A Doença de Chagas (DC) é uma doença tropical negligenciada causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, transmitida por insetos triatomíneos. Estima-se que 6 milhões de pessoas estejam atualmente infectadas em todo o mundo. A quimioterapia é baseada em dois fármacos, benznidazol e nifurtimox, que apresentam eficácia limitada e diversos efeitos colaterais. Portanto, surge a demanda iminente pelo desenvolvimento de novos compostos que sejam mais ativos contra T. cruzi. Ao longo dos anos, em especial compostos contendo núcleos heterocíclicos, têm apresentado amplo espectro de atividades biológicas, incluindo antiprotozoária, com destaque aos núcleos pirazol, imidazolina, pirimidina, tetra-hidropirimidina, tiazol e cumarina, que foram sintetizados neste projeto de pesquisa. Neste estudo, 40 novos compostos designados de séries 1(a-k), 2(a-k), 3(a,c-f,h-j) e 4(a-j) foram planejados, sintetizados e avaliados quanto à atividade tripanocida, com base em compostos promissores, previamente sintetizados pelo nosso grupo de pesquisa. Todos os compostos finais foram caracterizados por ressonância magnética nuclear (RMN) e análises de espectrometria de massas (HRMS). Os rendimentos dos produtos 1(a-k) variaram de 28 a 77%. Na série 2(a-k), os derivados foram obtidos com rendimentos de 27 a 91%. Os derivados 3(a,c-f,h-j) foram isolados com rendimentos na faixa de 24 a 94%, enquanto os compostos 4(a-j) foram sintetizados com rendimentos que variaram de 36 a 94%. As análises in silico mostraram que todos os compostos obedecem às regras de Lipinski, e apresentaram uma elevada probabilidade de boa biodisponibilidade oral. O presente estudo descreve a atividade biológica dos compostos finais 1(a-k), 2(a-k) e 3(a,c-f,g-j). A triagem fenotípica in vitro mostrou que da série 1(a-k), o derivado 1h apresentou maior atividade da série (IC50 = 28,57 ± 4,70 µM) frente as formas tripomastigotas, e todos os compostos apresentaram IC50 > 60 µM contra as formas amastigotas. Dentre os derivados 2(a-k), o composto 2g destacou-se ao exibir os resultados mais promissores contra ambas as formas do parasita, com valor de IC50 igual a 11,66 ± 1,38 μM. Os produtos da série 3(a,c-f,g-j), foram testados contra as formas amastigotas e demonstraram baixa eficácia (IC50 > 47 µM). Em relação aos compostos 4(a-j), até o momento, o derivado 4f foi o mais ativo contra ambas as formas de T. cruzi, contudo os ensaios ainda estão em andamento. Todos os produtos das séries 1, 2, 3 e 4 não apresentaram citotoxicidade (CC50 > 100 µM). O composto chamado de MSD24 foi sintetizado em maior escala e encontra-se, atualmente, em fase de teste in vivo. Este trabalho ressalta a importância da busca por novos candidatos a fármacos para o tratamento da DC.

Os estudos de complexos metálicos para o uso na quimioterapia do câncer tiveram um grande crescimento depois da descoberta da atividade biológica da cis-diaminodicloroplatina(II), mais conhecida como cisplatina. A cisplatina possui efetividade no tratamento de câncer, o mecanismo de ação baseia-se na ligação da platina com o DNA, o que interfere nos processos de transcrição e replicação celular, levando à morte celular ou apoptose. Certos tumores originalmente sensíveis à cisplatina, desenvolvem quimiorresistência sendo esta principal limitação na utilização da cisplatina em tratamentos clínicos e, em geral, multifatorial. A glutationa (GSH) é frequentemente considerada como a principal contribuinte para o sequestro de cisplatina por causa de sua alta concentração intracelular, ou seja, a maior parte da interação modula a toxicidade evitando, assim, que a cisplatina interaja com o DNA. Neste trabalho, foram estudadas as reações da cisplatina e de suas espécies hidrolisadas com a glutationa, para as quais foram caracterizadas as estruturas de espécies reagentes, produtos e também as espécies intermediárias nas quais foram observadas as principais interações intermoleculares envolvidas na reação. Para representar os processos estudados foram realizados cálculos em DFT M062X, com a função de 6-31G(d,p) e Lanl2dz como pseudopotencial para o átomo de platina. Através da análise de ângulo diedro, foram avaliados diferentes conformeros para a Glutationa, onde os diedros GLUCα-C-C-C(COOH) e CYSN-C-C-N(CH2COOH) e as hidroxilas terminais do ácido glutamato e da glicina foram os parâmetros para categorizar e diferenciar as conformações, foram encontradas três conformações, onde população conformacional para as estruturas foi I) 33,60% II) 33,44% III) 32,97%. Os estados de transição da primeira e da segunda etapa das reações foram determinadas, onde invariavelmente as conformações assumidas pela glutationa, tem relação direta com os parâmetros energéticos calculados. Através dos estados de transição foram realizados cálculos de IRC para a reação entre a cisplatina e a glutationa, foram avaliados a conformação da GSH, diedros GLUCα -C-C-C(COOH) =-57,8º e CYSN-C-C-N(CH2COOH) = 52,8º e com a distâncias entre os hidrogênios dos grupos hidroxilas terminais (GLU – GLY) de 9,444Å, comparativamente ao produto obtido via intuição química, GLUCα-C-C-C(=O)=-57,9º e CYSN-C-C-N(GLY) = 58,21º, e com as distâncias entre os grupos ácidos de glutamato e glicina de 3,970Å, característico de uma conformação fechada.

