An unusual ruthenium(II) complex of 2-(2-pyridyl)benzothiazole

The ligand 2-(2-pyridyl)benzothiazole (L) can act both as an N-N and an N-S chelating donor. The latter coordination mode is expected to be preferred when it is involved in coordination to Ru(II) which is a soft acceptor centre However, in the title compound, chlorobis(acetonitrile)triphenylphosphino-2-(2-pyridyl)benzothiazole-N,N-ruthenium(II) chlride, [Ru(L)(PPh3(CH3CN)2Cl]Cl, the ligand acts in N,N-bidentate manner and the Ru(II) ion is found to be present in an N4PCl coordination environment. PPh3 and Cl are trans to each other and the two CH3CN ligands occupy cis positions facing the NN donor atoms of ligand L.

Síntese e caracterização de complexo tetranuclear de cobre com o ligante resorcinareno

The main objective of the present work is to contribute to the development of the coordination chemistry of macromolecules such as resorcinarene with the synthesis and characterization of new copper complexes with chloride, vanillin and resorcinarene binders, all coordinated to phenanthroline, a biologically active molecule with important properties in biological systems. The complex [(Cu(phen))4(resvan)], was synthesized from the direct reaction of the metals with resorcinarene and generates several possibilities for coordination, which hinders its characterization. Therefore, in order to limit the coordination sites of the ligand, the complex [(Cu(phen))4(resvan)]Cl4 was formed from a new synthetic methodology. The complex cis-[Cu(phen)Cl2], cis-[Cu(phen)(van)]Cl, [(Cu(phen))4(resvan)] and [(Cu(phen))4(resvan)]Cl4 were characterized by spectroscopic techniques such as IR, UV-vis and EPR. By using infrared it has been possible to demonstrate the presence of the phenanthroline ligand in the synthesized complexes, and vanillin in the complex cis- [Cu(phen)(van)]Cl and resvan ligand in the complex [(Cu(phen))4(resvan)], besides this indicating the formation of resorcinarene in the complex [(Cu(phen))4(resvan)]Cl4. The electronic spectra of these coordination compounds indicated the presence of the phenanthroline ligand, by its intense bands in the ultraviolet region. For the complex cis- [Cu(phen)(van)]Cl it still indicated the presence of the ligand vanillin based on intraligand bands of vanillin and charge transfer, LMCT. Furthermore, the spectra showed d-d bands, confirming the formation of metal compounds. The amount of copper atoms present in the complex [(Cu(phen))4(resvan)]Cl4 was estimated from a comparative analysis of the absorbances of solutions of the same concentration of [(Cu(phen))4(resvan)]Cl4 and cis- [Cu(phen)(van)]Cl, which indicates that these compounds have copper atoms in the ratio 4:1. The EPR spectra of the complex cis-[Cu(phen)Cl2], cis-[Cu(phen)(van)]Cl and [(Cu(phen))4(resvan)]Cl4 showed axial profiles, while the complex [(Cu(phen))4(resvan)] showed of axial and rhombic profiles, indicating a change in the symmetry of the Cu (II) to this complex environment. The binders vanillin and resvan underwent biological assays with satisfactory results, both exhibited antioxidant activity and low toxicity, as well vanillin present antitoxoplásmico character.

