Estudos termoanalíticos de sais de sódio e potássio de ditiocarbamatos em atmosfera oxidante

Thermoanalytical behavior of sodium and potassium salts of pyrrolidinedithiocarbamate (pyr), piperidineditiocarbamate (pip), morpholinedithiocarbamate (mor), hexametileneiminedithiocarbamate (hex), were investigated. In a first step the salts were synthesized and characterized by infrared spectroscopy (FTIR), ¹H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR) and elementar analysis. Finally, thermal analytical (TG/DTG and DSC) studies were performed in order to evaluate the thermal stability, as well as the pathways of the thermal decomposition based in the intermediate and final decomposition products.

Effects of oxidante acid treatments on carbon-templated hierarchical SAPO-11 materials: synthesis, characterization and catalytic evaluation in n-decane hydroiosomerization

Hierarchical SAPO-11 was synthesized using a commercial Merck carbon as template. Oxidant acid treatments were performed on the carbon matrix in order to investigate its influence on the properties of SAPO-11. Structural, textural and acidic properties of the different materials were evaluated by XRD, SEM, N-2 adsorption, pyridine adsorption followed by IR spectroscopy and thermal analyses. The catalytic behavior of the materials (with 0.5 wt.% Pt, introduced by mechanic mixture with Pt/Al2O3), were studied in the hydroisomerization of n-decane. The hierarchical samples showed higher yields in monobranched isomers than typical microporous SAPO-11, as a direct consequence of the modification on both porosity and acidity, the later one being the most predominant. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Oxidações catalíticas e eletrocatalíticas de substratos orgânicos. O cério como oxidante

This paper reviews the catalytic and electrocatalytic oxidation of organic compounds using cerium (IV) salts. Direct and indirect methods and those using modified electrodes are described.

Síntese e caracterização de um novo complexo de platina (IV) a partir de seu análogo de platina (II) utilizando iodo molecular como agente oxidante: uma rota sintética interessante para obtenção de novos complexos de platina

In an attempt to reduce toxicity and widen the spectrum of activity of cisplatin and its analogues, much attention has been focused on designing new platinum complexes. This work reports the synthesis and characterization of novel compounds of the platinum (II) and platinum (IV) containing 2-furoic hydrazide acid and iodide as ligands. Although the prepared compounds do not present the classical structure of biologically active platinum analogues, they could be potentially active or useful as precursors to prepare antitumor platinum complexes. The reported compounds were characterized by ¹H NMR, 13C NMR, 195Pt NMR, IR and elemental analyses.

Estudos termoanalíticos de sais de sódio e potássio de ditiocarbamatos em atmosfera oxidante

Thermoanalytical behavior of sodium and potassium salts of pyrrolidinedithiocarbamate (pyr), piperidineditiocarbamate (pip), morpholinedithiocarbamate (mor), hexametileneiminedithiocarbamate (hex), were investigated. In a first step the salts were synthesized and characterized by infrared spectroscopy (FTIR), ¹H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR) and elementar analysis. Finally, thermal analytical (TG/DTG and DSC) studies were performed in order to evaluate the thermal stability, as well as the pathways of the thermal decomposition based in the intermediate and final decomposition products.

Determinação de carbono orgânico por oxidação pelo dicromato de potássio e titulação do excesso do oxidante por iodometria