O câncer é um grave problema de saúde pública definido por um conjunto de mais de 100 doenças associadas ao crescimento desordenado das células, que afeta diversos órgãos e tecidos do corpo. Essa doença é responsável por cerca de nove milhões de óbitos anualmente em todo o mundo e, segundo estimativas, esse número se elevará para 11,5 milhões em 2030. Dessa taxa de mortalidade apresentada, 70% está concentrada nos países em desenvolvimento, como o Brasil. Portanto, em vista do elevado número de óbitos causados anualmente por este mal, torna-se de suma importância o desenvolvimento de novas alternativas para o tratamento do câncer. Nesse sentido, o potencial curativo de plantas medicinais, mais especificamente das substâncias encontradas nos óleos essenciais que são extraídos delas, demonstraram-se boas possibilidades no desenvolvimento de fármacos para enfermidades em geral. Dentre esses óleos essenciais, um composto denominado geraniol apresentou resultados promissores em estudos recentes, in vitro e in vivo, de avaliação do potencial antineoplásico. Dentre os diversos tipos de câncer, o glioblastoma multiforme (GBM) é considerado um dos tipos mais raros e letais, sendo este pertencente à categoria dos tumores do sistema nervoso central (SNC). Em geral, os pacientes diagnosticados com essa doença possuem uma expectativa de vida muito baixa. Um desafio significativo relacionado ao GBM reside na escassez de opções terapêuticas disponíveis, uma vez que apenas um fármaco foi aprovado pelo Food and Drug Administration (FDA) e são utilizados para o tratamento dessa enfermidade. Considerando a demanda por novas alternativas terapêuticas no tratamento do câncer, especialmente no caso do glioblastoma, e motivados pelos resultados promissores obtidos com o geraniol, buscou-se desenvolver derivados com melhores propriedades, visando sua eficácia aprimorada na inibição de células neoplásicas. Sendo assim, esse trabalho descreve a síntese, caracterização e avaliação da atividade citotóxica de 11 análogos tiossubstituídos desse monoterpeno contra células tumorais de glioblastoma da linhagem celular U87MG. Dentre os 12 derivados sintetizados até o momento, realizou-se a avaliação citotóxica de apenas 9. Os compostos foram obtidos em rendimentos baixos a moderados que variaram de 10 a 69%. Os derivados foram caracterizados por Infravermelho (FT-IR), RMN de 13C e de 1H, DEPT-135 e espectrometria de massas de alta resolução ESI-HRMS (ElectroSpray Ionization – High Resolution Mass Spectrometry). A avaliação da atividade citotóxica dos 9 análogos foi realizada em células da linhagem U87MG. Os valores de IC50 foram comparados ao geraniol e a Temozolomida, fármaco padrão utilizado no tratamento do GBM. Notavelmente, o composto 3e se destacou como o mais ativo entre todos os compostos avaliados, demonstrando um IC50 de 25 μM, sendo, pelo menos, quatro vezes mais eficaz do que o monoterpeno geraniol e aproximadamente vinte vezes mais potente do que o fármaco de referência utilizado no tratamento do Glioblastoma U87MG. Por outro lado, os compostos 3c, 3d, 3dsub, 3esub e 5c obtiveram valores de IC50 variando de 57,8 a 86,6 μM, enquanto os demais compostos exibiram valores superiores a 100 μM.

Esta dissertação aborda o processo de branqueamento da madeira Pinus com o propósito de avaliar sua aplicação na fabricação de madeira transparente (MT), um compósito constituído de madeira branqueada e resina polimérica. A remoção da coloração da madeira foi alcançada por meio da modificação dos grupos cromóforos presentes na lignina, utilizando peróxido de hidrogênio em conjunto com radiação ultravioleta. Nesse contexto, os parâmetros do processo de branqueamento foram investigados, incluindo a concentração de peróxido de hidrogênio, o tempo de imersão das amostras de madeira na solução e o período de exposição à radiação ultravioleta. Um planejamento experimental de dois níveis (23) foi empregado para avaliar o efeito dessas variáveis no índice de brancura (IB) das amostras. O tratamento químico aplicado à madeira Pinus resultou em um aumento significativo no IB, de 13,30 para 60,55, assim como na porosidade, que evoluiu de 49,44% para 69,88% tendo coerência com a redução na densidade da madeira, de 0,38 para 0,17 g/cm³. Conforme previsto, os componentes fundamentais da madeira foram preservados após o processo de branqueamento, o que foi evidenciado pelas bandas de absorção características das estruturas químicas da celulose, lignina e hemicelulose no espectro FTIR da amostra. Essa análise corrobora com as mudanças de cor resultantes da remoção dos grupos cromóforos da lignina e como o método de branqueamento escolhido. A madeira Pinus branqueada foi impregnada com resina epóxi sob vácuo, resultando em um material com transmitância de 77,66%. Os resultados obtidos indicam a viabilidade desse processo para a produção de MT a partir da madeira Pinus

As moléculas de espiropiranos (SP) isomerizam à merocianinas (MC) ao serem expostas a
fatores externos como radiação, mudanças de temperatura, diferentes solventes etc. O fenômeno que foca na influência do solvente na mudança das propriedades eletrônicas é chamado de solvatocromismo, e pode ser observado pela mudança de coloração de um soluto em diferentes solventes. Neste trabalho partimos de um sistema contendo um isômero da meroicianina, a MCTTC, em solução de metanol, para assim verificar as interações eletrônicas que expliquem esse fenômeno. A química computacional foi utilizada primeiramente com o software Gaussian 09, aplicando DFT, realizando simulações na fase líquida de forma implícita, por método IEFPCM.
Cálculos de otimização de geometria, frequência vibracional e de carga atômica foram realizados com o funcional M06-2X e função de base 6-31G(d,p). A partir dos resultados obtidos deu-se sequência para as simulações de forma explícita. Pela mecânica clássica considerou-se as simulações de Monte Carlo para a solvatação explícita, no qual o software DICE 3.0 representou o sistema soluto-solvente considerando um ensemble NPT e campo de força OPLS. Desta forma foram obtidos resultados de função de distribuição radial, definindo a distância e a quantidade de metanol nas camadas de solvatação (1ª
camada: 8 moléculas; 2ª camada: 17 moléculas), assim como interações átomo-átomo. Nestas, previu-se o comportamento das distribuições do solvente e sua maior concentração em determinadas regiões. Selecionou-se 50 configurações descorrelacionadas estatisticamente, direcionando-as a cálculos quânticos de metodologia TD-DFT. Nesta etapa manteve-se o funcional M06-2X e função de base 6-31G(d,p), e a solvatação implícita por IEFPCM para representação de interações de longas distâncias. Foram gerados espectros UV-Vis, onde se encontrou uma diferença significativa de aproximadamente 40 nm entre os valores máximos de absorção dessas 50 configurações.
A mesma análise foi feita para a segunda camada de solvatação, e, como conjunto de
resultados, confirmou-se que a representação explícita é eficiente em apresentar o fenômeno do solvatocromismo, e consequentemente, em entender os fatores que influenciam as interações soluto-solvente.

