Devido à alta demanda energética e procura por energias limpas, eficientes e seguras, novos materiais têm sido testados e aperfeiçoados para uso direto em baterias de íons lítio (LIBs). O óxido de tungstênio (WO3) e o óxido de grafeno (OG) são dois materiais que, separadamente, apresentam boa aplicabilidade em LIBs e, desse modo, torna-se interessante a obtenção e o estudo do compósito WO3/OG, para estudo da estabilidade eletroquímica em LIBs. Fazendo-se uso do método hidrotérmico, obteve-se estruturas cristalinas diferentes para o WO3, através da variação de pH e dos ácidos orgânicos, cítrico e oxálico. Para a síntese do OG, empregou-se o método de Hummer’s modificado. As análises de difração de raios-X, confirmaram a presença de duas fases cristalinas distintas para o WO3, a fase hexagonal (h-WO3) em pH 1,5 e 2,0 e a fase monoclínica (m-WO3) em pH 1,0. O DRX também confirmou a formação do OG, devido à presença do pico de difração em 2θ = 10,49°. Os espectros de infravermelho e RAMAN evidenciaram a presença de grupos relacionados aos materiais de interesse. As análises termogravimétricas mostraram as perdas de massa para as amostras antes e após a combinação dos materiais. Os testes de voltametria cíclica mostraram que os compósitos WO3/AC/OG, sintetizados nos pHs 1,0 e 1,5 e o compósito WO3/AO/OG, sintetizado em pH 1,5, exibiram os melhores desempenhos eletroquímicos, sendo candidatos promissores para uso em baterias de íons Li+.

As reações de Fluoração Nucleofílica tem ganhado notoriedade ao longo dos anos, isso se deve as grandes aplicações que a Química Orgânica do Flúor apresenta. Dentre estas, podemos citar a tomografia de emissão de pósitrons, mais conhecida como PET-oncológico, onde é injetado no sangue do paciente o F-18-FDG, um análogo da glicose que possui a capacidade de mapear células benignas e malignas. Na farmacologia, no ano de 2014 estimou-se que há mais de 200 fármacos fluorados no mercado e, atualmente, continua a surgir novos fármacos fluorados, de 15 a 20% por ano, pois estes apresentam diversas propriedades biológicas vantajosas derivadas da inserção elemento flúor. Entretanto, para as reações de fluoração nucleofílica ainda se utilizam reagentes tóxicos e frequentemente com baixa solubilidade em solventes orgânicos, além da competição existente entre as reações SN2 e E2. Contudo, para solucionar estas intercorrências a respeito da solubilidade e seletividade, utilizou-se éteres-de-coroa juntamente com álcoois que auxiliarão na etapa de solubilização e ativação da reação SN2. Nesta proposta de trabalho, foi investigado o emprego de brometos primários para a fluoração, utilizando um catalisador de transferência de fase como éteres-de-coroa juntamente com um álcool volumoso ou álcool fluorado, para obtenção de fluoretos primários de maneira seletiva e com bons rendimentos. Destaca-se o resultado utilizando 3 mmol de TBOHF6, onde foi alcançado 80% de conversão do produto fluorado, demonstrando que é mais favorável a utilização de TBOHF6 do que BDMB.

