Síntese e caracterização de nanomateriais superparamagnéticos do tipo core-shell para aplicação em catálise e biomedicina

As diversas aplicações tecnológicas de nanopartículas magnéticas (NPM) vêm intensificando o interesse por materiais com propriedades magnéticas diferenciadas, como magnetização de saturação (MS) intensificada e comportamento superparamagnético. Embora MNP metálicas de Fe, Co e bimetálicas de FeCo e FePt possuam altos valores de MS, sua baixa estabilidade química dificulta aplicações em escala nanométrica. Neste trabalho foram sintetizadas NPM de Fe, Co, FeCo e FePt com alta estabilidade química e rigoroso controle morfológico. NPM de óxido metálicos (Fe e Co) também foram obtidas. Dois métodos de síntese foram empregados. Usando método baseado em sistemas nanoheterogêneos (sistemas micelares ou de microemulsão inversa), foram sintetizadas NPM de Fe3O4 e Co metálico. Foram empregados surfactantes cátion-substituídos: dodecil sulfato de ferro(III) (FeDS) e dodecil sulfato de cobalto(II) (CoDS). Para a síntese das NPM, foram estudados e determinados a concentração micelar crítica do FeDS em 1-octanol (cmc = 0,90 mmol L-1) e o diagrama de fases pseudoternário para o sistema n-heptano/CoDS/n-butanol/H2O. NPM esferoidais de magnetita com3,4 nm de diâmetro e comportamento quase-paramagnético foram obtidas usando sistemas micelares de FeDS em 1-octanol. Já as NPM de Co obtidas via microemulsão inversa, apesar da larga distribuição de tamanho e baixa MS, são quimicamente estáveis e superparamagnéticas. O segundo método é baseado na decomposição térmica de complexos metálicos, pelo qual foram preparadas NPM esféricas de FePt e de óxidos metálicos (Fe3O4, FeXO1-X, (Co,Fe)XO1-X e CoFe2O4) com morfologia controlada e estabilidade química. O método não mostrou a mesma efetividade na síntese de NPM de FeAg e FeCo: a liga FeAg não foi obtida enquanto que NPM de FeCo com estabilidade química foram obtidas sem controle morfológico. NPM de Fe e FeCo foram preparadas a partir da redução térmica de NPM de Fe3O4 e CoFe2O4, as quais foram previamente recobertas com sílica. A sílica previne a sinterização inter-partículas, além de proporcionar caráter hidrofílico e biocompatibilidade ao material. As amostras reduzidas apresentaram aumento dos valores de MS (entre 21,3 e 163,9%), o qual é diretamente proporcional às dimensões das NPM. O recobrimento com sílica foi realizado via hidrólise de tetraetilortosilicato (TEOS) em sistema de microemulsão inversa. A espessura da camada de sílica foi controlada variando-se o tempo de reação e as concentrações de TEOS e de NPM, sendo então proposto um mecanismo do processo de recobrimento. Algumas amostras receberam um recobrimento adicional de TiO2 na fase anatase, para o qual foi empregado etilenoglicol como solvente e ligante para formação de glicolato de Ti como precursor. A espessura da camada de TiO2 (2-12 nm) é controlada variando as quantidades relativas entre NPM e o precursor de Ti. Ensaios de hipertermia magnética foram realizados para as amostras recobertas com sílica. Ensaios de hipertermia magnéticas mostram grande aumento da taxa de aquecimento das amostras após a redução térmica, mesmo para dispersões diluídas de NPM (0,6 a 4,5 mg mL-1). Taxas de aquecimento entre 0,3 e 3,0oC min-1 e SAR entre 37,2 e 96,3 W g-1. foram obtidos. A atividade fotocatalítica das amostras recobertas foram próximas à da fase anatase pura, com a vantagem de possuir um núcleo magnético que permite a recuperação do catalisador pela simples aplicação de campos magnéticos externos. Os resultados preliminares dos ensaios de hipertermia magnética e fotocatálise indicam um forte potencial dos materiais aqui relatados para aplicações em biomedicina e em fotocatálise.