No presente trabalho é documentada a obtenção de matrizes poliméricas de poli-ε-caprolactona (PCL), polimetilmetacrilato (PMMA) e poli (ácido láctico-co- ácido glicólico) (PLGA), polímeros biocompatíveis que já são comumente utilizados em sistemas médicos. A esses polímeros foram adicionadas substâncias como o fármaco anti-inflamatório e antibacteriano sulfadiazina de sódio (SDS) e o composto supramolecular formado pelo fármaco e pela hidroxipropil-β-ciclodextrina (HPCD), com a finalidade de montagem de um sistema de liberação de fármaco via transdérmica. A técnica utilizada para obtenção destas membranas poliméricas foi a eletrofiação, sendo a formação das fibras e suas características morfológicas observadas previamente por microscopia ótica. Em seguida a formação das fibras poliméricas e suas distribuições de diâmetro médio avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As características de hidrofobia e hidrofilia dos materiais foram caracterizadas pela técnica de medida de ângulo de contato da água com a superfície dos materiais, bem como pelas análises de permeabilidade ao vapor de água. Previamente ao teste de liberação, extrações foram feitas a fim de quantificar a presença do fármaco nas membranas poliméricas. Após feita a quantificação foram realizados testes de liberação para descobrir o perfil de liberação que é associado a esse material e se a quantidade liberada durante o período de teste será efetiva para o objetivo principal que é a obtenção de uma matriz polimérica para liberação transdérmica. Posteriormente a isso foram feitas avaliações de viabilidade celular, a fim de constatar a possível toxicidade do material. Também foi realizado o teste de ranhura (wound healing), que simula o processo de cicatrização através da proliferação dos fibroblastos. Outra análise biológica realizada foi o ensaio de atividade antibacteriana, para mensurar a capacidade do material em reduzir a carga microbiana das bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli. A caracterização por MEV, demonstrou que as fibras obtidas estão com diâmetros em escala nanométrica e micrométrica e as análises de ângulo de contato indicaram que as fibras de PCL e PMMA, mesmo com a presença de moléculas hidrofílicas, como o fármaco e a HPCD, apresentaram caráter hidrofóbico, enquanto as fibras de PLGA apresentaram caráter hidrofílico, tanto para as fibras do polímero quanto quando adicionadas as moléculas supracitadas. As quantificações das extrações, apresentaram um erro que pode ser atribuído a questões experimentais ou a não uniformidade de distribuição do fármaco pela membrana. Os valores de liberação demonstraram que as fibras de PLGA E PMMA são
promissoras para ser utilizadas, pois apresentaram perfis que demonstram ser promissores. O teste de viabilidade celular demonstrou que todas as membranas poliméricas foram consideradas não tóxicas. No teste de ranhura, os resultados demonstram que os sistemas que contêm especialmente os sistemas supramoleculares SDS/HPβCD, aceleram o processo de proliferação celular, quando comparados ao polímero livre ou carregado somente com SDS. A membrana que apresentou melhores resultados foi a de PLGA SDS/HPβCD. Nos ensaios antimicrobianos novamente a membrana PLGA SDS/HPβCD foi a que apresentou menores valores de carga microbiana e maior valor de halo de inibição.

As doenças bacterianas têm sido um grande problema em nível mundial, uma vez que ocasionam inúmeras mortes todos os anos e elevados custos relacionados à saúde. Além disso, a resistência bacteriana tem aumentado significativamente. Dessa forma, é de grande importância que sejam realizadas pesquisas voltadas ao desenvolvimento de novas classes de antibacterianos. Inúmeros estudos têm demonstrado que compostos heterocíclicos nitrogenados apresentam grande potencial biológico, dentre os quais derivados pirazólicos se destacam como promissores agentes antimicrobianos. Assim teve-se como objetivo sintetizar sete derivados pirazólicos inéditos 7-aril-2,3,6,7-tetra-hidro-5H-imidazo[1,2-c]pirazolo[4,3-e]pirimidin-5-tionas 1(a-g). As matérias-primas 5-amino-1-aril-1H-pirazol-4-carbonitrilas 3(a-g) e os intermediários-chave 5-amino-1-aril-4-(4,5-di-hidro-1H-imidazol-2-il)-1H-pirazóis 2(a-g) foram obtidos com rendimentos de 47 a 71% e 24 a 88%, respectivamente. Os produtos finais 1(a-g) foram sintetizados com rendimentos de 31 a 91% e completamente caracterizados por Espectroscopia na região do Infravermelho (FT-IR), Espectrometria de Massas de Alta Resolução (HRMS) e Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Os compostos 1(a-g) estão sendo avaliados quanto à atividade antibacteriana, Concentração Mínima Inibitória (CMI) e Concentração Mínima Bactericida (CMB), contra as bactérias S. aureus e E. coli, não sendo observada a capacidade de inibição bacteriana para a cepa E. coli.