Os Pontos de Carbono (PCs) são nanomateriais fluorescentes com dimensões zero e que possuem características físicas, químicas e ópticas que tornam esses materiais potenciais para aplicação em várias áreas, como biomédicas, ambientais e conversão de energia. Estudos recentes buscam entender o mecanismo de luminescência destes matérias e a influência dos parâmetros de síntese para as propriedades destes materiais, para tornar as sínteses mais previsíveis e resultando em Pontos de Carbono com propriedades ajustáveis. No presentes trabalho foi feita a síntese dos Pontos de Carbono utilizando com precursor o 1,3,6 - Trinitropireno, sintetizado previamente por meio da nitração do pireno, realizou-se a síntese dos PCs pelo método solvotérmico, variando dois parâmetros de síntese, o primeiro parâmetro foi o tempo sintético, variando em 2 h, 6 h e 12 h de reação para cada síntese e o segundo parâmetro foi o solvente de síntese, foram selecionados como solventes o Tolueno, a N, N dimetilformamida e uma mistura entre N,N dimetilformamida e água na proporção de 2:1, as variações destes parâmetros resultaram em 9 amostras. Foi realizada a caracterização estrutural e óptica dos PCs obtidos. Foi feita a dispersão dos PCs em diferentes solventes e foi constatado que houve efeito solvatocrômico nas amostras com desvios nos comprimentos de onda de emissão com a variação da polaridade dos solventes em que os PCs foram dispersos. Foram realizados testes em células solares, porém estas não apresentaram resultados satisfatórios, possivelmente devido ao PC não estar bem adsorvido ao TiO2 após a sensibilização, o que pode ser atribuído a ausência de bons grupos funcionais para ancorar o PC ao TiO2. Os Pontos de Carbono apresentaram rendimentos quânticos variando de 18,8% até 58,9%, foram observadas emissões em diferentes comprimentos de onda nos PCs tanto com a variação do solvente de síntese quanto com a variação do solvente utilizando para a dispersão dos pontos de carbono após a sínteses. O efeito do tempo sintético foi observado principalmente nos padrões de DRX das amostras, indicando que os diferentes tempos sintéticos levam a mudanças importantes no núcleo da nanopartícula. Foi confirmado que a escolha dos parâmetros sintéticos e pós sintéticos são de grande relevância para o ajuste das propriedades dos Pontos de Carbono.

A catálise assimétrica é uma interessante via de obtenção de compostos enantiomericamente puros ou com elevada pureza enantiomérica. As técnicas de catálise assimétrica têm se modernizado e expandido nos últimos 20 anos. Metodologias sintéticas modernas buscam conciliar agilidade, baixo custo e mínimos impactos ambientais. A catálise assimétrica se divide em três grandes áreas: organocatálise, biocatálise e catálise metálica. Este trabalho focou na síntese de cromenos (benzopiranos) através da organocatálise e biocatálise da reação oxa-Michael-aldol de nitroestireno ou cinamaldeído com salicilaldeído. Cromenos são heterociclos com um núcleo básico constituído de um anel pirano fundido a um anel benzênico (bicíclicos). São importantes moléculas para diversos ramos industriais, mas principalmente o farmacêutico. Fármacos quirais ocupam um lugar de destaque na indústria pela capacidade destes em interagir seletivamente com enzimas ou com um receptor biológico estereoespecífico (macromoléculas quirais), provocando assim uma resposta biológica. Através da organocatálise, usando-se tiazolidinas (3a e 3b) e derivado da L-prolina (4) em diferentes condições, buscou-se sintetizar os compostos 1a e 1b, com excesso enantiomérico. Os resultados apontaram que para as condições e compostos testados, não é possível sintetizar as moléculas com excesso enantiomérico. Com o uso de enzimas (biocatálise), CAL-B e α-amilase, tentou-se sintetizar os compostos 1a e 1b, 2a e 2b com excesso enantiomérico, mais uma vez sem sucesso. Tanto na organocatálise quanto na biocatálise dos derivados cromenos que se tentou sintetizar, não se obteve êxito quanto ao excesso enantiomérico, isso pode estar relacionado a não ativação do nucleófilo e eletrófilo ou falta de orientação induzida da olefina durante a etapa de transição. 