Aula Prática 7

Avaliação do caráter oxidante da violaceína

Violacein is a violet pigment isolated from many gram-negative bacteria, especially from Chromobacterium violaceum, a betaproteobacterium found in the Amazon River in Brazil. It has potential medical applications as an antibacterial, fungicide, anti-tryptanocidal, anti-ulcerogenic and anti-cancer drug, among others. Furthermore, its pro-oxidant activity has been suggested, but only in two specific tumor lineages. Thus, in the present study, the prooxidant effects of violacein were investigated in both normal and tumor cells, seeking to evaluate the cell responses. The evaluation of violacein cytotoxicity using the Trypan blue dye exclusion method indicated that CHO-K1 cells were more resistant than tumor HeLa cells. The oxidative stress induced by violacein was manifested as an increase in intracellular SOD activity in CHO-K1 and MRC-5 cells at a specific concentration range. Nevertheless, a decrease was detected specifically at 6-12 μM in HeLa and MRC-5 cells. Interestingly, the increase in SOD activity was not followed by a concomitant increase in catalase activity. Regarding to oxidative stress biomarkers, increased protein carbonylation and lipid hydroperoxides levels were detected respectively in CHO-K1 and MRC-5 cells treated with violacein at 1.5-3 μM and 3 μM, which may be an evidence that this compound causes oxidative stress specifically in these conditions. Additionally, it is believed that the decline in cell viability observed in MRC-5 cells and HeLa treated with violacein at 6-12 M is due to mechanisms not related to oxidative stress. Moreover, the results suggested that violacein might cause oxidative stress by increasing endogenous levels of O2 -, since the occurrence of an expressive change in SOD activity. In addition, in order to evaluate the antioxidant activity of violacein in the absence of a biological system, the total antioxidant and iron chelating activity were evaluated, so that antioxidant activities were detected at 30 and 60 μM of violacein. Altogether, the results indicate that although oxidative stress is triggered by incubation with violacein, it did not seem to be high enough to cause serious damage to cell biomolecules in HeLa cells and only at specific concentrations in CHOK-1 and MRC-5 cells. Comparing the results obtained in cell culture and the in vitro antioxidant activity evaluation, the results confirmed that violacein presents opposing oxidant features when in presence or absence of a biological system and the antioxidant character only occurs at high concentrations of the pigment.

Biological activity of metal-edds (ethylenediaminedisuccinate) complexes in K562 and PBMC cells

The effect of S,S-ethylenediaminedisuccinic acid (edds) on the quenching of metal-catalyzed (metal = Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) oxidation of ascorbic acid was tested in vitro via oxidation of the fluorescent probe 1,2,3-dihydrorhodamine dihydrochloride. The pro-oxidant activity of iron was not fully suppressed, even at a four-fold molar excess of the ligand. The effect of serum on the toxicity to peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and K562 cells was investigated. The cytotoxic effect of Fe-edds was abrogated in the presence of Trolox or serum proteins. The probable pathways of cell toxicity were investigated through blocking of the monocarboxylate transporters (MCT) in association with cell cycle studies by flow cytometry. Cells treated with metal complexes and alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid, a known MCT inhibitor, showed recovery of viability, suggesting that MCT proteins may be involved in the internalization of metal-edds complexes. The free acid induced cell cycle arrest in G0/G1 (PBMC) and S (K562) phases, suggesting direct DNA damage or interference in DNA replication.

Determinação espectrofotométrica do bromidrato de fenoterol em preparações farmacêuticas

Um método espectrofotométrico simples foi desenvolvido para a determinação do bromidrato de fenoterol (BF) em comprimidos, gotas e xarope, como princípio ativo único e associado ao ibuprofeno. O método se baseia na reação de acoplamento oxidativo do BF com o 3-metil-2-benzotiazolinona hidrazona (MBTH), na presença de sulfato cérico, como agente oxidante. A mistura de BF, MBTH e sulfato cérico, em meio ácido, produz um composto colorido (vermelho castanho) com máximo de absorção a 475 nm. A curva de calibração foi linear num intervalo de concentração de 3,0 a 12,0 µg/mL, com coeficiente de correlação linear de 0,9998. Os parâmetros experimentais que afetam o desenvolvimento e a estabilidade do produto colorido foram cuidadosamente estudados e otimizados. O método foi aplicado em amostras comerciais e simuladas, obtendo-se coeficientes de variação entre 0,25 % a 0,82 % e médias de recuperação do padrão que variaram de 98 % a 102 %. O método proposto mostrou-se exato, preciso, linear e não é passível de interferência de excipientes, para as formas farmacêuticas comprimidos e gotas. Não houve interferência do ibuprofeno que consta de uma das formulações analisadas, associado ao BF. Quanto ao xarope, houve interferência do veículo sugerindo reações de seus componentes com o MBTH.

