One-pote or Tandem?

Para quem trabalha com Síntese Orgânica, é necessário que os conceitos frequentemente utilizados para caracterizar as reações estejam bem claros. Em nosso Laboratório no IQSC-USP, frequentemente ocorrem debates sobre diversos assuntos envolvendo Síntese Orgânica e um dos últimos assuntos foi sobre a diferença entre reações One-pote e Tandem (One-pote synthesis and Tandem reaction).

Em uma busca mais detalhada sobre esses conceitos, pode-se perceber algumas diferenças entre os termos:

One-pote Synthesis: A síntese One-pote é uma estratégia para melhorar a eficiência de uma reação química, na qual um reagente é submetido a SUCESSIVAS REAÇÕES EM APENAS UM REATOR (por isso one-pote). Essa estratégia faz parte de uma tendência da Síntese Orgânica moderna pois, para os Químicos Orgânicos, fazer várias reações em apenas "um pote" é muito desejado pois evita muitas vezes os demorados processos de separação e purificação de um intermediário sintético, dessa forma economizando tempo, recursos e muitas vezes aumentando o rendimento da reação. Um exemplo de reação one-pote é a síntese total da tropinona ou Gassman indole synthesis (abaixo).

Ainda em Síntese One-pote, quando reagentes são adicionados ao reator (balão, pote...etc) um de cada vez sem work-up é também conhecida como Síntese Telescópica (Telescoping Synthesis).

Tandem reaction: Também conhecida como Reação em Cascata ou Reação Dominó (cascate reaction or domino reaction) é uma série consecutiva de REAÇÕES ORGÂNICAS INTRAMOLECULARES as quais frequentemente se processam com INTERMEDIÁRIOS ALTAMENTE REATIVOS. Essa estratégia permite a síntese de moléculas complexas a partir de um único precursor multinuclear acíclico (exemplo na figura abaixo, exemplo de uma oxirana Tandem-reaction). Nessa reações, o substrato contem muitos grupos funcionais (iguais ou diferentes) que facilitam o processo em Tandem. As principais vantagens da reação Tandem em Síntese Orgânica são que as reações são frequentemente rápidas devido a natureza intramolecular do substrato, a reação também é "limpa", apresenta normalmente alta econômia atômica e não envolve work-up e isolação de muitos intermediários.

É importante ressaltar que a definição de reação Tandem inclui o pré-requisito INTRAMOLECULAR a fim de distinguir esse tipo de reação de de uma reação multi-componente.

Multi-component reaction: Reação multi-componente (MCR, sigla em inglês), algumas vezes referindo como como "Processo de montagem multi-componente" é uma reação química onde três ou mais componentes reagem para formar um único produto. Por definição, as reações multicomponentes são essas reações, onde mais de dois reagentes se combinam de forma seqüencial para dar produtos de forma altamente seletiva e que retêm maioria dos átomos do material de partida. Um exemplo clássico desse tipo de reação é a Reação de Mannich, na qual consiste de uma amino-alquilação de um carbono ativado (ácido) situado junto a um grupo funcional carbonílico empregando como reativos formaldeído(em geral um composto carbonílico não anolizável) e uma amina primária ou secundária, e catálise ácida. O produto obtido é um composto β-aminocarbonílico, conhecido como base de Mannich.

Exemplo geral da reação de Mannich.

Como podemos observar, os conceitos são extremamente importantes.

I.G.R.

Chemistry: A Volatile History

Pessoal, fiquei um tempo sem postar aqui. Mas voltei.

Para (re)começar, gostaria de postar algo muito, mas muito interessante. Lembra daquelas aulas chatas de história da Química que tivemos na Universidade quando o professor fica contando histórias que nem ao menos prestamos atenção, mas não porque são desinteressantes, mas porque são desinteressantes devido ao modo que e nos passada. Para isso, sugiro esse documentário!

Chemstry: A Volatile History

Produtora: BBC

São apenas 3 episódios que conta a história da descoberta do elementos juntamente com a história da Química. É muito bom. Para vcs professores que ministram essa disciplina ou alguma disciplina relacionada, por que não passar esse documentário antes ou junto com a disciplina, garanto que será muito mais interessante para os alunos.

Se não conseguirem, tem no You Tube.

 É simplismente sensacional!

I.G.R.

A catálise a favor da sociedade

Conseguir inovar é o objetivo de qualquer cientista que tem uma visão "comum". Fazer da sua inovação um produto, é o objetivo de muitos também, principalmente fora do Brasil. Lendo uma repostagem, achei mto interessante o que dois pesquisadores da Universidade Rice (EUA) fizeram com sua descoberta. Eles colocaram em domínio público, ou seja, todos podem usar, eles não patentearam a descoberta. Esse é um fato curioso, principalmente vindo dos EUA, um dos países com o maior número de patentes.

Cientistas descobriram uma técnica simples para turbinar um material já conhecido por sua capacidade de destruir micro-organismos perigosos para a saúde humana.

