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Radical cyclization continues to be a central methodology for the preparation of natural products containing heterocyclic rings. The use of electrogenerated nickel(I) complexes as mediators for cathodic intramolecular cyclizations proved to be successful in the formation of carbocyclic products. In this work, the indirect electroreductive intramolecular cyclization of bromoalkoxylated derivatives 1 catalyzed by electrogenerated (1,4,8,11-tetramethyl-1,4,8,11-tetraaza-cyclotetradecane)nickel(I), [Ni(tmc)] + , as the catalysts in the ionic liquids, N,N,N-trimethyl-N-(2-hydroxyethyl)ammonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, [N 1 1 1 2(OH) ][NTf 2 ] and 1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate, [C 2 mim][C 2 SO 4 ] has been investigated by cyclic voltammetry and controlled-potential electrolysis. During controlled-potential electrolyses of solutions of Ni(II) complex in the presence of bromoalkoxylated derivatives 1, only five-membered-ring esters were obtained in moderate to good yields as the main products., We are grateful to the Fundação para a Ciência e Tecnologia (PEst-C/QUI/UI0686/2013 and FCOMP-01-0124-FEDER-037302) for financial support of this work., info:eu-repo/semantics/publishedVersion

The electrochemical intramolecular cyclisation of allyl 2-bromophenyl ethers in N,N'-dimethylformamide at constant current in a diaphragmless cell has been developed using Ni(II) and Co(II) complexes as electron-transfer mediators. Cyclic compounds are obtained in good yields under appropriate experimental conditions.

Cyclic voltammograms for the reduction of ethyl 2-bromo-3-(3′,4′-dimethoxyphenyl)-3-(propargyloxy)propanoate (1) at glassy carbon electrodes in dimethylformamide containing tetraalkylammonium salts exhibit three prominent waves corresponding to cleavage of the carbon–bromine bond and to subsequent reduction of ethyl trans-3-(3′,4′-dimethoxyphenyl)-prop-2-enoate (4). Controlled–potential electrolyses of 1 at potentials corresponding to reduction of the carbon–bromine bond afford 4 as the major product with an average yield of 56%. In the presence of a proton donor (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol), the quantity of 4 decreases slightly, and 2-(3′,4′-dimethoxyphenyl)-3-(ethoxycarbonyl)-4-methyl-2,5-dihydrofuran (3) is obtained in moderate amount (~26%). We propose a mechanistic scheme whereby the major products are formed via a combination of one- and two-electron processes., Fundação Calouste Gulbenkian.

Dissertação de mestrado em Ciências – Formação Contínua de Professores (área de especialização em Física e Química), O presente trabalho foi elaborado no contexto do Projeto Individual do Mestrado em Ciências – Formação Contínua de Professores (MC-FCP), ao abrigo do despacho RT – 38/2011 da Universidade do Minho. É uma tese na área de especialização em Física e Química, com o tema Caracterização Físico – Química de Águas e tem como objetivo estabelecer uma relação entre a Química Analítica e o ensino da Química. A formação contínua de professores deverá adquirir um sentido que valorize não só a aquisição de conhecimentos, mas sobretudo o desenvolvimento de competências que se justificam, em grande parte, pelas características da sociedade moderna que colocam novas exigências ao «saber», ao «saber fazer» e, sobretudo, ao «saber como fazer» dos profissionais de educação. No ensino da química, o professor tem o papel de ensinar, transmitindo conteúdos mas também de motivar e proporcionar o gosto pelo estudo desta disciplina. Nesse sentido a importância que as atividades laboratoriais apresentam no ensino e na aprendizagem das ciências depende da sua relação com os objetivos da educação em ciências e da forma como o professor as implementa e avalia. O trabalho desenvolvido, consistiu na realização de análises físico-químicas em três amostras de água, por métodos analíticos clássicos. As amostras analisadas são provenientes de fontes distintas, nomeadamente de um rio, de uma gruta e de um fontanário de águas públicas. Após as análises foi realizado o tratamento estatístico e a discussão de resultados. Visto ser importante relacionar o ensino da Química com a Química Analítica, foi elaborado um procedimento experimental de uma atividade laboratorial, enquadrada num tema abordado no 12º ano de escolaridade, com a possibilidade de dar um contributo na abordagem da unidade temática 1: Metais e ligas metálicas, subunidade 3: Metais, ambiente e vida e que possa vir a ser implementado por qualquer professor. Como a qualquer atividade laboratorial deve estar inerente o processo de avaliação, também foi sugerido um método de avaliação para a respetiva atividade., This report was developed in the context of the Master degree of Science – Further Education for Teacher in the specialization area of Physical Chemistry, according to the Rector’s document RT - 38/2011, whose application is regulated by circular VRT / RVC-01/2012. It is a thesis within the theme “Physical and Chemistry Characterization of Water” and the main objective is to establish a relationship between analytical chemistry and chemistry teaching. The continuing training of teachers must not only value the acquired knowledge, but also the