New Catalytic Methods for the Preparation of Tryptophans and Pyrroloindolines: Total Synthesis of (+)-Naseseazines A and B and (–)-Aspergilazine A

Tryptophan and unnatural tryptophan derivatives are important building blocks for the total synthesis of natural products, as well as the development of new drugs, biological probes, and chiral small molecule catalysts. This thesis describes various catalytic methods for the preparation of tryptophan derivatives as well as their functionalization and use in natural product total synthesis.

Herein, the tandem Friedel–Crafts conjugate addition/asymmetric protonation reaction between 2-substituted indoles and methyl 2-acetamidoacrylate to provide enantioenriched trytophans is reported. This method inspired further work in the area of transition metal catalyzed arylation reactions. We report the development of the coppercatalyzed arylation of tryptamine and tryptophan derivatives. The utility of these transformations is highlighted in the five-step syntheses of the natural products (+)-naseseazine A and B. Further work on the development of a mild and general Larock indolization protocol to access unnatural tryptophans is also discussed.

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.

Total cross section measurements for ^3He(^3He, 2p)^4He at low energies

Precise measurements of the total reaction cross section for ³He(³He,2p)⁴He He have been made in the range of center-of-mass energies between 1100 keV and 80 keV. A differentially pumped gas target modified to operate with a limited quantity of the target gas was employed to minimize the uncertainties in the primary energy and energy straggle. Beam integration inside the target gas was carried out by a calorimetric device which measures the total energy spent in a heat sink rather than the total charge in a Faraday cup. Proton energy spectra have been obtained using a counter telescope consisting of a gas proportional counter and a surface barrier detector and angular distributions of these protons have been measured at seven bombarding energies. Cross section factors, S(E), have been calculated from the total cross sections and fitted to a linear function of energy over different ranges of energy. For E_cm < 500 keV

S(E_cm) = S₀ + S₁ E_cm

where S₀ = (5.0 ^+0.6_-0.4) MeV - barns and S₁ = (-1.8 ± 0.5) barns.

Efeito da Suplementação com L-arginina em subpopulações linfocitárias de ratos submetidos a esplenectomia total isolada ou combinada com autoimplante esplênico

A L-arginina é reconhecida como um nutriente de fundamental importância na resposta imune, apesar de seus efeitos serem, por vezes, considerados inconstantes. O autoimplante esplênico tem sido proposto como alternativa à esplenectomia total isolada, mas existem preocupações quanto à eficácia do restabelecimento da resposta imune, haja vista que o paciente pode permanecer com risco aumentado de desenvolvimento de infecção fulminante pós esplenectomia, mesmo após a regeneração morfológica do órgão. O objetivo deste estudo foi avaliar a participação da suplementação dietética com L-arginina em subpopulações linfocitárias no sangue, no baço e nos autoimplantes esplênicos de ratos submetidos a esplenectomia isolada ou combinada com autoimplante esplênico. Foram utilizados 42 ratos Sprague-Dawley machos, randomicamente distribuídos em seis grupos: 1 Controle operação simulada; 2 esplenectomia total; 3 esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico; 4 Controle operação simulada, com suplementação de L-arginina; 5 esplenectomia total, com suplementação de L-arginina; e 6 esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico, com suplementação de L-arginina. Os animais dos grupos 4, 5 e 6 receberam suplementação de L-arginina, uma vez ao dia, durante 15 dias anteriores a coleta sangüínea realizada imediatamente antes dos procedimentos operatórios (semanas 0 e 12). A dose utilizada foi de 1,0 g/kg/dia, administrada por via intragástrica em bolus. As avaliações foram realizadas por meio de hemograma e citometria de fluxo. A análise estatística utilizou testes paramétricos e nãoparamétricos, sendo p<0,05 considerado para a rejeição da hipótese nula. A suplementação com L-arginina acarretou elevação da contagem relativa e absoluta de neutrófilos periféricos, 12 semanas após a realização de esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico. A esplenectomia total ocasionou diminuição da contagem relativa de linfócitos T totais, T CD4+ e T CD8β no sangue, mas a suplementação dietética com L-arginina evitou a diminuição do percentual de células T totais e T CD8β no sangue dos animais submetidos a autoimplante esplênico. Tanto a realização de autoimplante esplênico como a suplementação de L-arginina previnem a diminuição da subpopulação de linfócitos T CD4+ no sangue periférico, fato que usualmente ocorre após realização de esplenectomia total. Houve maior proliferação de células brancas / g de tecido nos autoimplante esplênico dos animais suplementados, porém a suplementação não influenciou a contagem de linfócitos T, T CD4+ e B de zona marginal de baço. A suplementação do aminoácido L-arginina após a realização de esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico em ratos foi capaz de reverter alterações observadas em algumas das subpopulações linfocitárias, ocasionadas pela esplenectomia.

