Oxidación de Cu(I) en agua de mar

La cinética de oxidación de Cu(I) con oxígeno, a concentración nanomolar, se ha estudiado en función de la concentración de cobre (I), pH, concentración de bicarbonato y de la temperatura, al objeto de obtener las ecuaciones de dependencia de la constante de velocidad con cada variable, en NaCl (0.7M) con bicarbonato (2mM) y en agua de mar. Los estudios a escala nanomolar se han comparado con los estudios realizados por otros autores a escala micromolar. El tiempo de vida medio a nivel nanomolar es superior en ambos medios, lo que justifica la presencia de concentraciones medibles de Cu(I) en aguas superficiales. La constante de velocidad de segundo orden (k) es independiente de la concentración de Cu(I), en el rango de 20 a 200 nM, con lo que los resultados permiten una visión más realista de lo que ocurre en el océano. En los estudios del efecto del pH en la cinética de oxidación se obtienen rectas próximas para disolución de NaCl (0.7M) con bicarbonato (2mM) y en agua de mar, por lo que las interacciones específicas pueden despreciarse o quedar compensadas entre sí. La ecuación obtenida para cada caso es: Logk(NaCl) = −2.453(±0.341) + 0.611(±0.044)pH (para NaCl) Logk(sw) = −1.484(±0.266) + 0.489(±0.034) pH (para agua de mar) La concentración de bicarbonato produce un aumento en la constante de segundo orden (k) hasta 5mM, comportándose de acuerdo con la ecuación siguiente: [ ] [ ]2 3 2 3 3 2 2 ( ) 1.54 10 ( 3.518 10 ) 3.963( 58.17 10 ) 0.212( 3.242 10 ) 3 NaHCO Logk NaHCO NaHCO − − − ⋅ ± ⋅ = − ± ⋅ + ± ⋅ − El aumento de la temperatura produce un aumento en la constante de velocidad relacionándose este efecto con la entalpía y entropía de activación del proceso. Oxidación de Cu(I) en agua de mar 8 El trabajo realizado supone un mejor conocimiento de los procesos que controlan la cinética de oxidación del Cu(I) en medios naturales y servirán de base para futuros experimentos.

Studio dell'intorno locale di complessi antitumorali di Cu(I) e (II) tramite spettroscopia di assorbimento X

In questo lavoro è presentato l'utilizzo della spettroscopia di assorbimento di raggi X applicata all'indagine inerente il numero e la natura degli atomi vicini di un centro metallico a due diversi stati di ossidazione [Cu(I) e Cu(II)] all'interno di complessi fosfinici e/o azotati. Gli spettri sono stati registrati nella loro completezza, comprendendo sia la soglia sia lo spettro esteso di assorbimento, e le transizioni elettroniche 1s→3d e 1s→4p sono state oggetto d'esame per avere indicazioni circa l'intorno locale del fotoassorbitore (l'atomo centrale). La tecnica più utilizzata, tuttavia, è stata l'analisi EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) che ha permesso di determinare l’effettiva coordinazione di Cu(I) e (II) nel caso dei complessi studiati. Il metodo consiste nella costruzione di un segnale teorico più simile possibile a quello ottenuto sperimentalmente, e l’approccio per raggiungere questo obiettivo consiste nel seguire una procedura di fitting eseguita computazionalmente (tramite il pacchetto software GNXAS), per la quale è necessario un modello strutturale già esistente o creato ex novo da una molecola di partenza molto simile. Sarà presentato lo studio degli esperimenti ottenuti su campioni sia solidi che in soluzione: in questo modo è stato possibile effettuare un confronto tra le due forme dello stesso composto nonché si è potuto osservare i cambiamenti riguardanti l’interazione metallo-solvente a diverse concentrazioni. Come sarà mostrato in seguito, l’analisi sui solidi è risultata più affidabile rispetto a quella riferita alle soluzioni; infatti il basso rapporto segnale/rumore caratterizzante le misure di queste ultime ha limitato le informazioni ottenibili dai relativi spettri di assorbimento di raggi X.

