From 3,3,4,4-Tetraethoxybut-1-yne to furan derivatives

The starting material for this project was the highly functionalized compound 3,3,4,4- tetraethoxybut-1-yne (TEB) and it can be prepared from ethyl vinyl ether by a 4-steps synthesis. The third and the fourth step in TEB synthesis were sensitive to reaction conditions, so it was developed a strategy to try to optimize the third step and obtain TEB with higher yields. An approach, which tries to optimize also the fourth step, will be developed in further works. Several γ-hydroxy-α,β-unsaturated acetylenic ketones can be prepared from 3,3,4,4- tetraethoxybut-1-yne. TEB and γ-hydroxy-α,β-unsaturated acetylenic ketones have been previously synthesized in good yields using various reaction routes. In this work will be shown the synthesis of 1,1-diethoxy-5-hydroxyhex-3-yn-2-one, 1,1-diethoxy-5-hydroxyundec-3-yn-2-one and 1,1-diethoxy-5-hydroxydodec-3-yn-2-one, which will react with ethyl acetoacetate to give, respectively, ethyl 4-(3,3-diethoxy-2-oxopropyl)-2,5-dimethylfuran-3-carboxylate, ethyl 4-(3,3-diethoxy-2-oxopropyl)-5-hexyl-2-methylfuran-3-carboxylate and ethyl 4-(3,3-diethoxy-2-oxopropyl)- 5-heptyl-2-methylfuran-3-carboxylate furan derivatives. This thesis project was carried out during the year 2011, at the Department of Chemistry of the University of Bergen.

Synthese und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Oligo- und Poly(2,5-dipropoxy-1,4-phenylenethinylen)en

Oligomere mit konjugierten pi-Elektronensystemen sind für die Materialwissenschaften von großer Bedeutung. Die vielfältigen und umfangreichen Forschungen auf diesem Gebiet gründen im Potenzial dieser Substanzklassen, das im Bereich der Laserfarbstoffe, Leuchtdioden, Photoleiter, optische Schalter oder auch der molekularen Elektronik angesiedelt ist. Zu diesen gehören auch die in dieser Arbeit synthetisierten und untersuchten Phenylenethinylene. Die Herstellung der Oligomere erfolgt nach der Methode von Sonogashira und Hagihara. Dabei wird ein Halogenaren mit einer Alkinkomponente zur Reaktion gebracht. Als Katalysator dient dabei ein Gemisch aus Bis(triphenylphosphin-palladiumdichlorid), Kupfer-(I)-iodid und Triphenylphosphin. Verwendung fanden bei der Synthese zwei Arten von Schutzgruppen. Es handelt sich dabei einerseits um die Trimethylsilyl- und die Triisopropylsilyl-Funktion, die unabhängig voneinander in ein System eingeführt werden und selektiv wieder entfernt werden können. Die zweite Art sind die Halogene Brom und Iod, die aufgrund ihrer Eigenschaft vielmehr als 'dormant group' bezeichnet werden müssen. Eine Ethinylierung führt zunächst zur Substitution des Iod- und anschließend des Bromatoms. Die so erhaltenen Oligomere werden mit verschiedenen spektroskopischen Methoden untersucht. Besonderes Interesse liegt dabei auf der Bestimmung der effektiven Konjugationslänge (EKL). Damit ist es möglich, die Länge des konjugierten Systems zu bestimmen, das für die betreffenden Eigenschaften des entsprechenden Polymers maßgeblich ist. Das nichtlineare optische Verhalten der Oligomere wird mittels der Third-Harmonic-Generation-Methode (THG) gemessen. Die resultierende Größe, die Suszeptibilität 3. Ordnung, gibt Aufschluß über mögliche industrielle Anwendungen.

