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Publicação
Development of polymer networks for the purification of stilbenes and lignans in pinus pinea and pinus pinaster
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Resumo(s)
This thesis presents a comprehensive study on the use of functionalized polymer networks for the separation and enrichment of lignans from pine extracts, with the goal of valorizing forestry by-products using sustainable techniques. Lignans such as Pinoresinol and its derivatives are bioactive compounds with significant pharmacological interest, found in considerable amounts in the pine trees like Pinus pinaster and Pinus pinea. The crude extract was obtained via ultrasound-assisted extraction using an ethanol/water mixture (80:20 v/v), which ensured a more efficient release of bioactive compounds without compromising their structural integrity. A polymer network based on bis(acrylamido)pyridine was synthesized and used in a sorption/desorption process to selectivity isolate lignans. Elution with a 60:40 ethanol/water mixture allowed a notable enrichment of lignans, with the main compound showing a six-fold enrichment compared to the original crude extract.
The performance of the polymer network was further demonstrated through a two-cycle sorption/desorption process, confirming its reusability and stability, which are essential for real-world applications. The experimental design incorporated several characterization techniques to validate the presence and concentration of lignans in the different fractions. This work not only confirms the viability of using functional polymer networks for the selective enrichment of lignans but also opens the possibility for similar methodologies to be applied to related compounds, such as stilbenes, also present in Pinus by-products. The presented strategy contributes to the development of greener, more efficient purification technologies aligned with the principles of the circular economy.
Esta dissertação apresenta um estudo abrangente sobre a utilização de redes poliméricas funcionalizadas para a separação e enriquecimento de lignanos a partir de extratos de pinheiro, com o objetivo de valorizar subprodutos florestais através de técnicas sustentáveis. Lignanos como o pinoresinol e os seus derivados são compostos bioativos de elevado interesse farmacológico, encontrados em quantidades consideráveis em espécies de pinheiro como o Pinus pinaster e o Pinus pinea. O extrato bruto foi obtido por extração assistida por ultrassons, utilizando uma mistura etanol/água (80:20 v/v), que assegurou uma libertação mais eficiente dos compostos bioativos sem comprometer a sua integridade estrutural. Foi sintetizada uma rede polimérica baseada em bis(acrilamido)piridina, utilizada num processo de sorção/dessorção para isolar seletivamente os lignanos. A eluição com uma mistura etanol/água (60:40) permitiu um enriquecimento notável em lignanos, sendo que o composto principal apresentou um enriquecimento seis vezes superior em comparação com o extrato bruto original. O desempenho da rede polimérica foi ainda demonstrado através de um processo de sorção/dessorção em dois ciclos, confirmando a sua reutilização e estabilidade, aspetos essenciais para aplicações práticas. O desenho experimental incorporou várias técnicas de caracterização para validar a presença e a concentração de lignanos nas diferentes frações. Este trabalho não só confirma a viabilidade da utilização de redes poliméricas funcionais para o enriquecimento seletivo de lignanos, como também abre a possibilidade de aplicar metodologias semelhantes a compostos relacionados, como os estilbenos, também presentes em subprodutos de Pinus. A estratégia apresentada contribui para o desenvolvimento de tecnologias de purificação mais verdes e eficientes, alinhadas com os princípios da economia circular.
Esta dissertação apresenta um estudo abrangente sobre a utilização de redes poliméricas funcionalizadas para a separação e enriquecimento de lignanos a partir de extratos de pinheiro, com o objetivo de valorizar subprodutos florestais através de técnicas sustentáveis. Lignanos como o pinoresinol e os seus derivados são compostos bioativos de elevado interesse farmacológico, encontrados em quantidades consideráveis em espécies de pinheiro como o Pinus pinaster e o Pinus pinea. O extrato bruto foi obtido por extração assistida por ultrassons, utilizando uma mistura etanol/água (80:20 v/v), que assegurou uma libertação mais eficiente dos compostos bioativos sem comprometer a sua integridade estrutural. Foi sintetizada uma rede polimérica baseada em bis(acrilamido)piridina, utilizada num processo de sorção/dessorção para isolar seletivamente os lignanos. A eluição com uma mistura etanol/água (60:40) permitiu um enriquecimento notável em lignanos, sendo que o composto principal apresentou um enriquecimento seis vezes superior em comparação com o extrato bruto original. O desempenho da rede polimérica foi ainda demonstrado através de um processo de sorção/dessorção em dois ciclos, confirmando a sua reutilização e estabilidade, aspetos essenciais para aplicações práticas. O desenho experimental incorporou várias técnicas de caracterização para validar a presença e a concentração de lignanos nas diferentes frações. Este trabalho não só confirma a viabilidade da utilização de redes poliméricas funcionais para o enriquecimento seletivo de lignanos, como também abre a possibilidade de aplicar metodologias semelhantes a compostos relacionados, como os estilbenos, também presentes em subprodutos de Pinus. A estratégia apresentada contribui para o desenvolvimento de tecnologias de purificação mais verdes e eficientes, alinhadas com os princípios da economia circular.
Descrição
Palavras-chave
Polymer networks Lignans Pinoresinol Pinus pinaster Pinus pinea