Applications of a Concise and General Strategy for the Syntheses of Transtaganolide and Basiliolide Natural Products

Herein are described the total syntheses of all members of the transtaganolide and basiliolide natural product family. Utilitzation of an Ireland–Claisen rearrangement/Diels–Alder cycloaddition cascade (ICR/DA) allowed for rapid assembly of the transtaganolide and basiliolide oxabicyclo[2.2.2]octane core. This methodology is general and was applicable to all members of the natural product family.

A brief introduction outlines all the synthetic progress previously disclosed by Lee, Dudley, and Johansson. This also includes the initial syntheses of transtaganolides C and D, as well as basiliolide B and epi-basiliolide B accomplished by Stoltz in 2011. Lastly, we discuss our racemic synthesis of basililide C and epi-basiliolide C, which utilized an ICR/DA cascade to constuct the oxabicyclo[2.2.2]octane core and formal [5+2] annulation to form the ketene-acetal containing 7-membered C-ring.

Next, we describe a strategy for an asymmetric ICR/DA cascade, by incorporation of a chiral silane directing group. This allowed for enantioselective construction of the C8 all-carbon quaternary center formed in the Ireland–Claisen rearrangement. Furthermore, a single hydride reduction and subsequent translactonization of a C4 methylester bearing oxabicyclo[2.2.2]octane core demonstrated a viable strategy for the desired skeletal rearrangement to obtain pentacyclic transtaganolides A and B. Application of the asymmetric strategy culminated in the total syntheses of (–)-transtaganolide A, (+)-transtaganolide B, (+)-transtaganolide C, and (–)-transtaganolide D. Comparison of the optical rotation data of the synthetically derived transtaganolides to that from the isolated counterparts has overarching biosynthetic implications which are discussed.

Lastly, improvement to the formal [5+2] annulation strategy is described. Negishi cross-coupling of methoxyethynyl zinc chloride using a palladium Xantphos catalyst is optimized for iodo-cyclohexene. Application of this technology to an iodo-pyrone geranyl ester allowed for formation and isolation of the eneyne product. Hydration of the enenye product forms natural metabolite basiliopyrone. Furthermore, the eneyne product can undergo an ICR/DA cascade and form transtaganolides C and D in a single step from an achiral monocyclic precursor.

Secondary Organic Aerosol Composition Studies Using Mass Spectrometry

Trace volatile organic compounds emitted by biogenic and anthropogenic sources into the atmosphere can undergo extensive photooxidation to form species with lower volatility. By equilibrium partitioning or reactive uptake, these compounds can nucleate into new aerosol particles or deposit onto already-existing particles to form secondary organic aerosol (SOA). SOA and other atmospheric particulate matter have measurable effects on global climate and public health, making understanding SOA formation a needed field of scientific inquiry. SOA formation can be done in a laboratory setting, using an environmental chamber; under these controlled conditions it is possible to generate SOA from a single parent compound and study the chemical composition of the gas and particle phases. By studying the SOA composition, it is possible to gain understanding of the chemical reactions that occur in the gas phase and particle phase, and identify potential heterogeneous processes that occur at the surface of SOA particles. In this thesis, mass spectrometric methods are used to identify qualitatively and qualitatively the chemical components of SOA derived from the photooxidation of important anthropogenic volatile organic compounds that are associated with gasoline and diesel fuels and industrial activity (C12 alkanes, toluene, and o-, m-, and p-cresols). The conditions under which SOA was generated in each system were varied to explore the effect of NO_x and inorganic seed composition on SOA chemical composition. The structure of the parent alkane was varied to investigate the effect on the functionalization and fragmentation of the resulting oxidation products. Relative humidity was varied in the alkane system as well to measure the effect of increased particle-phase water on condensed-phase reactions. In all systems, oligomeric species, resulting potentially from particle-phase and heterogeneous processes, were identified. Imines produced by reactions between (NH₄)₂SO₄ seed and carbonyl compounds were identified in all systems. Multigenerational photochemistry producing low- and extremely low-volatility organic compounds (LVOC and ELVOC) was reflected strongly in the particle-phase composition as well.

