Influência da associação de catalisadores químicos na cimentação de pinos pré-fabricados de fibra de vidro

O objetivo deste estudo foi avaliar a Influência da associação de catalisadores químicos junto a diferentes sistemas adesivos autocondicionantes e cimentos resinosos de dupla polimerização, na cimentação de pinos pré-fabricados de fibra de vidro, quanto a sua resistência ao cisalhamento por extrusão - push out, seu grau de conversão e nanoinfiltração. Foram utilizadas trinta raízes bovinas extraídas, que tiveram seus canais obturados com guta-percha termoplastificada, divididas em três grupos: G1 - Adper SE Plus /Rely X ARC; G2- Adper SE Plus / Catalisador Scotchbond + Rely X ARC ; G3- Clearfil SE Bond / ED Primer + Panavia F. Após a cimentação dos pinos foram obtidas fatias das raízes, com 1mm de espessura, dos terços cervical (C), médio (M) e apical (A). O ensaio de resistência ao cisalhamento por extrusão foi realizado em máquina de ensaio universal EMIC D500 com carga de 100KN à velocidade de 1,0 mm/min, até o deslocamento do pino. Os dados obtidos no ensaio foram tabulados e submetidos à análise estatística. A análise de variância a dois critérios mostrou que apenas os fatores grupo e profundidade foram significativos, não sendo significativa a sua interação. O resultado do teste de Tukey (ρ≥0,05), para o fator grupo, mostrou que a menor média de resistência ao cisalhamento por extrusão foi obtida pelo grupo 3, que apresentou diferença estatística significativa para os grupos 1 e 2 que não diferiram entre si. Para o fator Profundidade a maior média foi obtida no terço cervical que apresentou diferença estatística significativa para os terços médio e apical que não diferiram entre si: A análise do grau de conversão foi feita após vinte e quatro horas e os fatores estudados foram os cimentos resinosos Panavia F e Rely X ARC e os catalisadores químicos ED Primer e Catalisador Scotchbond, na forma incorporada ou aplicada superficialmente aos cimentos, formando 10 grupos experimentais. Para o grau de conversão, o teste de Tukey mostrou que o catalisador químico não aumentou o grau de conversão do RelyX ARC, já para o Panavia F, este aumentou significativamente seu grau de conversão. Quanto a análise em MEV da nanoinfiltração para o fator grupo, o resultado do teste de Tukey (ρ≥0,05) mostrou que a maior média foi obtida pelo grupo 3 que apresentou diferença estatística significativa para os grupos 1 e 2, que não diferiram entre si. Para o fator Profundidade a maior média foi obtida no terço apical que apresentou diferença estatística significativa para o terço cervical, que não diferiu do terço médio. Conclusões: 1- A associação de catalisadores químicos não aumentou a resistência ao cisalhamento por extrusão dos pinos de fibra de vidro. 2- O cimento Panavia F é dependente de catalisador aumentar o grau de conversão. 3- A associação de catalisadores químicos não foi capaz de alterar o padrão da camada híbrida, representado pela nanoinfiltração. 4- A nanoinfiltração está associada inversamente ao grau de conversão dos sistemas de cimentação, o que contribui negativamente para a resistência adesiva de pinos de fibra de vidro.

Investigations of group IVA transition metal mediated carbon-carbon bond forming reactions

Zirconocene aldehyde and ketone complexes were synthesized in high yield by treatment of zirconocene acyl complexes with trimethylaluminum or diisobutylaluminum hydride. These complexes, which are activated by dialkylaluminum chloride ligands, inserted unsaturated substrates such as alkynes, allenes, ethylene, nitriles, ketenes, aldehydes, ketones, lactones, and acid chlorides with moderate to high conversion. Insertion of aldehyde substrates yielded zirconocene diolate complexes with up to 20:1 (anti:syn) diastereoselectivity. The zirconocene diolates were hydrolyzed to afford unsymmetrical 1,2-diols in 40-80% isolated yield. Unsymmetrical ketones gave similar insertion yields with little or no diastereoselectivity. A high yielding one-pot method was developed that coupled carbonyl substrates with zirconocene aldehyde complexes that were derived from olefins by hydrozirconation and carbonylation. The zirconocene aldehyde complexes also inserted carbon monoxide and gave acyloins in 50% yield after hydrolysis.