Direct Nucleophilic Substitution of Free Allylic Alcohols in Water Catalyzed by FeCl3⋅6 H2O: Which is the Real Catalyst?

The allylic substitution reaction, and particularly the direct allylic amination reaction, of free allylic alcohols in water catalyzed by FeCl3⋅6 H2O is described. This novel environmentally-friendly methodology allows the use of a wide variety of nitrogenated nucleophiles such as sulfonamides, carbamates, benzamides, anilines, benzotriazoles, and azides, generally giving good yields of the corresponding substitution products. The synthetic applicability of the process is also demonstrated because the reaction can be performed on gram-scale. Additionally, carbon nucleophiles such as silylated nucleophiles, aromatic compounds, and malonates also proved to be suitable for this transformation. Finally, the nature of the catalytic species present in aqueous media is unveiled, pointing towards the formation of hexaaquo iron(III) complexes.

Mesoporous Metal Complex–Silica Aerogels for Environmentally Friendly Amination of Allylic Alcohols

Two series of mesoporous hybrid iron(III) complex–silica aerogels were prepared in one-pot synthesis by using the sol–gel coordination chemistry approach. The use of the ligands 3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilane and 2-(diphenylphosphino)ethyltriethoxysilane, both with terminal triethoxysilyl groups, were used to incorporate metal complexes in situ into the framework of silica, through their co-condensation with a silicon alkoxide during the aerogel formation. This methodology yielded optically translucent hybrid mesoporous gels with homogeneous metal incorporation and excellent textural properties. The catalytic performance of these materials was tested in the direct amination of allylic alcohols in water as a target reaction, with activities comparable or even higher than those corresponding to the homogeneous iron(III) complex. Furthermore, these catalysts were stable and maintained their catalytic activity after six reaction cycles.

Réaction d’amination intramoléculaire de liens C-H à partir de N-mésyloxycarbamates catalysée par des complexes de rhodium et d’autres métaux de transition : s ynthèse verte d’oxazolidinones

La réaction d’amination de liens C-H, impliquant la transformation directe d’un lien C-H en lien C-N constitue une approche synthétique d’avenir pour la préparation de composés azotés. L’application de cette stratégie de manière intramoléculaire apparaît comme une approche puissante pour la synthèse de composés hétérocycliques. En particulier, les oxazolidinones, carbamates cycliques à cinq chaînons, constituant une nouvelle classe d’antibiotiques très prometteuse, pourraient être synthétisées par cette méthode. Il y a moins d’une dizaine d’années, notre groupe de recherche a travaillé sur le développement de méthodologies utilisant des espèces nitrènes métalliques pour l’amination intra et intermoléculaire. Les N-tosyloxycarbamates, en présence d’une base et d’un catalyseur dimère de rhodium (II) tétracarboxylate sont les précurseurs de ces espèces nitrènes métalliques, capables de faire l’insertion de liens C(sp3)-H. Dans ces travaux de thèse, nous avons travaillé sur le développement d’une méthode plus « verte » d’amination intramoléculaire. Les N-mésyloxycarbamates, plus légers que leurs homologues N-tosyloxycarbamates, ont été identifiés comme d’excellents précurseurs de nitrènes. La méthodologie développée ne nécessite que 3 mol % de dimère de rhodium Rh2(tpa)4 et de 1,5 équivalents de solution aqueuse saturée de K2CO3, le tout dans l’acétate d’éthyle et donne de bons rendements de cyclisation. Une étude de l’étendue réactionnelle a été effectuée, montrant la tolérance et les limitations de notre système catalytique : les hétéroatomes ne posent pas de problèmes hormis l’atome d’azote, qui doit être protégé afin de garantir la transformation. En outre, nous avons constaté que les liens C-H aliphatiques secondaires sont moins réactifs que les liens tertiaires. Après avoir tenté de développer des conditions réactionnelles spécifiques aux liens C-H non activés, nous avons montré la possibilité d’aminer des liens C-H propargyliques de manière chimiosélective ; la triple liaison C-C peut ensuite être dérivatisée efficacement, donnant accès à la formule saturée correspondante ainsi qu’à d’autres motifs. Dans un désir de substituer les complexes de rhodium par d’autres complexes de métaux plus abondants et moins dispendieux, nous nous sommes tournés, dans un premier temps, vers les complexes de fer et par la suite, vers les pinceurs de nickel. Les phtalocyanines de fer ont été identifiées comme étant de bons catalyseurs de l’amination intramoléculaire de N-mésyloxycarbamates. Le chlorure de phtalocyanine de fer (III), en présence d’un sel de AgBF4 et de K2CO3, dans le 1,1,2,2-tétrachloroéthane anhydre, permet l’obtention de la 4-phenyloxazolidin-2-one avec 63% de rendement. En outre, il est possible d’atteindre un rendement de 49% à partir du même substrat N-mésyloxycarbamate, par catalyse avec un pinceur de nickel de type POCN, en présence d’un sel de mésylate. Des indices sur le mécanisme des ces deux transformations ont pu être recueillis lors de la courte étude de ces systèmes.