Aproveitamento da água de chuva para fins não potáveis em uma atividade industrial: estudo de caso de uma edificação a ser construída, Rio de Janeiro, RJ

A escassez de água é um dos maiores desafios do nosso século. Parece mentira, uma vez que do planeta são ocupados por água. Essa abundância aparente leva-nos a considerar a água como um elemento barato, farto e inesgotável. Contudo, desse total, 97,5% são de água salgada, restando 2,5% de água doce, dos quais 1,75% formam geleiras, sendo, portanto, inacessíveis. E o pior: a exploração irracional da água doce armazenada nos lençóis subterrâneos, rios e lagos está ameaçando a magra fatia de 0,75% da água que pode ser usada pelo homem. Se a escassez e a poluição já são problemas concretos em muitos países, os quais já instituíram um efetivo gerenciamento de seus recursos hídricos, no Brasil a preocupação de cientistas e ambientalistas nem sempre é levada a sério. Afinal, temos mais de 12% da água potável do globo. No entanto, esta riqueza é extremamente mal distribuída: cerca de 80% estão na região amazônica; os 20% restantes distribuem-se desigualmente pelo país, atendendo a 95% da população. Cada vez que chove, milhões de litros de água, que normalmente deveram se infiltrar no solo correm pelos telhados e pelo asfalto até acabar em um rio poluído, sem nenhuma possibilidade de uso. E essa água pode e deve ser aproveitada, tanto para evitar enchentes quanto para economizar recursos hídricos e financeiros. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi o de estruturar um projeto de um sistema de coleta e aproveitamento da água de chuva, para fins não potáveis, para uma edificação a ser construída nas instalações de uma indústria de reparo e construção naval. Para tanto, foi apresentada uma metodologia cuja tecnologia para captação e aproveitamento da água de chuva baseou-se num levantamento bibliográfico e foi validada através da aplicação em um estudo de caso. Espera-se que este trabalho seja o ponto de partida para muitos outros dentro da indústria, procurando incentivar o aproveitamento da água de chuva para consumo não potável e criando assim uma consciência ecológica em todos os níveis da empresa, contribuindo dessa forma para a sustentabilidade.

Direitos de propriedade intelectual e saúde pública: das normas de regulação às práticas de exame de patentes na área farmacêutica no Brasil.

Este trabalho discute o patenteamento farmacêutico no Brasil por meio de análises dos exames de patentes propriamente ditos, com a entrada em vigor da atual lei da propriedade industrial (Lei 9.279/1996). Para a compreensão de como funciona o exame de patentes, parte-se da apresentação de conceitos basilares da propriedade industrial. É dado destaque à importância das patentes como fonte de informação tecnológica (pesquisa bibliográfica em bancos de patentes e para a recuperação das informações contidas nestes documentos). Neste ponto, apresenta-se um estudo sobre as patentes relacionadas ao efavirenz, por tratar-se de um caso excepcional na discussão sobre propriedade industrial e saúde pública; já que ele foi o primeiro medicamento licenciado compulsoriamente pelo Governo brasileiro (dentro da política de controle da epidemia da Aids). Em seguida, o problema da associação entre os direitos de propriedade industrial e o acesso a medicamentos é abordado em dois capítulos relevantes: i) as questões sobre a atenteabilidade de polimorfos de fármacos; e ii) os procedimentos técnicos adotados no exame de patentes farmacêuticas no âmbito da Coordenação de Propriedade Intelectual da ANVISA (COOPI-ANVISA) e do Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). De fato, o primeiro tratado internacional relativo à propriedade industrial, a Convenção da União de Paris (CUP, de 1883), já propugnava o princípio da independência das patentes, ou seja, que cada país tem liberdade para decidir sobre a patenteabilidade ou não dos diferentes produtos e processos de invenção. Mais tarde, o Acordo TRIPS (de 1995) não vedará aos países a adoção de escopos de proteção distintos, visando o equilíbrio entre os interesses públicos e privados em diferentes domínios tecnológicos, nos diferentes países. Finalmente, a Declaração de Doha, de 2001, prevê dispositivos flexibilizadores de modo a favorecer precisamente políticas de saúde e acesso a medicamentos pela utilização de salvaguardas dos direitos de propriedade intelectual no exame de pedidos de patentes. Conclui-se, neste trabalho, que aspectos técnicos e jurídicos inerentes ao patenteamento aliados à capacidade política de decisão em favor da implementação de flexibilidades no exame de pedidos patentes de fármacos e medicamentos podem ser mais ou menos favoráveis à saúde pública.

