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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Ribeiro, Fabiana Alves de Lima
Título: Aplicação de Métodos de Análise Multivariada no Estudo de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos
Ano: 2001
Orientadora: Profa. Dra. Márcia Miguel Castro Ferreira
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Quimiometria, PAH, Química Ambiental, QSPR
Resumo: Neste trabalho foram feitas algumas aplicações de métodos de análise multivariada no estudo de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs). O texto está organizado em três partes: A primeira parte contém uma breve introdução aos métodos de análise multivariada, com ênfase nas duas técnicas utilizadas neste projeto: análise de componentes principais (PCA) e regressão por mínimos quadrados parciais (PLS). Esta introdução não tem a pretensão de ser minuciosa e extensiva, abordando exaustivamente cada um dos inúmeros métodos de análise multivariada. Foi colocada no texto apenas para situar o leitor menos experiente na área, a respeito dos métodos aqui utilizados. Na segunda parte foi realizada uma análise exploratória dos efeitos do derramamento de óleo do petroleiro Exxon Valdez sobre sedimentos marinhos em Prince William Sound, Alasca. Os dados para este estudo foram retirados da literatura, em que os autores analisaram o teor de 10 tipos diferentes de PAHs em 82 amostras de sedimento marinho coletadas em três profundidades diferentes em duas baías atingidas pelo óleo. Este é um exemplo interessante e muito ilustrativo das possibilidades da aplicação de métodos quimiométricos no tratamento de dados ambientais. Na terceira parte foi realizado um estudo das relações quantitativas estrutura- propriedades dos PAHs por meio da utilização de modelos de previsão de algumas propriedades físico-químicas relacionadas ao impacto ambiental destes compostos. As propriedades estudadas foram: ponto de ebulição, coeficiente de partição octanol-água, índice de retenção e fototoxidez. Para a construção dos modelos, a geometria das moléculas de PAH foi otimizada, e alguns descritores termodinâmicos, eletrônicos, estéricos e topológicos foram calculados: energia dos orbitais de fronteira, dureza molecular, momento de dipolo, eletronegatividade, polarizabilidade, cargas, propriedades termodinâmicas, volume, área, além de 151 índices topológicos. Utilizamos o método dos mínimos quadrados parciais com preprocessamento autoescalado e validação cruzada para elaboração de modelos de regressão de um conjunto de amostras cujas propriedades experimentais eram conhecidas. Uma vez validados estes modelos, tais propriedades foram previstas para um conjunto de moléculas cujos resultados experimentais não foram ainda medidos experimentalmente.
Abstract: This work encompasses some applications on multivariate analysis in order to study aspects related to the polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH). It is organized in three parts. Part I - this part was dedicated to a brief introduction of multivariate analyses methods, emphasizing two techniques used in this project: principal componentes analysis (PCA) and partial least squares regression (PLS). This introductory part does not intend to be detailed, extensive and exaustive approach of each of these methods. It was included in the text just to guide the reader not so familiar about the methods used in this area. Part II - an exploratory data analysis on the effects of the spill oil of the tanker Exxon Valdez over marine sediments in Prince William Sound, Alaska, was made. The data used here was extracted from literature. The authors analysed the content of 10 diferents types of PAHs in 82 samples of marine sediment colleted at three different depths in two bays that were affected by the spill. This is a interesting and very illustrative chemometric application in the treatment of environmental data. Part III - Quantitative Structure-Property Relationship study of PAHs using prediction models of some physicochemical properties of these compounds related to their environmental impact was made. The following properties were studied: boiling point, octanol-water partition coefficient, retention index, and phototoxicity. Geometry of all PAHs were optimized and used to calculate thermodynamic, electronics, sterics and topologic descriptors. Such descriptors were: HOMO and LUMO energies, molecular hardness, polarizability, charges, thermodynamics properties, volume, area and additionally, 151 topologic index. The data was the autoscaled and partial least squares with cross-validation was used for building the regression models. After the models were validated, such properties were predicted for a set of molecules in wich experimental measurements were not performed yet.
Arquivo (Texto Completo): vtls000238361.pdf (tamanho: 1,25 MB)

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