Réaction d’amination intramoléculaire de liens C-H à partir de N-mésyloxycarbamates catalysée par des complexes de rhodium et d’autres métaux de transition : s ynthèse verte d’oxazolidinones

La réaction d’amination de liens C-H, impliquant la transformation directe d’un lien C-H en lien C-N constitue une approche synthétique d’avenir pour la préparation de composés azotés. L’application de cette stratégie de manière intramoléculaire apparaît comme une approche puissante pour la synthèse de composés hétérocycliques. En particulier, les oxazolidinones, carbamates cycliques à cinq chaînons, constituant une nouvelle classe d’antibiotiques très prometteuse, pourraient être synthétisées par cette méthode. Il y a moins d’une dizaine d’années, notre groupe de recherche a travaillé sur le développement de méthodologies utilisant des espèces nitrènes métalliques pour l’amination intra et intermoléculaire. Les N-tosyloxycarbamates, en présence d’une base et d’un catalyseur dimère de rhodium (II) tétracarboxylate sont les précurseurs de ces espèces nitrènes métalliques, capables de faire l’insertion de liens C(sp3)-H. Dans ces travaux de thèse, nous avons travaillé sur le développement d’une méthode plus « verte » d’amination intramoléculaire. Les N-mésyloxycarbamates, plus légers que leurs homologues N-tosyloxycarbamates, ont été identifiés comme d’excellents précurseurs de nitrènes. La méthodologie développée ne nécessite que 3 mol % de dimère de rhodium Rh2(tpa)4 et de 1,5 équivalents de solution aqueuse saturée de K2CO3, le tout dans l’acétate d’éthyle et donne de bons rendements de cyclisation. Une étude de l’étendue réactionnelle a été effectuée, montrant la tolérance et les limitations de notre système catalytique : les hétéroatomes ne posent pas de problèmes hormis l’atome d’azote, qui doit être protégé afin de garantir la transformation. En outre, nous avons constaté que les liens C-H aliphatiques secondaires sont moins réactifs que les liens tertiaires. Après avoir tenté de développer des conditions réactionnelles spécifiques aux liens C-H non activés, nous avons montré la possibilité d’aminer des liens C-H propargyliques de manière chimiosélective ; la triple liaison C-C peut ensuite être dérivatisée efficacement, donnant accès à la formule saturée correspondante ainsi qu’à d’autres motifs. Dans un désir de substituer les complexes de rhodium par d’autres complexes de métaux plus abondants et moins dispendieux, nous nous sommes tournés, dans un premier temps, vers les complexes de fer et par la suite, vers les pinceurs de nickel. Les phtalocyanines de fer ont été identifiées comme étant de bons catalyseurs de l’amination intramoléculaire de N-mésyloxycarbamates. Le chlorure de phtalocyanine de fer (III), en présence d’un sel de AgBF4 et de K2CO3, dans le 1,1,2,2-tétrachloroéthane anhydre, permet l’obtention de la 4-phenyloxazolidin-2-one avec 63% de rendement. En outre, il est possible d’atteindre un rendement de 49% à partir du même substrat N-mésyloxycarbamate, par catalyse avec un pinceur de nickel de type POCN, en présence d’un sel de mésylate. Des indices sur le mécanisme des ces deux transformations ont pu être recueillis lors de la courte étude de ces systèmes.

