Área de Concentração: Química
LINHA DE PESQUISA
1. Química de Produtos Naturais, Biodiversidade e Biotecnologia.
A Química de Produtos Naturais é o ramo da Química Orgânica responsável
pelo isolamento e caracterização de substâncias naturais produzidas através do
metabolismo secundário de plantas, microrganismos e animais marinhos. Os estudos
nesta área são considerados estratégicos por envolver o conhecimento da biodiversidade
num sentido amplo, além de fornecer fontes renováveis de substâncias com importância
nas diversas áreas da ciência e tecnologia. A Biotecnologia, por definição, refere-se ao
uso de conhecimentos sobre os processos biológicos e sobre as propriedades dos seres
vivos, com o fim de resolver problemas e criar produtos de utilidade ou, ainda, ao uso
de organismos vivos ou parte deles, para a produção de bens e serviços. A Amazônia
compreende um dos maiores e mais diversificados biomas do planeta contendo uma rica
biodiversidade de fauna e flora com alto grau de endemismo. Dentro desse contexto, a
linha de pesquisa de Química de Produtos Naturais, Biodiversidade e Biotecnologia do
Curso de Pós-Graduação em Química da UFPA, localizado na Amazônica, pretende
aproveitar os insumos e resíduos da Amazônia na investigação química, farmacológica e
biológica de plantas medicinais, animais marinhos e microrganismos associados, na
busca de novas moléculas com potenciais de utilização médica, bioquímica, biológica e
agroquímica, além de realizar estudos de processos biotecnológicos objetivando a
obtenção de intermediários ou substâncias orgânicas com alto valor agregado para
aplicação nas indústrias farmacêutica, cosmético/fragrância e agroquímica.
2. Química Computacional.
A Química Computacional (QC) representa um campo interdisciplinar dentro da
Química, abrangendo todas as suas especialidades, tecnologias e indústrias associadas.
O propósito fundamental da QC reside no desenvolvimento e emprego de software
especializado para abordar questões no âmbito químico, bioquímico, tecnológico e
industrial. Assim, a QC resulta na identificação de várias vertentes, tais como
Modelagem Molecular (ou Simulação Molecular), Quimiometria, Quimioinformática e
Bioinformática, que podem ser sistematizadas em objetivos e métodos específicos: (i)
Cálculo de propriedades de moléculas, sejam elas reais ou ainda não sintetizadas, assim
como de sistemas moleculares abrangendo sólidos, líquidos, gases, plasmas, interfaces e
organismos biológicos. A diversidade de propriedades engloba desde estruturas
eletrônicas e conformações de moléculas isoladas até diferentes formas de energia,
dinâmica e reatividade de sistemas moleculares. Os fundamentos baseiam-se em teorias
e modelos de mecânica molecular (MM) e mecânica quântica (MQ), eletromagnetismo
e termodinâmica estatística. Os métodos computacionais típicos incluem ab initio,
Teoria do Funcional de Densidade, Hartree-Fock e semi-empíricos, mecânica e
dinâmica moleculares, Monte Carlo, incluindo aqueles relacionados à cinética química e
bioquímica, minimização de energia, análise conformacional e espetroscópica,
integração e perturbação termodinâmicas, tratamento de erros e ancoragem molecular,
bem como, métodos híbridos MQ/MM. Esses aspectos são comumente associados à
denominação Modelagem Molecular (ou Simulação Molecular). (ii) Análise e
tratamento de informações químicas provenientes de experiências laboratoriais,
monitorização instrumental/industrial e simulações, em tempo real ou armazenadas em
bases de dados (tipicamente com números de entradas da ordem de vários milhões). Isso
inclui, por exemplo: (a) previsão de espectros (RMN, Infravermelho, Massa, etc.) que
complementam a confirmação de sínteses químicas; (b) determinação de relações de
estrutura-atividade molecular (QSAR); (c) planeamento e assistência de técnicas
experimentais automatizadas (como química combinatorial, "high-throughput
screening" e "flowshops") voltadas para a síntese simultânea de vários produtos, de
interesse químico, agroquímico e farmacêutico; (d) determinação de sequências
genéticas; (e) classificação automática de reações químicas e bioquímicas; (f)
reconhecimento de padrões; (h) controle de qualidade e calibração instrumental.
3. Química Aplicada a Energia, Materiais e Métodos Analíticos
A linha de pesquisa Química Aplicada a Energia, Materiais e Métodos
Analíticos do PPGQ tem como objetivos sintetizar materiais de micro, meso e
macroporosos para sua utilização como catalisadores ou adsorventes; desenvolver e
estudar novos processos e rotas na produção de combustíveis e derivados; desenvolver
biocatalisadores e bioprocessos; aproveitar os resíduos industriais no desenvolvimento
de novos materiais, catalisadores e processos industriais e desenvolver biopolímeros e
compósitos biodegradáveis, além de envolver o emprego de diferentes estratégias
analíticas para o preparo de amostras e calibração, assim como a obtenção de
metodologias mais rápidas, robustas, econômicas, sustentáveis, eficientes e com as
diretrizes da química verde. Desenvolver e aplicar métodos que utilizam as mais
variadas técnicas analíticas, tais como espectroscópicas, eletroquímicas,
cromatográficas, e eletroforéticas, utilizadas na determinação de constituintes
inorgânicos e orgânicos, de interesse ambiental, farmacêutico, alimentício e clínico, nos
mais variados tipos de matrizes, empregar também técnicas analíticas e bioanalíticas
para analisar substâncias importantes presentes nos seres vivos e outros sistemas
biológicos, e em análises que podem indicar adulteração ou falsificação em alimentos,
produtos naturais e medicamentos. Desenvolvimento de métodos quimiométricos para o
planejamento de metodologias analíticas uni e multivariadas e processamento de sinais
analíticos (filtragem, suavização, compressão etc.), empregando modelos de calibração
e de classificação em diversas técnicas analíticas instrumentais, aplicadas à análise de
amostras de óleos naturais, águas, bebidas, alimentos, medicamentos, combustíveis etc.
Desenvolvimento de estudos de avaliação do impacto ambiental de poluentes orgânicos
e inorgânicos, naturais ou não, é os processos de monitoramento e/ou controle desses
poluentes; extração e análise de compostos em amostras ambientais diversas (águas,
solos, sedimentos, resíduos, ar e esgotos); estudos da especiação de metais no meio
ambiente.