Photoswitches and Luminescent Rigidity Sensors Based on fac-[Re(CO)(3)(Me(4)phen)(L)](+)

The fac-[Re(CO)(3)(Me(4)phen)(trans-L)](+) complexes, Me(4)phen = 3,4,7,8-tetramethyl-1,10-phenanthroline and L = 4-styrylpyridine, stpy, or 1,2-bis(4-pyridyl)ethylene, bpe, were synthesized and characterized by their spectroscopic, photochemical, and photophysical properties. The complexes exhibit trans-to-cis isomerization upon 313, 334, 365, and 404 nm irradiation, and the true quantum yields can be efficiently determined by absorption changes combined with (1)H NMR data. For fac-[Re(CO)(3)(Me(4)phen)(trans-bpe)](+) similar quantum yields were determined at all wavelengths investigated. However, a lower value (phi(true) = 0.35) was determined for fac-[Re(CO)(3)(Me(4)phen)(trans-stpy)](+) at 404 nm irradiation, which indicates different pathways for the photoisomerization process. The photoproducts, fac-[Re(CO)(3)(Me(4)phen)(cis-L)](+), exhibit luminescence at room temperature with two maxima ascribed to the (3)IL(Me4phen) and (3)MLCT(Re -> Me4phen) excited states. The luminescence properties were investigated in different media, and the behavior in glassy EPA at 77 K showed that the contribution of each emissive state is dependent on the excitation wavelength. The photochemical and photophysical behavior of the complexes were rationalized in terms of the energy gap of excited states and can be exploited in photoswitchable luminescent rigidity sensors.

Have Biofuel, Will Travel: A Colorful Experiment and a Different Approach To Teach the Undergraduate Laboratory

The substitution of petroleum-based fuels with those from renewable sources has gained momentum worldwide. A UV-vis experiment for the quantitative analysis of biofuels (bioethanol or biodiesel) in (petroleum-based) diesel oil has been developed. Before the experiment, students were given a quiz on biofuels, and then they were asked to suggest a suitable UV-vis experiment for the quantification of biofuels in diesel oil. After discussing the results of the quiz, the experiment was conducted. This included the determination of lambda(max) of the medium-dependent, that is, solvatochromic, visible absorption band of the probe 2,6-bis[4-(tert-butyl)phenyl]-4-{2,4,6-tris[4-(tert-butyl)phenyl]pyridinium-1-yl}phenolate as a function of fuel composition. The students appreciated that the subject was linked to a daily situation and that they were asked to suggest the experiment. This experiment served to introduce the phenomena of solvation and solvatochromism.

(1)H NMR spectroscopy as a tool to determine accurate photoisomerization quantum yields of stilbene-like ligands coordinated to rhenium(I) polypyridyl complexes

In this work, the use of proton nuclear magnetic resonance, (1)H NMR, was fully described as a powerful tool to follow a photoreaction and to determine accurate quantum yields, so called true quantum yields (Phi(true)), when a reactant and photoproduct absorption overlap. For this, Phi(true) for the trans-cis photoisomerization process were determined for rhenium(I) polypyridyl complexes, fac-[Re(CO)(3)(NN)(trans-L)](+) (NN = 1,10-phenanthroline, phen, or 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, ph(2)phen, and L = 1,2-bis(4-pyridyl) ethylene, bpe, or 4-styrylpyridine, stpy). The true values determined at 365 nm irradiation (e. g. Phi(NMR) = 0.80 for fac-[Re(CO)(3)(phen)(trans-bpe)](+)) were much higher than those determined by absorption spectral changes (Phi(UV-Vis) = 0.39 for fac-[Re(CO)(3)(phen)(trans-bpe)](+)). Phi(NMR) are more accurate in these cases due to the distinct proton signals of trans and cis-isomers, which allow the actual determination of each component concentration under given irradiation time. Nevertheless when the photoproduct or reactant contribution at the probe wavelength is negligible, one can determine Phi(true) by regular absorption spectral changes. For instance, Phi(313) nm for free ligand photoisomerization determined both by absorption and (1)H NMR variation are equal within the experimental error (bpe: Phi(UV-Vis) = 0.27, Phi(NMR) = 0.26; stpy: Phi(UV-Vis) = 0.49, Phi(NMR) = 0.49). Moreover, (1)H NMR data combined with electronic spectra allowed molar absorptivity determination of difficult to isolate cis-complexes. (C) 2009 Elsevier B. V. All rights reserved.

