Assessment of Activity of 'Transparent and Clear' and 'Opaque and Highly Coloured' Photocatalytic Samples using a Fluorescent Photocatalytic Activity Indicator Ink, FPaii.

The photocatalytic activity of self-cleaning glass is assessed using a resazurin (Rz) photocatalyst activity indicator ink, i.e. Rz paii, via both the rate of change in the colour of the ink (blue to pink), R(Abs), and the rate of change in the fluorescence intensity, R(Fl), (λ(excitation) = 593 nm; λ(emission) = 639 nm) of the ink. In both cases the kinetics are zero order. Additional work with a range of glass samples of different photocatalytic activity reveal R(Abs) is directly related to R(Fl), thereby showing that the latter, like the former, can be used to provide a measure of the photocatalytic activity of the sample under test. The measured value of R(Fl) is found to be the same for 5 pieces of, otherwise identical, selfcleaning glass with: black, red, blue, yellow and no coloured tape stuck to their backs, which demonstrates that R(Fl) measurements can be used to measure photocatalytic activity under conditions of high colour and opacity under which R(Abs) cannot be measured. The relevance of this novel, fluorescence-based paii to the assessment of the activity of highly coloured, opaque photocatalytic samples, such as paints and tiles, is discussed briefly.

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.

Pulling Back the Veil: The Characterization and Habitability of Enshrouded Worlds

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Effects of copper on the photosynthesis of intact chloroplasts: interaction with manganese

Highly purified, intact chloroplasts were prepared from pea (Pisum sativum L.) and spinach (Spinacia oleracea L.) following an identical procedure, and were used to investigate the cupric cation inhibition on the photosynthetic activity. In both species, copper inhibition showed a similar inhibitor concentration that decreases the enzyme activity by 50% (IC(50) approximately 1.8 microM) and did not depend on the internal or external phosphate (Pi) concentration, indicating that copper did not interact with the Pi translocator. Fluorescence analysis suggested that the presence of copper did not facilitate photoinhibition, because there were no changes in maximal fluorescence (F(m)) nor in basal fluorescence (F(o)) of copper-treated samples. The electron transport through the photosystem II (PSII) was also not affected (operating efficiency of PSII-F'v/F'm similar in all conditions). Yet, under Cu(2+) stress, the proportion of open PSII reaction centers was dramatically decreased, and the first quinone acceptor (Q(A)) reoxidation was fully inhibited, as demonstrated by the constant photochemical quenching (q(P)) along experiment time. The quantum yield of PSII electron transport (Phi(PSII)) was also clearly affected by copper, and therefore reduced the photochemistry efficiency. Manganese, when added simultaneously with copper, delayed the inhibition, as measured by oxygen evolution and chlorophyll fluorescence, but neither reversed the copper effect when added to copper-inhibited plastids, nor prevented the inhibition of the Hill activity of isolated copper-treated thylakoids. Our results suggest that manganese competed with copper to penetrate the chloroplast envelope. This competition seems to be specific because other divalent cations e.g. magnesium and calcium, did not interfere with the copper action in intact chloroplasts. All results do suggest that, under these conditions, the stroma proteins, such as the Calvin-Benson cycle enzymes or others are the most probable first target for the Cu(2+) action, resulting in the total inhibition of chloroplast photosynthesis and in the consequent unbalanced rate of production and consumption of the reducing power.

[3 + 2]-Cycloadditions of nitrile ylides after photoactivion of vinyl azides under flow conditions

The photodenitrogenation of vinyl azides to 2H-azirines by using a photoflow reactor is reported and compared with thermal formation of 2H-azirines. Photochemically, the ring of the 2H-azirines was opened to yield the nitrile ylides, which underwent a [3 + 2]-cycloaddition with 1,3-dipolarophiles. When diisopropyl azodicarboxylate serves as the dipolarophile, 1,3,4-triazoles become directly accessible starting from the corresponding vinyl azide. © 2013 Cludius-Brandt et al.

