Desenvolvimento de rota sintética da Rosiglitazona em processo batelada e microrreator capilar / Rosiglitazone synthetic route development in batch process and capillary microreactor

Para que os fármacos possam ser comercializados economicamente, a sua escala de produção deve ser aumentada para atender à demanda do mercado. Atualmente, a maior parte dos fármacos são sintetizados em processos batelada que possuem limitações quanto à eficiência de mistura, temperatura e pressão. O uso de microrreatores surge como alternativa na indústria químico-farmacêutica, aumentando a eficiência dos processos de maneira segura. Ferramentas utilizadas no segmento computacional multidisciplinar teórico, como o DFT (Density Functional Theory), podem prever e compreender o comportamento das reações químicas, podendo ter grande utilidade na síntese de novos fármacos economizando tempo, investimento e reduzindo a geração de resíduos. A diabetes mellitus é uma doença de caráter epidêmico, que a cada ano vem aumentando o número de casos. O emprego de fármacos derivados das glitazonas no tratamento de diabetes mellitus tipo 2 é recomendado devido ao excelente controle glicêmico que esta classe de fármacos oferece. Neste trabalho, foi sintetizada a Rosiglitazona, um fármaco derivado das glitazonas, que auxilia no tratamento da diabetes mellitus tipo 2, sendo estudadas duas rotas de síntese distintas, que foram otimizadas com o intuito de maximizar o rendimento de seus intermediários, obtendo a Rosiglitazona com pureza de cerca de 94%. Foi realizada, para os intermediários, aqui denominados, 1R, 2R2 e 3R2 a síntese one-pot e para os intermediários 1R, 2R1 e 3R2 foi realizada a transposição do processo usual em batelada para fluxo contínuo no microrreator, com rendimentos de até 93%. Com o auxílio da química quântica computacional, a reação de síntese do intermediário 1R, foi elucidada teoricamente e determinadas as grandezas termodinâmicas (ΔH‡, ΔG‡ e ΔS‡) no estado de transição, que foram comparadas com os valores experimentais, sendo constatada uma boa concordância, com desvio máximo de 14%

In order for drugs to be commercialized economically, their production scale must be increased to meet market demand. Currently, most drugs are synthesized in batch processes that have limitations in terms of mixing efficiency, temperature and pressure. The use of microreactors appears as an alternative in the chemical-pharmaceutical industry, increasing the efficiency of the synthesis processes in a safe way. Tools used in the theoretical multidisciplinary computational segment, such as DFT (Density Functional Theory), can predict and understand the behavior of chemical reactions, and can be very useful in the synthesis of new drugs, saving time, investment and reducing waste generation. Diabetes mellitus is an epidemic disease that has been increasing the number of cases every year. The use of drugs derived from glitazones in the treatment of type 2 diabetes mellitus is recommended due to the excellent glycemic control that this class of drugs offers. In this work, Rosiglitazone, a drug derived from glitazones, which helps in the treatment of type 2 diabetes mellitus, was synthesized. Two different synthetic routes were studied and optimized in order to maximize the yield of its intermediates, obtaining Rosiglitazone with purity of about 94%. One-pot synthesis was performed to 1R, 2R2 and 3R2 intermediates, and the transposition from the usual batch process to continuous flow in microreactor was performed to 1R, 2R1 and 3R2 intermediates, with yields of up to 93%. With the aid of computational quantum chemistry, the intermediate 1R synthesis reaction was theoretically elucidated and the thermodynamic properties were determined (ΔH‡, ΔG‡ and ΔS‡) in the transition state, which were compared with the experimental results, obtaining good agreement, with a maximum deviation of 14%

Desenvolvimento de rota sintética da Rosiglitazona em processo batelada e microrreator capilar / Rosiglitazone synthetic route development in batch process and capillary microreactor