Os pesquisadores Andrew Barron e Huma Jafry em vez de requerer uma patente para o invento, eles colocaram a técnica em domínio público, na esperança de que sua adoção em larga escala possa salvar vidas.

 O cientista afirmou que ele próprio é um "empreendedor em série", mas, nesse caso, os benefícios potenciais da descoberta para a sociedade se mostraram mais importantes do que qualquer ganho advindo de sua comercialização.

O catalisador a base de dioxído de titânio, muito disponível no meio ambiente e bem conhecido por suas propriedades antipatogênicas é o dióxido de titânio, ou titânia, usado sobretudo contra os agentes bacterianos. O que os pesquisadores descobriram é que, com a adição de silicone, o material se torna altamente eficaz contra vírus que se espalham tanto por meio aéreos quanto líquidos.

Para turbinar o TiO₂, basta tratá-lo por alguns minutos com graxa de silicone, sílica ou ácido silícico, o que irá aumentar sua eficiência como um catalisador.

Idéia simples, que pode ajudar muitas pessoas. So temos que aprender com isso. A beleza está na simplicidade.

Para quem quizer ver a publicação completa:

Simple Route to Enhanced Photocatalytic Activity of P25 Titanium Dioxide Nanoparticles by Silica Addition
Huma R. Jafry, Michael V. Liga, Qilin Li, Andrew R. Barron
Environmental Science and Technology
Vol.: 2011, 45 (4), pp 1563-1568
DOI: 10.1021/es102749e

Repostagem tirada da fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=matador-virus-turbinado-dominio-publico&id=010125110815

I.G.R.

Ressonância - Parte II - Benzeno

Pessoal, recentemente fiz um post sobre aromaticidade. Vasculhando o You Tube, a vezes achamos coisas mto interessantes, úteis!!! Esse vídeo que estou postando aqui, tem um pouco mais de 1 min., mas mostra mto bem como ocorre (esquematicamente) a ressonância no benzeno. Vale a pena coferir!

Aproveitem!

I.G.R.

IV - Fundamentos

A espectroscopia de infravermelho (espectroscopia IV) é um tipo de espectroscopia de absorção a qual usa a região do infravermelho do espectro eletromagnético.

Como as demais técnicas espectroscópicas, ela pode ser usada para identificar um composto ou investigar a composição de uma amostra.

A espectroscopia no infravermelho se baseia no fato de que as ligações químicas das substâncias possuem freqüências de vibração específicas, as quais correspondem a níveis de energia da molécula (chamados nesse caso de níveis vibracionais). Tais freqüências dependem da forma da superfície de energia potencial da molécula, da geometria molecular, das massas dos átomos e eventualmente do acoplamento vibrônico.

Aproveitem!

I.G.R.

Alquimia: cientistas transformam ácidos em bases

Desde a antiguidade, os Químicos (que naquela época eram Alquimistas) buscavam transformar um material em outro, no caso, queriam produzir ouro. Mas transformações como as que eles tentavam fazer, hoje sabemos que não poderiam ter sucesso.

Seguindo esses passos (inspirações), claro que de uma forma lógica, pesquisadores da Universidade de Riverside, nos Estados Unidos, liderados pelo Prof. Dr. Guy Bertrand, conseguiram realizar em laboratório um feito que até agora era considerado impossível: eles transformaram em bases uma família de compostos que normalmente são ácidos. Como ele mesmo descreve: "O resultado é totalmente contra-intuitivo. Quando eu apresentei recentemente os resultados preliminares desta pesquisa em uma conferência, o público estava incrédulo, dizendo que era algo simplesmente inatingível.

"Mas nós conseguimos: nós transformamos compostos de boro em compostos similares ao nitrogênio. Em outras palavras, nós fizemos ácidos se comportarem como bases". "É quase como transformar um átomo em outro átomo," diz Bertrand.

O pesquisador é especialista em catalisadores.
Um catalisador é uma substância - geralmente um metal, ao qual se ligam íons ou compostos - que permite ou facilita uma reação química, mas não é consumida e nem alterada pela reação em si.

Embora apenas cerca de 30 metais sejam usados para formar os catalisadores, os íons ou moléculas de ligação, chamados ligantes, podem ser contados aos milhões, permitindo a criação de numerosos catalisadores.

Atualmente, a maioria desses ligantes compõe de materiais à base de nitrogênio ou fósforo. "O problema com o uso dos catalisadores à base de fósforo é que o fósforo é tóxico e pode contaminar os produtos finais", disse Bertrand. "Nosso trabalho mostra que agora é possível substituir ligantes de fósforo em catalisadores por ligantes de boro. E o boro não é tóxico," explica o pesquisador.

"Quais tipos de reações esses novos catalisadores à base de boro são capazes de facilitar é algo que ainda não se sabe. O que se sabe é que eles são potencialmente numerosos," conclui Bertrand.