Studies Directed Toward the Total Synthesis of Germanicol

An approach to the synthesis of the pentacyclic triterpene germanicol is discussed.

Avaliação de sistema de cultivo integrado, a partir da reciclagem de águas residuais submetidas a tratamento primário: pesquisa de espécies dos gêneros Salmonella, Shigella, Vibrio e Aeromonas

Para avaliar um sistema integrado de aquicultura foram realizadas análises microbiológicas da água utilizada neste sistema e determinada a incidência e resistência antimicrobiana dos enteropatógenos no ecossistema relacionado. As amostras de água testadas apresentaram 32,9% de taxas de coliformes fecais (≤1.600/100mL), de acordo com a OMS para piscicultura em águas residuais. Salmonella spp. foram detectadas em 14,5% das amostras. De um total de 33 cepas, 15,1% eram resistentes a um ou dois antimicrobianos testados e resistência a múltiplas drogas não foi observada. Aeromonas spp. foram identificadas em 91,6% das amostras. De um total de 416 cepas, resistência a uma classe de antimicrobianos foi observada em 66,3% e a multirresistência às drogas em 37,7%. Na avaliação da virulência dos isolados de Aeromonas hydrophila, 85,3% das cepas apresentaram Beta-hemólise nos três diferentes tipos de eritrócitos empregados e 99,1% nos eritrócitos de coelho e cavalo, sendo possível a caracterização através da PCR do gene aerA e lip, em 100% das amostras. Os resultados obtidos apontam para a relevância quanto às vantagens da implementação de um sistema integrado, disponibilizando alimentos com custo reduzido, porém este sistema necessita de um controle rígido e efetivo para que estes produtos não constituam veículos para a disseminação de doenças.

Part I: Total yield measurements for the ^(21)Ne(α,n)^)(24)Mg reaction. Part II: A study of the ^(12)C(He,p)^(14)N reaction

PART I

The total cross-section for the reaction ²¹Ne(α, n)²⁴Mg has been measured in the energy range 1.49 Mev ≤ E_cm ≤ 2.6 Mev. The cross-section factor, S(O), for this reaction has been determined, by means of an optical model calculation, to be in the range 1.52 x 10¹² mb-Mev to 2.67 x 10¹² mb-Mev, for interaction radii in the range 5.0 fm to 6.6 fm. With S(O) ≈ 2 x 10¹² mb-Mev, the reaction ²¹Ne(α, n)²⁴Mg can produce a large enough neutron flux to be a significant astrophysical source of neutrons.

PART II

The reaction¹²C(³He, p)¹⁴N has been studied over the energy range 12 Mev ≤ E_lab ≤ 18 Mev. Angular distributions of the proton groups leading to the lowest seven levels in ¹⁴N were obtained.

Distorted wave calculations, based on two-nucleon transfer theory, were performed, and were found to be reliable for obtaining the value of the orbital angular momentum transferred. The present work shows that such calculations do not yield unambiguous values for the spectroscopic factors.