Longitude determinations

I. Determination of the longitude of Carleton College Observatory, Northfield, Minnesota, from the United States Naval Observatory, Washington, D.C. -- II. Determination of the difference of longitude between Iowa College Observatory at Grinnell, Iowa, and Carleton college Observatory at Northfield, Minnesota. -- III. Determination of the longitude of an astronomical station at South Heart, North Dakota, near the 103 m̊eridian from Greenwich.

The chemistry of ceramic glazes

The development of ideas and theories concerning the structure of glazes, as one of the glassy materials, are reviewed in the general introduction. The raw materials and the manufacturing process for glazes are described (Chapter One). A number of new vanadyl(IV) dipyridylamine and tripyrldylamine complexes have been prepared, various spectroscopic techniques are used in the investigation of the vanadyl ion in a weak ligand field, the situation of those found in a glaze environment (Chapter Three). In glaze recipes containing silica, potash feldspar, china clay, MO(M= Ca, Sr, Sa, Ti and Zn) and NiO, the ligand field theory is used in the elucidation of the effect of M (in MO) on the absorption spectra and coordination behaviour of Ni(II) in glazes. The magnetic and visible spectral results are reviewed in terms of Dietzel's idea of field strength of M and also in terms of Shteinberg's theory of glaze structure. X-ray diffraction is used for the identification of various species that formed after the firing process of glazes (Chapter Four). In Chapter Five, [] Mossbauer spectroscopy, supplemented by E.S.R., X-ray and visible spectral measurements are used in the investigation of iron in a glaze composition similar to that used in Chapter Four. The Mossbauer results are used in following the influence of; M in MO (M= Sr, Ca and Ba), oxides of titanium(IV) and vanadium(V ), and firing conditions on the chemistry of iron. Generally the iron(II) and iron(III) in the fired glazes are in octahedral sites although there are a range of similar, though not identical environments. A quite noticable influence of M (in MO) on the resonance line width is seen. In one case evidence is found for iron(IV) in an iron/vanadium glaze. E.S.R. of vanadium containing glazes indicate that vanadium is present as V02+ in a highly distorted tetragonal environment .