Laboruntersuchungen zur Aufnahme von N 2 O 5, HNO 3 und NO 2 auf Mineralstaub

Mit Hilfe eines Aerosolströmungsreaktors wurden erstmals die heterogenen Reaktionen der Spurengase N2O5, HNO3 und NO2 mit verschiedenen synthetischen Mineralstäuben und dem natürlichen Mineralstaub Saharastaub untersucht. Es wurden Aufnahmekoeffizienten für die Reaktion von N2O5 mit Saharastaub, Arizona Teststaub, Kalzit und Quartz bei Zimmertemperatur, Atmosphärendruck, unterschiedlichen relativen Feuchten und N2O5-Konzentrationen zwischen 5·10^12 und 3·10^13 Moleküle/cm^3 bestimmt. Die Aufnahmekoeffizienten für N2O5 auf Mineralstaub lagen zwischen 1,90·10^−2 (Saharastaub) und 0,63·10^−2 (Kalzit), unabhängig von der relativen Feuchte und der N2O5-Konzentration. Als Reaktionsprodukt wurde HNO3 in der Gasphase gefunden. Es wurde eine Aufnahme von HNO3 auf Saharastaub beobachtet, NO2 wurde nicht caufgenommen. Für NO2 konnte eine obere Grenze von gamma = 4·10^−4 für den Aufnahmekoeffizienten gewonnen werden. Die Aufnahme von N2O5 und auch HNO3 beeinflusst die photochemischen Kreisläufe von NOx und NOy in der Troposphäre. Zum einen führt die Aufnahme von N2O5 zu einer Abnahme in Ozonkonzentrationen und zum anderen zu einer Reduktion von NO3, was beides die oxidative Kraft in der Troposphäre herabsetzt.

Modellkomplexe zur Sauerstoffaktivierung auf Basis des 1,3,4-Thiadiazols

Das Ziel der vorliegenden Arbeit waren die Synthese und Untersuchung von Modellverbindungen zur Sauerstoffaktivierung auf der Basis neuer Ligandensysteme des 1,3,4-Thiadiazols unter Ausarbeitung einer Synthesestrategie zur Derivatisierung der heteroaromatischen 1,3,4-Thiadiazol-Liganden, deren Koordinationsverhalten in Abhängigkeit ihres 2,5-Substitutionsmusters untersucht wurde, sowie die fortführende Bearbeitung bereits bekannter Ligandensysteme zur Erzeugung von homo- und heterovalenten Übergangsmetallkomplexverbindungen.rnDie unter der Verwendung der modifizierten Liganden TPDE, H1TPDP und H1BPMP resultierenden dinuklearen Komplexverbindungen zeigen unterschiedlich starke antiferromagnetische Wechselwirkungen in Abhängigkeit der vorhandenen Brückenliganden. In der Verbindung [Fe6O2(OH)(L´)2(OOCMe3)9(OEt)2] trat eine Fragmentierung des Liganden H1TPDP auf. Das cisoide Ligandensubstitutionsmuster der entstandenen sechskernigen Verbindung ist verantwortlich für die interessanten magnetischen Eigenschaften des Komplexes. rnNeue Perspektiven zur Erzeugung von Modellverbindungen zur Sauerstoffaktivierung wurden mit dem Mono-Chelatliganden H1ETHP und den Bis-Chelatliganden HL2H, H2L2H und H2BATP aufgezeigt. Die Umsetzung von H1ETHP mit verschiedenen Übergangsmetallsalzen resultierte für die Metalle Cr(III), Fe(III), Co(III) und Ni(II) in mononuklearen Verbindungen des Typs [M(ETHP)2]X (X = ClO4, FeCl4, OMe, Cl, Br) sowie in zwei tetranuklearen Verbindungen mit Mn(II) und Cu(II). [Mn4(ETHP)6] besitzt ein propellerförmiges, planares [Mn4O6]2+-System mit einen Spingrundzustand von S = 5. In allen Verbindungen von H1ETHP konnte eine mono-κN-Koordination des 1,3,4-Thiadiazol-Rückgrates über eines seiner beiden endozyklischen Stickstoffdonoratome beobachtet werden. rnAus Umsetzungen der Bis-Chelatliganden wurden fast ausschließlich polynukleare Übergangsmetallkomplexe erhalten. Insbesondere der Ligand H2L2H zeigt eine ausgeprägte Tendenz zur Ausbildung trinuklearer, linearer Komplexe, welche auf Grund ihrer ungeraden Anzahl von Übergangsmetallionen einen Spingrundzustand S ≠ 0 aufweisen.rn Die mit dem Liganden HL2H erhaltenen Verbindungen unterstreichen die hohe Flexibilität dieser Systeme hinsichtlich der Erzeugung polynuklearer und heterovalenter Komplexverbindungen. So konnten in Abhängigkeit vom verwendeten Übergangsmetallsalz trinukleare, pentanukleare, aber auch hepta- und oktanukleare Verbindungen synthetisiert werden. Insbesondere die Komplexe des Mangans und des Cobalts zeigen ein heterovalentes [MnIIMnIII4]- bzw. [CoII2CoIII3]-Motiv, was sich in Spingrundzuständen von S ≠ 0 äußert. Der diamagnetische, achtkernige Fe8-Cluster besitzt eine pseudo C3-symmetrische Anordnung der Metall-Zentren, während für die heptanukleare Cu7-Kette durch ihre stark unterschiedlichen Kupfer-Koordinationsgeometrien interessante magnetische Austauschwechselwirkungen beobachtet werden konnten. Der dreikernige µ3-oxo-verbrückte Komplex des Liganden H2BATP zeigt als interessante strukturelle Eigenschaft ein ein µ3-Verbrückungsmuster des eingesetzten Sulfat-Anions. rnIn allen Komplexen der Bis-Chelatliganden HL2H, H2L2H und H2BATP konnte ein µ2-κN,κN-Koordiantionsmodus des 1,3,4-Thiadiazols und somit eine Abhängigkeit der Verbrückung vom Ligandensubstitutionsmuster beobachtet werden.rn