"Mamíferos de médio e grande porte na Floresta Nacional de Carajás, Pará: riqueza, abundância e efeitos da fitofisionomia e do impacto da mineração"

A Floresta Nacional de Carajás é uma unidade de conservação federal localizada no sudeste da Amazônia, região Norte do Brasil. Juntamente com outras cinco áreas formam o Mosaico de Carajás com um contínuo de 1.307.000 hectares de área protegida. As principais fitofisionomias presentes no interior da unidade são a Floresta Ombrófila Densa e a Savana Metalófila. A unidade abriga a maior província mineral do mundo. A atividade de mineração promove diferentes impactos sobre a fauna principalmente através da modificação de paisagem originada pela supressão vegetal. O objetivo desse trabalho foi estudar a composição da comunidade de mamíferos de médio e grande porte através do levantamento de informações sobre a riqueza, a abundância e as diferenças entre a composição da mastofauna nas fitofisionomias de Savana Metalófila e Floresta Ombrófila Densa e suas alterações ocasionadas pelo impacto da mineração. Foram realizadas quatro campanhas em 19 trilhas que se distribuíram em áreas de Savana Metalófila e Floresta Ombrófila Densa impactadas e controle. A metodologia utilizada foi de transecção linear e armadilhamento fotográfico com um esforço total empregado de 432 km e 85.920 horas, para cada um dos métodos, respectivamente. A comunidade de mastofauna de médio e grande porte apresentou 43 espécies distribuídas em oito ordens, com um aumento de 41% de novos registros para a região. A composição da comunidade de mastofauna apresentou diferenças quanto a riqueza e a abundância das espécies nas duas fitofisionomias e quanto ao efeito do impacto da mineração. O presente trabalho trouxe avanços em relação à lista de espécies de mamíferos de médio e grande porte e aumentou o conhecimento a respeito da composição desta fauna em ambientes de floresta e de savana na Floresta Nacional de Carajás. Trouxe informações acerca dos impactos sobre a mastofauna e identificou importantes sensibilidades de algumas espécies frente à mineração, contribuindo para a busca do equilíbrio entre a mineração e a conservação.

Desempenho de tanques vegetados em um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgotos domiciliares na Ilha Grande, RJ

A falta de infraestrutura adequada para a coleta e o tratamento de esgotos atinge várias comunidades costeiras e de sistemas insulares do Estado do Rio de Janeiro, que vivem em condições de insalubridade. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho de um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgoto domiciliar implantado no Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável (CEADS) da UERJ, na Vila Dois Rios, Ilha Grande - RJ, com ênfase na contribuição de macrófitas e algas em tanques vegetados como tratamento terciário para a melhoria geral da qualidade do efluente e em especial, para remoção de nutrientes. O sistema é composto por caixa controladora de vazão, caixa de gordura, fossa séptica, filtro aerado submerso, decantador secundário e o conjunto de tanques vegetados contendo as macrófitas aquáticas Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum + Cyperus ligularis, além de um tanque de algas entre as 2 primeiras macrófitas. Os principais parâmetros monitorados em amostras quinzenais obtidas durante o período de 09/2009 a 07/2010 em 10 pontos de coleta equivalentes à saída do efluente de cada unidade de tratamento foram: OD, pH, Cond. Elétrica, Temperatura, DBO5, DQO, SST, SDT, Nitrogênio amoniacal, Nitrito, Nitrato e Fósforo total. A vazão média do sistema foi 52 L/h. A produção primária de biomassa das macrófitas e o metabolismo no tanque com algas também foram estimados. A eficiência média do ecossistema engenheirado foi de 93% de redução dos SST, 93% de DBO, 90% da DQO, 30% de N amoniacal e, 38% de Fósforo. O conjunto de tanques vegetados promoveu um aumento médio de oxigênio dissolvido (OD) em 182% comparados ao valor de saída do decantador. Pode-se concluir que esse sistema contribuiu para uma melhoria geral da qualidade do efluente final com relação a praticamente todos os parâmetros, ainda que em alguns casos, apenas de forma incremental. Houve maior produção média de biomassa (peso seco.dia-1) e retenção média de água na espécie E. crassipes (aguapé) em comparação com as espécies Schoenoplectus sp, P. cf. racemosum e C. ligularis. A baixa produção primária no tanque de algas em relação à respiração, pelo menos no período monitorado, indica condições desfavoráveis à remoção de nutrientes (N e P) nesse tanque através da incorporação na biomassa. Uma investigação mais detalhada acerca dos parâmetros de projeto que inclua um eventual redimensionamento do decantador e do tanque de algas é sugerida.