Para que os fármacos possam ser comercializados economicamente, a sua escala de produção deve ser aumentada para atender à demanda do mercado. Atualmente, a maior parte dos fármacos são sintetizados em processos batelada que possuem limitações quanto à eficiência de mistura, temperatura e pressão. O uso de microrreatores surge como alternativa na indústria químico-farmacêutica, aumentando a eficiência dos processos de maneira segura. Ferramentas utilizadas no segmento computacional multidisciplinar teórico, como o DFT (Density Functional Theory), podem prever e compreender o comportamento das reações químicas, podendo ter grande utilidade na síntese de novos fármacos economizando tempo, investimento e reduzindo a geração de resíduos. A diabetes mellitus é uma doença de caráter epidêmico, que a cada ano vem aumentando o número de casos. O emprego de fármacos derivados das glitazonas no tratamento de diabetes mellitus tipo 2 é recomendado devido ao excelente controle glicêmico que esta classe de fármacos oferece. Neste trabalho, foi sintetizada a Rosiglitazona, um fármaco derivado das glitazonas, que auxilia no tratamento da diabetes mellitus tipo 2, sendo estudadas duas rotas de síntese distintas, que foram otimizadas com o intuito de maximizar o rendimento de seus intermediários, obtendo a Rosiglitazona com pureza de cerca de 94%. Foi realizada, para os intermediários, aqui denominados, 1R, 2R2 e 3R2 a síntese one-pot e para os intermediários 1R, 2R1 e 3R2 foi realizada a transposição do processo usual em batelada para fluxo contínuo no microrreator, com rendimentos de até 93%. Com o auxílio da química quântica computacional, a reação de síntese do intermediário 1R, foi elucidada teoricamente e determinadas as grandezas termodinâmicas (ΔH‡, ΔG‡ e ΔS‡) no estado de transição, que foram comparadas com os valores experimentais, sendo constatada uma boa concordância, com desvio máximo de 14%

In order for drugs to be commercialized economically, their production scale must be increased to meet market demand. Currently, most drugs are synthesized in batch processes that have limitations in terms of mixing efficiency, temperature and pressure. The use of microreactors appears as an alternative in the chemical-pharmaceutical industry, increasing the efficiency of the synthesis processes in a safe way. Tools used in the theoretical multidisciplinary computational segment, such as DFT (Density Functional Theory), can predict and understand the behavior of chemical reactions, and can be very useful in the synthesis of new drugs, saving time, investment and reducing waste generation. Diabetes mellitus is an epidemic disease that has been increasing the number of cases every year. The use of drugs derived from glitazones in the treatment of type 2 diabetes mellitus is recommended due to the excellent glycemic control that this class of drugs offers. In this work, Rosiglitazone, a drug derived from glitazones, which helps in the treatment of type 2 diabetes mellitus, was synthesized. Two different synthetic routes were studied and optimized in order to maximize the yield of its intermediates, obtaining Rosiglitazone with purity of about 94%. One-pot synthesis was performed to 1R, 2R2 and 3R2 intermediates, and the transposition from the usual batch process to continuous flow in microreactor was performed to 1R, 2R1 and 3R2 intermediates, with yields of up to 93%. With the aid of computational quantum chemistry, the intermediate 1R synthesis reaction was theoretically elucidated and the thermodynamic properties were determined (ΔH‡, ΔG‡ and ΔS‡) in the transition state, which were compared with the experimental results, obtaining good agreement, with a maximum deviation of 14%.

Influence of inlet water on the biotic and abiotic variables in a fish pond / Influência da água de entrada sobre as variáveis bióticas e abióticas em um viveiro de piscicultura

Abstract The effects of treated and untreated water inlets with macrophytes on the improvement of water quality and zooplankton community were evaluated in a fish pond with continuous water flow. Water and zooplankton samples were retrieved at four sites during nine months. There were differences (p<0.01) between inlet water from fish pond and inlet water from canal with macrophytes, featuring higher concentrations of nutrient load, mainly TAN and TP in the former. The inlet water from fish pond contained a higher number of abundant species (9 species), whilst the water supply from the canal with macrophytes had a greater richness (31 species) of zooplankton species. Results showed that inlet water without macrophytes directly affected the characteristics of the water column and the dominance of zooplankton species such as Thermocyclops decipiens, and greater abundance of Rotifera species. Since aquatic plants in the inlet water of fish pond analyzed showed lower allochthonous material loads from the previous fish pond, the management adopted with macrophytes may be applied to avoid eutrophication risks, common in farm ponds.