development of skills that are justified by the characteristics of modern society that place new demands such as, “to know”, “to know to do" and "how to know to do" to the professionals of education. In chemistry teaching, the teacher's role is to teach, to transmit content but also to motivate and to provide the taste for the study of this discipline. In this sense, the importance that laboratory activities present in the teaching and learning of science depends on its relationship with the objectives of education in science and how the teacher implements and evaluates. The work developed consisted of physical-chemical analysis of three water samples by standard analytical methods. The samples are from different sources, including a river, a cave and a public water fountain. After the analysis, the statistical analysis and discussion of the results was performed. Since it is important to relate the Teaching of Chemistry with Analytical Chemistry, it was developed an experimental procedure of a laboratory activity, under the topic covered in the 12th grade, with the possibility of giving a contribution in the thematic unit 1: Metals and alloys metal, subunit 3: Metals, environment and life, which may be implemented in the class room. It was also suggested an evaluation method for the mentioned activity.

Relatório de atividade profissional de mestrado em Ciências – Formação Contínua de Professores (área de especialização em Física e Química), O presente relatório de atividade profissional constitui uma reflexão crítica de dezoito anos de docência, enquanto professora de Física e Química. Foi elaborado no âmbito do Mestrado em Ciências – Formação contínua de professores, área de especialização de Física e Química, ao abrigo do despacho RT – 38/2011, cuja aplicação é regulamentada pela circular VRT/RVC-01/2012. Está organizado em cinco capítulos, dos quais constam uma introdução, o enquadramento científico, os projetos desenvolvidos, a formação adquirida e os trabalhos científicos elaborados. No desenvolvimento de cada um destes capítulos é feita uma reflexão crítica do impacto na minha atividade profissional como docente e na promoção do sucesso escolar dos meus alunos. Na introdução, referem-se as razões que levaram à escolha do tema “A Tabela Periódica”, enquadrando-o no âmbito dos programas curriculares da disciplina de Físico-Química do terceiro ciclo e do ensino secundário. O desenvolvimento do tema escolhido é realizado no segundo capítulo. É feita uma retrospetiva histórica da evolução da Tabela Periódica e uma análise da sua organização. Referem-se ainda as perspetivas da sua evolução, tendo em consideração o desenvolvimento do conhecimento científico e tecnológico. No terceiro capítulo são expostos alguns projetos de caráter científico e faz-se uma reflexão das mais-valias no sucesso e na formação escolar dos meus alunos. No quarto capítulo analisa-se o impacto que algumas formações tiveram na atualização e enriquecimento dos meus conhecimentos científicos. Da forma como tal se refletiu na prática docente e nas aprendizagens dos meus alunos. No quinto capítulo referem-se alguns trabalhos científicos que contribuíram para o enriquecimento da minha formação académica. O conhecimento é um dos nossos bens mais preciosos e deve ser partilhado, para ter utilidade. Nós, os professores, temos o privilégio de ter essa partilha por missão, na nossa profissão. Deve ser nossa preocupação não só transmitir aos nossos alunos conhecimentos cientificamente corretos, mas também estimular a sua criatividade e autonomia, o seu interesse e curiosidade, promovendo o desenvolvimento integral de cada um. “If you have an apple and I have an apple and we exchange these apples then you and I will still each have one apple. But if you have an idea and I have an idea and we exchange these ideas, then each of us will have two ideas.” ― George Bernard Shaw, This report professional activity is a critical reflection of eighteen years of teaching Physics and Chemistry. Was developed within the Master degree of Science – Further Education for Teacher in the specialization of Physics and Chemistry, according to the Rector’s document RT - 38/2011, whose application is regulated by circular VRT / RVC-01/2012. Is organized into five chapters, which contain an introduction, the scientific framework, developed projects, the training received and the elaborate scientific papers. In the development of each of these chapters, is made a critical reflection of the impact on my professional activities as a teacher and in promoting academic success of my students. The introduction, refer to the reasons that led to the choice of the theme "The Periodic Table", framing it within the curriculum of the Physics and Chemistry of the third cycle and of the secondary education level. The development of the chosen topic is performed in the second chapter. A historical retrospective of the evolution of the Periodic Table and an analysis of its organization is made. Still refer to the prospects of its development, taking into account the development of scientific and technological knowledge. The third chapter exposed some scientific projects and a reflection of the gains in the success and development of students. The fourth chapter analyzes the