A study of new and more sustainable catalytic routes for the synthesis of adipic acid

The aim of my PhD research project was to investigate new and more sustainable routes, compared to those currently used, for the production of adipic acid (AA). AA is a very important chemical intermediate. The main use of AA is the production of Nylon-6,6 fibers, resins, polyesters, plasticizers. My project was divided into two parts: 1. The two-step oxidation of cyclohexene, where the latter is first oxidized into trans-1,2-cyclohexanediol (CHD) with aqueous hydrogen peroxide, and then the glycol is transformed into AA by reaction with molecular oxygen. Various catalysts were investigated in this process, both heterogeneous (alumina-supported Ru(OH)x and Au nanoparticles supported on TiO2, MgO and Mg(OH)2) and homogeneous (polyoxometalates). We also studied the mechanism of CHD oxidation with oxygen in the presence of these catalysts. 2. Baeyer-Villiger oxidation of cyclohexanone with aqueous hydrogen peroxide into ɛ-caprolactone, as a first step on the way to produce AA. Study on the mechanism of the uncatalyzed (thermal) oxidation of cyclohexanone were also carried out. Investigation on how the different heterogeneous catalysts affect the formation of the reaction products and their distribution was done.

Synthetic routes toward functional block copolymers and bioconjugates via RAFT polymerization

Synthetic Routes toward Functional Block Copolymers and Bioconjugates via RAFT PolymerizationrnSynthesewege für funktionelle Blockcopolymere und Biohybride über RAFT PolymerisationrnDissertation von Dipl.-Chem. Kerstin T. WissrnIm Rahmen dieser Arbeit wurden effiziente Methoden für die Funktionalisierung beider Polymerkettenenden für Polymer- und Bioanbindung von Polymeren entwickelt, die mittels „Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer“ (RAFT) Polymerisation hergestellt wurden. Zu diesem Zweck wurde ein Dithioester-basiertes Kettentransferagens (CTA) mit einer Aktivestereinheit in der R-Gruppe (Pentafluorphenyl-4-phenylthiocarbonylthio-4-cyanovaleriansäureester, kurz PFP-CTA) synthetisiert und seine Anwendung als universelles Werkzeug für die Funktionalisierung der -Endgruppe demonstriert. Zum Einen wurde gezeigt, wie dieser PFP-CTA als Vorläufer für die Synthese anderer funktioneller CTAs durch einfache Aminolyse des Aktivesters genutzt werden kann und somit den synthetischen Aufwand, der üblicherweise mit der Entwicklung neuer CTAs verbunden ist, reduzieren kann. Zum Anderen konnte der PFP-CTA für die Synthese verschiedener Poly(methacrylate) mit enger Molekulargewichtsverteilung und wohl definierter reaktiver -Endgruppe verwendet werden. Dieses Kettenende konnte dann erfolgreich mit verschiedenen primären Aminen wie Propargylamin, 1-Azido-3-aminopropan und Ethylendiamin oder direkt mit den Amin-Endgruppen verschiedener Peptide umgesetzt werden.rnAus der Reaktion des PFP-CTAs mit Propargylamin wurde ein Alkin-CTA erhalten, der sich als effizientes Werkzeug für die RAFT Polymerisation verschiedener Methacrylate erwiesen hat. Der Einbau der Alkin-Funktion am -Kettenende wurde mittels 1H und 13C NMR Spektroskopie sowie MALDI TOF Massenspektroskopie bestätigt. Als Modelreaktion wurde die Kopplung eines solchen alkin-terminierten Poly(di(ethylenglykol)methylethermethacrylates) (PDEGMEMA) mit azid-terminiertem Poly(tert-butylmethacrylat), das mittels Umsetzung einer Aktivester-Endgruppe erhalten wurde, als kupferkatalysierte Azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC) durchgeführt. Die Aufarbeitung des resultierenden Diblockcopolymers durch Fällen ermöglichte die vollständige Abtrennung des Polymerblocks 1, der im Überschuss eingesetzt wurde. Darüber hinaus blieb nur ein sehr kleiner Anteil (< 2 Gew.-%) nicht umgesetzten Polymerblocks 2, was eine erfolgreiche Polymeranbindung und die Effizienz der Endgruppen-Funktionalisierung ausgehend von der Aktivester--Endgruppe belegt.rnDie direkte Reaktion von stimuli-responsiven Polymeren mit Pentafluorphenyl(PFP)ester-Endgruppen, namentlich PDEGMEMA und Poly(oligo(ethylenglykol)methylethermethacrylat), mit kollagen-ähnlichen Peptiden ergab wohl definierte Polymer-Peptid-Diblockcopolymere und Polymer-Peptid-Polymer-Triblockcopolymer unter nahezu quantitativer Umsetzung der Endgruppen. Alle Produkte konnten vollständig von nicht umgesetztem Überschuss des Homopolymers befreit werden. In Analogie zu natürlichem Kollagen und dem nicht funktionalisierten kollagen-ähnlichen Peptid bilden die PDEGMEMA-basierten, entschützten Hybridcopolymere Trimere mit kollagen-ähnlichen Triple-Helices in kalter wässriger Lösung, was mittels Zirkular-Dichroismus-Spektroskopie (CD) nachgewiesen werden konnte. Temperaturabhängige CD-Spektroskopie, Trübungsmessungen und dynamische Lichtstreuung deuteten darauf hin, dass sie bei höheren Temperaturen doppelt stimuli-responsive Überstrukturen bilden, die mindestens zwei konformative Übergänge beim Aufheizen durchlaufen. Einer dieser Übergänge wird durch den hydrophoben Kollaps des Polymerblocks induziert, der andere durch Entfalten der kollagen-ähnlichen Triple-Helices.rnAls Ausweitung dieser synthetischen Strategie wurde homotelecheles PDEGMEMA mit zwei PFP-Esterendgruppen dargestellt, wozu der PFP-CTA für die Funktionalisierung der -Endgruppe und die radikalische Substitution des Dithioesters durch Behandlung mit einem Überschuss eines funktionellen AIBN-Derivates für die Funktionalisierung der -Endgruppe ausgenutzt wurde. Die Umsetzung der beiden reaktiven Kettenenden mit dem N-Terminus eines Peptidblocks ergab ein Peptid-Polymer-Peptid Triblockcopolymer.rnSchließlich konnten die anorganisch-organischen Hybridmaterialien PMSSQ-Poly(2,2-diethoxyethylacrylat) (PMSSQ-PDEEA) und PMSSQ-Poly(1,3-dioxolan-2-ylmethylacrylat) (PMSSQ-PDMA) für die Herstellung robuster, peptid-reaktiver Oberflächen durch Spin Coaten und thermisch induziertes Vernetzen angewendet werden. Nach saurem Entschützen der Acetalgruppen in diesen Filmen konnten die resultierenden Aldehydgruppen durch einfaches Eintauchen in eine Lösung mit einer Auswahl von Aminen und Hydroxylaminen umgesetzt werden, wodurch die Oberflächenhydrophilie modifiziert werden konnte. Darüber hinaus konnten auf Basis der unterschiedlichen Stabilität der zwei hier verglichenen Acetalgruppen Entschützungsprotokolle für die exklusive Entschützung der Diethylacetale in PMSSQ-PDEEA und deren Umsetzung ohne Entschützung der zyklischen Ethylenacetale in PMSSQ-PDMA entwickelt werden, die die Herstellung multifunktioneller Oberflächenbeschichtungen z.B. für die Proteinimmobilisierung ermöglichen.