Resumo Os efeitos do abastecimento tratado e não tratado com macrófitas sobre a qualidade da água e comunidade zooplanctônica foram avaliados em um viveiro de piscicultura com fluxo contínuo de água. Houve maior concentração de fósforo total e nitrogênio amoniacal na água não tratada (p<0,01). Na água de entrada sem tratamento de macrófitas foi observado maior número de espécies abundantes (9 espécies), contudo, a entrada de água tratada com macrófitas apresentou maior riqueza de espécies (31 espécies) zooplanctônicas. Os resultados obtidos mostraram que a água de entrada sem macrófitas influenciou as características da coluna de água com predominância de espécies zooplanctônicas, como Thermocyclops decipiens e maior abundância de espécies de Rotifera. A água tratada com macrófita apresentou menor carga de materiais alóctones provenientes do viveiro anterior, indicando que o manejo adotado com macrófitas pode ser aplicado para evitar riscos de eutrofização, comuns em piscicultura.

Efficiency of biological treatment for the removal of total and thermotolerant coliform bacteria from domestic sewage / Eficiência do tratamento biológico na remoção de coliformes totais e termotolerantes em esgoto humano

Researchers around the world have focused their efforts on devising combinations of technologies that are not only economically feasible but also effective in mitigating the impacts caused by wastes containing pathogens that pose potential risks to human and animal health. The purpose of this study was to evaluate the performance of a biological treatment system for removing total and thermotolerant coliform bacteria with a view to the possible organic recycling of domestic sewage. To this end, a tubular continuous flow anaerobic digester, with hydraulic retention time (HRT) of 25 days and an optional stabilization pond, were used to treat the sewage produced by 150 people in the municipality of Sertãozinho, SP, Brazil. The samples were collected weekly, always on the same day, at three different sampling points (inlet of the treatment system, the outlet of tubular digester, and the optional stabilization pond), totaling 108 samples. The MPN method was employed to determine the total coliform and thermotolerant coliform populations, using multiple series of three tubes (APHA, 2005). The system proved efficient in reducing the number of indicator bacteria of fecal contamination, showing a removal efficiency of 98.76% for total coliforms and of 99.29% for thermotolerant coliforms. However, a third treatment step involving polishing should be included to render the effluent suitable for use in fertigation or discharge into water bodies.

Aliar tecnologias que sejam viáveis e ainda eficientes em mitigar o impacto gerado pelos resíduos, que possuem potencial patogênico à saúde humana e animal, tem sido o propósito das ações de pesquisadores em todo o mundo. Dessa forma, objetivou-se avaliar um sistema de tratamento biológico, quanto a redução de coliformes totais e coliformes termotolerantes, visando a possibilidade de reciclagem orgânica do esgoto doméstico. Para tanto foi utilizado um biodigestor tubular de fluxo contínuo com tempo de retenção hidráulica (TRH) de 25 dias e uma lagoa de estabilização facultativa, responsável pelo tratamento de esgoto produzido por 150 pessoas, no município de Sertãozinho/SP. As amostras foram colhidas, semanalmente e sempre no mesmo dia, em três pontos distintos de colheita (entrada do sistema de tratamento, saída do biodigestor tubular e na lagoa de estabilização facultativa), totalizando 108 amostras. Para as determinações das populações de coliformes totais e termotolerantes foi utilizada a técnica do NMP em tubos múltiplos série de três tubos (APHA, 2005). O sistema foi eficiente quanto a redução no número de micro-organismos indicadores de poluição fecal atingindo 98,75% para coliformes totais e 99,26% para os termotolerantes. Entretanto, deve ser prevista mais uma etapa para polimento do efluente dando condições para sua utilização na fertirrigação ou lançamento em corpos de água.

Effects of season on ecological processes in extensive earthen tilapia ponds in Southeastern Brazil

Abstract In Southeastern Brazil tilapia culture is conducted in extensive and semi-intensive flow-through earthen ponds, being water availability and flow management different in the rainy and dry seasons. In this region lettuce wastes are a potential cheap input for tilapia culture. This study examined the ecological processes developing during the rainy and dry seasons in three extensive flow-through earthen tilapia ponds fertilized with lettuce wastes. Water quality, plankton and sediment parameters were sampled monthly during a year. Factor analysis was used to identify the ecological processes occurring within the ponds and to construct a conceptual graphic model of the pond ecosystem functioning during the rainy and dry seasons. Processes related to nitrogen cycling presented differences between both seasons while processes related to phosphorus cycling did not. Ecological differences among ponds were due to effects of wind protection by surrounding vegetation, organic loading entering, tilapia density and its grazing pressure on zooplankton. Differences in tilapia growth among ponds were related to stocking density and ecological process affecting tilapia food availability and intraspecific competition. Lettuce wastes addition into the ponds did not produce negative effects, thus this practice may be considered a disposal option and a low-cost input source for tilapia, at least at the amounts applied in this study.