From Structure to Function: Characterization of Cu(I) Adducts in Leveler Additives by DFT Calculations

We present the first molecular model of the coordination complex formed by Cu(I) and imidazole-epichlorohydrin polymers. Our calculations show that the Cu(I) ion has linear coordination and the whole complex has neutral charge. Our model suggests salt couple pairing as the driving force for the formation of the surface-confined precipitation, which is crucial to obtain flat surfaces in industrial copper deposition processes, required for mass fabrication of state-of-the-art electronic and memory devices.

Asymmetric cyclopropanation of olefins catalysed by Cu(I) complexes of chiral pyridine-containing macrocyclic ligands (Pc-L*)

The synthesis and characterisation of copper(I) complexes of chiral pyridine-containing macrocyclic ligands (Pc-L*) and their use as catalysts in asymmetric cyclopropanation reactions are reported. All ligands and metal complexes were fully characterised, including crystal structures of some species determined by X-ray diffraction on single crystals. This allowed characterising the very different conformations of the macrocycles which could be induced by different substituents or by metal complexation. The strategy adopted for the ligand synthesis is very flexible allowing several structural modifications. A small library of macrocyclic ligands possessing the same donor properties but with either C-1 or C-2 symmetry was synthesized. Cyclopropane products with both aromatic and aliphatic olefins were obtained in good yields and enantiomeric excesses up to 99%.

Synthesis and characterization of heteroleptic Cu(I) complexes based on quinolin-yl-1,2,3-triazole and pyridin-yl-1,2,3 triazole

The present work is part of a research project that involves the study of new copper based complexes to be employed as photosensitizer in carbon dioxide photoreduction reaction. My research project is focused on the synthesis and characterization of 1,2,3 triazoles with a quinoline or pyridine in the lateral chain, which have been successively utilized to synthesize heteroleptic Cu(I) complexes. Redox potential and photophysic properties have been studied.

Disponibilitat per a les plantes de Mn, Cu, Zn i Cd en els sòls de diferents sistemes agrícoles a Catalunya

Es va avaluar el contingut del sòl en Mn, Cu, Zn, Ni i Cd fent una extracció amb DTPA, segons el mètode de Lindsay i Norvell (1969). Les mostres analitzades procedien de parcel·les agrícoles d'arreu de Catalunya, conservades al Banc de Mostres de Sòls del Mapa de Sòls de Catalunya del DARP. Els resultats es van agrupar per sistemes agrícoles en funció de l'origen de les mostres, ja que dins de cada un es pot assumir una reducció important en l'interval de variació de diferents factors. Es va realitzar una comparació estadística entre els valors mitjans dels diferents sistemes agrícoles, entre els valors mitjans de les dues profunditats de sòl considerades, i una interpretació agronòmica. Els resultats van indicar que els sòls procedents d'horticultura intensiva del Maresme són els que tenen continguts disponibles més elevats dels metalls considerats. D'altra banda, es fa palès que els valors estan condicionats tant pel material originari del sòl com per l'acció antròpica. Per al Cu i el Zn en les mostres de sòls del Maresme els continguts trobats estan molt per sobre dels mínims considerats com a agronòmicament satisfactoris.

Síntesi, estructura i reactivitat de nous complexos de Cu, Ag i Ni contenint lligands triazamacrocíclics. Aplicacions en l'activació d'enllaços