Synthesis and evaluation of novel polymer modifiers for biodegradable polymers

The effects of ester plasticizers and copolymers on the mechanical properties of the natural biodegradable polymers, poly(3-hydroxybutyrate) [PHB] and poly(lactic acid) [PLA] have been studied after subjecting to melt processing conditions. Ester plasticizers were synthesized from citric, tartaric and maleic acids using various alcohols. A variety of PLA copolymers have also been prepared from poly(ethylene glycol) derivatives using stannous octanoate catalysed ring opening polymerisations of DL-lactide. A novel PLA star copolymer was also prepared from an ethoxylated pentaerythritol. The structures of these copolymers were determined by NMR spectroscopy. The plasticizing effect of the synthesised additives at various concentrations was determined. While certain additives were capable of improving the mechanical properties of PLA, none were effective in PHB. Moreover, it was found that certain combinations of additives exhibited synergistic effects. Possible mechanisms are discussed. Biotic and abiotic degradation studies showed that the plasticizers (esters and copolymers) did not inhibit the biodegradability of PHB or PLA in compost at 60°C. Simple toxicity tests carried out on compost extract and its ability to support the growth of cress seeds was established. PLA was found to be susceptible to limited thermal degradation under melt processing conditions. Conventional phenolic antioxidants showed no significant effect on this process, suggesting that degradation was not predominantly a free radical process. PLA also underwent photo-oxidative degradation with UV light and the process could be accelerated in the presence of a photoactivator such as iron (III) diisononyl dithiocarbamate. The mechanisms for the above processes are discussed. Finally, selected compounds were prepared on a pilot plant scale. Extruded and blown films were prepared containing these additives with conventional polymer processing equipment. The mechanical properties were similar to those obtained with laboratory produced compression moulded films.

Recent advances in spin crossover research

Thermal spin transition (spin crossover), one of the most fascinating dynamic electronic structure phenomena occurring in coordination compounds of third row transition metal ions, mostly of iron(II), iron(III) and cobalt(II) with critical ligand field strengths competing with the spin pairing energy, has attracted increasing attention by many research groups. One of the reasons is the promising potential for practical applications. In this chapter we intend to cover essential recent work, primarily accomplished within the European research network on “Thermal and Optical Switching of Molecular Spin States (TOSS)”. New spin crossover compounds and their thermal spin transition behaviour, also under applied pressure, novel effects observed by irradiation and magnetic field, will be discussed. Progress in theoretical treatments of spin crossover phenomena, particularly cooperativity, will be briefly outlined. The chapter concludes with a summary of research highlights published by the partner laboratories of the TMR network TOSS.

Data on the biogeochemical cycle of methane in the ocean

Geological, mineralogical and microbiological aspects of the methane cycle in water and sediments of different areas in the oceans are under consideration in the monograph. Original and published estimations of formation- and oxidation rates of methane with use of radioisotope and isotopic methods are given. The role of aerobic and anaerobic microbial oxidation of methane in production of organic matter and in formation of authigenic carbonates is considered. Particular attention is paid to processes of methane transformation in areas of its intensive input to the water column from deep-sea hydrothermal sources, mud volcanoes, and cold methane seeps.

Synthèse de sulfilimines et de sulfoximines catalysée par les métaux de transition

Les sulfilimines et les sulfoximines sont des motifs structuraux dont l’intérêt synthétique est grandissant, notamment du fait de leurs applications en chimie médicinale et en agrochimie. Les travaux rapportés dans cet ouvrage décrivent le développement de nouvelles méthodes de synthèse efficaces pour la production de ces unités atypiques. Ces méthodes sont basées sur la réactivité d’une source d’azote électrophile, vis-à-vis de thioéthers et de sulfoxydes. L’utilisation d’un complexe métallique introduit en quantité catalytique a permis de favoriser le processus réactionnel. En tirant bénéfice de l’expertise de notre groupe de recherche sur le développement de réactions d’amination stéréosélectives de liaisons C-H et d’aziridination de styrènes, nous avons d’abord étudié la réactivité des N-mésyloxycarbamates comme source d’azote électrophile. Après avoir optimisé sa synthèse sur grande échelle, ce réactif chiral a été utilisé dans des réactions d’amination de thioéthers et de sulfoxydes, catalysées par un dimère de rhodium (II) chiral. Un processus diastéréosélectif efficace a été mis au point, permettant de produire des sulfilimines et des sulfoximines chirales avec d’excellents rendements et sélectivités. Au cours de l’optimisation de cette méthode de synthèse, nous avons pu constater l’effet déterminant de certains additifs sur la réactivité et la sélectivité de la réaction. Une étude mécanistique a été entreprise afin de comprendre leur mode d’action. Il a été observé qu’une base de Lewis telle que le 4-diméthylaminopyridine (DMAP) pouvait se coordiner au dimère de rhodium(II) et modifier ses propriétés structurales et redox. Les résultats que nous avons obtenus suggèrent que l’espèce catalytique active est un dimère de rhodium de valence mixte Rh(II)/Rh(III). Nous avons également découvert que l’incorporation de sels de bispyridinium avait une influence cruciale sur la diastéréosélectivité de la réaction. D’autres expériences sur la nature du groupe partant du réactif N-sulfonyloxycarbamate nous ont permis de postuler qu’une espèce nitrénoïde de rhodium était l’intermédiaire clé du processus d’amination. De plus, l’exploitation des techniques de chimie en débit continu nous a permis de développer une méthode d’amination de thioéthers et de sulfoxydes très performante, en utilisant les azotures comme source d’azote électrophile. Basée sur la décompositon photochimique d’azotures en présence d’un complexe de fer (III) simple et commercialement disponible, nous avons été en mesure de produire des sulfilimines et des sulfoximines avec d’excellents rendements. Le temps de résidence du procédé d’amination a pu être sensiblement réduit par la conception d’un nouveau type de réacteur photochimique capillaire. Ces améliorations techniques ont permis de rendre la synthèse plus productive, ce qui constitue un élément important d’un point de vue industriel.