Resumo No sudeste do Brasil, a criação extensiva e semi-intensiva de tilápias é realizada em viveiros escavados com fluxo contínuo, com a disponibilidade e manejo do fluxo de água diferentes nas épocas chuvosa e seca. Na região, os resíduos de alface são um recurso potencialmente de baixo custo para a tilapicultura. Este estudo examinou os processos ecológicos ocorrendo em três viveiros escavados com fluxo contínuo fertilizados com restos de alface para criação extensiva de tilápias durante as épocas chuvosa e seca. Parâmetros de qualidade de água, plâncton e sedimento foram amostrados mensalmente durante um ano. A análise de fator foi utilizada para identificar os processos ecológicos nos viveiros e elaborar um modelo gráfico do funcionamento do ecossistema dos viveiros durante as duas épocas. Os processos relacionados ao ciclo do nitrogênio mostraram diferenças entre as duas épocas, enquanto que os processos relacionados com o ciclo do fósforo não foram influenciados pela época. As diferenças ecológicas entre os viveiros foram principalmente devido aos efeitos do vento, adição de material orgânico e densidade de estocagem. Diferenças no crescimento das tilápias entre os viveiros relacionaram-se com a densidade de estocagem e os processos ecológicos afetando a disponibilidade de alimento e a competição intraespecífica. A adição dos restos de alface nos viveiros não resultou em efeitos negativos, assim esta prática pode ser considerada um destino alternativo e um recurso de baixo custo para a criação extensiva de tilápias, pelo menos nas quantidades investigadas neste estudo.

Effects of season on ecological processes in extensive earthen tilapia ponds in Southeastern Brazil / Efeitos da época sobre os processos ecológicos em viveiros escavados para criação extensiva de tilápias no Sudeste do Brasil

Abstract In Southeastern Brazil tilapia culture is conducted in extensive and semi-intensive flow-through earthen ponds, being water availability and flow management different in the rainy and dry seasons. In this region lettuce wastes are a potential cheap input for tilapia culture. This study examined the ecological processes developing during the rainy and dry seasons in three extensive flow-through earthen tilapia ponds fertilized with lettuce wastes. Water quality, plankton and sediment parameters were sampled monthly during a year. Factor analysis was used to identify the ecological processes occurring within the ponds and to construct a conceptual graphic model of the pond ecosystem functioning during the rainy and dry seasons. Processes related to nitrogen cycling presented differences between both seasons while processes related to phosphorus cycling did not. Ecological differences among ponds were due to effects of wind protection by surrounding vegetation, organic loading entering, tilapia density and its grazing pressure on zooplankton. Differences in tilapia growth among ponds were related to stocking density and ecological process affecting tilapia food availability and intraspecific competition. Lettuce wastes addition into the ponds did not produce negative effects, thus this practice may be considered a disposal option and a low-cost input source for tilapia, at least at the amounts applied in this study.

Resumo No sudeste do Brasil, a criação extensiva e semi-intensiva de tilápias é realizada em viveiros escavados com fluxo contínuo, com a disponibilidade e manejo do fluxo de água diferentes nas épocas chuvosa e seca. Na região, os resíduos de alface são um recurso potencialmente de baixo custo para a tilapicultura. Este estudo examinou os processos ecológicos ocorrendo em três viveiros escavados com fluxo contínuo fertilizados com restos de alface para criação extensiva de tilápias durante as épocas chuvosa e seca. Parâmetros de qualidade de água, plâncton e sedimento foram amostrados mensalmente durante um ano. A análise de fator foi utilizada para identificar os processos ecológicos nos viveiros e elaborar um modelo gráfico do funcionamento do ecossistema dos viveiros durante as duas épocas. Os processos relacionados ao ciclo do nitrogênio mostraram diferenças entre as duas épocas, enquanto que os processos relacionados com o ciclo do fósforo não foram influenciados pela época. As diferenças ecológicas entre os viveiros foram principalmente devido aos efeitos do vento, adição de material orgânico e densidade de estocagem. Diferenças no crescimento das tilápias entre os viveiros relacionaram-se com a densidade de estocagem e os processos ecológicos afetando a disponibilidade de alimento e a competição intraespecífica. A adição dos restos de alface nos viveiros não resultou em efeitos negativos, assim esta prática pode ser considerada um destino alternativo e um recurso de baixo custo para a criação extensiva de tilápias, pelo menos nas quantidades investigadas neste estudo.