· S'ha preparat i caracteritzat una família de complexos de Cu(III) contenint lligands triazamacrocíclics, estudiant-se les seves propietats estructurals, espectroscòpiques i redox. Aquesta àmplia família de complexos tenen un gran interès perquè permeten descriure les propietats dels complexos de Cu en un estat d'oxidació poc habitual i a més ens han permès mesurar de manera quantitativa l'efecte Meyerstein. · Una nova família de complexos de Cu(I) amb els lligands triazamacrocíclics es sintetitzada i caracteritzada per tècniques espectroscòpiques i estructurals, demostrant que aquests complexos presenten diferents estructures a l'estat sòlid i en dissolució. Així doncs, mentre que en dissolució es demostra per RMN que es tracta d'una espècie monomèrica, la determinació estructural per difracció de raigs X d'aquests complexos de Cu(I), ens confirma la formació d'espècies polimèriques. Per altra banda, s'ha estudiat la seva reactivitat; a) la seva implicació en la formació de lligands deuterats mitjançant l'intercanvi H/D en condicions suaus i b) la formació de complexos bisfenoxo a partir de la reactivitat entre els corresponents complexos de Cu(I) i oxigen molecular. De la mateixa manera, s'ha preparat el corresponent anàleg de Ag(I) en estat sòlid, obtenint la formació d'un polímer de Ag(I), el qual presenta a l'estat sòlid una estructura en forma de ziga-zaga, diferent a l'estructura del polímer de Cu(I), que és lineal. · S'ha determinat i proposat el mecanisme que té lloc en l'activació de l'enllaç C-H i posterior reacció de transferència per tal d'estabilitzar els productes finals mitjançant una reacció de desproporció. El seguiment de la reacció té lloc mitjançant tècniques espectroscòpiques com UV-vis. Dit seguiment, ens permet determinar les diferents influències electròniques sobre la reacció de formació dels complexos organometàl·lics de Cu(III). A més a més, el seguiment de la reacció a baixa temperatura ens permet determinar espectroscòpica i teòricament la formació d'un intermedi de Cu(II), i mitjançant la determinació dels paràmetres cinètics i termodinàmics es proposa un mecanisme de reacció. Posteriorment, s'ha assajat la reactivitat d'una sal de Cu(II) amb un lligand macrocíclic que conté un grup metil en el carboni orientat cap al centre del macrocicle, implicant la formació d'un intermedi agòstic. De la determinació estructural d'aquest intermedi de CuII i del lligand protonat, s'extreuen una sèrie de conclusions molt interessants, com són la demostració estructural de l'activació de l'enllaç C-C en la primera etapa de formació i de manera anàloga poder comparar-ho amb els sistemes macrocíclics HL2-HL6, demostrant la possible formació d'un intermedi agòstic, on es produeix l'activació de l'enllaç C-H. Aquesta similitud estaria d'acord amb els sistemes HL2-HL6, els quals espectroscòpica i teòricament s'havia detectat la presència d'un intermedi de característiques similars. Degut a l'acidesa d'aquest protó, i gràcies a la presència d'una base com és el propi lligand, aquest podia ésser extret donant lloc a la formació dels corresponents organometàl·lics de Cu(III). Dita estructura també representa un dels pocs exemples d'un organometàl·lic de CuII, un estat d'oxidació poc conegut dins d'aquest camp. · S'ha descrit la reactivitat dels nous complexos organometàl·lics de Cu(III), els quals sota medi pròtic i en condicions àcides o neutres són espècies totalment estables, però en condicions bàsiques o reductores aquestes espècies reaccionen donant lloc a la formació de noves espècies de tipus bisfenoxo, on el Cu es troba en estat d'oxidació +2. S'han caracteritzat mitjançant difracció de RX, on es s'observa l'entorn químic del Cu, la geometria del complex bisfenoxo i l'hidroxilació de l'anell aromàtic. · Finalment, s'ha descrit per primera vegada la síntesi i caracterització d'uns nous complexos organometàl·lics de Ni. Aquests són sintetitzats en base als càlculs teòrics realitzats sobre els nostres sistemes macrocíclics. Per aquests complexos hem investigat l'efecte del metall, canviant el coure per altres metalls de la primera sèrie de transició (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) i de la segona sèrie de transició (Ru, Rh, Pd, Ag). Els resultats demostren que el Ni(II), és el metall que presenta una major capacitat de l'activació de l'enllaç C-H en aquests sistemes aromàtics. Aquests compostos s'oxiden lentament cap a complexos de Ni(III). Per altra banda, l'addició d'una sal de clor sobre una solució d'un complex de Ni(II) permet aïllar el corresponent complex de Ni(III), caracteritzat per ressonància de spin electrònic