The insertion reaction of aryl epoxides with the trimethylphoshine adduct of titanocene methylidene was examined. The resulting oxytitanacyclopentanes were carbonylated and oxidatively cleaved with dioxygen to afford y-lactones in moderate yields. Due to the instability and difficult isolation of titanocene methylidene trimethylphoshine adducts, a one-pot method involving the addition of catalytic amounts of trimethylphosphine to β,β-dimethyltitanacyclobutane was developed. A series of disubstituted aryl epoxides were examined which gave mixtures of diastereomeric insertion products. Based on these results, as well as earlier Hammett studies and labeling experiments, a biradical transition state intermediate is proposed. The method is limited to aryl substituted epoxide substrates with aliphatic examples showing no insertion reactivity.

The third study involved the use of magnesium chloride supported titanium catalysts for the Lewis acid catalyzed silyl group transfer condensation of enol silanes with aldehydes. The reaction resulted in silylated aldol products with as many as 140 catalytic turnovers before catalyst inactivation. Low diastereoselectivities favoring the anti-isomer were consistent with an open transition state involving a titanium atom bound to the catalyst surface. The catalysts were also used for the aldol group transfer polymerization of t-butyldimethylsilyloxy-1-ethene resulting in polymers with molecular weights of 5000-31,000 and molar mass dispersities of 1.5-2.8. Attempts to polymerize methylmethacrylate using GTP proved unsuccessful with these catalysts.

Análise comparativa in vivo da detecção de lesões de cárie oclusal e proximal por meio de exame visual (ICDAS), exame radiográfico e transiluminação por fibra ótica (FOTI)

O objetivo do presente trabalho foi avaliar in vivo a detecção de cárie através do exame visual ICDAS, transiluminação por fibra ótica combinado ao ICDAS e exame radiográfico. Um total de 2.279 superfícies proximais e cicatrículas e fissuras em incisivos superiores, pré-molares e molares permanentes e 272 superfícies em molares decíduos em72 escolares (8 a 18 anos) foram avaliadas por um examinador treinado. Os sete escores para detecção de cárie primária do sistema visual ICDAS foram aplicados. Dois equipamentos de transiluminação por fibra ótica foram avaliados: FOTI Schott (SCH), com ponta de fibra ótica com 0,5mm de diâmetro, e FOTI Microlux (MIC), com diâmetro da ponta 3 mm. Durante o exame combinado FOTI/ICDAS, a fibra ótica era utilizada tanto para iluminar quanto para transiluminar a superfície sob avaliação. O exame radiográfico (RX) consistiu de radiografias interproximais posteriores e periapicais anteriores. Os exames foram realizados em consultório odontológico após escovação supervisionada. No primeiro dia de exame, o exame visual utilizando o ICDAS era realizado e em seguida, o exame combinado ao MIC ou SCH. Logo após era realizado o exame radiográfico. Após uma semana, novamente o ICDAS era realizado, e em seguida o exame combinado com o equipamento de FOTI não utilizado na semana anterior. Os exames foram repetidos em 10 pacientes após intervalo mínimo de uma semana para avaliação da reprodutibilidade intra-examinador, a qual apresentou valores de 0,95 (ICDAS), 0,94 (MIC), 0,95 (SCH) e 0,99 (RX) pelo kappa ponderado. Em cicatrículas e fissuras de permanentes, o RX julgou que um número maior de superfícies apresentava lesão em dentina (53) do que os outros métodos (34 a 36); porém não detectou nenhuma lesão em esmalte, as quais foram identificadas pelo ICDAS (94), SCH (107) e MIC (91). Em proximais permanentes, a transiluminação por fibra ótica identificou maior número de proximais como lesão em esmalte - 150 (SCH) e 139 (MIC) - do que o exame visual (106), enquanto o RX identificou somente 43. Em oclusais de decíduos, os quatro métodos julgaram um número aproximadamente similar de superfícies sem lesão (52 a 59) ou com lesão em dentina (21 a 26), assim como para lesões proximais em dentina (31 a 36). Entretanto um número reduzido de lesões proximais decíduas em esmalte foi julgado pelo exame radiográfico (3) em comparação com os outros métodos (15 a 16). Em decíduos, o ICDAS e o FOTI combinado ao exame visual julgaram maior número de lesões proximais em esmalte que o exame radiográfico, sendo que número similar de lesões em dentina foram classificadas pelos quatro métodos em oclusais e proximais de molares decíduos. Em cicatrículas e fissuras de permanentes, tanto o exame visual ICDAS quanto sua combinação aos dois equipamentos de transiluminação apresentaram maior similaridade de superfícies julgadas como lesão em esmalte ou como lesão em dentina, enquanto o exame radiográfico classificou mais superfícies como lesão em dentina e nenhuma como lesão em esmalte. A adição da transiluminação por fibra ótica ao exame visual aumentou em um terço a detecção das lesões cariosas proximais julgadas em dentina pelo ICDAS isoladamente e aproximadamente quadruplicou o número daquelas assim classificadas pela avaliação radiográfica em permanentes.