Para quem quizer mais detalhes:

Synthesis and Characterization of a Neutral Tricoordinate Organoboron Isoelectronic with Amines
Rei Kinjo, Bruno Donnadieu, Mehmet Ali Celik, Gernot Frenking, Guy Bertrand
Science
29 July 2011
Vol.: 333 (6042): 610-613
DOI: 10.1126/science.1207573

Reportagem retirada da fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=alquimia-cientistas-transformam-acidos-bases&id=010160110801, acesso 01/08/2011.

I.G.R.

RMN - Fundamentos

Pessoal, resolvi postar alguns vídeos sobre as técnicas de análise de compostos orgânicos que mais são utilizadas. A primeira é a RMN.

Ressonância magnética é uma técnica que permite determinar propriedades de uma substância através do correlacionamento da energia absorvida contra a frequência, na faixa de megahertz (MHz) do espectromagnético, caracterizando-se como sendo uma espectroscopia. Usa as transições entre níveis de energia rotacionais dos núcleos componentes das espécies (átomos ou íons) contidas na amostra. Isso dá-se necessariamente sob a influência de um campo magnético e sob a concomitante irradiação de ondas de rádio na faixa de frequências acima citada.

Aproveitem.

I.G.R.

Excelência em Biocatálise

Quando se fala em Biocatálise, apesar de ser algo "praticado" a milênios pelo homem, não existem muitos grupos "fortes" de pesquisa no mundo. Mas para quem se interessar em pesquisa, existe um centro de Biocatálise na Universidade de Iowa. The Center of Biocatalysis and Bioprocessing (CBB), o qual se dedica em pesquisa de ponta nessas áreas.

Vale a pena conferir!

Aromaticidade - Conceitos básicos

Os primeiros exemplos conhecidos de compostos aromáticos, como benzeno e tolueno, tem cheiro característico. Esta propriedade levou ao termo aromático para esta classe de compostos, e daí o termo "aromaticidade" para a propriedade eletrônica posteriormente descoberta.

Aromaticidade é uma propriedade química na qual um anel conjugado de ligações insaturadas, pares de elétron isolados, ou orbitais vazios exibem uma estabilização mais forte do que a esperada devido apenas à conjugação. Também pode ser considerada como uma manifestação de deslocalização cíclica e de ressonância.

Geralmente considera-se que ela ocorre devido aos elétrons estarem livres para circular por arranjos circulares de átomos, os quais se ligam um ao outro por uma ligação simples e uma ligação dupla alternadamente. Essas ligações são comumente vistas de acordo com o modelo de anéis aromáticos desenvolvido por Kekulé. O modelo de Kekulé considera que as ligações consistem de um híbrido de ligações simples e dupla e que todas as ligações no anel são idênticas. Para o benzeno, o modelo consiste em duas formas de ressonância, que correspondem a ligações simples e duplas trocando de lugar entre si. O benzeno é uma molécula mais estável do que seria esperado, sem contar-se com deslocalização da carga.

Como é padrão para diagramas de ressonância, uma seta de duplo sentido é usada para indicar que as duas estruturas não são entidades distintas, mas meramente possibilidades hipotéticas. Nem é uma representação precisa de compostos reais, o que é melhor representada por um híbrido (média) dessas estruturas, que pode ser visto à direita. A ligação C=C é menor do que uma ligação C-C, mas o benzeno é perfeitamente hexagonal - todas as seis ligações carbono-carbono tem a mesma distância, intermediária entre aquela de uma ligação simples e uma dupla.

A melhor representação é aquela da ligação π circular (círculo interno de Armstrong), em que a densidade de elétrons é distribuída através de uma ligação π acima e abaixo do anel. Este modelo representa mais corretamente a localização da densidade de elétrons no anel aromático. As ligações simples são formadas de acordo com os elétrons entre os núcleos de carbono - estas são chamadas ligações sigma. Ligações duplas consistem de uma ligação σ e uma ligação π. As ligações π são formadas de sobreposição de orbitais atômicos p acima e abaixo do plano do anel. O diagrama a seguir mostra as posições destes orbitais p:

Por estarem fora do plano dos átomos, estes orbitais podem interagir uns com os outros livremente, e tornam-se deslocalizados. Isto significa que ao invés de estarem amarrados a um átomo de carbono, cada elétron é compartilhado por todos os seis no anel. Assim, não há elétrons o suficiente para formar ligações duplas em todos os átomos de carbono, mas os elétrons "extra" reforçam todas as ligações no anel igualmente. O orbitail molecular resultante tem simetria π.

Um composto aromático (ou composto de arilo ou arila, ou ainda, "arilcomposto") contém um conjunto de átomos ligados covalentemente com características específicas:

1. Um sistema conjugados de π deslocalizados, mais comumente um arranjo de alternância de ligações simples e duplas.

2. Estrutura coplanar, com todos os átomos contribuintes no mesmo plano.

3. Átomos contribuintes dispostos em uma ou mais anéis.

4. Um certo número de elétrons π deslocalizados que é um, número par, mas não um múltiplo de 4. Isto é, um número de 4n + 2 elétrons π, onde n = 0, 1, 2, 3, e assim por diante. Isso é conhecido como Regra de Huckel.