Quantification of some nonsteroidal anti-inflammatory drugs as reducing agents of Cu(II)/4,4 '-dicarboxy-2,2 '-biquinoline complexes in cationic micellar medium

A simple method was developed for spectrophotometric determination of some nonsteroidal anti-inflammatory drugs (meloxicam, piroxicam and tenoxicam) based on the reduction of copper(II) in buffered solution (pH 7.0) and micellar medium containing 4,4'-dicarboxy-2,2'-buffered solution (pH 7.0) and micellar medium containing 4,4'-dicarboxy-2,2'-biquinoline acid. The-biquinoline acid. The absorbance values at 558 nm, characteristic of the formed Cu(I)/4,4'-dicarboxy-2,2'-biquinoline complexes, are linear with the concentrations (5.7-40 mmol L(-1), n = 5) of these oxicams (meloxicam r = 0.998; piroxicam and tenoxicam r = 0.999). The limit of detection values, in mmol L(-1), calculated for meloxicam (2.7), piroxicam (1.2) and tenoxicam (1.3) was obtained with 99% confidence level and the relative standard deviations for meloxicam (3.1%), piroxicam (5.1%) and tenoxicam (1.2%) were calculated using a 25 mmol L(-1) solution (n = 7). Mean recovery values for meloxicam, piroxicam and tenoxicam forms were 100 +/- 6.9, 98.6 +/- 3.6 and 99.4 +/- 2.5%, respectively. The conditional potential of Cu(II)/Cu(I) in complex medium of 7.5 mmol L(-1) BCA was determined to be 629 +/- 11 mV vs. NHE.

Reactivity of bulky tris(Phenylpyrazolyl) methanesulfonate copper(I) complexes towards small unsaturated molecules

Reaction of the tris(3-phenylpyrazolyl)methane sulfonate species (Tpms(Ph))Li with the copper(I) complex [Cu(MeCN)(4)][PF6] affords [Cu(Tpms(Ph))(MeCN)] 1. The latter, upon reaction with equimolar amounts of cyclohexyl-(CyNC) or 2,6-dimethylphenyl (XylNC) isocyanides, or excess CO, furnishes the corresponding Cu(I)complexes [Cu(Tpms(Ph))(CNR)] (R = Cy 2, Xyl 3) or [Cu(Tpms(Ph))(CO)] 4. The ligated isocyanide in 2 or 3 (or the acetonitrile ligand in 1)is displaced by 3-iminoisoindolin-1-one to afford 5, the first copper(I) complex containing an 3-iminoisoindolin-1-one ligand. The ligated acetonitrile in 1 undergoes nucleophilic attack by methylamine to give the amidine complex [Cu(Tpms(Ph)){MeC(NH)NHMe}] 6, whereas only the starting materials were recovered from the attempted corresponding reactions of 2 and 3 with methylamine. Complexes 1 or 6 form the trinuclear hydroxo-copper(II)species [(mu-Cu){Cu(mu-OH) (2)(Tpms(Ph))}(2)] 7 upon air oxidation in moist methanol. In all the complexes the scorpionate ligand facially caps the metal in the N,N,O-coordination mode.