impact that some enrichment training had on my scientific knowledge update. How this was reflected in teaching practice and on student learning. The fifth chapter refers to some scientific papers that have contributed to the enrichment of my academic training. Knowledge is one of our most precious and must be shared to be useful assets. We, as teachers, have the privilege of this mission in our profession. Our concern should be not only convey to our students scientifically correct knowledge, but also stimulate their creativity and autonomy, their interest and curiosity, fostering integral development of each one. “If you have an apple and I have an apple and we exchange these apples then you and I will still each have one apple. But if you have an idea and I have an idea and we exchange these ideas, then each of us will have two ideas.” ― George Bernard Shaw

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química, Os solventes orgânicos usualmente mais utilizados na química causam grandes preocupações no seu processamento químico após a sua utilização. Estes compostos possuem características muito preocupantes a nível ambiental, tais como a sua toxicidade elevada, volatilidade e natureza inflamável. Este “cocktail” de características presentes num só composto tem levantado várias questões ambientais. As emissões atmosféricas e contaminação de lagos e rios são assuntos que estão na ordem do dia e que têm levado à proibição do uso destes compostos. Tendo em consideração esses aspetos, emergiu a necessidade, de certa forma urgente, de alguns investigadores virarem esforços para investigações que os levassem ao encontro de um novo composto que pudesse ser utilizado em circunstâncias idênticas mas que ambientalmente fosse, de certa forma, menos poluente. A investigação, intitulada de “Engenharia Verde”, levou ao aparecimento de novos compostos tais como o CO2 supercrítico, os sistemas bifásicos aquosos e, os mais interessantes, os líquidos iónicos (ILs – do inglês Ionic Liquids). Também conhecidos como sais fundidos, os líquidos iónicos fazem parte de uma das áreas mais exploradas na química dos dias de hoje. Estes compostos têm atraído uma grande atenção por parte de vários investigadores, devido às suas excelentes características. De um modo geral, os líquidos iónicos apresentam uma grande estabilidade térmica, química e eletroquímica e também uma baixa pressão de vapor. Os ILs fornecem um meio muito atrativo para uma grande diversidade de processos químicos, podendo adquirir uma grande variedade de estruturas. Este facto fez com que os apelidassem de “Designers Solvents”. No entanto a sua viscosidade elevada traduz-se numa desvantagem na sua utilização. Os líquidos iónicos podem ser utilizados em síntese orgânica, catálise e bio-catálise. Neste trabalho, foram efetuados estudos relativos ao comportamento eletroquímico de compostos sintetizados utilizando diferentes tipos de líquidos iónicos com vista a futuras aplicações em eletrossíntese. Foram também preparados e caracterizados eletrólitos poliméricos sólidos (SPEs) baseados em pectina, líquido iónico e glicerol como plasticizante. Os SPEs foram caracterizados em relação à sua estrutura e morfologia, condutividade iónica e estabilidade eletroquímica., The most common organic solvents used in chemistry, cause major concerns in its chemical processing after use. These compounds are causing concerns throughout the world, because they have harmful characteristics such as its high toxicity, volatility and flammable nature. This mixture of characteristics present in only one compound has raised several environmental issues. Atmospheric emissions and contamination of lakes and rivers are issues, which are on the table and have led to the prohibition of the use of these compounds. Considering these aspects urgently emerged the need of several investigators turn to research which would lead to the meeting of a new compound that could be used in similar circumstances which was less polluting. The research, titled “Green Engineering”, led to appearing of new compounds such as supercritical CO2, aqueous two-phase systems and, the most interesting, the ionic liquids (ILs). Also known as fused salts, the ionic liquids are part of one of areas more explored in the today’s chemistry. These compounds have attracted a great attention by several researchers, due to its excellent features. Generally speaking, the ionic liquids have a greater thermal, chemical and electrochemical stability and also a low vapor pressure. The ILs, provide a very attractive medium for a wide diversity of chemical processes and they may acquire a variety of structures. This fact meant that dubbed them “Designers Solvents”. However, their high viscosity translates into a drawback. The ionic liquids can be used in organic synthesis, catalysis and bio-catalysis. In this work studies of the electrochemical behavior of the synthesized compounds were made, using different types of ionic liquids for future applications in electro-synthesis. Were also prepared and characterized solid polymer electrolytes (SPEs) based on pectin, ionic liquid and glycerol as plasticizer. The SPEs have been characterized with respect to their structure and morphology, ionic conductivity and electrochemical stability.