O câncer é a muito tempo um dos maiores problemas de saúde pública e atinge todos os países ao redor do mundo. Em 2020, estima-se que tenha ocorrido aproximadamente 19,3 milhões de novos casos e 10 milhões de óbitos por decorrência da doença. O câncer engloba uma grande variedade de doenças, que diferem entre si nas regiões do corpo que são afetadas. Um dos tipos mais raros e letais de câncer é o Glioblastoma multiforme (GBM), incluído na classe de cânceres do sistema nervoso central (SNC). Geralmente, pacientes com a doença vivem apenas de 12 a 18 meses após o diagnóstico. Uma problemática acerca do GBM consiste na falta de variedade no tratamento da doença: apenas quatro fármacos são aprovados pelo FDA (do inglês – food and drug administration) e utilizados no tratamento da doença. Desse modo, surge a necessidade do desenvolvimento de novos compostos que ofereçam um tratamento eficaz e ao mesmo tempo menos agressivo às células saudáveis. Neste contexto, produtos de origem natural têm se demonstrado promissores no combate a essas células cancerosas. Dentre esses produtos, destacam-se algumas classes, como os terpenos. Um dos monoterpenos mais bem reportados pela comunidade científica é o Geraniol. O geraniol tem demonstrado características interessantes no âmbito farmacológico, principalmente se tratando em sua atividade anticâncer. Dentro deste contexto, este trabalho descreve a síntese e caracterização de 24 análogos ao geraniol, dos quais 16 são inéditos e avaliação da atividade citotóxica contra células tumorais de glioblastoma (linhagem U87MG) de 16 dos 24 análogos sintetizados. Os análogos consistem em oito derivados aminoálcoois terpênicos 1(a-h) e seus quatro subprodutos N,N-dialquenilados (2a, 2c, 2e e 2f), três derivados acetilados 3a, 3b e 3f, dois intermediários mesilados 4a e 4b, seis derivados provenientes de diferentes nucleófilos 5(a-c) e 6(a-c) e dois derivados diaminados 7a e 7b. Os aminoálcoois terpênicos 1a-h e seus subprodutos N,N-dialquenilados 2a, 2c, 2e e 2f foram obtidos com rendimentos de 18-85%; os derivados acetilados 3a, 3b e 3f, 66-95%; os intermediários mesilados 4a e 4b, 90 e 96%, respectivamente; os derivados 5b, 5c e 5c(sub), 45-78%; os compostos 6a, 6b(sub) e 6c, 43-86% e o derivado 7a obtido com rendimento de 81%. Todos os produtos, exceto os intermediários 4a e 4b (caracterizados apenas por FT-IR), foram caracterizados por FT-IR e RMN (¹H, ¹³C e DEPT-135). Os derivados inéditos foram caracterizados por ESI-HMRS. A atividade citotóxica de 16 dos 24 análogos foi avaliada contra células da linhagem U87MG, e valores de IC50 obtidos foram comparados ao Geraniol e ao fármaco padrão utilizado no tratamento do GBM, a Temozolomida (IC50 = 1mM). Dos resultados obtidos, destaca-se a atividade apresentada pelo composto N,N-dialquenilado 2a com IC50 = 2,71 µM, valor cerca de 369 vezes maior que a Temozolomida. Outros derivados (1e, 2e, 2f, 2c, 1a e 7a) apresentaram valores de IC50 que variaram de 6,47 a 56,5 µM, se monstrando também promissores. Os demais análogos avaliados apresentaram IC50 >100 µM, maior concentração avaliada. Com base nos resultados, foi possível a realização de uma relação estrutura x atividade dos análogos sintetizados.

Temas de sustentabilidade e produtividade estão cada vez mais em alta, devido ao aumento constante das demandas e às diretrizes globais guiando para um mundo cada vez mais sustentável, sempre considerando o ganho de tempo. No âmbito farmacêutico, esses temas também se fazem presentes, exigindo-se metodologias cada vez mais rápidas e menos tóxicas e nocivas ao meio ambiente. Um dos medicamentos com maior produção e consumo mundiais é a Aspirina®, um dos fármacos mais tradicionais do mercado farmacêutico. Com seu alto volume de produção e consumo, consequentemente grandes volumes de análises, alto gasto de solvente e tempo requerido, faz-se necessário e importante o desenvolvimento de metodologias mais ágeis e com menor utilização de solventes. Além do viés de redução de uso de orgânicos, é de conhecimento geral a crise de acetonitrila que vem acontecendo há alguns anos, tendo sido intensificada no último ano e continuado no ano atual. Com isso, também é importante que se trabalhe com metodologias que reduzam ou eliminem o uso de acetonitrila como solvente, extinguindo o risco de comprometimento das análises por falta deste solvente. Dessa forma, a metodologia analítica foi desenvolvida com uma coluna de bloco monolítico Chromolith High Resolution RP-18 100mm x 4,6mm, com 2 mL.min-1 de fluxo em uma composição de 38% de etanol e 62% água acidificada com ácido fosfórico, temperatura de 30°C, 10 μL de volume de injeção em um tempo de corrida de 3,5 minutos. Para a validação, foram realizados os ensaios de seletividade, linearidade, precisão, exatidão, limites de detecção e quantificação. A seletividade apresentou resultados dentro dos padrões aceitáveis, utilizando como placebo o Parteck® SI 200, já que não houve nenhum interferente no mesmo tempo de retenção do ácido acetilsalicílico. A curva de calibração se apresentou linear, com coeficiente de correlação maior que 0,99. Ensaios de precisão foram avaliados pela repetibilidade e reprodutibilidade, que apresentaram coeficientes de variação de 0,36% e 0,55%, respectivamente. A exatidão também apresentou resultados dentro dos critérios de aceitação estipulados pela RDC n°166/2017, onde foram avaliadas a recuperação em 80, 100 e 120% (400, 500 e 600 mg/comprimido). Limites de detecção e quantificação também foram avaliados, apresentando valores de 0,04 mg.mL-1 e 0,52 mg.mL-1. Portanto, o método desenvolvido pode ser aplicado com sucesso para análises de teor em comprimidos de Aspirina®. Além disso, a metodologia desenvolvida foi medida quanto ao caráter verde, sendo avaliada por quatro métricas: estrela-verde, NEMI, AGREE, eco escala analítica e análise de custo e tempo. Pela estrela-verde, a metodologia desenvolvida atende à 5 princípios da Química Verde frente à 2 princípios atendidos pela metodologia farmacopeica. Pela NEMI, 3 quadrantes preenchidos frente a 2 quadrantes do método original e uma pontuação de 93 na eco escala analítica frente à 80 pontos da farmacopeia. Pela AGREE, a metodologia verde apresentou um score de 0,67 versus 0,35 do método original, comprovando também o maior caráter verde da metodologia desenvolvida. Além disso, apresentou uma redução de 72,5% (de R$51,78 para R$14,24 considerando 15 corridas) de custo e 65% de tempo (de 10 minutos para 3,5 minutos) em relação à metodologia farmacopeica.