Synthesis, spectral and thermal studies on dicarboxylate-bridged palladium(II) coordination polymers. Part I

This work describes the synthesis, IR and (13)C CPMAS NMR spectroscopic as well the thermal characterization of the new dicarboxylate complexes [Pd(2)(ox)(2)(4,4'-bipy)]n (1), [Pd(2)(ox)(2)(bpe)](n) (2) and [Pd(2)(ox)(2)(pz)](n) (3) {ox = oxalate, bipy = 4,4'-bipyridine, bpe = 1,2-bis(4-pyridyl)ethane, pz = pyrazine}. TG experiments reveal that compounds 1-3 undergo thermal decomposition in three steps. Metal palladium was the final product of the thermal decompositions, which was identified by X-ray powder diffraction.

Synthesis, spectral and thermal studies on dicarboxylate-bridged palladium(II) coordination polymers. Part II

The synthesis and thermal behavior of the new [Pd(fum)(bipy)] (n) center dot 2nH(2)O (1), [Pd(fum)(bpe)] (n) center dot nH(2)O (2) and [Pd(fum)(pz)] (n) center dot 3nH(2)O (3) {bipy = 4,4'-bipyridine, bpe = 1,2-bis(4-pyridyl)ethene and pz = pyrazine} fumarate complexes are described in this work as well their characterization by IR and (13)C CPMAS NMR spectroscopies. TG curves showed that the compounds released organic ligands and lattice water molecules in the temperature range of 46-491 A degrees C. In all the cases, metallic palladium was identified as the final residue.

Hydrothermal synthesis and crystal structure of a copper(ii) coordination polymer with bridging dicarboxylate and diamine ligands

This work reports on the synthesis of a copper(II) coordination compound with 4,4-oxibis(benzoate) (obb) and trans-1,2- bis(4-pyridyl)ethene (bpe) ligands. The complex was characterized by single-crystal X-ray diffraction, which showed a 3D polymeric structure. Each copper center is surrounded by four oxygen atoms at the basal plane and one nitrogen atom and one copper atom at the axial positions, revealing a distorted octahedral geometry. Four carboxylic groups bridge two copper atoms, forming a cage-like structure, with the distance between the metallic centers being 2.656(1)Å. 2008 © The Japan Society for Analytical Chemistry.

Polímeros de coordenação de cobre (II) contendo ligantes nitrogenados lineares: caracterização e propriedades vapocrômicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Níquel (II) e moléculas orgânicas multidentadas como building blocks na construção de sólidos de coordenação porosos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Novas espécies moleculares e supramoleculares de cobre (II) contendo aminas bidentadas: síntese, caracterização estrutural e investigação do comportamento vapocrômico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Frequencies of virulence genes and pulse field gel electrophoresis fingerprints in Escherichia coli isolates from canine pyometra

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Spektroskopie und Ultraspurenanalyse von Plutonium mittels Resonanzionisations-Massenspektrometrie

Die Resonanzionisations-Massenspektrometrie (RIMS) ist sowohl für spektroskopische Untersuchungen seltener Isotope als auch für den Ultraspurennachweis langlebiger radioaktiver Elemente einsetzbar. Durch die mehrstufige resonante Anregung atomarer Energieniveaus mit anschließender Ionisation mit Laserlicht wird eine sehr hohe Elementselektivität und Ionisationseffizienz erreicht. Der nachfolgende massenselektive Ionennachweis liefert eine gute Isotopenselektivität zusammen mit einer effektiven Untergrundunterdrückung. Ein wichtiger Bestandteil der RIMS-Apparatur ist ein zuverlässig arbeitendes, leistungsstarkes Lasersystem für die Resonanzionisation. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein von einem hochrepetierenden Nd:YAG-Laser gepumptes, aus drei Titan-Saphir-Lasern bestehendes System fertig aufgebaut und in den Routinebetrieb überführt. Die Titan-Saphir-Laser liefern im Durchstimmbereich von 730 - 880 nm eine mittlere Leistung von bis zu 3 W pro Laser bei einer Linienbreite von 2 - 3 GHz. Sie lassen sich computergesteuert in ihren Wellenlängen durchstimmen. Die mittels Resonanzionisation erzeugten Ionen werden dann in einem Flugzeit-Massenspektrometer entsprechend ihrer Masse aufgetrennt und mit einem Kanalplattendetektor nachgewiesen.Als Voraussetzung für die isotopenselektive Ultraspurenanalyse von Plutonium wurden mit diesem Lasersystem die Isotopieverschiebungen eines effizienten, dreistufigen Anregungsschema für Plutonium bestimmt. Die Laserleistungen reichen zur vielfachen Sättigung der ersten beiden Anregungsschritte und zur zweifachen Sättigung des dritten Anregungsschritts aus.Außerdem wurden die Ionisationsenergien von Pu-239 und Pu-244 zur Untersuchung ihrer Isotopenabhängigkeit bestimmt. Die beiden Ionisationsenergien sind im Rahmen der erreichten Genauigkeit bei einem Meßwert von IP239-IP244 = 0,24(82) cm^-1 gleich.Die Nachweiseffizienz der RIMS-Apparatur für Plutonium wurde in Effizienzmessungen zu 10^-5 bestimmt. Durch die gute Untergrundunterdrückung ergab sich daraus eine Nachweisgrenze von 10^6 Atomen bei der Messung eines Plutoniumisotops. Die Bestimmung der Isotopenverhältnisse von Proben mit einer zertifizierten Isotopenzusammensetzung lieferte eine gute Übereinstimmung der Meßwerte mit den angegebenen Zusammensetzungen.Die RIMS-Apparatur wurde zur Bestimmung des Gehalts und der Isotopenzusammensetzung von Plutonium in Meerwasser- und Staubproben eingesetzt.Auf Grund der Isotopenzusammensetzung konnte gezeigt werden, daß das Plutonium bei den meisten Proben aus dem Fallout von oberirdischen Kernwaffentests stammte. Des weiteren wurde Plutonium in Urinproben bestimmt. Die Nachweisgrenzen lagen bei diesen Umweltproben bei 10^6 bis 10^7 Atomen Plutonium und damit um zwei Größenordnungen niedriger als die Nachweisgrenze für Pu-239 bei der alpha-Spektroskopie, der Standardmethode für den Plutoniumnachweis.