Experimentos relatados na literatura envolvendo a alquilação do fenol sob condições de catálise de transferência de fase suportam a formação do complexo R4N+PhO-(PhOH) na fase orgânica. Este complexo pode estar diretamente envolvido no estado de transição. No presente estudo teórico, a alquilação catalisada por transferência de fase do fenol foi investigada usando cálculo sem nível M06-2X/def2-TZVPP//X3LYP/def2/SVP e incluindo o efeito do solvente usando o modelo SMD combinado com dados experimentais acurados de energia livre de solvatação de espécies iônica sem solução aquosa. A análise foi feita para catalisadores de transferência de fase tetraetilamônio, tetrapropilamônio e tetrabutilamônio. No caso do íon tetrabutilamônio, os cálculos previram uma cinética de reação compatível com os dados experimentais. Além disso,nossos resultados indicam queo complexo Bu4N+PhO-(PhOH)é a espécie ativa na catálise. Para os cátions tetraetilamônio e tetrapropilamônio, os complexos R4N+PhO-e R4N+PhO-(PhOH) não são capazes de explicar a catálise, sugerindo que outro agregado mais complexo possa estarenvolvido no processo. Visando o desenvolvimento de novos catalisadores para essa reação estudamos os catalisadoreséter coroa modificado(DBEC4OH), uma variação do catalisador de Jadhav(BAC5CAt) e ocatalisador de Takemoto. Em geral esses catalisadores não foram muito promissores para essa reação, mas chama a atenção o catalisador BAC5CAt que produz uma barreira de energia livre igual a21,50kcal/mol em MIBK, sendo um bom candidato para promover a seletividade para a O-alquilação, especialmente em solventes apolares. A reação clássica de alquilação do benzeno com cloreto de isopropila catalisada pelas espécies AlCl3 e Al2Cl6foi estudada usandoo mesmo nível de teoria utilizado nas reações de alquilação do fenol. Avaliamos a formação de dímeros, trímeros, tetrâmeros e pentâmeros e mostramos que dímeros de Al2Cl6 existem em maior proporção, de acordo com observações experimentais. A solubilidade experimental de Al2Cl6em benzeno também foi incluída na análise cinética teórica. A reação catalisada pela espécie AlCl3apresenta a maior barreira, em parte devido à dissociação desfavorável da espécie Al2Cl6. O mecanismo via catálise comAl2Cl6 é mais eficaz e, mesmo considerando sua baixa solubilidade, o ∆G‡ observado calculado é de apenas 20,6 kcal/mol, indicando uma alta velocidade de reação. O mecanismo envolve a formação do pariônico CH3CHCH3+...Al2Cl7-, que reage com o benzeno para formar um intermediário de Wheland e esta etapa de formação da ligação carbono-carbono corresponde à determinante da velocidade.

Em função da crescente demanda global por energia, a energia renovável se torna de grande interesse. Além de ser uma fonte inesgotável de energia, a energia renovável utiliza materiais não poluentes. Pesquisas relacionadas ao aproveitamento da energia solar tem se intensificado nos últimos anos e um avanço da energia fotovoltaica só é possível com baixos custos de produção. Estudos de caracterização e otimização de células solares auxilia no desenvolvimento de células mais eficientes e com baixo custo. Esse trabalho visa caracterizar células solares flexíveis utilizando-se corantes naturais sem processo de purificação. A caracterização também foi realizada nos componentes da DSSC (do inglês, Dye Solar Sensitized Cels. Antes da montagem das DSSCs realizou-se o estudo das energias dos componentes da célula solar a fim de se verificar a viabilidade de montagem de cada uma das células analisadas. Para a montagem do fotoanodo da DSSC utilizou-se como semicondutores: V2O5 e VO2 e os corantes: extratos de morango, amora, mirtilo e vinho de jabuticaba depositados na superfície do PET-ITO. O contraeletrodo (catodo) foi produzido utilizando-se PANI eletrodepositada na superfície do PET-ITO e o eletrólito utilizado foi do par iodeto/triiodeto. Foram avaliadas várias condições de eletrodeposição da PANI, sendo a condição 1 a selecionada para a montagem da DSSC por apresentar algumas condições favoráveis, tais como: uniformidade macrovisual do filme, valores dos orbitais HOMO, LUMO e bandgap adequados. Através da técnica espectrofotometria UV-VIS foi possível determinar bandas de absorção características da PANI na sua forma condutora (sal de esmeraldina), demonstrando que a PANI pôde ser utilizada como contraeletrodo da DSSC, em substituição à platina, reduzindo assim, o custo da DSSC.Através do estudo das energias dos componentes da célula solar foi possível selecionar os seguintes extratos para a montagem da DSSC: morango, amora e mirtilo. O vinho de jabuticaba não foi selecionado por não se mostrar energeticamente favorável para a DSSC com os demais componentes utilizados no presente trabalho. Células solares sem a presença de corante também foram montadas para efeito comparativo com as DSSCs. Como resultado, as DSSCs utilizando-se V2O5 como semicondutor foram aquelas com maior eficiência. Tal fato pode estar relacionado à maior cristalinidade do filme em relação ao VO2, demosntrada em análise de difração de raios-x. Ao compararmos a eficiência das células solares sem corante e as células solares utilizando-se corante foi possível afirmar que os corantes conseguiram sensibilizar as DSSCs, com exceção da célula solar CS3. Dessa forma, além do mirtilo não ter conseguido sensibilizar a DSSC, ele ainda serviu como uma barreira física para os elétrons, como pode ser verificado pelo fato da eficiência da célula solar CS3 ter sido menor que a respectiva célula solar sem corante (CS1). Células solares flexíveis utilizando corantes naturais apresentam baixas eficiências (menor que 1%) se comparadas às células flexíveis, no entanto, seu custo tende a ser bastante reduzido. Alterações dos componentes da DSSCs, além do estudo de novos materiais e composições podem aumentar a eficiência das células solares flexíveis, tais como: a substituição do eletrólito líquido, dopagem do semicondutor, pós tratamento no fotoano, entre outros.