Développement et caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque

Ce projet de recherche mené en collaboration industrielle avec St-Jean Photochimie Inc. / PCAS Canada vise le développement et la caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque. La quête du récoltage des photons se situant dans le proche-infrarouge a été au centre des modifications structurales explorées afin d’augmenter l’efficacité de conversion des cellules solaires de type organique et à pigments photosensibles. Trois familles de composés intégrant le motif dipyrrométhène ont été synthétisées et caractérisées du point de vue spectroscopique, électrochimique, structural ainsi que par modélisation moléculaire afin d’établir des relations structures-propriétés. La première famille comporte six azadipyrrométhènes au potentiel de coordination tétradentate sur des centres métalliques. Le développement d’une nouvelle voie synthétique asymétrique combinée à l’utilisation d’une voie symétrique classique ont permis d’obtenir l’ensemble des combinaisons de substituants possibles sur les aryles proximaux incluant les noyaux 2-hydroxyphényle, 2-méthoxyphényle et 2- pyridyle. La modulation du maximum d’absorption dans le rouge a pu être faite entre 598 et 619 nm. De même, la présence de groupements méthoxyle ou hydroxyle augmente l’absorption dans le violet (~410 nm) tel que démontré par modélisation. La caractérisation électrochimique a montré que les dérivés tétradentates étaient en général moins stables aux processus redox que leur contre-parti bidentate. La deuxième famille comporte dix dérivés BODIPY fusionnés de façon asymétrique en position [b]. L’aryle proximal a été modifié de façon systématique afin de mieux comprendre l’impact des substituents riches en électron et de la fusion de cycles aromatiques. De plus, ces dérivés ont été mis en relation avec une vaste série de composés analogues. Les résultats empiriques ont montré que les propriétés optoélectroniques de la plateforme sont régies par le degré de communication électronique entre l’aryle proximal, le pyrrole sur lequel il est attaché et le noyau indolique adjacent à ce dernier. Les maximums d’absorption dans le rouge sont modulables entre 547 et 628 nm et la fluorescence des composés se situe dans le proche- infrarouge. L’un des composé s’est révélé souhaitable pour une utilisation en photovoltaïque ainsi qu’à titre de sonde à pH. La troisième famille comporte cinq complexes neutres de RuII basés sur des polypyridines et portant un ligand azadipyrrométhène cyclométalé. Les composés ont montré une forte absorption de photons dans la région de 600 à 800 nm (rouge à proche- infrarouge) et qui a pu être étendue au-delà de 1100 nm dans le cas des dérivés portant un ligand terpyridine. L’analyse des propriétés optoélectroniques de façon empirique et théorique a montré un impact significatif de la cyclométalation et ouvert la voie pour leur étude en tant que photosensibilisateurs en OPV et en DSSC. La capacité d’un des complexes à photo-injecter un électron dans la bande de conduction du semi-conducteur TiO2 a été démontré en collaboration avec le groupe du Pr Gerald J. Meyer à University of North Carolina at Chapel Hill, premier pas vers une utilisation dans les cellules solaires à pigments photosensibles. La stabilité des complexes en solution s’est toutefois avérée problématique et des pistes de solutions sont suggérées basées sur les connaissances acquises dans le cadre de cette thèse.

Development of paper-based color test-strip for drug detection in aquatic environment: Application to oxytetracycline

The wide use of antibiotics in aquaculture has led to the emergence of resistant microbial species. It should be avoided/minimized by controlling the amount of drug employed in fish farming. For this purpose, the present work proposes test-strip papers aiming at the detection/semi-quantitative determination of organic drugs by visual comparison of color changes, in a similar analytical procedure to that of pH monitoring by universal pH paper. This is done by establishing suitable chemical changes upon cellulose, attributing the paper the ability to react with the organic drug and to produce a color change. Quantitative data is also enabled by taking a picture and applying a suitable mathematical treatment to the color coordinates given by the HSL system used by windows. As proof of concept, this approach was applied to oxytetracycline (OXY), one of the antibiotics frequently used in aquaculture. A bottom-up modification of paper was established, starting by the reaction of the glucose moieties on the paper with 3-triethoxysilylpropylamine (APTES). The so-formed amine layer allowed binding to a metal ion by coordination chemistry, while the metal ion reacted after with the drug to produce a colored compound. The most suitable metals to carry out such modification were selected by bulk studies, and the several stages of the paper modification were optimized to produce an intense color change against the concentration of the drug. The paper strips were applied to the analysis of spiked environmental water, allowing a quantitative determination for OXY concentrations as low as 30 ng/mL. In general, this work provided a simple, method to screen and discriminate tetracycline drugs, in aquaculture, being a promising tool for local, quick and cheap monitoring of drugs.