Clinical outcome and predictors for adverse events after transcatheter aortic valve implantation with the use of different devices and access routes

Background Transcatheter aortic valve implantation (TAVI) is a treatment option for high-risk patients with severe aortic stenosis. Previous reports focused on a single device or access site, whereas little is known of the combined use of different devices and access sites as selected by the heart team. The purpose of this study is to investigate clinical outcomes of TAVI using different devices and access sites. Methods A consecutive cohort of 200 patients underwent TAVI with the Medtronic CoreValve Revalving system (Medtronic Core Valve LLC, Irvine, CA; n = 130) or the Edwards SAPIEN valve (Edwards Lifesciences LLC, Irvine, CA; n = 70) implanted by either the transfemoral or transapical access route. Results Device success and procedure success were 99% and 95%, respectively, without differences between devices and access site. All-cause mortality was 7.5% at 30 days, with no differences between valve types or access sites. Using multivariable analysis, low body mass index (<20 kg/m2) (odds ratio [OR] 6.6, 95% CI 1.5-29.5) and previous stroke (OR 4.4, 95% CI 1.2-16.8) were independent risk factors for short-term mortality. The VARC-defined combined safety end point occurred in 18% of patients and was driven by major access site complications (8.0%), life-threatening bleeding (8.5%) or severe renal failure (4.5%). Transapical access emerged as independent predictor of adverse outcome for the Valve Academic Research Consortium–combined safety end point (OR 3.3, 95% CI 1.5-7.1). Conclusion A heart team–based selection of devices and access site among patients undergoing TAVI resulted in high device and procedural success. Low body mass index and history of previous stroke were independent predictors of mortality. Transapical access emerged as a risk factor for the Valve Academic Research Consortium–combined safety end point.

Traffic Routes and Signals for the Tonoplast

Tonoplast, the membrane delimiting plant vacuoles, regulates ion, water and nutrient movement between the cytosol and the vacuolar lumen through the activity of its membrane proteins. Correct traffic of proteins from the endoplasmic reticulum (ER) to the tonoplast requires (i) approval by the ER quality control, (ii) motifs for exit from the ER and (iii) motifs that promote sorting to the tonoplast. Recent evidence suggests that this traffic follows different pathways that are protein-specific and could also reflect vacuole specialization for lytic or storage function. The routes can be distinguished based on their sensitivity to drugs such as brefeldin A and C834 as well as using mutant plants that are defective in adaptor proteins of vesicle coats, or dominant-negative mutants of Rab GTPases.

Male and female routes to success

Much of the recent interest in educational gender differences is based on differences in academic performance. Several studies have shown that young women now out-perform males in terms of school grades and university degrees. But while there is a lot of research into the reasons for this shift, and into gender gaps in reading and maths achievement, little research has been done on the consequences of these differences in educational and early occupational success. - See more at: https://cerp.aqa.org.uk/perspectives/male-and-female-routes-success#sthash.HR8fFTen.dpuf