Tris(trimethylsilyl)silyl substituted alkali- and transition metal guaiazulenides

In der vorliegenden Arbeit wird ein prochirales, aus natürlichen Resourcen gewonnenes Azulen, das Guajazulen genutzt, um neuartige chirale Cyclopentadienyl-Systeme aufzubauen. Mit Alkalimetallhypersilaniden als starke und sperrige Nukleophile gelingt es hypersilylsubstituierte Gujazulenide zu synthetisieren. Diese wurden mittels Elementaranalyse, NMR-Spektroskopie und Röntgendiffraktometrie charakterisiert. Durch nachfolgende Metathesen mit Übergangsmetallhalogeniden konnten in vielen Fällen die entsprechenden Metallocene erhalten werden. Die Experimente enthüllen eine ausgeprägte Regioselektivität der Addition des sperrigen Hypersilyanions an das Guajazulen, die durch das eingesetzte Lösungsmittel graduell verändert werden kann. In nicht-koordinierenden Lösungsmitteln findet man ausschließlich eine Addition an der 6-Position, die 6-Hypersilyl-2,6-dihydroguajazulenide (6-Hyp-Hgual) (M=Li 1, K 2, Cs 4) in ausgezeichneten Ausbeuten liefert. In polaren Solventien erhält man hingegen Mischungen der 6- und 8-Regioisomeren: 2 bzw. (8-Hyp-Hgual) (3). 2 bleibt aber hierbei das Hauptprodukt. Röntgenbeugungsexperimente zeigen, dass 1 im Kristall als dimerer Sandwich-Komplex, meso-[Li2(6-Hyp-Hgual)2], und die THF-Solvate (thf)4K(6-Hyp-Hgual) (2a) sowie (thf)4K(8-Hyp-Hgual) (3a) jeweils als Halb-Sandwich-Komplexe in einer racemischen Mischung vorliegen. Die Verbindungen 1, 2, 3 and 4 eignen sich sehr gut dazu, in Metathesereaktionen als Precursor für neuartige chirale Metallozen-Komplexe eingesetzt zu werden. Insbesondere das Kaliumderivat 2 besticht durch die einfache und relativ preiswerte Synthese, die erzielten hohen Ausbeuten (>80%) und seine leichte Handhabbarkeit. In THF als Solvent wurden die Metallocene 5:5-M’(6-Hyp-Hgual)2 (M’ = Mn 5, Fe 6, Ni 8) und 5:5-Fe(8-Hyp-Hgual)2 (7) erhalten. Bei Verwendung einiger redox-aktiver Metallhalogenide beobachtet man jedoch die Zersetzung der Metallocene unter Bildung des oxidativen Kopplungsproduktes (3-Hyp-6-Hgual)2 (9) sowie der Ausscheidung von Metall. Die Umsetzung von Halogeniden der Gruppe 4 (TiCl3 and M’’Cl4 (M’’ = Ti, Zr, Hf)) mit 2 liefert in THF ausschließlich die Metallozendichloride M’’(6-Hyp-Hgual)2Cl2 (M’’ = Ti (10), Zr (11), Hf (12)). Die erhaltenen Metallozenderivate fallen als Diastereomeren-Gemische an, die sich durch fraktionierende Kristallisation teilweise oder vollständig in ihre Bestandteile, das jeweilige R,R-Racemat und das R,S-meso-Diastereomer auftrennen lassen. Die Strukturen der rac-Diastereomere konnten durch Beugungsexperimente aufgeklärt werden. Durch eine Metathese von 2 mit Hyp-Cl kann eine zweite Hypersilylgruppe in die 2-Position des Guajazulen-Gerüstes eingeführt werden. Das entstehende 2,6-bis(Hyp)-H2gua (14) kann anschließend mit nBuLi in das extrem luft- und feuchtigkeitsempfindliche Li[2,6-bis(Hyp)-Hgual] (15) überführt werden, dass wie 1 eine dimere Sandwich-Struktur aufweist. Durch Einführung des zweiten Hypersilylrestes werden die chemischen Eigenschaften des Azulenids dramatisch verändert. Während Verbindung 1 sich als guter Precursor für Metallocene erwies, gelang es uns bislang nicht, entsprechende Derivate der Verbindung 15 zu isolieren.