Compostos a base de dióxido de titânio (TiO2) e dióxido de cério (CeO2) têm despertado o interesse da comunidade cientifica mundial por apresentarem aplicações multifuncionais tecnológicas relacionadas às suas propriedades e características. Devido a estrutura cristalina, tamanho e morfologia de partícula, o TiO2 é bastante utilizado em estudos de catálise, fotocatálise, sensores e purificadores de ar e água. Enquanto o CeO2, devido à alta estabilidade térmica, mobilidade de oxigênio na rede cristalina, capacidade de armazenamento de oxigênio (CAO) e potencial redox tem sido aplicado principalmente em catálise e sistemas para depuração de emissões gasosas automotivas. Neste trabalho, um filtro cerâmico de TiO2 (FCT) poroso foi processado pelo método da esponja polimérica (MEP), que foi revestida com nanopartículas de CeO2 (NPC) na forma de filme fino pela técnica dip coating a partir de uma solução polimérica estoque de cério obtida pelo método dos precursores poliméricos (MPP). Através de análises de difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia óptica na região do ultravioleta e visível (UV-Vis), termogravimétrica (TG), térmica diferencial (DTA) e dilatométrica (DIL), verificou-se que o pó de TiO2 apresentou alta cristalinidade, fase rutilo, estrutura tetragonal, pertencente ao grupo espacial P4/mnm, baixa taxa de refletância na região UV e alta no visível com comportamento acentuado entre 350-430 nm, energia de band gap (Egap) igual a 3,22 eV para uma transição eletrônica permitida direta e termoestável até 1500ºC. FCT na forma de pó foram caracterizados por DRX, FTIR, UV-Vis e espectroscopia Raman. Além da fase rutilo o material apresentou segunda fase Ti3O5, estrutura ortorrômbica, grupo espacial CmCm, refletância de comportamento mais gradual na região 400-1000 nm e Egap de 3,03 eV. NPC foram caracterizadas pelas mesmas técnicas além de TG e DTA. A partir dos resultados de análises térmicas o material foi calcinado a 600ºC, 700ºC, 800ºC e 900ºC com isotermas de 120 minutos. O pó de CeO2 apresentou aumento do grau de cristalinidade com tratamento térmico acima de 600ºC, estrutura cúbica do tipo fluorita, grupo espacial Fm3m, baixa taxa de refletância na região UV e alta no visível com comportamento acentuado entre 350-550 nm, Egap de 3,44 eV para uma transição eletrônica permitida direta. FCT revestidos com NPC na forma de filme fino foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As micrografias indicaram para FCT uma estrutura interconectada, frágil devido à presença de hastes ocas, algumas trincas e superfície rugosa, enquanto, a ocorrência da formação do filme de CeO2 na superfície do material após 10 deposições seguidas de calcinações a 900ºC, formação de ilhas, escamas e camadas até a obtenção do filme. Para identificação e quantificação dos elementos Ti e Ce, o material foi macerado e o pó foi caracterizado por espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDS) e fluorescência de raios X por reflexão total (TXRF) apresentando concentrações de 486,2 mg L-1 e 6,61 mg L-1, respectivamente. Para o estudo de catálise, foi utilizado um veículo automotivo a gasolina e um analisador de gases para as medições instantâneas da conversão do CO em CO2. O filtro cerâmico catalítico obteve-se entre 11% a 17% de eficiência, entretanto, a baixa redutibilidade do Ce4+ em Ce3+ e vacâncias de oxigênio na rede, baixa temperatura de reação (41ºC) e grande formação de água condensada (subproduto da reação) foram os principais fatores atribuídos para a baixa interação catalisador/CO.

Neste trabalho é reportada a síntese e caracterização de complexos de coordenação dos Lantanídeos: La, Ce, Eu, Er, Yb e Nd, utilizando como ligante a molécula fotocrômica espiropirano (SPCOOH). Os complexos obtidos foram caracterizados por espectroscopia eletrônica de absorção na região do UV-vis e espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), os resultados dão indícios que a coordenação ocorre via fenolato do isômero merocianina e carbonila do agrupamento ácido carboxílico. Realizou-se um estudo cinético de estabilidade para todos os complexos sintetizados utilizando o solvente acetonitrila. Além disso, foi feito um estudo solvatocrômico dos mesmos em diferentes solventes orgânicos, nos quais o isômero merocianina apresentou diferentes absorções na região do visível. Por meio da técnica de eletrofiação foram obtidas fibras uniaxiais, nas quais imobilizou-se os complexos EuMC ou ErMC no polímero policaprolactona (PCL). Ambas as fibras foram caracterizadas pelas técnicas de: FTIR, espectroscopia eletrônica de emissão, microscopia eletrônica de varredura (MEV), medidas de ângulo de contato da água com a superfície do material e análises térmicas. Os resultados indicam que foram obtidas microfibras de caráter hidrofóbico e que há a presença dos complexos em ambas. As fibras de PCL-EuMC foram utilizadas como catalisador no processo de hidrólise do organofosforado bis-2,4 dinitrofenilfosfato, sendo que a reação foi monitorada por UV-vis e como resultado o material gerou um aumento de 3 vezes na velocidade inicial em comparação com o branco da reação. Foram obtidas fibras coaxiais utilizando o polímero polimetilmetacrilato (PMMA) na parte externa e PCL-EuMC na parte interna e a mesma fibra sem o complexo. As fibras foram caracterizadas por medidas de ângulo de contato, em que a fibra contendo o complexo apresentou caráter hidrofílico e sem o complexo caráter hidrofóbico, além disso foi comprovado a formação das fibras pelo MEV. Por fim as fibras monoaxiais e coaxiais foram submetidas a testes de lixiviação, em que se observou que na fibra coaxial o complexo não lixiviou para a solução tampão.