Métodos teóricos são uma ferramenta importante na elucidação de mecanismos de reações e na compreensão de resultados experimentais. Podemos utilizá-los também para excluir mecanismos e inferir sobre observações experimentais, como a presença de quantidades traço de um contaminante que, como para algumas das reações investigadas aqui, apresenta potencial efeito catalítico. Cada vez mais, estes métodos são úteis para o design racional de catalisadores mais efetivos. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo principal a elucidação completa do mecanismo íon imínio de adição conjugada de nitrometano à 4-fenilbut-3-en-2-ona catalisada por uma amino-tioureia primária (APTB) em solvente aprótico. Esse sistema apresentou tamanha complexidade mecanística, que nos levou a necessidade de investigação de sistemas mais simples de formação de iminas, como a natureza do solvente o impactaria e o efeito que a presença de contaminantes no meio reacional tem sobre a reação. De acordo com nossos resultados, a formação de iminas em solução aquosa tem como etapa determinante de velocidade a formação de um zwitterion, é seguida pela formação da carbinolamina catalisada por moléculas de água e após a saída de íon hidróxido, há a formação do íon imínio. A formação de iminas e iminas α,β-insaturadas em solvente aprótico tem sua viabilidade cinética condicionada à presença de ácidos como contaminantes no meio reacional, que, das espécies aqui investigadas, são as únicas capazes de conduzir à um abaixamento nas barreiras de energia livre condizentes com o que é observado experimentalmente. A compreensão acerca da formação de iminas nos forneceu uma base mais sólida para a elucidação do mecanismo via íon imínio da reação de Michael catalisado pela APTB, que tem como etapa determinante de velocidade a formação do par iônico íon imínio e íon nitronato. Esta é seguida pela etapa enantiosseletiva, e apesar de não participar dessas duas etapas principais, a presença de ácido acético é fundamental para que as outras etapas tenham viabilidade cinética para a continuidade, bem como, para permitir que o ciclo catalítico se complete.  Por fim, com o intuito de projetar um catalisador que atue exclusivamente via base, utilizamos como estrutura referência um iminofosforano-tioureia, e por meio de modificações estruturais direcionadas, projetamos um novo catalisador para a reação de Michael, que permitiu uma conversão de até 96% em 1 dia e um excesso enantiomérico de 97% para o isômero S.