Considerando que o benzeno é aromático (6 elétrons, a partir de 3 duplas ligações), o ciclobutadieno não é, pois o número de elétrons π deslocalizados é 4, o que evidentemente é um múltiplo de 4. O íon ciclobutadienido (um íon de carga 2 -), no entanto, é aromático (6 elétrons). Um átomo de um sistema aromático pode ter outros elétrons que não fazem parte do sistema e, portanto, ignorado pela regra 4n + 2. No furano, o átomo de oxigênio é hibridizado sp². Um par de elétrons π não está no sistema e os outros estão no plano do anel (análoga à ligação C-H em outras posições). Há 6 elétrons π, então o furano é um composto aromático.

Moléculas aromáticas normalmente exibem uma estabilidade química ampliada em comparação às moléculas semelhantes não aromáticas. Uma molécula que pode ser aromática tenderá a alterar a sua estrutura eletrônica e conformacional para estar nesta situação. Estas estabilidade extra muda a química da molécula . Compostos aromáticos sofrem reações de substituição eletrofílica aromática e substituição nucleofílica aromática, mas não reações de adição eletrofílica como acontece com ligações carbono-carbono duplas.

Os elétrons π que circulam em uma molécula aromática produzem correntes de anel que se opõem ao campo magnético aplicado em RMN. O sinal de RMN de prótons não planos de um anel aromático é mantido substancialmente mais "campo abaixo" (sentido do campo, relacionado à corrente de anel) do que aqueles de carbonos sp² não aromáticos. Esta é uma importante forma de detecção de aromaticidade. Pelo mesmo mecanismo, os sinais de prótons localizados próximos do eixo do anel é mantido "campo acima".

Os compostos aromáticos são muito importantes para a indústria. Hidrocarbonetos aromáticos chaves de interesse comercial são benzeno, tolueno, orto-xileno e para-xileno. Cerca de 35 milhões de toneladas são produzidas em todo o mundo a cada ano. Eles são extraídos de misturas complexas obtidas pelo refino de petróleo ou pela destilação do alcatrão de carvão, e são utilizados para produzir uma gama de produtos químicos e polímeros importantes, incluindo estireno, fenol, anilina, poliéster e nylon.

Cascas de Banana - Uma aliada ao Meio Ambiente

Que fazer com a casca de banana?  A resposta mais usual, salvo que alguém esteja rodando uma comédia, é jogar no lixo. Mas veja só como não estávamos aproveitando o potencial destes escorregadios detritos. As cascas de bananas podem ter um destino muito mais nobre e útil do que ir para o lixo, elas podem ser usadas para remover metais pesados – como o urânio!!! – da água. Além de ser uma alternativa para descontaminar o ambiente, o uso da casca de banana vai ajudar a diminuir o lixo gerado pelo próprio descarte da fruta, feito em grandes quantidades no Brasil.

Essa simples idéia foi merecedora do prêmio Jovem Cientista de 2006, onde a Química Milena Rodrigues Boniolo foi a ganhadora. A química conta que a idéia de usar a casca da banana para remover metais pesados da água surgiu da tentativa de dar uma destinação útil para as várias toneladas de casca que são descartadas anualmente no país e acabam se tornando lixo poluente. “É uma solução barata e fácil para problemas que afetam o ambiente”, destaca a pesquisadora, que conquistou este ano o primeiro lugar na categoria graduado do 22º Prêmio Jovem Cientista.

Por exemplo, ela explica, uma importante fonte de contaminação é a indústria de fertilizantes, que gera grande quantidade de subprodutos ricos em metais pesados. “Uma tonelada de fertilizante produz quase três toneladas de fosfogesso, material rico em urânio, metal altamente radioativo”, exemplifica. “Esse resíduo é geralmente estocado no subsolo e, com as chuvas, alcança os lençóis freáticos, os lagos e os peixes, até chegar ao seres humanos”, alerta.

Para desenvolver o estudo, Milena começou a pesquisa de forma doméstica, obtendo o concentrado da casca em sua própria casa. Preparou um pó com as cascas de banana. Durante uma semana, as cascas foram colocadas em uma assadeira no telhado da casa da pesquisadora, debaixo de sol forte. Depois de secas, elas foram batidas em um liquidificador e peneiradas. O pó foi colocado em um recipiente fechado com água contendo grandes quantidades de metais pesados, como o urânio, sob agitação constante, por 40 minutos. Segundo a química, a banana, que tem carga negativa, se combina com os metais pesados, que têm carga positiva. Ao fim desse processo de agitação, o pó contaminado deposita-se no fundo do recipiente. “Em média, o pó da casca de banana consegue remover 65% dos metais pesados da água, mas essa mesma operação pode ser repetida para que sejam obtidos índices mais altos.”

Milena, ressalta que anualmente, são desperdiçadas de 20 a 40% da produção de bananas do País. O projeto minimiza esse desperdício, reduz o descarte no meio e diminuiu gastos para os produtores, que têm que pagar do próprio bolso para retirar o material que se acumula e perde a possibilidade de venda.