Dentre os insetos que atacam culturas comuns no Brasil, pode-se citar o Lobiopa insularis, mais conhecido como broca do morango. O combate ao inseto mencionado acima geralmente é feito com armadilhas de captura que contém algum tipo de isca, que podem ser a base de feromônios. Os feromônios são compostos químicos responsáveis por transmitir mensagens entre seres de uma mesma espécie, dentre eles os de agregação atraem indivíduos de ambos os sexos para um local, por isso é o ideal para uso como iscas. Para o L. insularis o principal componente de seu feromônio de agregação é a Undecan-2-ona. A eficiência de uma isca pode ser aumentada com o uso de matrizes de incorporação, como alguma derivada de um material lamelar. Uma das características dos compostos lamelares é sua estrutura cristalina bem definida e organizada em camadas. Nestas o composto é unido por ligações covalentes intralamelares, enquanto a interação interlamelar, que ocorre entre camadas adjacentes, é dada por interações eletrostáticas. Entre uma camada e outra, espaço interlamelar, podem ser inseridos compostos hóspedes. Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados carboxilatos derivados dos ácidos láurico e ácido esteárico, os metais escolhidos foram cobre, zinco, manganês e lantânio. A metodologia utilizada foi a de coprecipitação, na qual a reação ocorre em duas etapas. O rendimento bruto das reações foi superior a 87%. A análise por difração de raios X confirmou que os compostos sintetizados estão em estrutura lamelar, os espectros obtidos na região do infravermelho também corroboraram a formação dos carboxilatos. Os carboxilatos de zinco e manganês apresentaram interação satisfatória com o feromônio undecan-2-ona, sendo observada a interação entre a matriz lamelar e o composto orgânico em diversas condições experimentais. Para o laurato de manganês, algumas dessas condições fizeram parte de um planejamento fatorial, uma ferramenta que possibilita otimizar as condições de um experimento. Os carboxilatos foram testados nas seguintes condições: 2, 8 ou 15 dias, para tempo de interação; 90°C, 100°C ou 110°C para temperatura de interação; 1:10, 1:30 e 1:50 para proporção de adsorvente. A condição experimental que apresentou melhor resultado foi aquela feita em 15 dias à 90 °C com 1:50 de equivalente molar, onde foi adsorvida 1,13 mg de undecan-2-ona por grama de sólido. Então, os resultados do planejamento fatorial sugeriram que as condições de experimento temperatura e razão molar interferem positivamente no resultado, enquanto a temperatura interfere negativamente. Futuramente outros testes podem ser realizados para melhor definir qual a condição ideal de interação.

Os espiropiranos formam um dos mais conhecidos grupos de cromóforos da atualidade. Isso se deve ao fato destes compostos passarem por uma isomerização reversível que altera várias de suas propriedades, principalmente sua coloração, quando submetidos a uma série de estímulos: luz, temperatura, solventes, entre outros. Essa grande versatilidade permite a utilização de moléculas de espiropiranos em diversas áreas de aplicação, como: armazenamento ótico, switches moleculares e sensores.
Neste trabalho serão apresentados os resultados dos cálculos computacionais, utilizando a teoria do funcional da densidade (DFT), da reação de isomerização por uma rota termoquímica, entre o espiropirano substituído ácido 3-(3',3'-dimetil-6-nitroespiro[cromeno-2,2'-indólio] -1'-il) propanóico (SP) e sua forma aberta, merocianina (MC). Os cálculos foram realizados com o funcional CAM-B3LYP e o conjunto de bases 6-31G(d,p). Para os confórmeros mais estáveis da forma MC, uma análise de Atoms in Molecules (AIM) utilizando o método de interações não covalentes (NCI) foi realizada. A influência do grupo substituinte derivado do ácido carboxílico foi acessada através de uma varredura. Os solventes foram tratados de forma implícita utilizando o IEFPCM e através da aplicação de um campo elétrico sobre a estrutura.
A metodologia permitiu a obtenção de parâmetros estruturais e termodinâmicos das formas SP e dos diversos confórmeros da forma MC tanto em fase gás quanto em solução, utilizando uma série de solventes distintos. A influência do solvente foi analisada em propriedades como a alternância de comprimento de ligação (BLA), variação da energia livre de Gibbs e momento dipolar em função da constante dielétrica dos solventes. Também foi proposto um mecanismo para o processo de abertura do anel na conversão SP→MC. A utilização do método NCI permitiu elucidar a estabilidade relativa dos diferentes confórmeros em termos de suas interações intramoleculares e apresentou ótima concordância com dados experimentais e teóricos descritos na literatura.
Alguns dos resultados forneceram maior compreensão a respeito da conversão entre as formas SP e MC bem como aprofundou as discussões em relação ao comportamento dessas estruturas em solução e o impacto do solvente em diversas de suas propriedades. O campo elétrico aplicado sobre a molécula de MC revelou uma reversão solvatocrômica no espectro UV-Vis e outros efeitos eletrônicos e alterações estruturais.

O Cloridrato de Biperideno (BPR) é um fármaco indicado como adjuvante no tratamento da doença de Parkinson, auxiliando no controle de sintomas como tremores e rigidez muscular. Entretanto, o mesmo apresenta importantes efeitos colaterais, além de baixa solubilidade em água e efeito de primeira passagem, causando limitações quanto à biodisponibilidade. Uma forma de contornar estas limitações é a associação do fármaco com ciclodextrinas (CDs) de forma a se obter sistemas supramoleculares do tipo hóspede-hospedeiro. Assim, no presente trabalho os sistemas supramoleculares estabelecidos por interações não covalentes, formados pela associação das moléculas hóspedes, β-ciclodextrina (βCD) e Hidroxipropil-β-ciclodextrina (HPβCD), com o fármaco BPR, foram investigados. Os compostos de inclusão no estado sólido para ambos sistemas (βCD:BPR e HPβCD:BPR) foram preparados por liofilização e caracterizados previamente por espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR-ATR). Em solução utilizou-se, a calorimetria de titulação isotérmica (ITC), para a obtenção dos coeficientes estequiométricos (n), das constantes de associação (Ka) e os parâmetros termodinâmicos envolvidos no processo, e espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) para a confirmação da inclusão. Ainda em solução, o diagrama de solubilidade de fase foi utilizado para estudar o comportamento do processo de inclusão sob a solubilidade do BPR. De acordo com os resultados de ITC o processo de formação dos compostos de inclusão, tanto do sistema HPβCD:BPR quanto do sistema βCD:BPR, foi espontâneo e exotérmico, porém, o último obteve uma maior Ka, indicando interações mais fortes entre as espécies. Além disso, os resultados de ITC indicaram valores de n correspondentes a uma estequiometria 1:1 para o sistema βCD:BPR enquanto que para o sistema HPβCD:BPR foram observados valores fracionados de n, sugerindo a formação de equilíbrios múltiplos em solução. Já os mapas de correlação 2D-ROESY permitiram confirmar a inclusão do BPR em ambos sistemas, e também mostram a existência de interações mais fortes entre o BPR e a βCD. De forma adicional, os estudos de solubilidade indicaram que a solubilidade dos compostos de inclusão é superior à do fármaco BPR livre, vide o perfil de solubilidade do tipo AL obtido para os dois sistemas em estudo.