Protocolo alternativo da técnica de Grocott

A técnica de Grocott, de grande utilidade na detecção de fungos, utiliza o ácido crómico que é tóxico, corrosivo e cancerígeno.Esta técnica é morosa, nomeadamente na actuação do agente oxidante e na impregnação com solução de prata metenamina na estufa. Foram objectivos deste trabalho substituir o ácido crómico por outro agente oxidante, de menor perigosidade, que permita marcação similar de fungos, reduzir a duração da técnica através da utilização do microondas em detrimento da estufa, testando a sua viabilidade e verificar o tempo/potência que permite melhores resultados. A amostra corresponde a fragmentos de pulmão colhidos em necrópsia. Inicialmente substituiu-se a estufa pelo microondas, tendo sido realizados 18 ensaios testando várias potências: 500W, 550W, 600W, 650W, 700W e 750W; com os tempos 1, 1.30 e 2 minutos. Posteriormente substituiu-se o ácido crómico, recorrendo a 4 agentes oxidantes (ácido periódico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, peróxido de hidrogénio), a diferentes concentrações e sem agente oxidante. Para cada um variou-se o tempo em 1, 3, 5 e 10 minutos. Os resultados foram quantificados por três observadores segundo uma grelha de avaliação que contemplava quatro parâmetros: intensidade de marcação, percentagem de fungos marcados, marcação inespecífica de fundo e preservação morfológica. Os agentes oxidantes utilizados apresentaram bons resultados, à excepção do ácido sulfúrico. O agente oxidante alternativo de eleição é o ácido periódico devido à menor perigosidade de manipulação e ao respectivo impacto económico. A intensidade de marcação ideal foi obtida em microondas com potência de 650 Watts durante 1 minuto.

Extracção líquido-líquido do ferro de soluções produzidas na lixiviação de um concentrado de sulfureto de zinco

Neste trabalho estudou-se a lixiviação de um concentrado de sulfureto de zinco e a recuperação de Fe(III) de soluções sulfúricas por extracção líquido-líquido. Nos estudos de lixiviação utilizou-se o ião férrico (Sulfato de ferro ou cloreto de ferro) como agente oxidante e avaliaram-se os efeitos da razão sólido/líquido, concentração do ião Fe(III) e o tipo do meio (sulfúrico e clorídrico) na eficiência da lixiviação. Os resultados mostraram que para uma razão sólido/líquido de 5% foi possível lixiviar 48% de zinco e 15% do cobre em 2h de lixiviação com uma solução de 0,5 M H2SO4 e 0,11 Fe2(SO4) a 80°C. A lixiviação do cobre é favorecida em meio clorídrico onde cerca de 23% de cobre foi lixiviado, após 2h, com uma razão sólido/líquido de 20% e uma solução de 0,5 M FeCl3 2 M HCI e 1 M NaCl a 80°C, quando em meio sulfúrico tinha sido possível lixiviar apenas 6% deste metal. A realização de dois andares de lixiviação, sendo o primeiro em meio sulfúrico e o segundo em meio clorídrico, permitiu aumentar as taxas de lixiviação dos metais, tendo-se obtido um rendimento global de 45% de Zn e 23% de Cu nas seguintes condições experimentais: s/l=20% (p/v), T=80°C, v=350 rpm, 1º andar com [Fe2(SO4)3]=0,25 M; [H2SO4]=2 M e 2º andar com [FeCl3]=0,5 M; [HCl]=2 M; [NaCl]=1 M. Nos estudos de extracção líquido-líquido para a recuperação de Fe(III) de meios sulfúricos utilizam-se misturas de extractantes, i.e. um ácido organofosforado (lonquest ou DEHPA) com uma amina primária (JMT). Foi ainda, testada a presença de um modificador (isotridecanol) no solvente. As várias misturas revelaram uma elevada afinidade para o ferro na gam de PH’s 1,04 a 1,74 e elevada selectividade para a separação ferro/zinco. Os factores de separação Fe/Zn atingem valores na gama 1000-8000, sendo favorecidos pelas elevadas concentrações de ferro na fase orgânica. A presença de modificador no solvente dificultou a extracção de ferro da fase aquosa mas favoreceu a respectiva reextracção da fase orgânica carregada que foi efectuada com uma solução 50 g/L de H2SO4. Na etapa final deste trabalho, aplicou-se a extracção líquido-líquido para a remoção de Cu e Fe duma líxvia obtida por lixiviação sulfúrica do concentrado de sulfureto de zinco. Numa primeira etapa extraiu-se todo o cobre da lixívia com a aldoxima Acorga M5640(10%(v/v)). Em seguida, traçou-se a isotérmica para a extracção de Fe(III) da lixívia utilizando DEHPA(20%(v/v)/JMT(10%(v/v)) com (20%(v7v)) e sem 2-octanol. Os resultados obtidos mostram que ambos os sistemas podem ser utilizados na extracção do fero do meio sulfúrico.