Essa descoberta foi tema do Globo Reporter (veja o vídeo abaixo).

Como podemos ver, idéias simples podem ajudar o mundo a ser um lugar melhor para se viver, dessa forma, podemos perceber que muitas vezes os problemas que podem ser mais complexos, tem respostas e soluções simples, basta ter curiosidade e iniciativa.

I.G.R.

Computadores Químicos - Uma forma não-convêncional de computação

Já pensou em fazer uma reação química e calcular o seu rendimento ao mesmo tempo. Claro que esse exemplo é estranho, mas pesquisadores do Reino Unido já estão construindo computadores que funcionam somente através de reações químicas!

Hoje, qualquer que seja a aparência da sua máquina, contudo, todos os computadores terão o mesmo genótipo: elétrons circulando através de pastilhas de silício.

Mas isso é comum demais para Adamatzky Andrew, professor de Computação Não-Convencional na Universidade de West England, na Grã-Bretanha, que está tentando construir computadores baseados em reações químicas. Esses tipos de computadores químicos são baseados na reação de Belousov-Zhabotinsky (BZ). Misturas de determinados compostos químicos formam algo que é conhecido como uma reação de BZ. Essas reações emitem ondas que se auto-perpetuam, que podem ser usadas para construir portas lógicas e realizar cálculos rudimentares. "Quando as ondas se chocam, elas podem morrer ou mudar de direção, e podemos interpretar isso como uma computação", explica Adamatsky.

Os pesquisadores descobriram que o computador é capaz de calcular o Diagrama de Voronoi de um conjunto de formas bidimensionais - uma tarefa que envolve essencialmente descobrir quais pontos em uma folha plana estão mais próximos a um determinado desenho.Parace simples, mas o esse tipo de diagrama têm uma ampla gama de aplicações, como o mapeamento da cobertura de uma rede de antenas de telefonia celular.

Os resultados foram obtidos inicialmente em uma simulação em um computador normal, de silício e elétrons, mas Adamatzky afirmou que sua equipe está preparando um artigo científico que detalha os mesmos resultados obtidos com os produtos químicos reais. É importante ressaltar que, no caso destes computadores químicos, trata-se unicamente de reações entre compostos. Há pesquisas bastante adiantadas no campo dos computadores biológicos, onde os cálculos são feitos dentro de células ou através da programação de bactérias, sem contar os neurocomputadores. O trabalho é parte de um amplo esforço para produzir computadores químicos, que Adamatzky afirma terem uma gama de aplicações: "Poderíamos construir computadores que sejam implantados no corpo humano", prevê ele.

Depois do computador quântico e do computador químico, o que mais pode vir?

Fontes: http://www.inovacaotecnologica.com.br

I.G.R.

O Jovem Cientista e a Pesquisa Pura

 "Antevejo uma era difícil para a humanidade, quando um conflito de proporções catastróficas reescreverá a história. Esse conflito será movido por forças religiosas. Só então encontraremos a paz mundial".
John Wheeler, 2002.

Essa frase foi dita por Wheeler (criador do termo "buraco negro") em uma conferencia em sua homenagem. Ele se referia aos problemas que o mundo vem passando, das guerras, injustiças, fome, violência. O que a ciência deve fazer a respeito? O que um jovem cientista deve fazer a respeito?

Antes de mais nada, jamais fechar os olhos aos problemas do mundo, estejam eles próximos ou distantes. Um dos objetivos da ciência, talvez o mais importante deles, é aliviar o sofrimento humano. A cura de doenças, o desenvolvimento de tecnologias que melhorem a qualidade de vida das pessoas, que as permitam viver mais e melhor, alimentar-se mais e melhor, que permitam salvar o nosso planeta e a diversidade de vida nele, todas essas atividades são terreno da ciência e da engenharia.

Mesmo a pesquisa mais abstrata, que aparentemente tem pouco a ver com os problemas do mundo, serve à humanidade de modo necessário e imprevisível. Necessário porque temos o desejo de desvendar os mistérios da Natureza, de descobrir os seus segredos e, por meio disso, de entender melhor quem somos e por que somos assim. Imprevisível porque, mesmo que, de imediato, a pesquisa abstrata não guarde um vínculo óbvio com qualquer aplicação tecnológica, mais cedo ou mais tarde esses vínculos de materializam. Um exemplo é o estudo das propriedades dos átomos durante o início do século XX, que levou à revolução digital e aos usos (e abusos) da energia nuclear. Outro é a teoria da relatividade de Einstein, usada tradicionalmente no estudo das partículas elementares e da astrofísica e da cosmologia, mas que hoje encontra aplicações em dispositivos de GPS (sistema de posicionamento global) ligados a satélites, que determinam a latitude e a longitude de qualquer ponto no planeta com alta precisão.

Em qualquer área de pesquisa, o cientista desempenha um papel fundamental muito importante. Dado que a ciência, por meio de suas descobertas e aplicações, molda e define em grande parte a sociedade moderna, aqueles que detêm o conhecimento científico têm o dever de atuar no mundo, educando e orientando o público sobre questões que tenham impacto social e global.