Nos últimos anos percebe-se uma grande evolução nas simulações em dinâmica molecular (DM), seja em precisão dos resultados quando comparado ao mundo real, seja na capacidade de representar sistemas biológicos complexos com milhares ou milhões de átomos. Apesar de todos os avanços nas teorias, algoritmos e infraestrutura computacional que dão suporte e confiança às simulações atuais, uma questão prática séria ainda persiste: a reprodutibilidade dos experimentos. Contribuem para isso tanto a falta de protocolos mais padronizados, bem como a falta de documentação abrangente do que foi realmente realizado. No sentido de tentar contribuir na solução a esses desafios, esta tese objetivou desenvolver, configurar, estruturar e verificar uma ferramenta que busca a automação de protocolos e workflows (chamada ProtCool) que possibilite o controle, a análise e a reprodução de experimentos em dinâmica molecular de proteínas e docking molecular com múltiplos ligantes. Para a realização desse objetivo principal, foi necessário percorrer pelos seguintes objetivos específicos: Modelar e implementar o workflow para preparação da simulação de dinâmica molecular; Modelar e implementar o workflow para realização de dockings com múltiplas moléculas; Realizar a implementação de script de gestão do workflow; Implementar a ferramenta de proveniência de dados, possibilitando que o pesquisador tenha todos os arquivos e dados gerados durante a preparação da simulação; Realizar a automatização de preparação de dinâmicas moleculares; Executar apenas parte do workflow; Realizar a reprodutibilidade de experimentos e de metodologias de pesquisa; Integrar tudo isso numa ferramenta chamada ProtCool; Verificar a ferramenta com estudos de casos envolvendo docking de ligantes com acetilcolinesterase humana e protease principal (Mpro) do SARS-Cov-2. Como estudo de casos para a validação e demonstração de uso da ferramenta, foram usados como alvos a acetilcolinesterase humana, implicada em doenças como mal Alzheimer, e a protease principal (Mpro) do SARS-CoV-2, o vírus responsável pela atual pandemia da COVID19. Para a acetilcolinesterase foram usados os mesmos 4 ligantes (galantamina, licoramina, sanguinina e um ligante híbrido) e alvo (4EY6) estudados por Rocha (2017) como forma de verificar a implementação do ProtCool, em que se produziu resultados equivalentes. Como forma de indicar o potencial uso do ProtCool na triagem virtual de ligantes em larga escala, num problema relevante e atual, foi realizado o docking molecular de múltiplos ligantes (19637 do ZINC, 8752 do Drugbank e 8520 do SistematX, totalizando 36909 ligantes) em múltiplos alvos (6 conformações diferentes amostradas por Metadinâmica) envolvendo a Mpro do SARS-CoV-2, tendo como resultado a geração de 4427839 poses (usando sistemas de docking Vina e Smina). Com isso, foi possível mostrar uma nova estratégia in silico de indicar ligantes inéditos como candidatos a antivirais contra COVID19.

As bactérias são organismos unicelulares procarióticos, que vivem de forma livre ou em colônias, sendo classificadas em dois grandes grupos: Gram-positivas e Gram-negativas. A quimioterapia para combater doenças causadas por bactérias consiste em diversas classes, como por exemplo, as sulfonamidas, as penicilinas e as cefalosporinas. Atualmente, um grande problema global é a resistência bacteriana devido ao uso prolongado e inadequado de antibióticos. No decorrer dos tempos, diversos fármacos têm sido desenvolvidos a fim de sanar o impacto da resistência bacteriana. Pesquisas têm mostrado que derivados heterocíclicos estão presentes na maioria dos fármacos desenvolvidos ao longo dos tempos, principalmente os nitrogenados, que estão presentes em cerca de 60% dos princípios ativos. Dentre os diversos heterociclos nitrogenados, destacam-se os núcleos pirazol e tetrazol que, de acordo com a literatura, possuem resultados promissores de atividade antibacteriana. Dessa forma, nosso grupo de pesquisa tem planejado sintetizar trinta derivados, sendo dez derivados 5-amino-(1-aril-1H-pirazol-4-il)-1H-tetrazóis 1(a-j), dez ácidos 5-amino-1-aril-1H-pirazol-4-carboxílicos 2(a-j) e dez ácidos 1-aril-1H-pirazol-4-carboxílicos 3(a-j). Até o momento, o derivado 1d da série 1(a-j) foi obtido com 83% de rendimento. Os compostos da série ácidos 2(a-j) foram obtidos em duas etapas, com rendimentos na faixa de 29 a 97%, sendo os produtos 2e e 2f inéditos. Os produtos ácidos 3(a-j) foram obtidos em três etapas, obtendo-se rendimentos na faixa de 75 a 99%. Até o momento, os derivados 2(b-e,g-j) foram testados contra a bactéria Gram-positiva Staphylococcus aureus para determinação da concentração mínima inibitória (CMI), e os derivados 2e e 2g foram testados contra a mesma bactéria para determinar a concentração mínima bactericida (CMB). Para os testes da CMI, foram obtidas concentrações > 512 microg/mL, valores muito maiores da especificada na literatura para a vancomicina (CMI: ≤ 2 microg/mL). Nos testes da CMB, para os derivados 2e e 2g foram obtidos valores > 512 microg/mL, resultado muito maior comparado com a vancomicina (CMB: ≤4 microg/mL). Os derivados propostos serão avaliados contra outras espécies de bactérias.