Strategies for the Stereoselective Synthesis of Carbon Quaternary Centers via Transition Metal-Catalyzed Alkylation of Enolate Compounds

Notwithstanding advances in modern chemical methods, the selective installation of sterically encumbered carbon stereocenters, in particular all-carbon quaternary centers, remains an unsolved problem in organic chemistry. The prevalence of all-carbon quaternary centers in biologically active natural products and pharmaceutical compounds provides a strong impetus to address current limitations in the state of the art of their generation. This thesis presents four related projects, all of which share in the goal of constructing highly-congested carbon centers in a stereoselective manner, and in the use of transition-metal catalyzed alkylation as a means to address that goal.

The first research described is an extension of allylic alkylation methodology previously developed in the Stoltz group to small, strained rings. This research constitutes the first transition metal-catalyzed enantioselective α-alkylation of cyclobutanones. Under Pd-catalysis, this chemistry affords all–carbon α-quaternary cyclobutanones in good to excellent yields and enantioselectivities.

Next is described our development of a (trimethylsilyl)ethyl β-ketoester class of enolate precursors, and their application in palladium–catalyzed asymmetric allylic alkylation to yield a variety of α-quaternary ketones and lactams. Independent coupling partner synthesis engenders enhanced allyl substrate scope relative to allyl β-ketoester substrates; highly functionalized α-quaternary ketones generated by the union of our fluoride-triggered β-ketoesters and sensitive allylic alkylation coupling partners serve to demonstrate the utility of this method for complex fragment coupling.

Lastly, our development of an Ir-catalyzed asymmetric allylic alkylation of cyclic β-ketoesters to afford highly congested, vicinal stereocenters comprised of tertiary and all-carbon quaternary centers with outstanding regio-, diastereo-, and enantiocontrol is detailed. Implementation of a subsequent Pd-catalyzed alkylation affords dialkylated products with pinpoint stereochemical control of both chiral centers. The chemistry is then extended to include acyclic β-ketoesters and similar levels of selective and functional group tolerance are observed. Critical to the successful development of this method was the employment of iridium catalysis in concert with N-aryl-phosphoramidite ligands.

Superionic Noble Metal Chalcogenide Thermoelectrics

Measurements and modeling of Cu₂Se, Ag₂Se, and Cu₂S show that superionic conductors have great potential as thermoelectric materials. Cu₂Se and Ag₂Se are predicted to reach a zT of 1.2 at room temperature if their carrier concentrations can be reduced, and Cu-vacancy doped Cu₂S reaches a maximum zT of 1.7 at 1000 K. Te-doped Ag₂Se achieves a zT of 1.2 at 520 K, and could reach a zT of 1.7 if its carrier concentration could be reduced. However, superionic conductors tend to have high carrier concentrations due to the presence of metal defects. The carrier concentration has been found to be difficult to reduce by altering the defect concentration, therefore materials that are underdoped relative to the optimum carrier concentration are easier to optimize. The results of Te-doping of Ag₂Se show that reducing the carrier concentration is possible by reducing the maximum Fermi level in the material.

