Mannich-Type reactions in the Gas-Phase: the addition of Enol Silanes to cyclic N-Acyliminium Ions

The intrinsic gas-phase reactivity of cyclic N-acyliminium ions in Mannich-type reactions with the parent enol silane, vinyloxytrimethylsilane, has been investigated by double- and triple-stage pentaquadrupole mass spectrometric experiments. Remarkably distinct reactivities are observed for cyclic N-acyliminium ions bearing either endocyclic or exocyclic carbonyl groups. NH-Acyliminium ions with endocyclic carbonyl groups locked in s-trans forms participate in a novel tandem N-acyliminium ion reaction:  the nascent adduct formed by simple addition is unstable and rearranges by intramolecular trimethylsilyl cation shift to the ring nitrogen, and an acetaldehyde enol molecule is eliminated. An NSi(CH3)3-acyliminium ion is formed, and this intermediate ion reacts with a second molecule of vinyloxytrimethylsilane by simple addition to form a stable acyclic adduct. N-Acyl and N,N-diacyliminium ions with endocyclic carbonyl groups, for which the s-cis conformation is favored, react distinctively by mono polar [4+ + 2] cycloaddition yielding stable, ressonance-stabilized cycloadducts. Product ions were isolated via mass-selection and structurally characterized by triple-stage mass spectrometric experiments. B3LYP/6-311G(d,p) calculations corroborate the proposed reaction mechanisms.

The Addition of Allyltrimethylsilane to Cyclic N-Acyliminium Ions Derived from (S)-(+)-Mandelic Acid and Cyclohexyl-Based Chiral Auxiliaries

A adição de aliltrimetilsilano, promovida por TiCl4, a íons N-aciliminios cíclicos de 5- e 6-membros derivados do ácido (S)-(+)-mandélico, (1R,2S)-trans-2-fenil-1-cicloexanol e (1R,2S,5R)-8-fenilmentol ocorreu com baixas a moderadas razões diastereoisoméricas (1:1-6:1) e forneceu as respectivas amidas e carbamatos em bons rendimentos. A melhor diastereosseleção facial foi observada com o uso de (1R,2S,5R)-8-fenilmentol como auxiliar quiral. As amidas e carbamatos 2-substituídos foram convertidos nos alcalóides (S)- e (R)-propil pirrolidina e coniina com eficiente recuperação dos auxiliares quirais.

The response of surf-zone phytoplankton to nutrient enrichment (Cassino Beach, Brazil)

To understand the mechanisms that trigger changes in chlorophyll a and species composition in the phytoplankton of the surf-zone at Cassino Beach (RS), we performed two short nutrient-enrichment experiments (4–5 days each) during the summer and winter of 2010. Seawater was incubated under controlled conditions of temperature (summer 25± 3 °C, winter 18±1 °C), salinity (summer 28, winter 26) and irradiance (100 μmol m−2 s−1 ). Dissolved inorganic nutrients were added in various concentrations in the summer (silicate, Si; nitrate, N; phosphate, P) and winter (N, P) experiments. Samples were taken daily for cell counts and chlorophyll a analysis. In both experiments, chlorophyll a values and cell density showed a significant increase (mainly diatoms) in the treatments with nitrate addition, regardless of the proportion added. In the summer experiment, the largest chlorophyll a increase, approximately threefold (31.5 to 89.5 μg L−1 ), was observed in the NP treatment due to the growth of Asterionellopsis glacialis (Castracane) Round, Skeletonema tropicum Cleve, Thalassiosira sp. Cleve and Pseudo-nitzschia spp. Peragallo. The maximum growth was obtained in the SiNP treatment for S. tropicum (μ=0.7), Thalassiosira (μ= 1.9) and Pseudo-nitzschia (μ= 1.3) and in the SiN treatment for A. glacialis (μ= 1.0). In the winter experiment, the chlorophyll a content increased 4.2 and 5.5 times, respectively, in the N and NP treatments (maxima 38.8 μg L−1 and 31.5 μg L−1 ), where A. glacialis (μ= 1.7–1.9) and Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & J.C. Lewin (μ= 1.0–1.96) showed the highest amount of growth. These results indicate that nitrate is the most important nutrient controlling phytoplankton chlorophyll a at sandy Cassino Beach. However, the responses of different species to enrichment during the summer and winter indicated that other factors also played a role. A. glacialis, present during both seasons, presented the highest growth rate during the winter, whereas during the summer it was independent of nutrient enrichment but coincided with the lowest growth of S. tropicum. This finding suggested the occurrence of allelopathic interactions between these species. During the summer, multi-enrichment (SiNP) favoured the best growth of S. tropicum, Pseudo-nitzschia spp. and Thalassiosira sp. These results indicated that the phytoplankton composition and diversity in the surf zone of Cassino Beach are shaped by the availability of silicate and phosphorus as well as by the availability of nitrate.

Remoção de corantes alimentícios em sistema aquoso binário utilizando quitosana modificada com cianoguanidina como adsorvente

Os estudos de adsorção de corantes alimentícios de soluções aquosas geralmente estão voltados para a remoção de um corante específico, porém, as misturas binárias são mais realistas para simular efluentes industriais. A adsorção de corantes com quitosana é considerada uma tecnologia alternativa eco amigável, e quando a estrutura da quitosana é modificada quimicamente, resulta em um adsorvente mais adequado. A reticulação da quitosana com cianoguanidina apresenta vantagens, como melhoria na estabilidade em soluções ácidas e diminuição do custo do adsorvente. Nesta pesquisa, o objetivo do trabalho foi modificar a quitosana com cianoguanidina para remoção de corantes alimentícios em sistema aquoso binário. A fim de verificar o comportamento dos adsorventes na operação de adsorção, foram preparadas amostras de quitosana com diferentes graus de desacetilação (75%, 85% e 95%), e após, foram realizadas modificações destas amostras com cianoguanidina. Os adsorventes foram caracterizados e aplicados para a adsorção de azul indigotina e amarelo tatrazina em sistema aquoso binário e em sistema simples. O efeito do pH e do grau de desacetilação foram verificados para a remoção dos corantes por quitosana com e sem modificação em sistema simples e binário. Curvas de equilíbrio foram obtidas em diferentes temperaturas e o modelo estendido de Langmuir foi ajustado aos dados experimentais. O comportamento cinético foi avaliado através dos modelos pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e Avrami. Os parâmetros termodinâmicos foram determinados e estudos de dessorção do adsorvente foram realizados. O pH mais adequado foi 3, e o melhor grau de desacetilação foi 95% para ambos os sistemas aquosos e adsorbatos. As capacidades de adsorção da quitosana sem e com modificação não apresentaram diferença significativa. O modelo de Langmuir estendido apresentou ajuste adequado às curvas de equilíbrio e as máximas capacidades de adsorção foram 595,3 e 680,0 mg g-1, obtidas à 25ºC, para o os corantes azul indigotina e amarelo tatrazina, respectivamente. O modelo de Avrami foi o que melhor se ajustou aos dados cinéticos de adsorção. A dessorção do adsorvente foi possível por dois ciclos, mantendo sua capacidade de adsorção em 209,7 mg g-1 no primeiro ciclo e 200,2 mg g-1 no segundo ciclo. A quitosana modificada com cianoguanidina apresentou-se como um adsorvente promissor para a remoção de corantes alimentícios em sistema binário.