Estudo da lixiviação de um concentrado de zinco

Neste trabalho estudou-se a lixiviação em meio sulfúrico do zinco e outros metais de valor de um concentrado zinco, tendo-se realizado ensaios de lixiviação à pressão atmosférica e em autoclave. Nos estudos de lixiviação utilizou-se o ião férrico (sulfato férrico) como agente oxidante e avaliaram-se os efeitos de diversas variáveis como a razão sólido/líquido, concentração do ião Fe (III), temperatura, a pressão de oxigénio e a presença de enxofre elementar na eficiência da lixiviação. Os ensaios de lixiviação em autoclave sob pressão de oxigénio foram realizados para verificar o efeito da manutenção da quantidade de Fe (III) na lixívia, por oxidação do Fe(II) com oxigénio. Os resultados obtidos mostraram que à pressão atmosférica para uma razão sólido/líquido de 5% foi possível lixiviar no máximo 59% de zinco e 22% de cobre com solução de 0,25 M de Fe2(SO4)3 e 0,50 M de H2SO4 em 2 horas a 60ºC e com uma razão sólido/líquido de 5% foi possível lixiviar no máximo 65% de zinco e 23% de cobre com uma solução de 0,5 M de Fe2(SO4)3 e 0,25 M de H2SO4 em 2 horas a 80ºC. Efectuar a lixiviação do concentrado de zinco sobre pressão de oxigénio permitiu aumentar a cinética da reacção de lixiviação, tendo sido possível lixiviar 97% de zinco e 48% do cobre em 2 horas de lixiviação com uma solução de 0,25 M Fe2(SO4)3 e 0,5 M H2SO4 a 95 ºC e a 6 bar de pressão de oxigénio (à entrada do reactor) com uma razão sólido/líquido de 5%. Utilizando razão sólido/líquido de 10 % foi possível lixiviar 93% de zinco e 54% do cobre com uma solução de 0,50 M Fe2(SO4)3 e 1,25 M H2SO4 a 95 ºC e a 6 bar de pressão de oxigénio, e para uma razão sólido/líquido de 20 % foi possível lixiviar 84% de zinco e 39% do cobre com uma solução de 0,11 M Fe2(SO4)3 e 2,00 M H2SO4 a 95 ºC e a 10 bar de pressão. As análises de difracção de Raios X efectuados aos resíduos de lixiviação revelaram que o enxofre era maioritariamente oxidado a enxofre elementar. Assim, para um dos ensaios de lixiviação em autoclave, verificou-se que a remoção com tetracloreto de carbono do enxofre elementar formado num primeiro andar de lixiviação (s/l=20%, 0,11 M Fe2(SO4)3 e 2,00 M H2SO4 a 95 ºC e a 10 bar de pressão) permitia aumentar a percentagem de zinco no segundo andar de 42 para 68%. Por último, o estudo do efeito da temperatura permitiu calcular como base nas velocidades iniciais do zinco a energia de activação para a lixiviação do zinco que foi de 39 ± 1.40 kJ/mol para a lixiviação em autoclave e de 38 ± 1.40 kJ/mol para a lixiviação à pressão atmosférica, o que é indicativo do controlo reaccional.