Synthèse de sulfilimines et de sulfoximines catalysée par les métaux de transition

Les sulfilimines et les sulfoximines sont des motifs structuraux dont l’intérêt synthétique est grandissant, notamment du fait de leurs applications en chimie médicinale et en agrochimie. Les travaux rapportés dans cet ouvrage décrivent le développement de nouvelles méthodes de synthèse efficaces pour la production de ces unités atypiques. Ces méthodes sont basées sur la réactivité d’une source d’azote électrophile, vis-à-vis de thioéthers et de sulfoxydes. L’utilisation d’un complexe métallique introduit en quantité catalytique a permis de favoriser le processus réactionnel. En tirant bénéfice de l’expertise de notre groupe de recherche sur le développement de réactions d’amination stéréosélectives de liaisons C-H et d’aziridination de styrènes, nous avons d’abord étudié la réactivité des N-mésyloxycarbamates comme source d’azote électrophile. Après avoir optimisé sa synthèse sur grande échelle, ce réactif chiral a été utilisé dans des réactions d’amination de thioéthers et de sulfoxydes, catalysées par un dimère de rhodium (II) chiral. Un processus diastéréosélectif efficace a été mis au point, permettant de produire des sulfilimines et des sulfoximines chirales avec d’excellents rendements et sélectivités. Au cours de l’optimisation de cette méthode de synthèse, nous avons pu constater l’effet déterminant de certains additifs sur la réactivité et la sélectivité de la réaction. Une étude mécanistique a été entreprise afin de comprendre leur mode d’action. Il a été observé qu’une base de Lewis telle que le 4-diméthylaminopyridine (DMAP) pouvait se coordiner au dimère de rhodium(II) et modifier ses propriétés structurales et redox. Les résultats que nous avons obtenus suggèrent que l’espèce catalytique active est un dimère de rhodium de valence mixte Rh(II)/Rh(III). Nous avons également découvert que l’incorporation de sels de bispyridinium avait une influence cruciale sur la diastéréosélectivité de la réaction. D’autres expériences sur la nature du groupe partant du réactif N-sulfonyloxycarbamate nous ont permis de postuler qu’une espèce nitrénoïde de rhodium était l’intermédiaire clé du processus d’amination. De plus, l’exploitation des techniques de chimie en débit continu nous a permis de développer une méthode d’amination de thioéthers et de sulfoxydes très performante, en utilisant les azotures comme source d’azote électrophile. Basée sur la décompositon photochimique d’azotures en présence d’un complexe de fer (III) simple et commercialement disponible, nous avons été en mesure de produire des sulfilimines et des sulfoximines avec d’excellents rendements. Le temps de résidence du procédé d’amination a pu être sensiblement réduit par la conception d’un nouveau type de réacteur photochimique capillaire. Ces améliorations techniques ont permis de rendre la synthèse plus productive, ce qui constitue un élément important d’un point de vue industriel.