Développement et caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque

Ce projet de recherche mené en collaboration industrielle avec St-Jean Photochimie Inc. / PCAS Canada vise le développement et la caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque. La quête du récoltage des photons se situant dans le proche-infrarouge a été au centre des modifications structurales explorées afin d’augmenter l’efficacité de conversion des cellules solaires de type organique et à pigments photosensibles. Trois familles de composés intégrant le motif dipyrrométhène ont été synthétisées et caractérisées du point de vue spectroscopique, électrochimique, structural ainsi que par modélisation moléculaire afin d’établir des relations structures-propriétés. La première famille comporte six azadipyrrométhènes au potentiel de coordination tétradentate sur des centres métalliques. Le développement d’une nouvelle voie synthétique asymétrique combinée à l’utilisation d’une voie symétrique classique ont permis d’obtenir l’ensemble des combinaisons de substituants possibles sur les aryles proximaux incluant les noyaux 2-hydroxyphényle, 2-méthoxyphényle et 2- pyridyle. La modulation du maximum d’absorption dans le rouge a pu être faite entre 598 et 619 nm. De même, la présence de groupements méthoxyle ou hydroxyle augmente l’absorption dans le violet (~410 nm) tel que démontré par modélisation. La caractérisation électrochimique a montré que les dérivés tétradentates étaient en général moins stables aux processus redox que leur contre-parti bidentate. La deuxième famille comporte dix dérivés BODIPY fusionnés de façon asymétrique en position [b]. L’aryle proximal a été modifié de façon systématique afin de mieux comprendre l’impact des substituents riches en électron et de la fusion de cycles aromatiques. De plus, ces dérivés ont été mis en relation avec une vaste série de composés analogues. Les résultats empiriques ont montré que les propriétés optoélectroniques de la plateforme sont régies par le degré de communication électronique entre l’aryle proximal, le pyrrole sur lequel il est attaché et le noyau indolique adjacent à ce dernier. Les maximums d’absorption dans le rouge sont modulables entre 547 et 628 nm et la fluorescence des composés se situe dans le proche- infrarouge. L’un des composé s’est révélé souhaitable pour une utilisation en photovoltaïque ainsi qu’à titre de sonde à pH. La troisième famille comporte cinq complexes neutres de RuII basés sur des polypyridines et portant un ligand azadipyrrométhène cyclométalé. Les composés ont montré une forte absorption de photons dans la région de 600 à 800 nm (rouge à proche- infrarouge) et qui a pu être étendue au-delà de 1100 nm dans le cas des dérivés portant un ligand terpyridine. L’analyse des propriétés optoélectroniques de façon empirique et théorique a montré un impact significatif de la cyclométalation et ouvert la voie pour leur étude en tant que photosensibilisateurs en OPV et en DSSC. La capacité d’un des complexes à photo-injecter un électron dans la bande de conduction du semi-conducteur TiO2 a été démontré en collaboration avec le groupe du Pr Gerald J. Meyer à University of North Carolina at Chapel Hill, premier pas vers une utilisation dans les cellules solaires à pigments photosensibles. La stabilité des complexes en solution s’est toutefois avérée problématique et des pistes de solutions sont suggérées basées sur les connaissances acquises dans le cadre de cette thèse.

The chemistry of the inorganic complex compounds; an introduction to Werner's coordination theory,

Translation of: Chemie der anorganischen komplex Verbindungen.

Host-guest chemistry of solid coordination frameworks (SCFs) based on Copper(II)-Pyridine Ligands

283 p.

Sodium 2-nitrocinnamate dihydrate: a one-dimensional hydrogen-bonded coordination polymer

The title compound catena-poly[aqua-mu3-2-nitrocinnamato], [Na(C9H6NO4)(H2O)2]n, the sodium salt of trans-2-nitrocinnamic acid, is a one-dimensional coordination polymer based on six-coordinate octahedral NaO6 centres comprising three facially-related monodentate carboxylate O-atom donors from separate ligands (all bridging)[Na-O, 2.4370(13)-2.5046(13)A] and three water molecules (two bridging, one monodentate) [Na-O, 2.3782(13)-2.4404(17)A]. The structure is also stabilized by intra-chain water-O-H...O(carboxylate) and O-H...O(nitro) hydrogen bonds.

meso-Porphyrinylphosphine Oxides: Mono- and Bidentate Ligands for Supramolecular Chemistry and the Crystal Structures of Monomeric [10,20-Diphenylporphyrinatonickel(II)-5,15-diyl]-bis-[P(O)Ph2] and Polymeric Self-Coordinated ([10,20-Diphenylporphyrinatozinc(II)-5,15-diyl]-bis-[P(O)Ph2])