Minimização de odores em contentores de resíduos sólidos

Mestrado em Engenharia Química

Análise voltamétrica da ciprofloxacina – aplicação a medicamentos e a remediação

O presente trabalho tem como objectivo o desenvolvimento de um método analítico, baseado na voltametria de onda quadrada (SWV), para a análise de ciprofloxacina (CIP) em produtos farmacêuticos e em processos de remediação. Para o desenvolvimento do método voltamétrico foram utilizadas duas células voltamétricas: a célula clássica (utilizando um eléctrodo de trabalho de carbono vítreo - GCE) e um eléctrodo de carbono impresso (SPCE). Após a optimização dos parâmetros da SWV, pH (3,04), frequência (400Hz), incremento de potencial (6 mV) e amplitude do impulso de potencial (40 mV), procedeu-se a validação dos métodos, obtendo-se zonas lineares entre a concentração de CIP e a intensidade de corrente de pico de 5,0×10-6 a 6,0×10-5 mol/L (GCE) e de 1,0×10-5 a 4,0×10-5 mol/L (SPCE) e limites de detecção de 9,48×10-6 mol/L (GCE) e 2,13×10-6 mol/L (SPCE). Verificou-se que a sensibilidade, a precisão e a selectividade são superiores para o SPCE, sendo por isso esta a célula mais adequada para proceder à análise da CIP em produtos farmacêuticos. O SPCE foi aplicado com sucesso à análise de CIP num produto farmacêutico. Para o tratamento de soluções aquosas contendo a CIP foram testados dois oxidantes: o permanganato de potássio e o peróxido de hidrogénio. Para o peróxido de hidrogénio os resultados obtidos foram inconclusivos. No caso do permanganato de potássio, os resultados mostram que a degradação da ciprofloxacina depende da concentração do oxidante. Para uma concentração de CIP de 3,00×10-4 mol/L uma degradação rápida foi obtida com o uso de 6,00×10-3 mol/L de permanganato de potássio. Na aplicação do permanganato na remediação de solos verificou-se que no caso de solos húmicos a ciprofloxacina é adsorvida pelo solo, não sendo possível confirmar a ocorrência da reacção de degradação. No caso de solos arenosos verificou-se que a ciprofloxacina foi rapidamente degradada pelo permanganato de potássio.

Avaliação e remediação de zona contaminada por hidrocarbonetos

A contaminação constitui uma das principais causas de degradação do solo e encontra-se consagrada na Estratégia Temática de Protecção do Solo da Comissão das Comunidades Europeias. Segundo a Agência Europeia do Ambiente (AEA), actualmente, aproximadamente 250000 locais dos 32 países membros da AEA, encontram-se contaminados. As actividades de produção industrial e de serviços, juntamente com a indústria petrolífera constituem, a nível europeu, as principais fontes de contaminação de solos, atingindo 53% das actividades geradoras de contaminação. Para minimizar os impactes ambientais associados à contaminação de solos, as abordagens de avaliação e remediação têm evoluído no sentido de desenvolver ferramentas para a avaliação do risco de contaminação e técnicas de remediação com maior relação custo-benefício. Procura-se, por um lado, uma abordagem de gestão do risco face ao tipo de ocupação do solo, principalmente e, por outro lado, soluções de remediação com valorização económica do local. Neste trabalho pretende-se analisar a problemática da contaminação de solos por hidrocarbonetos, quer na fase de avaliação, quer na de remediação. Para tal, é apresentado o caso de estudo de uma contaminação do solo numa instalação de armazenagem de lubrificantes da empresa Total Portugal Petróleos SA, onde é analisada a fase de avaliação e remediação adoptada. Neste caso de estudo foi identificada uma contaminação no solo por hidrocarbonetos de cadeias longas (predominantes em lubrificantes), que se propagou para além dos limites da instalação de armazenagem. Foi seguida uma das abordagens do referencial de Ontario “Guideline for Use at Contaminated Sites in Ontario”, a de avaliação de risco específica para o local. De acordo com a aplicação desta abordagem, conclui-se que a zona contaminada, para um uso industrial, não apresenta um risco inaceitável para o solo e águas subterrâneas. Contudo, a zona mais afectada foi removida (96,7 t) e, posteriormente, encaminhada como resíduo para destino adequado, em função da sua tipologia. Foi, ainda, aplicado um oxidante (Reactivo Fenton) nas paredes da zona escavada para favorecer a degradação dos hidrocarbonetos remanescentes no solo. A zona escavada foi preenchida com outro solo, onde foi garantida a isenção de contaminantes, em particular hidrocarbonetos.