A enzima α-galactosidase é responsável pela hidrólise da ligação em terminais galactose em oligossacarídeos complexos, convertendo-os em açúcares mais simples como glicose e galactose. Esta propriedade possibilita a utilização desta enzima no tratamento de α-galacto-oligossacarídeos (GOS) não nutritivos, reconhecida e empregada no tratamento de produtos a base de soja, que possuem grandes concentrações destes oligossacarídeos. Os quais ingeridos em grandes quantidades podem causar dores de estômago, diarreia e flatulência. Este estudo tem como objetivo a extração e purificação parcial de Trichoderma virens para caracterização e utilização no tratamento de leite de soja. A enzima possui condições de atuar uma faixa ampla de temperatura e pH mantendo atividade e estabilidade significativas, tendo pH e temperatura ótima de 4,5 e 55ºC, maior estabilidade em temperatura de 45ºC e pHs ácidos. Em presença do íon K+ sua atividade é elevada em cerca de 20%. Apresenta inibição competitiva em presença de galactose, produto da sua reação de hidrolise de oligossacarídeos.

Os nanocristais de perovskita (PNCs) surgiram como candidatos promissores para aplicações optoeletrônicas e fotovoltaicas devido às suas excepiconais propriedades optoeletrônicas. Um problema crítico apresentado por esses nanomateriais é sua baixa estabilidade química, sendo que, vários esforços vem sido realizados no intuito de melhorar a estabilidade dos PNCs. Recentemente, tem sido avaliado o recobrimento da superfície da perovskita CsPbBr3 (fase 3D) com outra fase derivada da perovskita Cs4PbBr6 (fase 0D), formando um sistema core-shell com propriedades opticas melhoradas e maior estabilidade. mas pouca atenção foi dedicada às propriedades de extração de carga do sistema core-shell, que continuamente vem sendo relatado como promissor para aplicações em dispositivos optoeletrônicos e fotovoltaicos.  Por meio da combinação de técnicas espectroscópicas e eletroquímicas foram avaliadas as propriedades de extração de elétrons do sistema 3D e 0D@3D. Além disso, foi evidenciada reação de mudança de fase induzida por solvente polar, confirmada por HRTEM/SAED.

A Ractopamina é um aditivo alimentar muito utilizado na produção animal que tem como principal objetivo a potencialização da produção de carne e a melhora na qualidade do produto. Porém o uso indiscriminado deste estimulante de crescimento pode levar a produção de carnes com alto grau de resído deste fármaco, o que pode trazer risco a saúde além de despertar a atenção de consumidores mais exigentes. Partindo dessa premissa, foi desenvolvido um método simples e rápido para análise de RAC em amostras alimentícias de origem animal, a partir de técnicas de extração em fase sólida magnética, com polímero molecularmente impresso de acesso restrito e eletroforese capilar. Para a síntese do MIP utilizado na MSPE, foi realizada primeiramente síntese da partícula magnética pelo método de coprecipitação de íons Fe2+ e Fe3+ em meio básico, sendo estas partículas posteriormente funcionalizadas com tetraetilortosilicato. Em seguida o polímero impresso foi sintetizado na superfície da partícula magnética funcionalizada, pelo método de precipitação, sendo utilizada Ractopamina como molécula molde, ácido acrílico como monômero funcional, etilenoglicol dimetacrilato como agente reticulante e cloreto de benzalcônio como agente sulfactante. Em seguida o MIP magnético foi duplamente revestido, primeiramente com os monômeros hidrofílicos 2-hidroxietil metacrilato e glicerol dimetacrilato e em seguida com albumina sérica bovina, a fim de transformar o MIP em um adsorvente de acesso restrito. Foi realizada a caracterização do material sintetizado pelas técnicas de DRX, FTIR, TGA, SEM, TEM, teste de molhabilidade, ensaios de ponto de carga zero, apresentando resultados coerentes com os processos de síntese e sugestivos de que o duplo revestimento no polímero impresso foi bem sucedido. Para a análise e quantificação de RAC foi otimizado um método por Eletroforese Capilar por injeção inversa, o qual apresentou-se bastante promissora para análise ultrarrápida de RAC, uma vez que os tempos de migração do analíto foram inferiores a 1 min e os sinais analíticos obtidos apresentaram boa assimetria de pico, e picos livres de interferentes e/ou ruídos de linha de base. A técnica de extração em fase sólida magnética utilizada apresentou boa aplicabilidade, uma vez que, além da facilidade de aplicação, após processo de otimização foi possível chegar a valores de recuperação do analíto próximas a  90% em amostras de leite bovino, músculo bovino e músculo suíno. O processo de validação do método apresentou resultados satisfatórios, sendo que os parâmetros relacionados à seletividade, qualidade da curva analítica, precisão, exatidão e robustez do método que foram encontrados estão dentro dos limites aceitáveis pela resolução 166/2017 da ANVISA. O método desenvolvido foi então aplicado em amostras reais de leite bovino e musculo bovino e suíno, sendo observado um erro relativo referentes a amostras fortificadas inferiores a 15%, principalmente em amostras de músculo suíno, onde foi possível observar um eletroferograma com menos interferentes se comparado aos eletroferogramas referentes as demais matrizes.

