Disseny i optimització de membranes compòsit amb xarxes metal•loorgàniques per a nanofiltració i separacions de gasos

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, entre 2007 i 2009. Aquest projecte descriu la síntesi i aplicació de nous tipus de membranes compòsit basades en xarxes metal•loorgàniques (MOFs). Aquestes es van seleccionar tenint en compte les seves propietats estructurals per tal de discriminar les espècies a separar en funció de la seva mida molecular. Les membranes obtingudes s'han aplicat satisfactòriament tant en separacions líquides, concretament en nanofiltració resistent a dissolvents (SRNF), i en separació de parells de gasos com CO2/CH4, CO2/N2 i H2/CO2. Els resultats obtinguts posen de manifest l'obtenció de membranes sense defectes i amb rendiments prometedors, en la majoria dels casos, amb permeabilitats i selectivitats superiors a membranes purament polimèriques. Tanmateix s'ha desenvolupat un nou equipament d'alt rendiment (HT) per a separacions de gasos que inclou un mòdul que permet realitzar 16 experiments simultàniament. Els resultats obtinguts amb el nou equip són comparables amb els obtinguts amb mòduls convencionals, i alhora presenten una millor reproduïbilitat. Finalment, s'ha establert un nou mètode per a obtenir membranes per a SRNF, que han estat aplicades en processos de separació de catalitzadors homogenis en dissolvents polars apròtics i s'han caracteritzat emprant la tècnica d'espectroscòpia d'annihilació de positrons, que ha permès establir per primer cop una relació entre les propietats estructurals de les membranes a nivell molecular i el seu rendiment en les aplicacions anteriors.

Synthesis, structural order and magnetic behavior of self-assembled epsilon-Co nanocrystal arrays

The synthesis of magnetic nanoparticles with monodispere size distributions, their self assembly into ordered arrays and their magnetic behavior as a function of structural order (ferrofluids and 2D assemblies) are presented. Magnetic colloids of monodispersed, passivated, cobalt nanocrystals were produced by the rapid pyrolysis of cobalt carbonyl in solution. The size, size distribution (std. dev.< 5%) and the shape of the nanocrystals were controlled by varying the surfactant, its concentration, the reaction rate and the reaction temperature. The Co particles are defect-free single crystals with a complex cubic structure related to the beta phase of manganese (epsilon-Co). In the 2D assembly, a collective behavior was observed in the low-field susceptibility measurements where the magnetization of the zero field cooled process increases steadily and the magnetization of the field cooling process is independent the temperature. This was different from the observed behavior in a sample comprised of disordered interacting particles. A strong paramagnetic contribution appears at very low temperatures where the magnetization increases drastically after field cooling the sample. This has been attributed to the Co surfactant-particle interface since no magnetic atomic impurities are present in these samples.

Fmoc-2-Mercaptobenzothiazole (MBT), for the Introduction of the Fmoc Moiety Free of Side-Reactions

A double side-reaction, consisting in the formation of Fmoc--Ala-OH and Fmoc--Ala-AA-OH, during the preparation of Fmoc protected amino acids (Fmoc-AA-OH) with Fmoc-OSu is discussed. Furthermore, the new Fmoc-2-MBT reagent is proposed for avoiding these side-reactions as well as the formation of the Fmoc-dipeptides (Fmoc-AA-AA-OH) and even tripeptides, which is another important side-reaction when chloroformates such as Fmoc-Cl is used for the protection of the -amino function of the amino acids.

Straightforward synthesis of cyclic and bicyclic peptides

Cyclic peptide architectures can be easily synthesized from cysteine-containing peptides with appending maleimides, free or protected, through an intramolecular Michael-type reaction. After peptide assembly, the peptide can cyclize either during the trifluoroacetic acid treatment, if the maleimide is not protected, or upon deprotection of the maleimide. The combination of free and protected maleimide moieties and two orthogonally protected cysteines gives access to structurally different bicyclic peptides with isolated or fused cycles.