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

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

Label-free Detection of Microcystin-LR in Waters Using Real-Time Potentiometric Biosensors Based on Single-Walled Carbon Nanotubes Imprinted Polymers

Microcystin-LR (MC-LR) is a dangerous toxin found in environmental waters, quantified by high performance liquid chromatography and/or enzyme-linked immunosorbent assays. Quick, low cost and on-site analysis is thus required to ensure human safety and wide screening programs. This work proposes label-free potentiometric sensors made of solid-contact electrodes coated with a surface imprinted polymer on the surface of Multi-Walled Carbon NanoTubes (CNTs) incorporated in a polyvinyl chloride membrane. The imprinting effect was checked by using non-imprinted materials. The MC-LR sensitive sensors were evaluated, characterized and applied successfully in spiked environmental waters. The presented method offered the advantages of low cost, portability, easy operation and suitability for adaptation to flow methods.

Implicações tectônicas na hidrologia do aqüífero Barreiras e sistema lacustre do Bonfim, Nísia Floresta-RN

This MSc dissertation presents the results of a research carried out in a 500 km2 area in the Nísia Floresta county. The main goal of the research was to evaluate fault influence on hidrology features of aquifers and lakes, mainly in the Barreiras Group and in the Bonfim lake cluster respectively. The Precambrian crystalline basement is made of Caicó Complex rocks. They are capped by cretaceous sedimentary rocks and by cenozoic sedimentary rocks. Only the latter outcrop in the study area, wheareas the former are described in boreholes. Faults cut across all stratigraphic units and their main trends are NW, NE and E-W, which have been generated by E-W compression. Subordinate N-S trending faults also take place and have been generated by N-S oriented compression. Fault controlled hydrologic features are observed throughout the study area. There are sudden changes in saturated thicknesses of the Barreiras Aquifer due to vertical displacement of the Barreiras Group. The most important underground water source of the Bonfim Lake is related to abrupt thickness changes of the aquifer. In addition, the main faults control the underground drainage network and, probably, change in direction of equipotential surfaces seen on the potenciometric map. Regarding the surface hydrologic features, faults also control river and stream channels, as well as lake origin and shapes. The Bonfim Lake, in particular, has its peculiar shape, which follows NW and NE lineaments, and origin related to faulting and probably underground carstics processes

Construção, estudo analítico e aplicação físico-química do eletrodo 'PT'|'HG'|'HG IND.2 C IND.2 O IND.4'| grafite, em meio aquoso de 'NACLO IND.4' e 'NANO IND.3'

Pós-graduação em Química - IQ