Two new methods for analyzing thermoelectric transport data were developed. The first involves scaling the temperature-dependent transport data according to the temperature dependences expected of a single parabolic band model and using all of the scaled data to perform a single parabolic band analysis, instead of being restricted to using one data point per sample at a fixed temperature. This allows for a more efficient use of the transport data. The second involves scaling only the Seebeck coefficient and electrical conductivity. This allows for an estimate of the quality factor (and therefore the maximum zT in the material) without using Hall effect data, which are not always available due to time and budget constraints and are difficult to obtain in high-resistivity materials. Methods for solving the coherent potential approximation effective medium equations were developed in conjunction with measurements of the resistivity tensor elements of composite materials. This allows the electrical conductivity and mobility of each phase in the composite to be determined from measurements of the bulk. This points out a new method for measuring the pure-phase electrical properties in impure materials, for measuring the electrical properties of unknown phases in composites, and for quantifying the effects of quantum interactions in composites.

Avaliação da biodegradabilidade de compósitos à base de poliéster e amido com fibra de coco verde

Os materiais poliméricos tem sido uma das causas dos problemas ambientais discutidos em todo mundo nos últimos tempos. Como uma das soluções para esse problema, estão os polímeros biodegradáveis que são materiais que se degradam pela ação de microorganismos. Uma Indústria sediada no Brasil lançou recentemente um poliéster biodegradável que surge boa alternativa para o crescimento no mercado dos polímeros biodegradáveis, principalmente por possuir em sua composição matéria prima de fonte renovável. Neste trabalho foram preparados compósitos com matriz de poliéster biodegradável e fibra de coco verde com e sem modificação química por acetilação em misturador interno Haake. Foi estudada a biodegradabilidade em solo simulado do polímero puro e de seus compósitos e foram avaliadas as propriedades térmicas, morfológicas e mecânicas do polímero puro e de alguns de seus compósitos. O teste de biodegradabilidade foi feito pelo enterro das amostras em solo simulado por períodos distintos, variando de duas a dezessete semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 03. Após cada período de teste, as amostras foram retiradas do solo e analisadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e análise mecânica de tração. Os resultados obtidos indicaram que tanto o polímero puro quanto os seus compósitos sofreram biodegradação, a presença da fibra apenas atrasa o processo de biodegradação, as fibras de coco tiveram uma boa afinidade com a matriz polimérica, a incorporação de 5% fibra de coco na matriz torna o compósito mais rígido e a incorporação da fibra e o processo de biodegradação alteram as características da fase cristalina no material polimérico.

Distribuição de tensões em próteses parciais fixas posteriores livres de metal com retentores intracoronários: análise em elementos finitos