Let's do Science!

Reações e Mecanismos

Saber qual reação e o seu mecanismo é indispensável para um Químico Orgânico. Porém, lógico, não é possível saber todas as reações. Uma dica é consultar o Organic Chemistry Portal, um portal muito interessante para Químicos Orgânicos.

Através desse portal, é possível consultar os principais tipos de reações, listados por ordem alfabética e que na maioria dos casos, o mecanismo é mostrado. Para acessar o link, clique aqui.

Para quem quizer consultar, eu também coloquei o link na página inicial do blog, lá em links úteis.

Fica ai a dica. Aproveitem.

I.G.R.

Fraude em Artigos!!!

Notícia de hoje (28/03/2011): Elsevier cancela 11 artigos de grupos de pesquisa brasileiros por apresentar espectros falsos.

É impressionante como essas coisas acontecem, e parece que cada vez é mais comum, fraudes em pesquisas científicas. Recentemente foi notíciado que a USP demitiu um professor por plágio (aqui). Agora a "bomba" é outra: Em anúncio, a editora Elsevier cancelou 11 artigos de grupos de pesquisa brasileiros por apresentar espectros falsos, mas especificamente espectros de RMN. O pior de tudo, é de um grupo de pesquisa, onde é coordenado por um pesquisador nível 1A no CNPq, o Prof. Claudio Airoldi da UNICAMP e muitos desses artigos receberam várias citações, como por exemplo, o artigo de 2008 na Inorganic Chemistry Communications, “Performance of modified montmorillonite clay in mercury adsorption process and thermodynamic studies,” foi citado 31 vezes, de acordo com a Thomson Scientific’s Web of Science.

A fraude aconteceu principalmente em espectros de RMN de C e P. Tudo isso aconteceu em parceria com um pesquisador de Portugal, o qual o nome não foi divulgado, mas que o mesmo já entrou com recurso contra a editora pela acusação de fraude, o qual ele disse:

Now I am in bad condition in my University and maybe some restrictions will reach me.

É, a pergunta que fica...até onde um "cientista" pode ir para "produzir" mais?

Acessar aqui

Molécula da Semana - 1 - Cafeína

Este post no blog será mais a titulo de curiosidade. A cada semana postarei uma molécula de interesse, seja biológico, sintético ou histórico com o intuito de mostrar um pouco sobre sua origem, importância e curiosidades.

A molécula dessa semana é a: CAFEÍNA

Nome IUPAC: 1,3,7-trimetil- 1H-purino- 2,6(3H,7H)-diona, mas também pode ser chamada de 1,3,7-trimetilxantina3,7-diidro-1,3,7-trimetil-1H-purina-2,6-diona.

Algumas propriedades:

Formula molecular: C₈H₁₀N₄O_2.

Massa molar: 194.19 g/mol (nas seguintes proporções: 49,48% de Carbono, 5,19% de Hidrogênio, 28,85% de azoto e 16,48% de Oxigênio.

Densidade: 1,23 g·cm^-3

Ponto de fusão: 238 °C (460 F).

Sublima a: 178º C (352 F).
Ponto de ebulição: Decompõe-se.

Solubilidade: solúvel na água embora com hidrofobicidade suficiente para atravessar as membranas biológicas.

pH: 6,9( em uma solução a 1%).

História

Alguns antropologistas pensam que o primeiro uso da cafeína, incluída nas plantas, remonta a 600 mil anos a.C. (Idade da Pedra), no entanto, a sua descoberta acredita-se ter sido feita na Etiópia (antiga Abissínia), em torno de 700 a.C., onde a planta crescia naturalmente.

As primeiras plantações de café designadas por “Kaweh” apareceram na península Arábica, no século XIV, e eram usadas como alimento, na fabricação de vinho, como remédio e para fazer uma bebida árabe denominada “qahwa”, conhecida por prevenir o sono.

Na Europa, o café apareceu no século XVI sendo introduzido, principalmente, pelos espanhóis e holandeses, no período das descobertas. Antes disso, o café era consumido de maneira restrita e a bebida nobre era o chá. Inicialmente, o café encontrou uma forte oposição em alguns países protestantes, como a Alemanha, Áustria e Suíça, nações essas que chegaram mesmo a castigar o comércio e o seu consumo.

Com o passar do tempo, todas as proibições acabaram por desaparecer na Europa e, a partir da segunda metade do século XVII, o café converteu-se em sinônimo de bebida intelectual, devido à existência de muitos comércios que ofereciam espaços públicos para consumi-lo, em todas as grandes cidades. Consta que, em França, os cafés se tornaram locais de reunião dos intelectuais, entre eles Victor Hugo, Voltaire, Rousseau.

Em 1736, surgem as primeiras plantações na América Latina, nomeadamente, em Porto Rico e cerca de 20 anos depois era já o principal produto de exportação do país, o que acontece até aos nossos dias.