Y Trinuclear Cu-II structural isomers coordination, magnetism, electrochemistry and catalytic activity towards the oxidation of alkanes

The reaction of the Schiff base (3,5-di-tert-butyl-2-hydroxybenzylidene)-2-hydroxybenzohydrazide (H3L) with copper(II) nitrate, acetate or metaborate has led to the isomeric complexes [Cu-3(L)(2)(MeOH)(4)] (1), [Cu-3(L)(2)(MeOH)(2)]2MeOH (2) and [Cu-3(L)(2)(MeOH)(4)] (3), respectively, in which the ligand L exhibits dianionic (HL2-, in 1) or trianionic (L3-, in 2 and 3) pentadentate 1O,O,N:2N,O chelation modes. Complexes 1-3 were characterized by elemental analysis, IR spectroscopy, single-crystal X-ray crystallography, electrochemical methods and variable-temperature magnetic susceptibility measurements, which indicated that the intratrimer antiferromagnetic coupling is strong in the three complexes and that there exists very weak ferromagnetic intermolecular interactions in 1 but weak antiferromagnetic intermolecular interactions in both 2 and 3. Electrochemical experiments showed that in complexes 1-3 the Cu-II ions can be reduced, in distinct steps, to Cu-I and Cu-0. All the complexes act as efficient catalyst precursors under mild conditions for the peroxidative oxidation of cyclohexane to cyclohexyl hydroperoxide, cyclohexanol and cyclohexanone, leading to overall yields (based on the alkane) of up to 31% (TON = 1.55x10(3)) after 6 h in the presence of pyrazinecarboxylic acid.

Desenvolupament i caracterització d'aliatges de base ferro produïts per aliatge mecànic i solidificació ràpida

L'objectiu general d'aquest treball és l'obtenció de nous materials nanoestructurats magnètics tous produïts mitjançant la tècnica de l'aliatge mecànic. Forma part d'un projecte més ampli de desenvolupament d'aquests tipus d'aliatges amb altres tècniques, com les de solidificació ràpida, i la seva posterior molturació i compactació per a l'aplicació a la indústria pulverimetal·lúrgica. Aquests materials tindran una estructura amorfa i/o nanocristal·lina que comportarà una millora de les seves propietats magnètiques. Els objectius particulars d'aquest treball són: - Síntesi d'aliatges de Fe-Ni-Zr-B-(Co), Fe-Nb-B-(Cu), i Fe-Ni-Nb-B mitjançant aliatge mecànic. Es parteix de precursors cristal·lins i es tracta d'obtenir un aliatge bàsicament nanocristal·lí. En concret, es pretén obtenir aliatges: ·Amb una alta estabilitat tèrmica que afavoreixi posteriors estudis de consolidació. ·Amb la presència de nanocristalls de reduïdes dimensions o d'una fase amorfa que permeti posteriors tractaments tèrmics per a produir aliatges de nanoestructura controlada. -Comparació entre les mostres produïdes per aliatge mecànic amb diferents micromolins de les mostres Fe-Nb-B. Els micromolins utilitzats són un P7 i un SPEX 8000 -Estudi de la influència dels diferents precursors i de la quantitat relativa dels mateixos que s'ha utilitzat per a cada mostra, concretament: ·La substitució en els aliatges de Fe-Nb-B de Fe per Ni, tot i que interessa que els aliatges tinguin una alta quantitat de ferro perquè tingui millors propietats magnètiques. ·La substitució en els aliatges de Fe-Ni-Zr-B de Fe per Co. ·La inclusió de Cu en les mostres Fe-Nb-B ·La comparació entre els aliatges amb Nb i amb Ni-Zr -Modelització del comportament termodinàmic d'equilibri dels compostos Fe-Nb-B, mitjançant software de minimització de l'energia lliure dels diferents elements. S'han utilitzat una sèrie de tècniques analítiques per a avaluar l'estabilitat tèrmica i realitzar la caracterització estructural dels aliatges obtinguts. Anàlisi de l'estabilitat tèrmica mitjançant anàlisi calorimètrica diferencial (DSC) i termogravimetria (TG). També s'analitzarà la cinètica de cristal·lització mitjançant tractaments isotèrmics i dinàmics. -Anàlisi morfològic de les diferents mostres per microscòpia electrònica de rastreig (SEM) i caracterització estructural de les diferents fases presents i de les diferents microestructures obtingudes mitjançant difracció de raigs X XRD)i microscòpia electrònica de transmissió(TEM). S'identificaran les diferents fases presents i es calcularan els diferents paràmetres de cel·la, així com la dimensió de les microestructures. L'anàlisi microestructural es complementarà amb algunes mesures 'espectroscòpia Mössbauer de transmissió (TMS)