Enantioselective Total Synthesis of Diketopiperazinecontaining Natural Products: (–)-Lansai B, (+)-Nocardioazines A and B, and (–)-Acetylapoaranotin

Diketopiperazine (DKP) motif is found in a wide range of biologically active natural products. This work details our efforts toward two classes of DKP-containing natural products.

Class one features the pyrroloindoline structure, derived from tryptophans. Our group developed a highly enantioselective (3 + 2) formal cycloaddition between indoles and acrylates to provide pyrroloindoline products possessing three stereocenters. Utilizing this methodology, we accomplished asymmetric total synthesis of three natural products: (–)-lansai B, (+)-nocardioazines A and B. Total synthesis of (–)-lansai B was realized in six steps, and featured an amino acid dimerization strategy. The total synthesis of (+)-nocardioazine B was also successfully completed in ten steps. Challenges were met in approaching (+)-nocardioazine A, where a seemingly easy last-step epoxidization did not prove successful. After re-examining our synthetic strategy, an early-stage epoxidation strategy was pursued, which eventually yielded a nine-step total synthesis of (+)-nocardioazine A.

Class two is the epidithiodiketopiperazine (ETP) natural products, which possesses an additional episulfide bridge in the DKP core. With the goal of accessing ETPs with different peripheral structures for structure-activity relationship studies, a highly divergent route was successfully developed, which was showcased in the formal synthesis of (–)-emethallicin E and (–)-haematocin, and the first asymmetric synthesis of (–)-acetylapoaranotin.

Industrial democracy

Since the beginning of human relations, some of the more ambitious and more capable members of society have by various means found and practiced methods of exploiting the efforts of their fellowmen to their own personal interest. These individuals have been naturally gifted at organization and control and have been able to dominate their slower, less mentally active associates. It is a cumulative process, once having been started the act of further subjugation becoming easier and easier as the clever person gets more and more control over the other.

Estudio, análisis y clasificación de mecanismos con aplicación industrial

[ES]El uso de maquinaria en la industria es algo muy habitual en la actualidad. Dicha maquinaria necesita una serie de mecanismos para realizar una acción deseada, y en función de esa acción, se hará uso de un mecanismo u otro. Este informe representa el estudio y análisis cinemático que se ha llevado a cabo para la posterior clasificación de mecanismos planos que tengan un grado de libertad con aplicación industrial. Para todo ello se ha partido de un previo conocimiento de la materia que se ha ido complementando con diferentes fuentes de información especializadas. La clasificación de los mecanismos que se va a realizar en este trabajo no es más que una de las muchas posibilidades que hay a la hora de clasificarlos ya que se han hecho bastantes intentos para realizar clasificaciones de mecanismos, pero dada la complejidad de la tarea no se ha llegado a una clasificación general unificada. La línea de trabajo que se presenta aquí consiste en el análisis cinemático de diferentes mecanismos para la posterior creación de un prototipo de uno de ellos. La estructura de los contenidos que se desarrollan a continuación es la siguiente: En primer lugar se ha realizado una búsqueda de mecanismos que cumplan la condición de ser mecanismos planos que tengan un grado de libertad y que tengan utilidad demostrada. En segundo lugar se han recopilado los resultados cinemáticos del mecanismo, construcciones gráficas de los elementos que lo componen y se añadirán animaciones de cada mecanismo, haciendo después una valoración en función de los resultados obtenidos de los mismos. En tercer lugar se han clasificado en diferentes grupos dependiendo de su función o aplicación. En cuarto lugar, se ha realizado un prototipo de uno de los mecanismos para comprobar su funcionamiento.

