Preparació de nous sulfurs quirals i aplicació d’aquests en síntesi asimètrica

Estudi realitzat a partir d’una estada al School of Chemistry de la University of Bristol, Gran Bretanya, entre 2006 i 2008. L’epoxidació asimètrica mediada per ilurs de sofre és actualment un mètode ben establert i complementari a les epoxidacions asimètriques d’alquens. Els ilurs de sofre han estat utilitzats també en reaccions d’aziridinació. Aquestes reaccions es poden dur a terme utilitzant tant quantitats subestequiomètriques d’un sulfur en processos catalítics com en quantitats estequiomètriques en forma de sal de sulfoni. Aquest últim procés permet la utilització d’un ventall més ample de substrats. Des de fa anys, s’han desenvolupat una sèrie de sulfurs quirals per aquest tipus de reaccions, alguns dels quals han permès d’obtenir als nivells d’enantioselectivitat. No obstant, la disponibiltat de sulfurs quirals, especialment en les reaccions estequiomètriques, resta com el taló d’Aquiles del procés i ha fet que la seva utilització en síntesi s’hagi quedat relegada tan sols a aquells grups de recerca que han estat pioners en la seva obtenció. Idealment, els sulfurs quirals s’haurien de poder obtenir en poques etapes sintètiques a partir de reactius barats i fàcilment assequibles del « pool quiral » ( les dues formes enantiomèriques accessibles, preferiblement). La seva arquitectura ben definida hauria de permetre d’obtenir alts nivells d’enantioselectivitat. Seguint aquestes premises, durant els dos anys de gaudi de beca s’han sintetitzat dos nous sulfurs quirals i han estat provats en diverses reaccions d’epoxidació i d’aziridinació. Inicialment la recerca es va centar en la síntesi de tiomorfolines, utilitzant limonè com a reactiu. Es va obtenir una tiomorfolina que dóna bons resultats en reaccions d’epoxidació i que es pot recuperar fàcilment, un cop la reacció ha acabat, mitjançant un rentat àcid/base. A més, el material recuperat pot ser reciclat i utilitzat en noves reaccions. A continuació, s’ha sintetitzat un nou sulfur quiral en una sola etapa de reacció a partir de dos dels reactius més barats: limonè i sofre. Aquest nou sulfur ha donat resultats excel•lents tant en termes de rendiments com d’enantio- i de diastereoselectivitat en reaccions d’epoxidació i d’aziridinació. Aquest sulfur quiral es pot recuperar fàcilment mitjançant una destil.lació i pot tornar a ser utilitzat.

Paper del sulfur d'hidrogen com a neurotransmissor a nivell dels sistema nerviòs entèric

Al llarg dels últims anys l’òxid nítric (NO) i el monòxid de carboni (CO) han estat investigats com dos neurotransmissors gasosos del tracte gastrointestinal. Algunes dades demostren que el sulfur d’hidrogen (H2S) podria ser el tercer neurotransmissor gasos a nivell central i perifèric. Objectiu: valorar si el H2S compleix els requisits per ser considerat com el tercer neurotransmissor gasos a nivell del sistema nerviós entèric. Mètodes: la motilitat espontània de preparacions de múscul llis circular de mostres de còlon sigma humà i còlon mig de rata es van determinar in vitro mitjançant la tècnica de banys d’òrgans. El hidrogensulfur de sodi (NaHS) va ser utilitzat com donador de H2S. Resultats: 1- El NaHS va inhibir de forma concentració depenent la motilitat espontània en presència de bloqueig neural amb Tetrodotoxina (TTX 1 μM) (IC50 101±18 μM rata n=10; 329±86 μM humà n=18). 2- Aquesta relaxació es va veure reduïda per ODQ 10 μM, un inhibidor de la guanilat ciclasa, en còlon mig de rata (n=5). En humà a més de ser reduïda per ODQ 10μM (n=6), també ho va ser per SQ 22,536 100 μM (n=10), un inhibidor de l’adenilat ciclasa, i per L-NNA 1 mM (n=8), un inhibidor de la sintesi de NO. 3- En còlon de rata la incubació amb D,L-Propargilglicina 2 mM (PAG), un inhibidor de la síntesi de H2S, va incrementar la motilitat tant en situació control (10,05±2,06 vs 17,46±3,37 g•min-1 AUC, P&0,001, n=10) com en presència de TTX 1μM (14,45±7,28 vs 21,67±10,05 g•min-1 AUC, P&0,01, n=7). Conclusió: el H2S compleix part dels criteris per ser considerat un neurotransmissor gasos inhibitori en el tracte gastrointestinal: la inhibició de la seva síntesi incrementa la motilitat intestinal i la seva addició exògena produeix relaxació de la musculatura llisa intestinal.

