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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84203| Tipo: | Tese |
| Título: | Phenolic compounds: a theoretic-computation study of antioxidant capacity of cardanol and eugenol |
| Título(s) alternativo(s): | Compostos fenólicos: um estudo teórico computacional da atividade antioxidante do cardanol e do eugenol |
| Autor(es): | Cândido Júnior, José Roberval |
| Orientador: | Lima Neto, Pedro de |
| Palavras-chave em português: | Antioxidante;Cardanol;Eugenol;Descritores químico quânticos |
| Palavras-chave em inglês: | Antioxidant;Cardanol;Eugenol;Quantum chemical descriptors |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| Data do documento: | 2022 |
| Citação: | CANDIDO JÚNIOR, José Roberval. Phenolic compounds: a theoretic-computation study of antioxidant capacity of cardanol and eugenol. 2022. Tese (Doutorado em Química) – Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
| Resumo: | O estudo e desenvolvimento de antioxidantes tem um importante papel nas áreas tecnológica e da saúde. O óleo mineral naftênico e o biodiesel mudam suas propriedades físicas e química ao longo do tempo devido à ação de espécies reativas de oxigênio (ERO), afetando suas performances. Nosso corpo tende a manter o balanço entre espécies antioxidantes e radicalares. Todavia, quando envelhecemos, a quantidade de radicais se torna maior, levando a uma condição conhecida como estresse oxidativo. Essa condição está associada com trombose, ataque cardíaco, depressão e câncer. Por isso, é importante o estudo de antioxidantes e o desenvolvimento de novos compostos com atividade antiradicalar para aumentar o tempo de armazenamento de óleo mineral naftênico, bem como evitar condições associadas a presença excessiva de radicais no organismo. Neste contexto, neste trabalho foram desenvolvidos dois estudos. No primeiro, foi avaliada computacionalmente a atividade antioxidante dos cardanois saturado, monoeno, dieno e trieno, com o funcional híbrido B3LYP e conjunto de bases 6-31G(d,p). Usando descritores químico quânticos, os mecanismos HAT, SPLET e SET-PT foram avaliados. Os dados obtidos sugerem que o mecanismo de HAT é a principal forma de ação para essas moléculas. A análise dos índices de Fukui confirmou os dados experimentais, mostrando o cardanol monoeno com o melhor perfil antioxidante. A análise da reatividade global mostrou que quanto maior o número de insaturações na cadeia lateral do cardanol, maior a reatividade global. No segundo estudo, foram avaliados os efeitos da acetilação e da nitração no perfil antioxidante do cardanol e seus derivados. Para este estudo, foi utilizado o funcional M06-2X com conjunto de bases 6-31+G(d,p) para simular o mecanismo de HAT com os radicais HO, HOO, CH3O e DPPH. Os dados termodinâmicos mostraram a dependência da formação de p-quinometanos (27, 28 e 29) porá fazerem a reação se tornar espontânea com o DPPH, revelando a necessidade de duas etapas de HAT. Os dados cinéticos mostraram que a preferência pelo sítio doador de hidrogênio depende da instabilidade do radical atacante. Os dados computacionais corroboraram com os dados experimentais, confirmando o perfil antioxidante de (1, 4-alil-2,-metóxifenol), e o nitro derivado 7 (5-alil-3-nitrobenzeno-1,2-diol) no teste de DPPH. Por último, esse estudo mostrou que o nitro composto 6 (4-alil-2-metóxi-6-nitrofenol) apresenta atividade antiradicalar com radicais HO, HOO e CH3O, mas devido à repulsão dos grupos nitros com o DPPH, a reação se torna lenta e indetectável experimentalmente. |
| Abstract: | The study and development of antioxidants has an important role in technological and health areas. Naphthenic mineral oil and biodiesel modifies its physical and chemical properties due to action of reactive oxygen species (ROS) over time, affecting their performance. Our body tends to maintain a balance between antioxidant and radical species. However, as we age, the number of radicals increases, the balance is broken resulting in a condition known as oxidative stress. This condition is associated with thrombosis, heart attack, depression and cancer. Therefore, it is important the study of antioxidants and the development of new compounds with antiradical activity to increase storage time of naphthenic mineral oil and biodiesel, and avoid conditions associated with excess radicals in the body. In this context, in this work we carried out two studies. In the first, the antioxidant activity of saturated cardanol, monoene, diene and triene was computationally evaluated, with the functional hybrid B3LYP with the base set 6-31G(d,p). Using chemical quantum descriptors, the HAT, SPLET and SET-PT mechanisms were evaluated. The data obtained suggest that the HAT mechanism is the main form of action of these molecules. The analysis of the Fukui index confirms the experimental data of the best antioxidant profile of cardanol monoene. The global reactivity analysis shows that the greater the number of unsaturations in the cardanol side chain, the greater its overall reactivity. In the second study, the effect of acetylation and nitration on the antioxidant potential of eugenol and its results were evaluated. For this study, the hybrid functional M06-2X with a set of bases 6-31+G(d,p) was used to simulate the mechanism of HAT with the HO, HOO, CH3O, DPPH radicals. The thermodynamic data showed a dependence of the formation of p-quinomethanes (27, 28 and 29) to make the reaction spontaneous with DPPH, revealing the need for two steps of HAT. The kinetic data that showed the preferred site for hydrogen transfer depends on the instability of the attacking radical. The computational data corroborated the experimental data, confirming the antioxidant profile of (1, 4-allyl-2-methoxyphenol), and nitro-derivative 7 (5-allyl-3-nitrobenzene-1,2-diol) in the DPPH assay. Finally, this study showed that the nitro compound 6 (4-allyl-2-methoxy-6-nitrophenol) has antiradical activity with HO, HOO and CH3O radicals, but the repulsion between the nitro groups with DPPH makes it difficult to approach the DPPH molecule making the reaction be slow and undetectable experimentally. |
| Descrição: | O presente trabalho foi realizado com apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84203 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0000-0001-7718-1768 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/6247235731527552 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0002-1613-4797 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/2969689646961586 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DQAFQ - Teses defendidas na UFC |
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