Dieta do boto-cinza (Sotalia guianensis Van Benédén, 1864) (Cetacea: Delphinidae) na Baía de Sepetiba (RJ)

O boto-cinza (Sotalia guianensis Van Benédén, 1864) é um pequeno cetáceo da família Delphinidae. Ocorre em águas costeiras da América do Sul e Central, associado à ambientes estuarinos, às baías e áreas protegidas. Estudos sobre hábitos alimentares são importantes para avaliar os padrões de relação entre presa e predador. Desta forma, o conhecimento da composição da dieta do predador pode fornecer informações a respeito de sua distribuição, padrões de migração e de seu comportamento, além de contribuir com informações sobre a biologia e comportamento de suas presas. Neste trabalho, são abordados aspectos da ecologia alimentar do boto-cinza da Baía de Sepetiba, com o objetivo de caracterizar a dieta e compará-la em relação ao sexo, classe etária e estações do ano, a partir da análise do conteúdo estomacal de 76 botos-cinza encalhados entre 2005 e 2011. Os itens alimentares recuperados dos estômagos como otólitos e ossos de peixes, bicos de cefalópodes, carapaças de crustáceos, foram identificados baseando-se em trabalhos de identificação e em uma coleção de referência. O comprimento e biomassa das presas foram estimados com o uso de equações de regressão encontradas na literatura para estas espécies. As amostras foram separadas em machos adultos, fêmeas adultas e juvenis, e em estações quente/chuvosa (out-abr) e fria/seca (mai-set), em que os estômagos foram recuperados. Um total de 1800 presas foi identificado, relativo a 23 espécies de teleósteo, quatro espécies de cefalópode e três de crustáceo. O boto-cinza da Baía de Sepetiba apresentou uma dieta tipicamente piscívora, com um hábito alimentar no qual, poucas espécies foram consumidas em alta frequencia. Todas as presas identificadas têm distribuição costeira sendo a maioria estuarina de pequeno porte ou juvenil. As presas mais importantes na dieta do boto-cinza, segundo o índice de importância relativa (IIR), foram Cetengraulis edentulus; Micropogonias furnieri; Mugil spp.; Chloroscombrus chrysurus; Cynoscion jamaicensis; Stellifer sp.; e Sciadeichthys luniscutis. Dentre os cefalópodes, a lula Doryteuthis plei foi à presa mais importante. Este estudo indica que o boto-cinza apresenta variações intra-específicas no seu hábito alimentar entre fêmeas adultas, machos adultos e juvenis, além de variações sazonais na composição de sua dieta. A partir do conhecimento do comportamento e hábito de suas presas, pode-se concluir que, Sotalia guianensis da Baía de Sepetiba se alimenta ao longo de toda a Baía, além de utilizar áreas costeiras próximas para atividades de alimentação e forrageio.