Comparação entre a Dopplermetria e o fluxo livre da artéria torácica interna de cães com e sem o uso de noradrenalina / Comparison between the Doppler flowmetry and the free flow of dog's internal thoracic artery with and without use norepinephrine

OBJETIVO: Este trabalho objetiva estudar comparativamente o fluxo livre e a dopplerfluxometria da artéria torácica interna de cães anestesiados com e sem a administração de noradrenalina endovenosa contínua. MÉTODOS: A amostra foi constituída de 10 cães mestiços, nos quais foram dissecadas as artérias torácicas internas direita e esquerda e avaliado seu fluxo; primeiramente, pela dopplerfluxometria e depois pelo fluxo livre. Foram registrados a pressão arterial média e o diâmetro das artérias no início do procedimento. As verificações do fluxo pelos dois métodos ocorreram em três tempos: tempo zero, 10 e 25 minutos. Após a primeira verificação no tempo zero, iniciou-se a infusão contínua de noradrenalina no átrio direito; as avaliações aos 10 e 25 minutos foram feitas da mesma forma que na primeira vez, nas mesmas artérias e pelos dois métodos, anotando-se os resultados, assim como a pressão arterial média correspondente. RESULTADOS: Os resultados da verificação de fluxo, entre Dopplermetria e fluxo livre, apresentaram-se similares; sendo os primeiros, nos tempos zero, 10 e 25 minutos, respectivamente, 183, 237 e 230,1 ml/min, comparados aos segundos, 168,6, 226,8 e 226,4 ml/min (P=0,285). A média das pressões arteriais dos três tempos e o diâmetro médio das artérias não apresentaram diferenças estatisticamente significativas entre os métodos, portanto, não influenciaram na comparação dos resultados. CONCLUSÃO: As avaliações, tanto da dopplerfluxometria quanto do fluxo livre, foram semelhantes nos três tempos verificados.

OBJECTIVE: This work aims to study comparatively the free flow and the Doppler flowmetry of the internal thoracic artery in anesthetized dogs, with and without continuous intravenous administration of norepinephrine. METHODS: The sample was made up of ten mongrel dogs, which dissected the left and right internal thoracic arteries and evaluated your stream; first, by Doppler flowmetry and then by free flow. The mean arterial pressure and the diameter of the arteries at the beginning of the procedure were registered. The workflow checks by two methods occurred in three times: time zero, 10 and 25 minutes. After the first check in time zero, the continuous infusion of norepinephrine in the right atrium; other checks were made in the same way that the first time, to 10 and 25 minutes, in the same arteries and by two methods, each one in his artery, noting the results, as well as the corresponding average blood pressure. RESULTS: The results of the scan of the stream, between Doppler flowmetry and free flow, there were similar; being the first, zero times, ten and twenty-five minutes, respectively, 183, 230.1 and 237 ml/min compared to seconds, 168.6, 226.8 and 226.4 ml/min (P = 0.285). The mean arterial pressures of three times and the average diameter of the arteries, showed no statistically significant differences between the methods, so did not influence on the comparison of the results. CONCLUSION: The evaluations, both from Doppler flowmetry and free flow, were similar in three times checked.

Effects of rainfall on water quality in six sequentially disposed fishponds with continuous water flow

An investigation was carried out during the rainy period in six semi-intensive production fish ponds in which water flowed from one pond to another without undergoing any treatment. Eight sampling sites were assigned at pond outlets during the rainy period (December-February). Lowest and highest physical and chemical parameters of water occurred in pond P1 (a site near the springs) and in pond P4 (a critical site that received allochthonous material from the other ponds and also from frog culture ponds), respectively. Pond sequential layout caused concentration of nutrients, chlorophyll-a and conductivity. Seasonal rains increased the water flow in the ponds and, consequently, silted more particles and other dissolved material from one fish pond to another. Silting increased limnological variables from P3 to P6. Although results suggest that during the period under analysis, rainfall affected positively the ponds' water quality and since the analyzed systems have been aligned in a sequential layout with constant water flow from fish ponds and parallel tanks without any previous treatment, care has to be taken so that an increase in rain-induced water flow does not have a contrary effect in the fish ponds investigated.