O primeiro protótipo de uma máquina de café expresso foi criado em França, em 1822, mas só em 1905 surge um modelo comercial em Itália. O descafeinado é descoberto na Alemanha em 1903 após investigações que visavam obter um processo que permitisse remover a cafeína sem destruir o verdadeiro sabor do café.

Em 1938, o café instantâneo (Nescafé) é inventado pela companhia Nestlé que pretendia ajudar o governo brasileiro a escoar o seu excedente de café.

Atualmente, a cafeína é consumida por bilhões de pessoas no mundo, estando este hábito inserido em diversas e variadas práticas culturais, sendo até vital para a economia de alguns países.

Curiosidades

-É usada como estimulante do sistema nervoso central. Altas doses de cafeína excitam demasiadamente o sistema nervoso central, inclusive os reflexos medulares, podendo ser letal. Estudos demonstraram que a dose letal para o homem é, em média, de 10 gramas.

-É uma substância incluída nos regulamentos de dopping de todas as federações desportivas (doses de 12 mcg/ml) já podem ser consideradas dopping. Essa quantidade é facilmente atingida a partir da quarta xícara de café.

-Em excesso pode provocar: nervosismo, irritabilidade, estado de ansiedade e, em alguns casos, tremuras nas mãos.

-Novos estudos têm associado à cafeína ao tratamento de algumas doenças, mostrando já haver algum efeito positivo na prevenção do Mal de Parkinson e na prevenção de cancro de pulmão entre os fumantes.

I.G.R.

Energia eficiente e química fina

Retirado da redação do site Inovação Tecnológica - 09/03/2011

Um grupo de pesquisadores suíços e italianos desenvolveu uma nova célula a combustível organometálica. Além de gerar eletricidade, a célula produz compostos da chamada química fina, a partir de matérias-primas renováveis. E, como as demais células a combustível, ela faz seu trabalho sem deixar qualquer resíduo e sem a geração de poluentes. "Esta célula a combustível não vai resolver os problemas energéticos do mundo," pondera o Dr. Hansjörg Grützmacher. "Mas eu acho que o fato de ela poder ser usada para fazer produtos da química fina a partir de matérias-primas renováveis, sem resíduos, é um enorme avanço."

O princípio de funcionamento da célula a combustível organometálica é totalmente diferente das outras células a combustível. A base é um complexo molecular especial contendo ródio metálico. Esse complexo é incorporado molecularmente no material do anodo. O anodo de uma célula de combustível absorve as cargas liberadas e as transfere para o catodo, que novamente as libera - esse é o fluxo que corresponde à corrente elétrica gerada. A característica especial da célula a combustível organometálica é que o complexo molecular no anodo age como um catalisador, e sua função pode ser facilmente otimizada. O material de suporte do anodo é carbono em pó, ao qual o complexo molecular é aplicado como uma fina dispersão. Conforme a reação química vai ocorrendo, o catalisador ativo começa a se formar, o que significa que são gerados vários catalisadores específicos para cada um dos passos da reação.

Mas os cientistas afirmam que a célula pode processar não apenas alcoois, mas também açúcares, como a glucose - em qualquer caso, produtos de origem renovável. Em escala experimental, por exemplo, o 1,2-propanodiol, um diálcool obtido a partir de matérias-primas renováveis, foi convertido de forma muito seletiva em ácido láctico. O ácido lático é produzido industrialmente em grande escala para uso na fabricação de polímeros biodegradáveis. O único problema é que, para cada tonelada de ácido láctico produzida, a maioria dos processos gera cerca de uma tonelada de sulfato de cálcio, um material que exige um descarte dispendioso.

Um dos inconvenientes da nova célula a combustível organometálica é que ela só trabalha com soluções aquosas. Além disso, ela é bastante lenta, uma vez que, devido ao projeto de construção do dispositivo, as reações químicas somente ocorrem nas superfícies da sua estrutura interna. "No entanto, o uso de solventes não-aquosos também é concebível. Estamos apenas no começo [do desenvolvimento] e deveremos, antes de tudo, entender como uma mudança nos parâmetros do processo afetará a eficiência global do sistema," disse Grützmacher.

A pergunta que fica é: Será que aqui no Brasil uma pesquisa assim teria futuro? Do jeito que anda o incentivo às energias renováveis, dificilmente!

Para ver o artigo completo, clique aqui.

I.G.R.

A Biocatálise e os Biocombustíveis

Atualmente, vem sendo buscado fontes alternativas de energia, as quais devem ser baratas e abundantes. Atualmente, a produção comercial de biodiesel é por via química, o que passa por várias etapas, encarecendo o produto final, mas o processo enzimático tem despertado o interesse da comunidade científica, pois emprega menos etapas no processo de produção. Um meio de se fazer isso, é com o uso de lipases. As vantagens de se utilizar lipases para a produção de biodiesel são: habilidade de se trabalhar em diferentes meios, tanto na presença de solventes hidrofílicos quanto hidrofóbicos; são enzimas versáteis e robustas; muitas lipases mostram considerável atividade para catalisar reações de transesterificação com alcoóis de cadeia longa ou ramificada, o que é difícil se usar catalisadores alcalinos.

