Degradação eletroquímica de levofloxacina, nimesulida e sulfametoxazol em meio aquoso: estudos in silico sobre mecanismos de reação e ecotoxicidade

• Processo: 25/01819-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Kathia Maria Honorio
• Beneficiário: Micael Mantovani Baruch
• Instituição Sede: Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/12895-1 - Processos avançados para a degradação de poluentes emergentes: materiais catalíticos, sensores eletroanalíticos e divulgação científica, AP.TEM
• Assunto(s): Contaminantes emergentes Simulação por computador Química computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: mecanismos de degradação | poluentes emergentes | Simulação Computacional | Química computacional

Resumo

A presença de poluentes emergentes em ambientes aquáticos representa um desafio crítico para a sustentabilidade e a saúde pública. Substâncias como levofloxacina, sulfametoxazol e nimesulida são amplamente utilizadas na medicina e apresentam alta persistência no meio ambiente devido à sua baixa taxa de metabolização. Esses compostos podem contribuir para o desenvolvimento de resistência bacteriana e afetar ecossistemas aquáticos. Assim, o presente projeto tem como principal objetivo realizar um estudo computacional das rotas de degradação desses poluentes utilizando métodos de química quântica, com ênfase na Teoria do Funcional da Densidade (DFT). A abordagem proposta envolve a otimização da geometria molecular, o cálculo dos orbitais de fronteira HOMO-LUMO, a determinação de índices de Fukui e a avaliação da energia de dissociação de ligação empregando o programa Gaussian 16. A partir dos resultados obtidos, serão propostas possíveis rotas de degradação para cada molécula de interesse. Então, os produtos de degradação gerados serão analisados quanto ao seu potencial ecotoxicológico utilizando modelos QSAR (\textit{Quantitative Structure-Activity Relationship}) por meio dos programas ECOSAR e TEST. Desta forma, o presente estudo contribuirá sobremaneira para a compreensão dos mecanismos de degradação de poluentes emergentes, fornecendo informações que poderão auxiliar no desenvolvimento de estratégias mais eficientes para sua remoção em sistemas de tratamento de efluentes, por exemplo.