Desde a sua descoberta, os Pontos de Carbono (PCs) chamam a atenção por suas particulares propriedades ópticas como intensa fluorescência e fotoestabilidade, além de baixa toxicidade, baixo custo de processamento e solubilidade em meio aquoso em diferentespHs. Por serem materiais fáceis de serem sintetizados, vários estudos têmsido realizados variando-se o método de preparação e os precursores utilizados, visando buscar o melhor conjunto de propriedades. Na literatura, PCs tem sido utilizados em diferentes aplicações tecnológicas, dentre as quais o sensoriamento se destaca pela alta sensibilidade de detecção de fotoluminescência. O desenvolvimento de sensores baseados em PCs leva em conta três principais fatores: a interação direta do analito com os PCs, após-funcionalização e a interação com outros fluoróforos como materiais sensoriais. Os PCs podem servir como sensores para uma ampla gama de analitos, como íons, pequenas moléculas, macromoléculas, células e bactérias. Além disso, auxiliam no monitoramento e tratamento de águas residuais. Neste trabalho, os PCs foram sintetizados por duas rotas de síntese, pirólise e hidrotérmica, utilizando como precursores o ácido cítrico e a tioureiaem diferentes proporções mássicas. As propriedades estruturais e ópticas foram investigadas e utilizadas como parâmetros para a escolha de duas amostras a serem aplicadas no sensoriamento de dois analitos: água contaminada com óleo diesel enaftaleno.As amostras escolhidas para os testes de sensoriamento apresentaram um φfde 13,40%e 3,11% paraPAC1:T1 (pirólise 250°C) e H4AC2:T1 (hidrotérmica 175°C, 4 horas), respectivamente. Foram feitos dois estudos: os testes de sensoriamento e o estudo da influência da concentração dos PCs no sensoriamento. Os testespara detecção de naftaleno apresentaram uma boa correlação linear e um limite de detecção de 0,20 mg/L para pirólise e 0,10 mg/L para a hidrotérmica.Em contrapartida, no teste de detecção de água contaminada com óleo diesel, a amostra sintetizada via hidrotérmica não apresentou uma variação suficiente para detecção e a amostra sintetizada via pirólise apresentou um bom ajuste linear e o limite de detecção foi calculado em 0,01 μL do analito.Para entender o a influência da concentração no sensoriamento, aamostra que apresentou os melhores resultados no teste anterior PAC1:T1 foi estudada. Uma curva de concentração versus emissão, bem detalhada, foi realizada e três pontos foram escolhidos. Para cada amostra foi feita uma adição de padrão (no caso a água) e do analito (água contaminada com óleo diesel). Cada ponto apresentou um comportamento diferente tanto para adição de água quanto para a adição do analito. Confirmando assim a importância da escolha da concentração para o sensoriamento utilizando PCs.

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