04 de Novembro - 15 horas1. Comunicação do académico Senhor Artur Silva, intitulada Química orgânica sintética na preparação de compostos biologicamente ativos.
A indústria química concentrou-se durante muitos anos em processos sintéticos clássicos de importantes produtos químicos usados como reagentes de partida ou de produtos químicos intermediários produzidos em larga escala e utilizados em transformações químicas industriais. Hoje em dia, os químicos orgânicos pretendem gerar as moléculas alvo através de processos químicos mais verdes, usando solventes menos tóxicos e mais seguros, ou levando a cabo as reações sem solvente, bem como pela redução do consumo de energia, pelo uso de condições de reação mais amenas, e de forma a minimizar a produção de resíduos. Para atingir estes objetivos, têm-se vindo a desenvolver metodologias de síntese mais ecológicas e usando processos de aquecimento alternativos. Nos últimos anos, o nosso grupo de investigação tem-se concentrado no estabelecimento de novas rotas de síntese para compostos heterocíclicos de oxigénio e nitrogénio, bem como na síntese de bibliotecas de compostos para serem avaliados pelas suas atividades biológicas. Esses estudos permitiram descobrir compostos com importante atividade farmacológica, preparados através de métodos de síntese orgânica mais ecológicos. Nesta comunicação será apresentada uma série de novos métodos de síntese de compostos polifenólicos, carbo-hidratos, pirazóis, quinolonas, acridonas, compostos policíclicos e algumas de suas transformações. Essas rotas sintéticas e transformações envolvem condensações aldólicas, reações de um único passo, adições de conjugados, reações de cicloadição, reações de acoplamento cruzado de paládio, reações tandem e reações organocatalisadas e catalisadas por metais que poderão ser úteis para os colegas que trabalham em materiais e biomateriais. Serão também apresentados melhoramentos de alguns métodos de síntese, tendo como objetivo a utilização de condições experimentais mais amigas do ambiente. Neste âmbito deve realçar-se a utilização de água como solvente ou reações sem solvente e o uso de aquecimento ómico ou assistido por micro-ondas, levando na maioria dos casos a rendimentos de reação mais elevados e a tempos de reação mais curtos (economia de energia).
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A Flavor of Synthetic Organic Chemistry towards Biologically Active Compounds
Chemical industry was focused from many years on some classic synthetic processes of important starting chemicals or crucial chemicals produced in high volume as intermediates in synthetic industrial reactions. Nowadays synthetic chemists intend to generate the target molecules through greener chemical processes, by using safer, less toxic, and more benign solvents, or by solvents elimination, as well as by lowering energy consumption, through the use of milder reaction conditions, and to minimize waste production. To achieve this goal greener synthetic methodologies and alternative heating processes have been developed.
In the last years our research group have been focused in the establishment of new synthetic routes for oxygen and nitrogen heterocyclic compounds, as well as in the synthesis of libraries of compounds to be assessed for their biological activities. These studies led us to disclose compounds with important pharmacological activities, by using greener synthetic organic methods.
In the present lecture it will be presented a series of novel synthetic methods of polyphenolic compounds, carbohydrates, pyrazoles, quinolones, acridones, polycyclic compounds and some of their transformations. These synthetic routes and organic transformations will involve aldol condensations, one-pot reactions, conjugate additions, cycloaddition reactions, palladium cross-coupling reactions, tandem reactions and organo- and metal-catalyzed reactions that can be useful for those working in materials and biomaterials, namely in their construction, derivatization and chemical transformation. Improvements in the synthetic organic methods towards greener conditions will be also presented, namely the use of water as solvent or solvent-free conditions and the use ohmic and microwave-assisted transformations, leading in most cases to higher reaction yields (waste reduction) and shorter reaction times (energy savings).
2. Comunicação da académica Senhora D. Isabel Moura, intitulada Uma Visita guiada à desnitricação.
Na forma de uma visita guiada a paisagens desafiantes, apresentamos uma revisão concisa dos aspetos bioinorgânicos da desnitrificação, em particular dando ênfase a aspetos estruturais e mecanísticos das enzimas envolvidas neste complexo caminho constituído por várias etapas consecutivas. Uma primeira observação é a diversidade de metais encontrada neste percurso metabólico. Em seguida, observamos que a desnitrificação (ou redução dissimilativa do nitrato) é um processo anaeróbico usado por algumas bactérias para gerar energia. Este processo é importante em muitos aspetos, mas as implicações ambientais têm um papel muito relevante. A acumulação do nitrato e a libertação do óxido nitroso para a atmosfera devido ao uso excessivo de fertilizantes na agricultura são exemplos de dois problemas ambientais onde a desnitrificação desempenha um papel principal. Finalmente, num olhar mais aprofundado, mostramos que a redução de nitrato a azoto é conseguida em quatro etapas sequenciais por quatro metalo-enzimas diferentes: o nitrato é reduzido a nitrito, depois a óxido nítrico, seguido da redução a óxido nitroso e, no final, a redução a azoto. Uma viagem surpreendente!
Palavras chave: ciclo do Azoto, desnitrificação, utilização de nitratos e nitritos, acumulação de óxidos de azoto, ambiente.
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A guided tour to denitrification
As a guided tour to visit challenging landscapes, a concise review of the bioinorganic aspects of denitrification is outlined, with emphasis to structural and mechanistic aspects of the relevant enzymes involved in this complex stepwise pathway. The first observation is on the metal diversity detected in this metabolic pathway. Denitrification (or dissimilative nitrate reduction) is a anaerobic process used by some bacteria for energy generation. This process is important in many aspects, and environmental implications have a particular relevance. Nitrate accumulation and release of nitrous oxide in the atmosphere due to excess use of fertilizers in agriculture are two examples of environmental problems, where denitrification plays a central role. Finally, in a more detailed view, we will show that the reduction of nitrate to nitrogen gas is accomplished by four different types of metalloenzymes in four simple steps: nitrate is reduced to nitrite, then to nitric oxide, followed by the reduction to nitrous oxide and by a final reduction to dinitrogen. A surprising tour!
Keywords: denitrification, nitrate reductase, nitrite reductase, nitric oxide reductase, nitrous oxide reductases, environment
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