Theoretical studies of systems of biochemical interest containing Fe and Cu transition metals

La presència de la química teòrica i computacional està augmentant en quasi tots els camps de la recerca en química. Els càlculs teòrics poden ajudar a entendre millor l'estructura, les propietats i la reactivitat de compostos metàl·lics d'àrees tan diferents com la química inorgànica, organometàl·lica i bioinorgànica. No obstant això, és imprescindible utilitzar la metodologia adequada per obtenir resultats teòrics fiables. Els estudis d'aquesta tesi es poden dividir en dos grups diferents. El primer grup inclou l'estudi teòric del mecanisme de reacció de diversos sistemes que contenen coure i tenen diferents estructures Cun-O2. Aquests estudies s'han dut a terme amb l'objectiu de profunditzar en la natura dels processos oxidants químics i biològics promoguts per sistemes que contenen coure. En la segona part de la tesi, s'estudia la fiabilitat de diferents tècniques utilitzades per estudiar l'estructura electrònica i la reactivitat de sistemes que contenen coure, ferro i altres metalls de transició.

A hexadecanuclear copper(I)-copper(II) mixed-valence compound: structure, magnetic properties, intervalence charge transfer, EPR, and NMR

Hexadecanuclear copper mixed-valence complex 2 containing 10 Cu-II, centers and 6 Cu-I centers was isolated with N,O donor ligands. From the X-ray crystal structure, 2 was found to contain a centrosymmetric dimeric cation - each monomeric unit composed of eight copper centers. It displays a very broad and weak intervalence charge-transfer band around 1100 nm at room temperature in the solid state. Variable-temperature magnetic susceptibility measurements indicate an S = 1/2 ground state for half of 2, explicitly, each Cu-8 moiety has a g value around 2.26. Complex 2 was examined by NMR spectroscopy at room temperature in solution and by EPR at low temperature; the data indicates that the valence is delocalized in 2 at room temperature but localized at low temperature. ((C) Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 69451 Weinheim, Germany, 2007)

Mixed ligand binuclear copper(I) complexes containing (Cu2N8)-N-I chromophores. Observation of emissions from MLCT excited states involving two different ligands

Using the 1:2 condensate (L) of diethylenetriamine and benzaldehyde as the main ligand, binuclear copper(l) complexes [Cu2L2(4,4'-bipyridine)](CIO4)(2).0.5H(2)O (1a) and [Cu2L2(1,2-bis(4-pyridyl)ethane)](CIO4)(2) (1b) are synthesised. The two metal ions in la are bridged by 4,4'-bipyridine and those in 1b by 1,2-bis(4-pyridyl)ethane, From the X-ray crystal structure of la, each metal ion is found to be bound to three N atoms of L and one of the two N atoms of the bridging ligand in a distorted tetrahedral fashion. The Cu(I)-N bond lengths in la lie in the range of 1.998(5)-2.229(6) Angstrom. Electrochemical studies in dichloromethane (DCM) show that the (Cu2N8)-N-I moieties in la and 1b are composed of two essentially non-interacting (CuN4)-N-I cores with Cu-II/I potential of 0.44 V vs. SCE. While la displays metal induced quenching of the inherent emission of 4,4'-bipyridine in DCM solution, 1b exhibits two weak emission bands in DCM solution at 425 and 477 nm (total quantum yield = 3.59 x 10(-5)) originating from MLCT excited states. With the help of Extended Huckel calculations it is established that the higher energy emission in 1b is from Cu(I) --> bridging-ligand charge transfer excited state and the lower energy one in 1b from Cu(I) --> L charge transfer excited state.