A series of porphyrins substituted in one or two meso-positions by diphenylphosphine oxide groups has been prepared by the palladium catalysed reaction of diphenylphosphine or its oxide with the corresponding bromoporphyrins. Compounds {MDPP-[P(O)Ph2]n} (M = H2, Ni, Zn; H2DPP = 5,15-diphenylporphyrin; n = 1, 2) were isolated in yields of 60-95%. The reaction is believed to proceed via the conventional oxidative addition, phosphination and reductive elimination steps, as the stoichiometric reaction of η1-palladio(II) porphyrin [PdBr(H2DPP)(dppe)] (H2DPP = 5,15-diphenylporphyrin; dppe = 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane) with diphenylphosphine oxide also results in the desired mono-porphyrinylphosphine oxide [H2DPP-P(O)Ph2]. Attempts to isolate the tertiary phosphines failed due to their extreme air-sensitivity. Variable temperature 1H NMR studies of [H2DPP-P(O)Ph2] revealed an intrinsic lack of symmetry, while fluorescence spectroscopy showed that the phosphine oxide group does not behave as a "heavy atom" quencher. The electron withdrawing effect of the phosphine oxide group was confirmed by voltammetry. The ligands were characterised by multinuclear NMR and UV-visible spectroscopy as well as mass spectrometry. Single crystal X-ray crystallography showed that the bis(phosphine oxide) nickel(II) complex {[NiDPP-[P(O)Ph2]2} is monomeric in the solid state, with a ruffled porphyrin core and the two P=O fragments on the same side of the average plane of the molecule. On the other hand, the corresponding zinc(II) complex formed infinite chains through coordination of one Ph2PO substituent to the neighbouring zinc porphyrin through an almost linear P=O---Zn unit, leaving the other Ph2PO group facing into a parallel channel filled with disordered water molecules. These new phosphine oxides are attractive ligands for supramolecular porphyrin chemistry.

The hydrogen-bonded coordination polymer tetracesium bis(5-nitroisophthalate) heptahydrate

The coordination polymer complex tetracesium bis(5-nitroisophthalate) heptahydrate [Cs4(C8H3NO6)2 (H2O)7]n has been synthesized and characterized using single-crystal X-ray diffraction. Crystals are monoclinic, space group P21/c, with Z = 4 in a cell with dimensions a = 12.3213(3), b =6.7557(2) c = 36.2020(9) Å, β = 90.548(2)o. The complex is based on a repeating unit comprising four independent and different Cs coordination centres, two 6-coordinate, and two 8-coordinate [Cs-O, range 2.959(5)-3.386(5)Å], and seven water molecules, two of which are monodentate and the other five bridging, while all other oxygen atoms in the structure, including those of the nitro groups form inter-Cs bridges. Extensive water O-H…O hydrogen-bonding interactions give a three-dimensional framework. This structure represents the first of an alkali metal compound of 5-nitroisophthalic acid that has been reported.

Two-dimensional coordination polymers in rubidium and caesium complexes with orthanilic acid

The crystal structures of the rubidium and caesium complexes with 2-aminobenzenesulfonic acid (orthanilic acid), [Rb4(C6H6NO3S)4(H2O)]n (1) and [Cs(C6H6NO3S)]n (2) and have been determined at 200 K. Complex 1 has a repeating unit comprising four independent and different Rb coordination centres, (RbO8), (RbO7), (RbN2O4) and (RbO10), each having irregular stereochemistry and involving a number of bidentate chelate sulfonate-O,O’-metal and bridging interactions, giving a two-dimensional polymeric layered structure. Anhydrous complex 2 is also polymeric with the irregular (CsO7) coordination polyhedron comprising six sulfonate oxygen donors from three separate bidentate chelate sulfonate ligands and one monodentate bridging sulfonate oxygen, giving a two-dimensional layered structure.

Coordination of UAV path planning in 2D and 3D in environmental/bio sensing applications

This paper is concerned with the optimal path planning and initialization interval of one or two UAVs in presence of a constant wind. The method compares previous literature results on synchronization of UAVs along convex curves, path planning and sampling in 2D and extends it to 3D. This method can be applied to observe gas/particle emissions inside a control volume during sampling loops. The flight pattern is composed of two phases: a start-up interval and a sampling interval which is represented by a semi-circular path. The methods were tested in four complex model test cases in 2D and 3D as well as one simulated real world scenario in 2D and one in 3D.