Síntesi i estudi de les propietats de fotoluminescència de nanoestructures de sulfur de cadmi

S’han sintetitzat estructures de CdS a partir de sílice mesoporosa (SBA-15, SBA-16 i KIT-6) pel mètode del motlle rígid i s’han caracteritzat mitjançant TEM i XRD, i se n’han estudiat les seves propietats de fotoluminescència mitjançant CSLM. Els resultats obtinguts s’han comparat amb una mostra de CdS comercial. El CdS SBA-15 ha conservat l’estructura mesoporosa del motlle, mentre que en els altres dos casos s’ha mantingut només de manera parcial. Per a totes les mostres, la mida de partícula es troba en el rang dels 3-10 nm. Pel que fa a l’estructura, s’ha detectat fase wurtzita i zinc-blenda, en diferents percentatges entre elles. La formació de wurtzita pot ser en part responsable del col·lapse parcial de la mesostructura. El pic de màxima emissió en l’espectre de fotoluminescència es desplaça entre les diferents estructures segons la mida de partícula. L’amplada del pic varia en funció del grau de dispersió de partícula, de manera que s’observa que aquesta és inferior en les mostres sintetitzades respecte de la comercial.

Fuzzy set Theory and Quantum Chemistry

Es discuteixen breument algunes consideracions sobre l'aplicació de la Teoria delsConjunts difusos a la Química quàntica. Es demostra aqui que molts conceptes químics associats a la teoria són adequats per ésser connectats amb l'estructura dels Conjunts difusos. També s'explica com algunes descripcions teoriques dels observables quàntics espotencien tractant-les amb les eines associades als esmentats Conjunts difusos. La funciódensitat es pren com a exemple de l'ús de distribucions de possibilitat al mateix temps queles distribucions de probabilitat quàntiques

New insights on river water chemistry by using non-centred simplicial principal component analysis: a case study

The use of perturbation and power transformation operations permits the investigation of linear processes in the simplex as in a vectorial space. When the investigated geochemical processes can be constrained by the use of well-known starting point, the eigenvectors of the covariance matrix of a non-centred principalcomponent analysis allow to model compositional changes compared with a reference point.The results obtained for the chemistry of water collected in River Arno (central-northern Italy) have open new perspectives for considering relative changes of the analysed variables and to hypothesise the relative effect of different acting physical-chemical processes, thus posing the basis for a quantitative modelling

Statistical evidences of cyclic changes in volcanic gas chemistry composition by inverse modelling

The identification of compositional changes in fumarolic gases of active and quiescent volcanoes is one of the mostimportant targets in monitoring programs. From a general point of view, many systematic (often cyclic) and randomprocesses control the chemistry of gas discharges, making difficult to produce a convincing mathematical-statisticalmodelling.Changes in the chemical composition of volcanic gases sampled at Vulcano Island (Aeolian Arc, Sicily, Italy) fromeight different fumaroles located in the northern sector of the summit crater (La Fossa) have been analysed byconsidering their dependence from time in the period 2000-2007. Each intermediate chemical composition has beenconsidered as potentially derived from the contribution of the two temporal extremes represented by the 2000 and 2007samples, respectively, by using inverse modelling methodologies for compositional data. Data pertaining to fumarolesF5 and F27, located on the rim and in the inner part of La Fossa crater, respectively, have been used to achieve theproposed aim. The statistical approach has allowed us to highlight the presence of random and not random fluctuations,features useful to understand how the volcanic system works, opening new perspectives in sampling strategies and inthe evaluation of the natural risk related to a quiescent volcano

Exploring chromium (VI) dioxodihalides chemistry: is density functional theory the most suitable tool?