O presente trabalho objetivou a síntese e funcionalização de nanopartículas de sílica Santa Bárbara 16 (SBA-16), visando utilizá-las para incorporar e modular a cinética de liberação do fármaco doxorrubicina (DOXO), um potente fármaco antitumoral, buscando dessa maneira diminuir efeitos adversos e aumentar a eficiência no tratamento do câncer. A matriz de sílica SBA-16 foi sintetizada pelo método sol-gel utilizando como agente precursor o tetraetilortossilicato e o surfactante Pluronic F127. O material obtido foi em seguida funcionalizado com o 3-aminopropiltrietoxissilano. Posteriormente, o sistema preparado foi caracterizado físico-química e morfologicamente e os resultados revelaram que as metodologias empregadas permitiram a obtenção de nanopartículas de sílica de matriz mesoporosa (SBA-16) com tamanho médio de 296 ± 29 nm e potencial Zeta -32,23 ± -2,5 mV e também matrizes SBA-16 funcionalizadas com grupos alcoxissilanos (SBA-16-APTES) com tamanho médio de 312 ± 31 nm e potencial Zeta de -8,3 ± -1,3 mV. Para estudar a taxa de incorporação do fármaco doxorrubicina nas matrizes, foi desenvolvido e validado um método de quantificação baseado na técnica de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência acoplado a um detector de arranjo de diodos (CLAE-DAD). O método proposto revelou boa seletividade e especificidade para quantificação de doxorrubicina. Além disso, o método alcançou níveis de precisão, exatidão, robustez e linearidade preconizadas pela RDC n° 166 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) na faixa de 1 a 250 μg/mL. O estudo da taxa de incorporação, revelou que a matriz SBA-16 permitiu uma taxa média de incorporação de 92,77%. Por outro lado, a matriz funcionalizada, SBA-16-APTES obteve um desempenho menor, alcançando uma taxa média de 66,52%. O estudo da cinética de liberação do fármaco incorporado em ambas as matrizes foi realizado em fluido corpóreo simulado (SBF), com pH igual a 4,5 e 7,4. Os dados obtidos revelaram que ambas as matrizes foram capazes de permitir a liberação sustentada do fármaco quando o estudo foi realizado no meio onde o pH do meio era igual a 4,5, alcançando cerca de 26,50 % de liberação, após 696 horas na matriz SBA-16 e cerca de 70,00%, após 696h na SBA-16-APTES. Por outro lado, em pH fisiológico ambos os sistemas revelaram um comportamento diferente, apresentando um perfil de liberação mais tímido, alcançando valores máximos de 10,00% em 696 h e 32,76% em 72h para as matrizes SBA-16 e SBA-16-APTES, respectivamente. A partir de todos os dados obtidos, o sistema SBA-16-APTES pode ser considerado um potencial sistema a ser aplicado na entrega controlada de doxorrubicina em pacientes oncológicos.

No presente trabalho é documentada a síntese e a caracterização eletrônica e estrutural do
espiropirano SPCOOH, sendo o mesmo investigado como ligante fotocrômico em complexos de
coordenação com alguns metais de transição da primeira série como Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn.
Mais ainda, os complexos de coordenação dos metais mencionados anteriormente foram obtidos
utilizando como diferencial a precipitação induzida por radiação ultravioleta. A caracterização
dos complexos sintetizados envolveu as técnicas de espectroscopia eletrônica de absorção na
região do UV-vis, espectroscopia vibracional, espectroscopia de ressonância magnética nuclear,
espectrometria de massas e espectroscopia de emissão, dependendo do complexo. Os resultados
indicam que os sítios de ligação do ligante SPCOOH estão presentes na carbonila do grupo ácido
carboxílico e no fenolato, também sendo mostrado uma estequiometria de 2:1 SPCOOH:metal
para o complexo de Cobalto. Adicionalmente, foram estudadas as propriedades solvatocrômicas
dos complexos em diversos solventes orgânicos, mostrando as absorções na região do visível de
cada complexo variaram até 39 nm para um mesmo solvente. Esses resultados foram
fundamentais para que a propriedade de fluorescência do complexo de Zinco fosse identificada.
Foi executado um estudo de estabilidade do complexo de Cobalto em solução com diferentes
solventes orgânicos, no qual ficou evidenciado a melhor estabilidade dele em metanol, com
possibilidade de detecção do complexo por até 15 horas. Outra propriedade do complexo de Co2+
estudada foi sua capacidade de regenerar-se em ciclos alternados de radiação UV ou visível,
demonstrando uma melhor eficiência em isopropanol, com uma perda de apenas 20 % da sua
absorbância inicial, quando comparado com o tetrahidrofurano no qual após 50 ciclos o
complexo não pôde ser regenerado.

Moléculas com derivados nitrogenados são muito relatadas na literatura devido ao grande
potencial biológico previsto para esses grupos de derivados. Dentre os padrões moleculares
mais citados, estão as hidrazidas, acilhidrazonas e recentemente os polímeros de acilhidrazonas,
designadas “poliacilhidrazonas”. Neste trabalho foram sintetizadas e caracterizadas
poliacihidrazonas a partir da condensação de dialdeídos e dihidrazidas. As mesmas, puderam
ser associadas à polímeros comercias como polimetilmetacrilato para a formação de fibras
poliméricas obtidas pela técnica de eletrofiação. Estas fibras foram estudadas quanto a sua
morfologia, suas propriedades térmicas e mecânicas, que forneceram importantes informações
sobre estes sistemas, como a proteção à degradação fornecida pela acilhidrazona às fibras de
polimetilmetacrilato. Devido à baixa solubilidade dos polímeros de hidrazonas propostos,
apenas seus intermediários dihidrazidas foram estudados quanto à citotixicidade e avaliação in
vitro da atividade antiinflamatoria, fornecendo resultados promissores. Em uma via paralela,
fibras do polímero policaprolactona são muito úteis em diversas aplicações biológicas devido
a suas propriedades mecânicas elevadas, mas devido a sua longa degradação seu uso em
sistemas de liberação controlada é restrito. Em contrapartida, fibras de polimetilmetacrilato não
oferecem grande resistência mecânica sendo mais utilizadas na forma de blendas com outros
polímeros ou através da adição de compósitos. Deste modo neste trabalho foi realizada a
formação de blendas entre polimetilmetacrilato e policaprolactona na forma de fibras
monoaxiais e também a formação de fibras coaxiais destes mesmos polímeros via o processo
de eletrofiação. Estas fibras foram exploradas através da análise morfológica, superficial e
térmica para propor o uso destes sistemas na liberação de fármacos hidrofóbicos, como
Nimesulida. Os resultados anteriormente citados bem como a análise da citotoxicidade e o
ensaio de liberação in vitro para o fármaco Nimesulida demonstrou que as fibras propostas
exibem potencial para essa atuação.