Representações sociais da aids por enfermeiras das redes básica e hospitalar

Este estudo objetiva analisar as representações sociais da aids produzidas por enfermeiras atuantes em dois níveis distintos de atenção aos sujeitos que vivem com HIV/Aids e suas implicações para o cuidado desenvolvido por esse grupo profissional. Trata-se de um estudo exploratório-descritivo, pautado na abordagem qualitativa, orientado pela Teoria das Representações Sociais, em sua abordagem processual. Os sujeitos do estudo foram enfermeiras, atuantes em instituições públicas de saúde da cidade do Rio de Janeiro, sendo 10 da rede hospitalar e 9 da rede básica. A coleta de dados deu-se por meio de um roteiro de entrevista semi-estruturada e um questionário de caracterização. Para a análise dos dados foi utilizada a técnica de análise lexical, realizada pelo software Alceste 4.10. Na análise do grupo total de sujeitos foram definidas seis categorias: "Memórias sócio profissionais de enfermeiras sobre o HIV/Aids", abordando os atores sociais atingidos pela aids no passado e na atualidade, as memórias das enfermeiras sobre aids e os estereótipos presentes em cada período; "O cuidado relacionado à autoproteção ao HIV/Aids", referindo-se as medidas de proteção ao HIV/Aids adotadas pelas enfermeiras tanto em suas vidas profissionais quanto pessoais; "Dimensões práticas do atendimento e do cuidado", destacando elementos do cotidiano assistencial, com ênfase nas diferentes formas de compreensão do cuidado; "As famílias atingidas pela aids", com conteúdos relativos às vivências das enfermeiras em situações da aids no contexto familiar; "As políticas públicas e instituicionais e a aids", relativa as percepções das enfermeiras sobre as políticas de saúde; "O tratamento medicamentoso do HIV/Aids", com conteúdos relativos às dificuldades percebidas para a adesão ao tratamento medicamentoso por parte dos sujeitos com HIV/Aids. A análise cruzada da variável nível de atenção permitiu observar que a representação da aids no grupo de enfermeiras da rede hospitalar encontra-se ancorada em elementos negativos relativos ao passado, embora apontem também para novos elementos representacionais no presente; enquanto as enfermeiras de rede básica representam a aids a partir de elementos relativos à prática assistencial cotidiana. A representação da aids para o grupo de enfermeiras estudado abarca elementos tais como: sentimento de insegurança em relação ao próprio parceiro, devido a situações que vivenciam, imagem dos sujeitos que vivem com HIV/Aids em transição devido às mudanças ocorridas no perfil epidemiológico; atitudes distintas no campo profissional, relacionadas às formas de contágio e persistência de identificação dos sujeitos que vivem com HIV/Aids como vítimas ou culpados. Apesar de afirmarem inexistir diferenças no cuidado de enfermagem às pessoas que vivem com o HIV/Aids quando comparado ao cuidado aos sujeitos com outras patologias, enfatizam a necessidade de maior cautela devido ao risco de contágio em relação aos primeiros, caracterizando uma contradição no discurso. Conclui-se que existem diferenças nas representações sociais das enfermeiras de acordo com o nível de atenção no qual atuam e que há repercussões singulares na forma que o cuidado de enfermagem é desenvolvido, a partir dessas representações.

Águas pluviais para usos não potáveis em escolas municipais: estudo de caso na região da baixada de Jacarepaguá, RJ.

A captação de águas pluviais não constitui nova estratégia ou tecnologia. No entanto, recentemente tem sido proposta em regiões bem desenvolvidas ou em desenvolvimento (peri-urbanas) em resposta a grandes períodos de estiagens, aumento da demanda por água, maior conscientização pública das enchentes urbanas e sua gênese e, aumento do interesse em práticas de construções sustentáveis, que integram também o uso racional da água. As escolas constituem uma importante fundação da nação, e tem influência no desenvolvimento da sociedade e da sensibilização/ conscientização sobre as questões ambientais. Muitos dos usos da água nas escolas envolvem usos menos nobres da água. Neste contexto, nessa dissertação de mestrado além da análise de marcos legais nesse assunto, foi realizada pesquisa de opinião (entrevista e questionário) junto a atores que interferem no processo decisório da utilização das águas pluviais nas escolas para fins não potáveis. Foram observadas as condições físicas-construtivas das escolas do município do Rio de Janeiro, sobretudo na região da 7a. CRE, que abrange a região da Baixada de Jacarepaguá, área de expansão da cidade. Foi implementada uma unidade para coleta e caracterização da qualidade das águas pluviais, além da caracterização e estudo dos volumes de primeiro descarte (first flush). Os parâmetros de qualidade da água pH, T, OD, ORP, Tu, STD, Condutividade e Salinidade, foram observados com auxílio de sonda multiparâmetros e, através de análise laboratorial de acordo com o Standard Methods, os coliformes termotolerantes. No estudo de percepção foi verificada uma grande aceitação do aproveitamento de águas pluviais para fins não potáveis, embora diretores de escola tenham apresentado informações/percepção divergentes sobre consumo e contas de água das escolas, de sua coordenadoria. Na análise dos parâmetros de qualidade da água versus registros pluviométricos foi observada variabilidade nos eventos pluviométricos observados que limitaram a correlação entre os mesmos, e acabou limitando as conclusões dos estudos de volumes para primeira lavagem e descarte (first flush). Os resultados da pesquisa permitem recomendar a implementação de políticas públicas para aproveitamento de águas pluviais para fins não potáveis nas escolas, mas, com o devido apoio tecnológico. Recomenda-se o aperfeiçoamento e automatização do sistema de coleta de águas pluviais para os estudos de first-flush e otimização dos volumes de descarte.