A comparative systematic study of the CrO2F2 compound has been performed using different conventional ab initio methodologies and density functional procedures. Two points have been analyzed: first, the accuracy of results yielded by each method under study, and second, the computational cost required to reach such results. Weighing up both aspects, density functional theory has been found to be more appropriate than the Hartree-Fock (HF) and the analyzed post-HF methods. Hence, the structural characterization and spectroscopic elucidation of the full CrO2X2 series (X=F,Cl,Br,I) has been done at this level of theory. Emphasis has been given to the unknown CrO2I2 species, and specially to the UV/visible spectra of all four compounds. Furthermore, a topological analysis in terms of charge density distributions has revealed why the valence shell electron pair repulsion model fails in predicting the molecular shape of such CrO2X2 complexes

CLIL Materials in Chemistry and English: Iodometric Titrations

Content and Language Integrated Learning (CLIL)Materials in Chemistry and English following the principles of CLIL / Content-based Instruction and Task-based Learning

Chemistry in Catalonia 1990-1995

The seven-year period studied here differs very little from the sixyear period described in the previous Report (1990-1995). Sustained growth was observed in almost all the indicators used to evaluate the resources invested and the scientific results obtained

Chemistry in Catalonia 1990-1995

The seven-year period studied here differs very little from the sixyear period described in the previous Report (1990-1995). Sustained growth was observed in almost all the indicators used to evaluate the resources invested and the scientific results obtained

Spontaneous mirror symmetry breaking in the limited enantioselective autocatalysis model: abyssal hydrotermal vents as scenario for the emergence of chirality in prebiotic chemistry

The emergence of chirality in enantioselective autocatalysis for compounds unable to transform according to the Frank-like reaction network is discussed with respect to the controversial limited enantioselectivity (LES) model composed of coupled enantioselective and non-enantioselective autocatalyses. The LES model cannot lead to spontaneous mirror symmetry breaking (SMSB) either in closed systems with a homogeneous temperature distribution or in closed systems with a stationary non-uniform temperature distribution. However, simulations of chemical kinetics in a two-compartment model demonstrate that SMSB may occur if both autocatalytic reactions are spatially separated at different temperatures in different compartments but coupled under the action of a continuous internal flow. In such conditions, the system can evolve, for certain reaction and system parameters, toward a chiral stationary state; that is, the system is able to reach a bifurcation point leading to SMSB. Numerical simulations in which reasonable chemical parameters have been used suggest that an ade- quate scenario for such a SMSB would be that of abyssal hydrothermal vents, by virtue of the typical temper- ature gradients found there and the role of inorganic solids mediating chemical reactions in an enzyme-like role. Key Words: Homochirality Prebiotic chemistry.

Identification of Ligands for the Tau Exon 10 Splicing Regulatory Element RNA Using Dynamic Combinatorial Chemistry

We describe the use of dynamic combinatorial chemistry (DCC) to identify ligands for the stem-loop structure located at the exon 10-5'-intron junction of Tau pre-mRNA, which is involved in the onset of several tauopathies including frontotemporal dementia with Parkinsonism linked to chromosome 17 (FTDP-17). A series of ligands that combine the small aminoglycoside neamine and heteroaromatic moieties (azaquinolone and two acridines) have been identified by using DCC. These compounds effectively bind the stem-loop RNA target (the concentration required for 50% RNA response (EC(50)): 2-58 μM), as determined by fluorescence titration experiments. Importantly, most of them are able to stabilize both the wild-type and the +3 and +14 mutated sequences associated with the development of FTDP-17 without producing a significant change in the overall structure of the RNA (as analyzed by circular dichroism (CD) spectroscopy), which is a key factor for recognition by the splicing regulatory machinery. A good correlation has been found between the affinity of the ligands for the target and their ability to stabilize the RNA secondary structure.

CLIL Materials in Chemistry and English: Iodometric Titrations

Content and Language Integrated Learning (CLIL)Materials in Chemistry and English following the principles of CLIL / Content-based Instruction and Task-based Learning

The impact of theoretical chemistry in Biology

Els avenços en les bases dels mètodes teòrics i l'espectacular desenvolupament de la potència de càlcul han fet possible progressar enormement en el somni dels fundadors de la química, és a dir, ser capaços d'estudiar amb mètodes computacionals el conjunt de processos químics. Actualment, la química teòrica està completant el darrer avenç: intentar esdevenir l'eina més recent per a comprendre la naturalesa química dels éssers vius. Aquesta revisió pretén mostrar com els mètodes de la química teòrica, originalment desenvolupats per a examinar molècules petites en fase gas, han evolucionat per a assolir la complexa descripció de sistemes biològics.

Chemistry in Catalonia 1990-1995

The seven-year period studied here differs very little from the sixyear period described in the previous Report (1990-1995). Sustained growth was observed in almost all the indicators used to evaluate the resources invested and the scientific results obtained