Para reabilitar a ausência de um elemento dentário posterior, as próteses parciais fixas (PPF) com retentores intracoronários são uma alternativa aos implantes osseointegrados. O objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição de tensões nessas próteses com três combinações de materiais: cerâmica de zircônia parcialmente estabilizada por ítria (ZPEI) revestida por cerâmica de fluorapatita (α), cerâmica de dissilicato de lítio (β) ou compósito fibrorreforçado (γ). Na composição α, foram analisadas a presença ou ausência da cerâmica de revestimento na parede cervical das caixas proximais e três variações na área total da seção transversal dos conectores (4 mm de largura x 3,2, 4,2 ou 5,2 mm de altura). Em 8 modelos bidimensionais de elementos finitos, uma carga vertical de 500 N foi aplicada na fossa central do pôntico e as tensões principais máximas (tração) e mínimas (compressão) foram apontadas em MPa. Inicialmente foram avaliados os 6 modelos com PPF de ZPEI e suas variações. Os maiores valores das tensões de tração foram encontrados no terço cervical dos conectores. Quando presente nestas regiões, a cerâmica de revestimento recebeu tensões acima do limite de sua resistência à flexão. Na comparação entre os modelos sem cerâmica de revestimento na parede cervical das caixas proximais, mesmo aquele com conectores de 3,2 x 4 mm, cuja infraestrutura apresentava 2,5 x 3 mm, poderia ser recomendado para uso clínico. Altos valores de tensões de compressão foram registrados entre o terço oclusal e médio dos conectores, correspondente à união entre as cerâmicas, o que poderia ocasionar, devido à flexão, falhas adesivas. Posteriormente, o modelo de ZPEI com a cerâmica de fluorapatita ausente da parede cervical das caixas proximais e área total dos conectores de 4,2 x 4 mm foi comparado aos dois outros materiais com conectores de mesma área. Na PPF de dissilicato de lítio, os valores representaram uma provável violação do limite de sua resistência à flexão. A PPF de compósito fibrorreforçado apresentou tensões bem abaixo do limite de resistência à flexão de sua infraestrutura, mas, como no modelo de ZPEI, tensões compressivas se concentraram com alto valor entre o terço oclusal e médio dos conectores, local de união entre a resina composta e a infraestrutura de fibras. Os resultados mostraram que a cerâmica de dissilicato de lítio e a presença da cerâmica de fluorapatita na parede cervical das caixas proximais deveriam ser contraindicadas para a condição proposta. Parece viável uma área de conectores na infraestrutura de ZPEI com no mínimo 2,5 x 3 mm. A PPF de compósito fibrorreforçado apresenta resistência estrutural para a situação estudada, mas, como também aquelas compostas de ZPEI, aparenta ter como pontos fracos a adesão entre a infraestrutura e o material de cobertura e a própria resistência deste último.

Dilution refrigeration and a calorimetric measurement of the quadruple coupling constant in rhenium metal

A dilution refrigerator has been constructed capable of producing steady state temperatures less than .075°K. The first part of this work is concerned with the design and construction of this machine. Enough theory is presented to allow one to understand the operation and critical design factors of a dilution refrigerator. The performance of our refrigerator is compared with the operating characteristics of three other dilution refrigerators appearing in the present literature.

The dilution refrigerator constructed was used to measure the nuclear contribution to the low temperature specific heat of a pure, single-crystalline sample of rhenium metal. Measurements were made in magnetic fields from 0 to 12.5 kOe for the temperature range .13°K - .52°K. The second part of this work discusses the results of these experiments. The expected nuclear contribution is not found when the sample is in the superconducting state. This is believed to be due to the long spin-lattice relaxation times in superconductors. In the normal state, for the temperature range studied, the nuclear contribution is given by A/T² where A = .061 ± .002 millijoules-K/mole. The value of A is found to increase to A = .077 ± .004 millijoules-K/mole when the sample is located in a magnetic field of 12.5 kOe.

From the measured value of A the splitting of the energy levels of the nuclear spin system due to the interaction of the internal crystalline electric field gradients with the nuclear quadrupole moments is calculated. A comparison is made between the predicted and measured magnetic dependence of the specific heat. Finally, predictions are made of future nuclear magnetic resonance experiments which may be performed to check the results obtained by calorimetery here and further, to investigate existing theories concerning the sources of electric field gradients in metals.

Morfologia e biodegradação de compósitos de poli(ε-caprolactona) com fibra de coco verde

Neste trabalho foram analisadas a morfologia e a biodegradação de compósitos de poli(ε-caprolactona) com fibras provenientes da casca de coco verde. Parte destas fibras foi submetida à modificação química por meio da reação de acetilação. A avaliação da morfologia foi realizada nas amostras de poli(ε-caprolactona) puro e seus compósitos antes e após o teste de biodegradação. O teste de biodegradação foi feito pelo enterro das amostras em solo simulado por períodos distintos, variando de vinte a trinta semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 03. Após cada período de teste, as amostras foram retiradas do solo e analisadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), calorimetria diferencial de varredura (DSC), difratômetro de raios X (DRX) e ressonância magnética nuclear (RMN) de baixo campo no estado sólido. Pelas análises, foram verificados perda de massa, alteração morfológica da superfície e variação no percentual de cristalinidade das amostras. O PCL e os compósitos sofreram biodegradabilidade e a presença das fibras retarda ligeiramente esse processo

The Design and Synthesis of Transition Metal Complexes Supported by Non-innocent Ligand Scaffolds for Small Molecule Activation