Chemical Reaction Dynamics of the Liquid/Vapor Interface Studied by Mass Spectrometry

This thesis presents investigations of chemical reactions occurring at the liquid/vapor interface studied using novel sampling methodologies coupled with detection by mass spectrometry. Chapters 2 and 3 utilize the recently developed technique of field-induced droplet ionization mass spectrometry (FIDI-MS), in which the application of a strong electric field to a pendant microliter droplet results in the ejection of highly charged progeny droplets from the liquid surface. In Chapter 2, this method is employed to study the base-catalyzed dissociation of a surfactant molecule at the liquid/vapor interface upon uptake of ammonia from the gas phase. This process is observed to occur without significant modulation of the bulk solution pH, suggesting a transient increase in surface pH following the uptake of gaseous ammonia. Chapter 3 presents real-time studies of the oxidation of the model tropospheric organic compound glycolaldehyde by photodissociation of iron (III) oxalate complexes. The oxidation products of glycolaldehyde formed in this process are identified, and experiments in a deoxygenated environment identify the role of oxygen in the oxidation pathway and in the regeneration of iron (III) following photo-initiated reduction. Chapter 4 explores alternative methods for the study of heterogeneous reaction processes by mass spectrometric sampling from liquid surfaces. Bursting bubble ionization (BBI) and interfacial sampling with an acoustic transducer (ISAT) generate nanoliter droplets from a liquid surface that can be sampled via the atmospheric pressure interface of a mass spectrometer. Experiments on the oxidation of oleic acid by ozone using ISAT are also presented. Chapters 5 and 6 detail mechanistic studies and applications of free-radical-initiated peptide sequencing (FRIPS), a technique employing gas-phase free radical chemistry to the sequencing of peptides and proteins by mass spectrometry. Chapter 5 presents experimental and theoretical studies on the anomalous mechanism of dissociation observed in the presence of serine and threonine residues in peptides. Chapter 6 demonstrates the combination of FRIPS with ion mobility-mass spectrometry (IM-MS) for the separation of isomeric peptides.

Synthesis of Anisotropic Magnetic Nanoobjects Designed for Locomotion in External Magnetic Fields

The subject of the present work is the synthesis of novel nanoscale objects, designed for self-propulsion under external actuation. The synthesized objects present asymmetric hybrid particles, consisting of a magnetic core and polymer flagella and their hydrodynamic properties under the actuation by external magnetic fields are investigated. The single-domain ferromagnetic cobalt ferrite nanoparticles are prepared by thermal decomposition of a mixture of metalorganic complexes based on iron (III) cobalt (II) in non-polar solvents. Further modification of the particles includes the growth of the silver particle on the surface of the cobalt ferrite particle to form a dumbbell-shaped heterodimer. Different possible mechanisms of dumbbell formation are discussed. A polyelectrolyte tail with ability to adjust the persistence length of the polymer, and thus the stiffness of the tail, by variation of pH is attached to the particles. A polymer tail consisting of a polyacrylic acid chain is synthesized by hydrolysis of poly(tert-butyl acrylate) obtained by atom transfer radical polymerization (ATRP). A functional thiol end-group enables selective attachment of the tail to the silver part of the dumbbell, resulting in an asymmetric functionalization of the dumbbells. The calculations on the propulsion force and the sperm number for the resulting particles reveal a theoretical possibility for the propelled motion. Under the actuation of the particles with flagella by alternating magnetic field an increase in the diffusion coefficient compared to non-actuated or non-functionalized particles is observed. Further development of such systems for application as nanomotors or in drug delivery is promising.