pelo TF (250 €/ton) e por ultimo o SA (340 €/ton). Sendo que o efluente quando tratado com TF e SA é necessário uma correcção do pH do meio para que estes coagulantes actuem eficazmente, em que essa correcção de pH é realizada com hidróxido de sódio (540 €/ton). Realizaram-se ainda estudos de equilíbrio de adsorção com o carvão activado referido e o azul-de-metileno usando diferentes concentrações deste (50 mg/L; 100 mg/L e 200 mg/L) e diferentes massas de CAG (0,1g; 0,2g; 0,3g; 0,4g e 0,5g). A temperatura a que se realizaram estes ensaios foi de 28,7ºC e o volume de azul-de-metileno foi de 200 mL. Verificou-se que os melhores resultados obtidos foram para uma concentração de adsorvato de 100 mg/L. Ajustaram-se os modelos de Langmuir e Freundlich às isotérmicas obtidas tendo correlações mais elevadas para a concentração de 100 mg/L de corante (azul de metileno), sendo o modelo de Freundlich aquele que melhor se ajustou apresentando uma correlação quadrática de 0,9744 e os seguintes parâmetros Kf = 6,59 e n = 5,33, enquanto que o de Langmuir apresentou uma correlação quadrática de 0,9583 e os seguintes parâmetros qmáx = 83,3 mg/g de adsorvente e K = 20 L/mg de adsorvato.. Verificou-se que a capacidade de adsorção promovida pelo CAG, em relação ao azul-demetileno, obtida experimentalmente, 83,3 mg/g, é muito inferior à capacidade de adsorção teoricamente prevista pela ficha técnica deste carvão, 280 mg/g a uma temperatura de 25ºC, o que pode indiciar que o carvão utilizado não estaria nas melhores condições.