Outro ponto positivo em se utilizar a catálise enzimática nas reações de transesterificação é que a glicerina produzida apresenta alto grau de pureza. Atualmente, mais de 97% do volume de glicerol utilizado em aplicações industriais apresenta elevada pureza.

O custo da purificação deste produto é de US$ 400,00/ton e o seu preço varia entre US$ 1,30 a US$ 2,00/kg. A glicerina bruta (50% a 90% em glicerol) é vendida por preços inferiores, que dependem do conteúdo de glicerol, do tipo e quantidade de contaminantes presentes. Portanto, sua produção por transesterificação com elevada pureza sem a necessidade de processos de purificação é um fator chave na comercialização desse produto, dessa forma a transesterificação enzimática é preferível e o glicerol poderá se tornar uma importante matéria-prima para o setor químico.

O biodiesel é extremamente importante para o nosso pais, pois nossa agricultura é muito desenvolvida, sendo possível encontrar matéria prima para sua produção em todas as regiões. 

Nas próximas décadas, essa questão se apresenta para o Brasil a um só tempo como um desafio e uma oportunidade. Desafio, porque o desenvolvimento econômico e social demandará uma expressiva quantidade de energia e com isso um alto grau de segurança e de sustentabilidades energéticas. Oportunidade, porque o Brasil dispõe de recursos energéticos renováveis e de tecnologia para transformar suas riquezas naturais em energia e dessa forma, agregar valor à sua produção de riqueza. No entanto, mais estudos devem ser realizados sobre novas matérias primas para a produção de biodiesel  bem como em novas tecnologias de produção.

Para enfrentar esse desafio e aproveitar essa oportunidade, é necessário atrair investidores, empreendedores e consumidores do setor energético. Nesse sentido, é fundamental a contribuição das instituições e equipes responsáveis pelo planejamento energético nacional, antecipando as situações, mapeando as alternativas, sugerindo estratégias, enfim, norteando as decisões. As transformações no setor energético nacional nos próximos 25 anos compreendem capacitação tecnológica, capacidade de gestão e inovação, viabilização de recursos para os investimentos e capacidade de articulação institucional, entre outras ações.

Analisando todos esses fatores, o biodiesel pode cumprir um papel importante no fortalecimento da base agroindustrial brasileira e no incremento da sustentabilidade da matriz energética nacional com geração de empregos e benefícios ambientais relevantes.

I.G.R.

A Importância da Biocatálise

A biocatálise é uma área multidisciplinar e sua importância vem se tornando maior a cada dia. Podemos facilmente encontrar diversos exemplos de aplicações da biocatálise, como na fabricação de fertilizantes e defensivos agrícolas, fármacos (química fina), na indústria de processamento de alimentos e de petróleo e etc. Olhando para esses exemplos, é fácil perceber a importância que essa área tem e que seu desenvolvimento é extremamente importante para a fabricação de novos materiais e no melhoramento de processos.

 O  uso de catalisadores biológicos já data de muito tempo, no entanto, com o avanço da biologia molecular e da enzimologia, pôde-se compreender como as reações biológicas acontecem e dessa forma, empregar enzimas livres ou células lívres para a preparação de substâncias e materiais essenciais no dia-a-dia.

A biocatálise pode ser usada com enzimas isoladas, normalmente obtidas comercialmente, microorganismos (marinhos e terrestres) e  usando células animais e vegetais.

Talvez, a principal vantagem do uso da biocatálise na química, é a sua aplicação para a obtenção de compostos quirais, ou seja, na produção de substâncias enantiomericamente puras. Atualmente, a produção de fármacos quirais é um mercado que cresce a cada dia, pois normalmente, o valor de um medicamento "quiral" é muito superior a de um medicamento "normal". Isso se deve principalmente a dificuldade de produção, pois muitas vezes, somente aplicando síntese orgânica, não é possivel obter uma única substância totalmente pura enantiomericamente.

O mercado de drogas quirais é muito atrativo, pois para muitos tipos de tratamentos, as drogas quirais já ocupam metade no mercado e isso vem crescendo a cada dia.

No entanto, existem várias restrições no uso da biocatálise, pois muitas enzimas não suportam maiores temperaturas ou até mesmo o uso de determinados solventes. Devido a isso, a união da Biocatálise com a Síntese Orgânica é uma jogada fundamental no desenvolvimento de novas moléculas cada vez mais complexas e mais eficazes no tratamento de doenças. 

Um bom exemplo é na síntese quimico-enzimática da (+)-Amibilina, um composto com atividade antitumoral e ativiral.

Com as novas tecnologias que estão sendo desenvolvidas, enzimas mais compatíveis com solventes orgânicos e altas temperaturas estão se tornando cada vez mais disponíveis, o que certamente levará às industrias a utilizarem a biocatálise como uma alternativa técnica e economicamente viável para a síntese assimétrica.

I.G.R.