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dc.creatorAlmeida, Flávio Vieira Martins de-
dc.date.accessioned2021-12-03T17:21:50Z-
dc.date.available2021-12-03T17:21:50Z-
dc.date.issued2021-12-03-
dc.date.submitted2021-10-26-
dc.identifier.citationALMEIDA, F. V. M. de. A cafeína vista sob nova abordagem: degradação do contaminante emergente e precursor de moléculas de interesse via reação de N-desmetilação. 2021. 209 p. Tese (Doutorado em Agroquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/48599-
dc.description.abstractMethylxanthines are alkaloids derived from the secondary metabolism of plants, represented by caffeine, theobromine and theophylline, whose biosynthesis depends on the plant species, thus caffeine is preferably formed in coffee, and theobromine in cocoa. They are purine derivatives with fused pyrimidine and imidazole rings whose structural difference is due to the absence of a methyl group at different positions. Caffeine is the chemical substance with psychoactive activity most consumed by the population, being incorporated in industrialized products such as stimulant drinks, dietary supplements and medicines. In the human body, it is metabolized generating dimethylxanthines: paraxanthine, theobromine and theophylline. Due to its high consumption and stability, caffeine has been found in wastewater and considered an emerging micropollutant. Thus, conditions were studied to promote the degradation of caffeine in an aqueous solution simulated by contamination, applying the Fenton, Fenton-type and ascorbic acid conditions, which allowed evaluating the influence of Fenton H2O2/Fe2+ reagents, in addition to pH and catalysts (Fe3+, iron oxides/hydroxides). The application of catalytic reactions aimed at converting caffeine into dimethylxanthines was also investigated. The work comprised the reactional monitoring with evaluation of caffeine transformation products, monitored by HPLC. In addition, the application of analytical techniques paper chromatography, UV-Vis and FTIR to detect caffeine in samples was evaluated, obtaining better results with FTIR associated with the deconvolution technique or principal component analysis, which made the semiquantification of caffeine possible, even in the presence of theobromine. At the same time, an analytical method suitable for reaction monitoring aimed at quantifying caffeine and its transformation products was sought. The HPLC method, consisting of a mixture of water and acetonitrile (9:1) as mobile phase, flow 1.0 mL.min-1, C18 column 150 x 4.6 mm and 5μm particle size, detection at 272 nm using DAD, run time of 14 minutes, allowed the verification of 10 transformation products, with the identification of theobromine (3,7-dimethylxanthine) and the inference of other products such as paraxanthine, theophylline and uric acid derivatives. A fraction of the sample was also evaluated by mass spectrometry showing ion m/z 181, compatible with dimethylxanthines. The mechanisms of the Ndemethylation and C-hydroxylation reactions were proposed, with a molar ratio caffeine/HO˙ of 1:2, via hydroxyl radicals, or caffeine/H2O2 1:1, mediated by H2O2. The observation of the N-demethylation reaction in the formation of dimethylxanthines is interesting, since caffeine is an important precursor of new molecules.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.sponsorshipPrograma de Doutorado-sanduíche no Exterior (PDSE)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.subjectDimetilxantinaspt_BR
dc.subjectN-desmetilaçãopt_BR
dc.subjectCatálise oxidativapt_BR
dc.subjectDegradação mediada por ácido ascórbicopt_BR
dc.subjectCafeína - Degradaçãopt_BR
dc.subjectDimethylxanthinespt_BR
dc.subjectN-demethylationpt_BR
dc.subjectOxidative catalysispt_BR
dc.subjectFenton processpt_BR
dc.subjectAscorbic acid-mediated degradationpt_BR
dc.titleA cafeína vista sob nova abordagem: degradação do contaminante emergente e precursor de moléculas de interesse via reação de N-desmetilaçãopt_BR
dc.title.alternativeCaffeine seen under a new approach: degradation of the emerging contaminant and precursor of molecules of interest via N-demethylation reactionpt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agroquímicapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Guerreiro, Mário César-
dc.contributor.advisor-co1Pedroso, Márcio Pozzobon-
dc.contributor.advisor-co2Carvalho, Iara do Rosário Guimarães-
dc.contributor.referee1Leal Neto, Jonas-
dc.contributor.referee2Tuesta Triviño, Jose Luis Díaz de-
dc.contributor.referee3Thomasi, Sérgio Scherrer-
dc.contributor.referee4Carvalho, Iara do Rosário Guimarães-
dc.description.resumoAs metilxantinas são alcalóides derivados do metabolismo secundário das plantas, representados por cafeína, teobromina e teofilina, cuja biosíntese depende da espécie da planta, assim a cafeína é formada preferencialmente no café, e a teobromina no cacau. São derivados da purina, com anéis pirimidínico e imidazólico fundidos cuja diferença estrutural é decorrente da ausência de um grupo metila em diferentes posições. A cafeína é a substância química com atividade psicoativa mais consumida pela população, sendo incorporada em produtos industrializados como bebidas estimulantes, suplementos dietéticos e medicamentos. No organismo humano, é metabolizada gerando as dimetilxantinas: paraxantina, teobromina e teofilina. Devido ao seu grande consumo e estabilidade, a cafeína tem sido encontrada em águas residuais e considerada um micropoluente emergente. Dessa forma, foram estudadas condições para promover a degradação da cafeína em solução aquosa simulada de contaminação, aplicando-se as condições Fenton, tipo-Fenton e com ácido ascórbico que permitiram avaliar a influência dos reagentes Fenton H2O2/Fe2+, além do pH e catalisadores (Fe3+, óxidos/hidróxidos de ferro). Também foi investigada a aplicação das reações catalíticas visando a conversão da cafeína nas dimetilxantinas. O trabalho compreendeu o monitoramento reacional com avaliação dos produtos de transformação da cafeína, monitorados por HPLC. Além disso, avaliou-se a aplicação das técnicas analíticas cromatografia em papel, UV-Vis e FTIR para detecção de cafeína em amostras, obtendo melhores resultados com FTIR associada a técnica de deconvolução ou análise de componentes principais, que tornou possível a semiquantificação de cafeína mesmo em presença de teobromina. Paralelamente, buscou-se um método analítico adequado ao monitoramento reacional visando a quantificação da cafeína e de seus produtos de transformação. O método de HPLC, constituído por mistura de água e acetonitrila (9:1) como fase móvel, fluxo de 1,0 mL.min-1, coluna C18 150 x 4,6 mm e 5μm de tamanho de partícula, detecção em 272 nm com uso de DAD, tempo de corrida de 14 minutos, possibilitou a verificação de 10 produtos de transformação, com a identificação da teobromina (3,7- dimetilxantina) e a inferência de outros produtos como paraxantina, teofilina e derivados do ácido úrico. Também foi avaliada uma fração da amostra por espectrometria de massas apresentando íon m/z 181, compatível com as dimetilxantinas. Os mecanismos das reações de N-desmetilação e C-hidroxilação foram propostos, com razão molar cafeína/ HO˙ de 1:2, via radicais hidroxila, ou cafeína/ H2O2 1:1, mediada por H2O2. A constatação da reação de Ndesmetilação da formação das dimetilxantinas é interessante, uma vez que a cafeína se configura como um importante precursor de novas moléculas.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Químicapt_BR
dc.subject.cnpqQuímicapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5817291601418265pt_BR
Aparece nas coleções:Multicêntrico em Química de Minas Gerais - Doutorado (Teses)



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