Direct MR arthrography at 1.5 and 3.0 T: signal dependence on gadolinium and iodine concentrations--phantom study

PURPOSE: To prospectively quantify in vitro the influence of gadopentetate dimeglumine and ioversol on the magnetic resonance (MR) imaging signal observed with a variety of musculoskeletal pulse sequences to predict optimum gadolinium concentrations for direct MR arthrography at 1.5 and 3.0 T. MATERIALS AND METHODS: In an in vitro study, T1 and T2 relaxation times of three dilution series of gadopentetate dimeglumine (concentration, 0-20.0 mmol gadolinium per liter) at ioversol concentrations with iodine concentration of 0, 236.4, and 1182 mmol iodine per liter (corresponding to 0, 30, and 150 mg of iodine per milliliter) were measured at 1.5 and 3.0 T. The relaxation rate dependence on concentrations of gadolinium and iodine was analytically modeled, and continuous profiles of signal versus gadolinium concentration were calculated for 10 pulse sequences used in current musculoskeletal imaging. After fitting to experimental discrete profiles, maximum signal-to-noise ratio (SNR), gadolinium concentration with maximum SNR, and range of gadolinium concentration with 90% of maximum SNR were derived. The overall influence of field strength and iodine concentration on these parameters was assessed by using t tests. The deviation of simulated from experimental signal-response profiles was assessed with the autocorrelation of the residuals. RESULTS: The model reproduced relaxation rates of 0.37-38.24 sec(-1), with a mean error of 4.5%. Calculated SNR profiles matched the discrete experimental profiles, with autocorrelation of the residuals divided by the mean of less than 5.0. Admixture of ioversol consistently reduced T1 and T2, narrowed optimum gadolinium concentration ranges (P = .004-.006), and reduced maximum SNR (P < .001 to not significant). Optimum gadolinium concentration was 0.7-3.4 mmol/L at both field strengths. At 3.0 T, maximum SNR was up to 75% higher than at 1.5 T. CONCLUSION: Admixture of ioversol to gadopentetate dimeglumine solutions results in a consistent additional relaxation enhancement, which can be analytically modeled to allow a near-quantitative a priori optimized match of contrast media concentrations and imaging protocol for a broad variety of pulse sequences.

Regioselective preparation of 5-hydroxypropranolol and 4'-hydroxydiclofenac with a fungal peroxygenase

An extracellular peroxygenase of Agrocybe aegerita catalyzed the H(2)O(2)-dependent hydroxylation of the multi-function beta-adrenergic blocker propranolol (1-naphthalen-1-yloxy-3-(propan-2-ylamino)propan-2-ol) and the non-steroidal anti-inflammatory drug diclofenac (2-[2-[(2,6-dichlorophenyl)amino]phenyl]acetic acid) to give the human drug metabolites 5-hydroxypropranolol (5-OHP) and 4'-hydroxydiclofenac (4'-OHD). The reactions proceeded regioselectively with high isomeric purity and gave the desired 5-OHP and 4'-OHD in yields up to 20% and 65%, respectively. (18)O-labeling experiments showed that the phenolic hydroxyl groups in 5-OHP and 4'-OHD originated from H(2)O(2), which establishes that the reaction is mechanistically a peroxygenation. Our results raise the possibility that fungal peroxygenases may be useful for versatile, cost-effective, and scalable syntheses of drug metabolites.

