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dc.creatorJacobs, Amanda Krauskopf-
dc.date.accessioned2023-08-22T18:19:31Z-
dc.date.available2024-12-13-
dc.date.available2023-08-22T18:19:31Z-
dc.date.issued2023-06-14-
dc.identifier.citationJACOBS, Amanda Krauskopf. Detoxificação de compostos organofosforados promovida por formamida e 1,2,3-triazol: mecanismos e influência do meio reacional. 2023. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32173-
dc.description.abstractObsolete stocks of organophosphorus pesticides (Ops) became a global concern due to the severe impact caused on human health and the environment. Thus, exploring efficient detoxifying processes of such compounds is of great interest. In that nucleophilic organocatalysis has been promising for the development of aforementioned processes, it is strategic to understand (I) the reactivity of small nucleophilic scaffolds and (II) the influence of reaction medium in the breakdown of Ops. In this work, I is explored by investigating the reactivity of 1,2,3-triazole anion (3TAZ) towards the breakdown of Paraoxon, whereas the solvolysis of O,O-diethyl- 2,4-dinitrophenyl phosphate (DEDNPP) promoted by formamide (FMD) is proposed to explore II. Systems were evaluated by means of spectrophotometric kinetic studies, 31P nuclear magnetic resonance analyses, and computational calculations mainly at the M06-2x/6-31+G(d,p) level of theory. Regarding I, three plausible nucleophilic pathways were considered: via aliphatic carbon alkylating the nucleophile, via nucleophilic aromatic substitution, and the desired pathway via P–O bond break leading to non-toxic diester after the hydrolysis of the phosphorylated-3TAZ (INT) intermediate. Interestingly, kinetic studies revealed that the breakdown of Paraoxon proceeds exclusively via phosphorus atom — rate enhancements of 2.2 x 102 were observed compared to the neutral hydrolysis of the OP. Calculation results are in agreement with experimental evidence, indicating that the pathway P–O bond cleavage presents the lowest energy barrier compared to the additional channels, although alkaline medium is required to complete the catalytic cycle. Regarding II, regiospecific nucleophilic amidolysis via P–O bond cleavage is observed, leading to non-toxic diester and FMD regeneration. Curiously, water plays antagonistic behavior: while it is key for the breakdown of the reaction intermediate, it inhibits the nucleophilic activity of FMD by hydrogen bonding effects.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsembargoedAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/pt_BR
dc.subjectDesintoxicação (Saúde)pt_BR
dc.subjectPesticidas - Aspectos ambientaispt_BR
dc.subjectCompostos organofosforadospt_BR
dc.subjectFormamidapt_BR
dc.subjectSolvólisept_BR
dc.subjectCinética químicapt_BR
dc.subjectRessonância magnética nuclearpt_BR
dc.subjectDetoxification (Health)pt_BR
dc.subjectPesticides - Environmental aspectspt_BR
dc.subjectOrganophosphorus compoundspt_BR
dc.subjectFormamidept_BR
dc.subjectSolvolysispt_BR
dc.subjectChemical kineticspt_BR
dc.subjectNuclear magnetic resonancept_BR
dc.titleDetoxificação de compostos organofosforados promovida por formamida e 1,2,3-triazol: mecanismos e influência do meio reacionalpt_BR
dc.title.alternativeDetoxification of organophosphorus compounds promoted by formamide and 1,2,3-triazole: mechanisms and influence of the reaction mediumpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoEstoques obsoletos de pesticidas organofosforados (POFs) se tornaram uma preocupação mundial devido aos severos impactos causados à saúde humana e ao ambiente. Por isso, é de grande interesse explorar sistemas eficientes de detoxificação para tais compostos. Considerando as perspectivas promissoras da organocatálise nucleofílica no desenvolvimento de tais processos, é estratégico compreender (I) a reatividade de pequenas estruturas nucleofílicas e (II) a influência do meio reacional na degradação de POFs. Nesse trabalho, (I) é explorado através da investigação da reatividade do 1,2,3-triazol aniônico (3TAZ) frente a degradação do Paraoxon enquanto que a solvólise do O,O-dietil-2,4-dinitrofenil fosfato (DEDNPP) promovida pela formamida (FMD) foi proposta para explorar (II). Os sistemas foram avaliados empregando-se estudos cinéticos espectrofotométricos, análises de ressonância magnética nuclear de 31P e estudos computacionais majoritariamente em nível de teoria M06-2x/6-31+G(d,p). Em relação a (I), três possíveis rotas nucleofílicas foram consideradas: via carbono alifático alquilando o nucleófilo, via substituição nucleofílica aromática e a rota desejada via quebra da ligação P–O levando ao diéster atóxico após a hidrólise do intermediário 3TAZ-fosforilado (INT). Interessantemente, estudos cinéticos revelaram que a degradação do Paraoxon ocorre exclusivamente via átomo de fósforo – incremento catalítico de 2,2 x 10-2 foi observado em relação à hidrólise espontânea do organofosfato. Resultados teóricos corroboram a evidência experimental, indicando que a rota via clivagem da ligação P–O apresenta a menor barreira energética quando comparada com as demais alternativas, apesar de um meio alcalino ser necessário para que o ciclo catalítico se complete. No que diz respeito a (II), amidólise nucleofílica regioespecífica via quebra da ligação P–O foi observada, formando o diéster atóxico e regenerando a FMD. Curiosamente, a água desempenha um papel antagônico: enquanto é essencial para a clivagem do intermediário, também inibe a atividade nucleofílica da FMD através de efeitos de ligação de hidrogênio.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-6276-8539pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7600224929747263pt_BR
dc.contributor.advisor1Campos, Renan Borsoi-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-4613-7024pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2508365273065356pt_BR
dc.contributor.referee1Caramori, Giovanni Finoto-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-6455-7831pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0271249291940695pt_BR
dc.contributor.referee2Rodrigues, Paula Cristina-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-9712-6149pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2140595408768900pt_BR
dc.contributor.referee3Richter, Wagner Eduardo-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-2019-774Xpt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0510495795282793pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químícapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICApt_BR
dc.subject.capesQuímicapt_BR
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