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caraterização e Análise Química, Os bio-solventes são solventes biodegradáveis, o que significa que após o seu uso podem ser decompostos pelos microorganismos presentes no meio ambiente. Para evitar o uso dos solventes orgânicos voláteis novos solventes têm sido desenvolvidos e utilizados como é o caso dos fluidos supercríticos e mais recentemente os líquidos iónicos. Os líquidos iónicos são sais, líquidos à temperatura ambiente, que são conhecidos pelo seu excelente desempenho como eletrólitos, com condutividade iónica e estabilidade eletroquímica e térmica elevada. Estes meios apresentam a vantagem de serem menos tóxicos e podem constituir assim uma alternativa eficaz em relação aos solventes orgânicos convencionais. Os líquidos iónicos podem ser também utilizados na preparação de eletrólitos poliméricos sólidos (SPEs) que consistem num sal dissolvido numa matriz polimérica formando uma solução sólida condutora de iões. A elevada estabilidade, baixo custo de produção e a possibilidade de construir células com arquiteturas inovadoras apresentadas pelos eletrólitos poliméricos tornouos candidatos à substituição em aplicações comerciais, dos eletrólitos sólidos e líquidos anteriormente testados. Recentemente, a síntese de SPEs baseados em polímeros naturais tem atraído bastante atenção. O interesse nestes materiais resulta da sua biodegrabilidade, baixo custo de produção e boas propriedades físicas e químicas. Neste trabalho foram realizados estudos sobre o comportamento eletroquímico de compostos modelo nos líquidos iónicos com vista à sua futura aplicação em electrossíntese. É também descrita a síntese e caracterização de SPEs baseados em polímeros naturais (gellan gum), líquidos iónicos e sais de lantanídeo (triflato de érbio). Os SPEs sintetizados foram caracterizados em relação à sua estrutura e morfologia, condutividade iónica e estabilidade eletroquímica., The bio-solvents are bio-degradable solvents, which means that after used can be decomposed by microorganisms present in the environment. To avoid the use of volatile organic solvents, new solvents have been developed and used, as is the case for supercritical fluids and more recently ionic liquids. Ionic liquids are salts, liquid at room temperature, which are known for their excellent performance as electrolytes with ionic conductivity and high thermal and electrochemical stability. Those media have the advantage that they are less toxic and can thus constitute an efficient alternative compared to conventional organic solvents. Ionic liquids may also be used in the preparation of solid polymer electrolytes (SPEs) comprising a salt dissolved in a polymer matrix forming a solid ion-conducting solution. The high stability, low production cost and possibility to build cells with innovative architectures presented by polymer electrolyte became candidates for replacement in the commercial applications of solid electrolytes and fluids previously tested. Recently, the synthesis of SPEs based on natural polymers has attracted much attention. The interest in these materials results from their biodegradability, low production cost and good physical and chemical properties. In this work, we have studied the electrochemical behavior of model compounds in ionic liquids with a view to future application in electrosynthesis. It is also described the synthesis and characterization of SPEs based on natural polymers (gellan gum) ionic liquids and lanthanide salts (erbium triflate). The SPEs have been characterized with respect to their structure and morphology, ionic conductivity and electrochemical stability.