Baylis-Hillman reaction assisted synthesis of substituted 5,8-dihydro-isoxazolo[4,5-c]azepin-4-one: A novel isoxazole-annulated heterocycle

The novel synthesis of a new isoxazole-annulated heterocycle namely 5,8-dihydro-isoxazolo[4,5-c]azepin-4-one described herein is based on the reaction of benzyl amine with acetates of Baylis-Hillman adducts generated from 3-aryl-5-formyl-isoxazole-4-carboxylate

The antimalarial drugs quinine, chloroquine and mefloquine are antagonists at 5-HT 3 receptors

Background and Purpose: The antimalarial compounds quinine, chloroquine and mefloquine affect the electrophysiological properties of Cys-loop receptors and have structural similarities to 5-HT3 receptor antagonists. They may therefore act at 5-HT3 receptors. Experimental Approach: The effects of quinine, chloroquine and mefloquine on electrophysiological and ligand binding properties of 5-HT3A receptors expressed in HEK 293 cells and Xenopus oocytes were examined. The compounds were also docked into models of the binding site. Key Results: 5-HT3 responses were blocked with IC50 values of 13.4 μM, 11.8 μM and 9.36 μM for quinine, chloroquine and mefloquine. Schild plots indicated quinine and chloroquine behaved competitively with pA2 values of 4.92 (KB=12.0 μM) and 4.97 (KB=16.4 μM). Mefloquine displayed weakly voltage-dependent, non-competitive inhibition consistent with channel block. On and off rates for quinine and chloroquine indicated a simple bimolecular reaction scheme. Quinine, chloroquine and mefloquine displaced [3H]granisetron with Ki values of 15.0, 24.2 and 35.7 μM. Docking of quinine into a homology model of the 5-HT3 receptor binding site located the tertiary ammonium between W183 and Y234, and the quinoline ring towards the membrane, stabilised by a hydrogen bond with E129. For chloroquine, the quinoline ring was positioned between W183 and Y234 and the tertiary ammonium stabilised by interactions with F226. Conclusions and Implications: This study shows that quinine and chloroquine competitively inhibit 5-HT3 receptors, while mefloquine inhibits predominantly non-competitively. Both quinine and chloroquine can be docked into a receptor binding site model, consistent with their structural homology to 5-HT3 receptor antagonists.

Biomarker and XRD results for the last 3.4 Ma from IODP Site 306-U1313

Various types of abrupt/millennial-scale climate variability such as Dansgaard/Oeschger and Heinrich Events characterized the last glacial period. Over the last decade, a number of studies demonstrated that such millennial-scale climate variability was not limited to the last glacial but inherent to Quaternary climate. Here we review the occurrence and origin of millennial ice-rafting events in the North Atlantic during the late Pliocene and Pleistocene (last 3.4 Ma) with a special focus on North Atlantic Hudson Strait (HS) Heinrich(-like) Events. Besides a clear biomarker signature, we show that Heinrich Layers 5, 4, 2, and 1 in marine sediment cores from across the North Atlantic all bear the organic geochemical fingerprint of the Hudson area. Using this framework and combining previously published results, detailed investigations into the organic and inorganic chemistry of ice-rafted debris (IRD) found across the North Atlantic demonstrate that prior to MIS 16 (~ 650 ka) IRD in the North Atlantic did not originate from the Hudson area of northern Canada. The signature of this early IRD is distinctly different compared to that of HS Heinrich Layers. Rather ice-rafting events during the late Pliocene and early Pleistocene predominantly emanated from the calving of the Greenland and Fennoscandian ice sheets and possibly minor contributions from local ice streams from the North American and British ice sheets. Compared to North Atlantic HS Heinrich Events, these early Pleistocene IRD-events had a limited impact on surface water characteristics in the North Atlantic. North Atlantic HS Heinrich(-like) Events first occurred during MIS 16. At the same time, the dominant frequency in silicate-rich IRD accumulation shifted from the obliquity (41-ka) to a 100-ka frequency across the North Atlantic. Iceberg survivability or a change in iceberg trajectory likely did not control this change in IRD-regime. These results lend further support for the existing hypothesis that an increase in size (thickness) of the Laurentide ice sheet controls the occurrence of North Atlantic HS Heinrich Events, favoring an internal dynamic mechanism for their occurrence.