This dissertation focuses on the incorporation of non-innocent or multifunctional moieties into different ligand scaffolds to support one or multiple metal centers in close proximity. Chapter 2 focuses on the initial efforts to synthesize hetero- or homometallic tri- or dinuclear metal carbonyl complexes supported by para-terphenyl diphosphine ligands. A series of [M₂M’(CO)₄]-type clusters (M = Ni, Pd; M’ = Fe, Co) could be accessed and used to relate the metal composition to the properties of the complexes. During these studies it was also found that non-innocent behavior was observed in dinuclear Fe complexes that result from changes in oxidation state of the cluster. These studies led to efforts to rationally incorporate central arene moieties capable managing both protons and electrons during small molecule activation.

Chapter 3 discusses the synthesis of metal complexes supported by a novel para-terphenyl diphosphine ligand containing a non-innocent 1,4-hydroquinone moiety as the central arene. A Pd⁰-hydroquinone complex was found to mediate the activation of a variety of small molecules to form the corresponding Pd⁰-quinone complexes in a formal two proton ⁄ two electron transformation. Mechanistic investigations of dioxygen activation revealed a metal-first activation process followed by subsequent proton and electron transfer from the ligand. These studies revealed the capacity of the central arene substituent to serve as a reservoir for a formal equivalent of dihydrogen, although the stability of the M-quinone compounds prevented access to the PdII-quinone oxidation state, thus hindering of small molecule transformations requiring more than two electrons per equivalent of metal complex.

Chapter 4 discusses the synthesis of metal complexes supported by a ligand containing a 3,5-substituted pyridine moiety as the linker separating the phenylene phosphine donors. Nickel and palladium complexes supported by this ligand were found to tolerate a wide variety of pyridine nitrogen-coordinated electrophiles which were found to alter central pyridine electronics, and therefore metal-pyridine π-system interactions, substantially. Furthermore, nickel complexes supported by this ligand were found to activate H-B and H-Si bonds and formally hydroborate and hydrosilylate the central pyridine ring. These systems highlight the potential use of pyridine π-system-coordinated metal complexes to reversibly store reducing equivalents within the ligand framework in a manner akin to the previously discussed 1,4-hydroquinone diphosphine ligand scaffold.

Chapter 5 departs from the phosphine-based chemistry and instead focuses on the incorporation of hydrogen bonding networks into the secondary coordination sphere of [Fe₄(μ₄-O)]-type clusters supported by various pyrazolate ligands. The aim of this project is to stabilize reactive oxygenic species, such as oxos, to study their spectroscopy and reactivity in the context of complicated multimetallic clusters. Herein is reported this synthesis and electrochemical and Mössbauer characterization of a series of chloride clusters have been synthesized using parent pyrazolate and a 3-aminophenyl substituted pyrazolate ligand. Efforts to rationally access hydroxo and oxo clusters from these chloride precursors represents ongoing work that will continue in the group.

Appendix A discusses attempts to access [Fe₃Ni]-type clusters as models of the enzymatic active site of [NiFe] carbon monoxide dehydrogenase. Efforts to construct tetranuclear clusters with an interstitial sulfide proved unsuccessful, although a (μ₃-S) ligand could be installed through non-oxidative routes into triiron clusters. While [Fe₃Ni(μ₄-O)]-type clusters could be assembled, accessing an open heterobimetallic edge site proved challenging, thus prohibiting efforts to study chemical transformations, such as hydroxide attack onto carbon monoxide or carbon dioxide coordination, relevant to the native enzyme. Appendix B discusses the attempts to synthesize models of the full H-cluster of [FeFe]-hydrogenase using a bioinorganic approach. A synthetic peptide containing three cysteine donors was successfully synthesized and found to chelate a preformed synthetic [Fe₄S₄] cluster. However, efforts to incorporate the diiron subsite model complex proved challenging as the planned thioester exchange reaction was found to non-selectively acetylate the peptide backbone, thus preventing the construction of the full six-iron cluster.

Systematic Studies on 3d- and 4f-Metal Containing Polyoxometalates Suitable for Organic Derivatization

232 p.