Descrição da metodologia do cálculo de dispersão de plumas aplicada a um complexo industrial

O cálculo de dispersão de plumas é uma ferramenta empregada para se estimar o alcance dos poluentes emitidos por uma chaminé nas suas redondezas. É empregada nos países desenvolvidos há alguns anos e recentemente vem sendo exigida pelas agências ambientais brasileiras como um dos requisitos para concessão das licenças de operação. Baseia-se em um cálculo gaussiano, onde os dados de entrada são as taxas de emissão, os dados físicos da chaminé, dados meteorológicos e topográficos. Como é uma técnica recente no Brasil, este trabalho se propõe a fazer uma descrição da metodologia e suas etapas, indicando quais são os dados mais relevantes e quais simplificações podem ser feitas. O estudo de caso foi realizado nas instalações das Indústrias Nucleares do Brasil (INB). Os resultados indicaram que a influência de edificações adjacentes à fonte emissora é um dos parâmetros mais importantes, seguido da influência do relevo da região. Foi também realizada uma comparação entre os dois softwares comerciais existentes, o ISCST3, de maior complexidade, e o SCREEN mais simplificado, e indicou que o SCREEN pode ser usado como uma ferramenta de avaliação inicial, quando todos os dados de entrada necessários para se usar o ISCST3 não estão disponíveis

Long-term natural acidification of upland sites in Cumbria: Evidence from post-glacial lake sediments

Studies by the Freshwater Biological Association over the last 25 years have supplied data relevant to the levels of acidity in local soils and water before the onset of industrial pollution and current interest in acid rain. This article reviews published analysis from cores of lake sediments, in or near the catchment of the River Duddon. Electron spin resonance spectra of humic acids and iodine values confirm evidence from pollen analysis for a history of progressive acidification of the source material of lake sediments since before 5000 radiocarbon years, in upland catchments of the Lake District. Processes involved included: removal of basic ions from soils by rainfall, the effects of which were intensified by removal by man of deciduous forest; acidification of soils and waters by decomposition products of Calluna and further acidification of waters by Sphagnum species which colonized habitats where drainage became impeded by paludification processes.

Modelagem, simulação e otimização operacional de unidades de síntese de metanol

A indústria de processos químicos tem sofrido consideráveis transformações devido ao acirramento da competitividade. Importantes progressos tecnológicos têm sido atingidos através de técnicas de modelagem, simulação e otimização visando o aumento da lucratividade e melhoria contínua nos processos industriais. Neste contexto, as plantas de metanol, um dos mais importantes produtos petroquímicos, podem ser destacadas. Atualmente, a principal matéria-prima para obtenção de metanol é o gás natural. A produção do metanol é caracterizada por três etapas: geração de gás de síntese, conversão do gás de síntese em metanol (unidade de síntese ou loop de síntese) e purificação do produto na especificação requerida. Os custos fixos e variáveis da unidade de síntese são fortemente dependentes das variáveis operacionais, como temperatura, pressão, razão de reciclo e composição da carga. Desta forma, foi desenvolvido um conjunto de modelos e algoritmos computacionais para representar matematicamente unidades de síntese de metanol. O modelo apresenta operações unitárias associadas aos seguintes equipamentos: divisores de correntes, misturadores de correntes, compressores, trocadores de calor, vasos de flash e reatores. Inicialmente, foi proposto um simulador estacionário, que serviu como base para um pseudo-estacionário, o qual contempla a desativação do catalisador por sinterização térmica. Os simuladores foram criados segundo uma arquitetura seqüencial modular e empregou-se o método de substituição sucessiva para a convergência dos reciclos. O estudo envolveu dois fluxogramas típicos, um constituído por reatores adiabáticos em série, enquanto o outro constituído por um reator tipo quench. Uma análise do efeito das principais variáveis operacionais foi realizada para o reator e para o loop de síntese. Estudou-se também o efeito da desativação do catalisador ao longo do tempo. Uma ferramenta de otimização operacional foi empregada para alcançar a máxima produção manipulando as injeções de carga fria na entrada dos leitos catalíticos. Formulou-se também um problema de maximização do lucro em função da otimização de paradas da unidade para troca do catalisador. Os resultados obtidos apontam que a ferramenta desenvolvida é promissora para a compreensão e otimização da unidade objeto deste estudo