Polymorphs solvates and co-crystals of molecular materials

The scope of my research project is to produce and characterize new crystalline forms of organic compounds, focusing the attention on co-crystals and then transferring these notions on APIs to produce co-crystals of potential interest in the pharmaceutical field. In the first part of this work co-crystallization experiments were performed using as building blocks the family of aliphatic dicarboxylic acids HOOC-(CH2)n-COOH, with n= 2-8. This class of compounds has always been an object of study because it is characterized by an interesting phenomenon of alternation of melting points: the acids with an even number of carbon atoms show a melting point higher than those with an odd one. The acids were co-crystallized with four dipyridyl molecules (formed by two pyridine rings with a different number of bridging carbon atoms) through the formation of intermolecular interactions N•••(H)O. The bases used were: 4,4’-bipyridine (BPY), 1,2-bis(4-pyridyl)ethane (BPA), 1,2-(di-4-pyridyl)ethylene (BPE) and 1,2-bis(4-pyridyl)propane (BPP). The co-crystals obtained by solution synthesis were characterized by different solid-state techniques to determine the structure and to see how the melting points in co-crystals change. In the second part of this study we tried to obtain new crystal forms of compounds of pharmaceutical interest. The APIs studied are: O-desmethylvenlafaxine, Lidocaine, Nalidixic Acid and Sulfadiazine. Each API was subjected to Polymorph Screening and Salt/Co-crystal Screening experiments to identify new crystal forms characterized by different properties. In a typical Salt/Co-crystal Screening the sample was made to react with a co-former (solid or liquid) through different methods: crystallization by solution, grinding, kneading and solid-gas reactions. The new crystal forms obtained were characterized by different solid state techniques (X-ray single crystal diffraction, X-ray powder diffraction, Differential Scanning Calorimetry, Thermogravimetric Analysis, Evolved gas analysis, FT-IR – ATR, Solid State N.M.R).

Nuclear charge radius of the halo nucleus lithium-11

Nuclear charge radii of short-lived isotopes can be probed in a nuclear-model independent way via isotope shift measurements. For this purpose a novel technique was developed at GSI, Darmstadt. It combines two-photon laser spectroscopy in the 2s-3s electronic transition of lithium, resonance ionization, and detection via quadrupole mass spectrometry. In this way an accuracy of 5e-5 which is necessary for the extraction of nuclear charge radii, and an overall detection efficiency of 1e-4 is reached. This allowed an isotope shift measurement of Li-11 for the first time at the TRIUMF facility in Vancouver. Additionally, uncertainties in the isotope shift for all other lithium isotopes were reduced by about a factor of four compared to previous measurements at GSI. Results were combined with recent theoretical mass shift calculations in three-electron systems and root-mean-square nuclear charge radii of all lithium isotopes, particulary of the two-neutron halo nucleus Li-11, were determined. Obtained charge radii decrease continuously from Li-6 to Li-9, while a strong increase between Li-9 and Li-11 is observed. This is compared to predictions of various nuclear models and it is found that a multicluster model gives the best overall agreement. Within this model, the increase in charge radius between Li-9 and Li-11is to a large extend caused by intrinsic excitation of the Li-9-like core while the neutron-halo correlation contributes only to a small extend.