O estudo foi efetuado durante o período de chuva (dezembro-fevereiro) em seis viveiros de produção semi-intensiva de peixes, a fim de avaliar o efeito da chuva na qualidade da água de viveiros que apresentam fluxo contínuo de água, a qual é passada de um viveiro para outro sem tratamento prévio. Foram amostrados oito pontos de coleta nas saídas dos viveiros. O viveiro P1 (próximo à nascente) apresentou as menores concentrações físicas e químicas da água e as maiores no viveiro P4 (considerado um ponto crítico recebendo material alóctone proveniente de outros viveiros e do escoamento do setor de criação de rãs). A disposição seqüencial dos viveiros estudados promoveu aumento nas concentrações dos nutrientes, clorofila-a e condutividade. As chuvas características desta época do ano aumentaram o fluxo de água nos viveiros e conseqüentemente, carreando material particulado e dissolvido de um viveiro para outro e, promovendo um aumento das variáveis limnológicas em direção do P3 ao P6. Os resultados sugerem que a chuva no período de estudo afetou positivamente a qualidade da água dos viveiros estudados, porém, como os sistemas analisados estão dispostos em distribuição seqüencial e escoamento constante da água de viveiros e tanques paralelos sem tratamento prévio, cuidados devem ser averiguados para que o aumento do fluxo de água provocado pelas chuvas não tenha efeito adverso nos viveiros estudados.

Effects of rainfall on water quality in six sequentially disposed fishponds with continuous water flow

An investigation was carried out during the rainy period in six semi-intensive production fish ponds in which water flowed from one pond to another without undergoing any treatment. Eight sampling sites were assigned at pond outlets during the rainy period (December-February). Lowest and highest physical and chemical parameters of water occurred in pond P1 (a site near the springs) and in pond P4 (a critical site that received allochthonous material from the other ponds and also from frog culture ponds), respectively. Pond sequential layout caused concentration of nutrients, chlorophyll-a and conductivity. Seasonal rains increased the water flow in the ponds and, consequently, silted more particles and other dissolved material from one fish pond to another. Silting increased limnological variables from P3 to P6. Although results suggest that during the period under analysis, rainfall affected positively the ponds' water quality and since the analyzed systems have been aligned in a sequential layout with constant water flow from fish ponds and parallel tanks without any previous treatment, care has to be taken so that an increase in rain-induced water flow does not have a contrary effect in the fish ponds investigated.

O estudo foi efetuado durante o período de chuva (dezembro-fevereiro) em seis viveiros de produção semi-intensiva de peixes, a fim de avaliar o efeito da chuva na qualidade da água de viveiros que apresentam fluxo contínuo de água, a qual é passada de um viveiro para outro sem tratamento prévio. Foram amostrados oito pontos de coleta nas saídas dos viveiros. O viveiro P1 (próximo à nascente) apresentou as menores concentrações físicas e químicas da água e as maiores no viveiro P4 (considerado um ponto crítico recebendo material alóctone proveniente de outros viveiros e do escoamento do setor de criação de rãs). A disposição seqüencial dos viveiros estudados promoveu aumento nas concentrações dos nutrientes, clorofila-a e condutividade. As chuvas características desta época do ano aumentaram o fluxo de água nos viveiros e conseqüentemente, carreando material particulado e dissolvido de um viveiro para outro e, promovendo um aumento das variáveis limnológicas em direção do P3 ao P6. Os resultados sugerem que a chuva no período de estudo afetou positivamente a qualidade da água dos viveiros estudados, porém, como os sistemas analisados estão dispostos em distribuição seqüencial e escoamento constante da água de viveiros e tanques paralelos sem tratamento prévio, cuidados devem ser averiguados para que o aumento do fluxo de água provocado pelas chuvas não tenha efeito adverso nos viveiros estudados.