Produção de biodiesel pela rota heterogênea empregando catalisadores a base de Zn e Al

Nos últimos anos, a busca por fontes de energia renováveis e o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de biocombustíveis têm sido objeto de intensa investigação. O biodiesel é um combustível biodegradável, derivado de fontes renováveis e é obtido em escala industrial principalmente através da reação de transesterificação de óleos vegetais e/ou gorduras animais com metanol na presença de catalisadores homogêneos, como NaOH. Entretanto, a utilização de catalisadores heterogêneos tem sido sugerida por diversos autores, por apresentar vantagens como a eliminação dos problemas de separação e purificação dos produtos obtidos. No presente trabalho foi investigada a produção de biodiesel a partir da transesterificação do óleo de soja com metanol utilizando óxidos mistos de Zn e Al como catalisadores sólidos básicos. A influência das variáveis: temperatura, concentração de catalisador e relação molar metanol/óleo de soja na produção de biodiesel foi avaliada. Os catalisadores preparados apresentaram predominantemente sítios básicos e foram ativos frente à reação estudada, sendo os resultados mais promissores apresentados pelo óxido misto com relação molar Al/(Al+Zn)=0,50, obtido por tratamento térmico à 450C, que apresentou rendimentos em ésteres metílicos de até 98,5% sob condições específicas. A metodologia da superfície de resposta foi utilizada visando estabelecer as condições ótimas para maximizar o rendimento em ésteres metílicos, tendo sido encontradas a temperatura de 165oC e a concentração de catalisador de 5,8% m/m em relação massa de óleo, no caso da relação molar metanol/óleo de soja limitada em 15. Essa limitação teve como objetivo garantir um processo viável em escala comercial

A mercantilização na saúde e a hegemonia do capital financeiro

A presente dissertação analisa como a lógica do capital penetrou na saúde como resultado da necessidade de expansão das forças produtivas. O que se pretende confirmar é o processo no qual o capital, ao metamorfosear sua necessidade em necessidade universal, amplia suas bases de produção e faz parecer que, para alcançar níveis melhores de saúde, toda área precise depender de injeções cada vez mais vultuosas de capitais. Essa dependência, em suma ideológica, produz e cria os meios para a reprodução de suas contradições em todos os ramos da área de saúde. É nessa esteira que o capital portador de juros passa a determinar os processos de produção e reprodução na área, com o objetivo de alcançar lucros exorbitantes, ao ponto de sentenciar centenas de milhares de vidas a incerteza, a dor e até a morte do corpo e da alma pela falta de assistência das políticas de saúde. Problematiza-se os projetos em disputa na saúde, ressaltando o projeto contra-hegemônico da Reforma Sanitária elaborado nos anos 1970. Aborda-se a saúde por sua relevância e necessidade de transpô-la ao patamar de valor humanitário, a partir de uma inquietação tangencial, aos processos vivenciados no cotidiano entre aqueles que trabalham, para possibilitar o acesso a uma multidão cada vez maior e mais diversificada que requer, enquanto trabalhadores, direitos aos produtos e aos serviços de saúde. Tomando a referência do complexo industrial da saúde, no contexto de hegemonia do capital financeiro, evidencia-se sua consolidação na ampliação da acumulação e concentração frente à histórica necessidade do capital de assentar-se em bases materiais e de articular-se ao capital portador de juros. Na atualidade esse processo sustenta este modo de produção e garante sua produção/reprodução por meio da invenção crescente de capitais fictícios. No Brasil, ao passo que as políticas sociais são privatizadas, a concentração de capitais, os planos de investimento e crescimento das empresas por participação acionária são financiados com recursos públicos comprovados por meio dos programas do Banco Nacional de Desenvolvimento Social.