Applications of Photoinduced Electron Transfer Chemistry: Photoremovable Protecting Groups and Carbon Dioxide Conversion

Traditional organic chemistry has long been dominated by ground state thermal reactions. The alternative to this is excited state chemistry, which uses light to drive chemical transformations. There is considerable interest in using this clean renewable energy source due to concerns surrounding the combustion byproducts associated with the consumption of fossil fuels. The work presented in this text will focus on the use of light (both ultraviolet and visible) for the following quantitative chemical transformations: (1) the release of compounds containing carboxylic acid and alcohol functional groups and (2) the conversion of carbon dioxide into other useable chemicals. Chapters 1-3 will introduce and explore the use of photoremovable protecting groups (PPGs) for the spatiotemporal control of molecular concentrations. Two new PPGs are discussed, the 2,2,2-tribromoethoxy group for the protection of carboxylic acids and the 9-phenyl-9-tritylone group for the protection of alcohols. Fundamental interest in the factors that affect C–X bond breaking has driven the work presented in this text for the release of carboxylic acid substrates. Product analysis from the UV photolysis of 2,2,2-tribromoethyl-(2′-phenylacetate) in various solvents results in the formation of H–atom abstraction products as well as the release of phenylacetic acid. The deprotection of alcohols is realized through the use of UV or visible light photolysis of 9-phenyl-9-tritylone ethers. Central to this study is the use of photoinduced electron transfer chemistry for the generation of ion diradicals capable of undergoing bond-breaking chemistry leading to the release of the alcohol substrates. Chapters 4 and 5 will explore the use of N-heterocyclic carbenes (NHCs) as a catalyst for the photochemical reduction of carbon dioxide. Previous experiments have demonstrated that NHCs can add to CO2 to form stable zwitterionic species known as N-heterocylic-2-carboxylates (NHC–CO2). Work presented in this text illustrate that the stability of these species is highly dependent on solvent polarity, consistent with a lengthening of the imidazolium to carbon dioxide bond (CNHC–CCO2). Furthermore, these adducts interact with excited state electron donors resulting in the generation of ion diradicals capable of converting carbon dioxide into formic acid.

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.

Towards near-infrared photoactivation of anticancer metal complexes.

171 p.

Unexpected seasonality in quantity and composition of Amazon rainforest air reactivity.

The hydroxyl radical (OH) removes most atmospheric pollutants from air. The loss frequency of OH radicals due to the combined effect of all gas-phase OH reactive species is a measureable quantity termed total OH reactivity. Here we present total OH reactivity observations in pristine Amazon rainforest air, as a function of season, time-of-day and height (0?80 m). Total OH reactivity is low during wet (10 s1) and high during dry season (62 s1). Comparison to individually measured trace gases reveals strong variation in unaccounted for OH reactivity, from 5 to 15% missing in wet-season afternoons to mostly unknown (average 79%) during dry season. During dry-season afternoons isoprene, considered the dominant reagent with OH in rainforests, only accounts for B20% of the total OH reactivity. Vertical profiles of OH reactivity are shaped by biogenic emissions, photochemistry and turbulent mixing. The rainforest floor was identified as a significant but poorly characterized source of OH reactivity.

Fotodegradação de pesticidas: caso do fenarimol

Tese dout. em Química, Unidade de Ciências Exactas e Humanas, Univ. do Algarve, 1997

Novel laser-induced luminescence resulting from benzophenone/O-propylated p-tert-butylcalix[4]arene complexes. A diffuse reflectance study

Laser-induced room temperature luminescence of air-equilibrated benzophenone/O-propylated p-tert-butylcalix[ 4] arene solid powdered samples revealed the existence of a novel emission, in contrast with benzophenone/p-tertbutylcalix[ 4] arene complexes, where only benzophenone emits. This novel emission was identified as phosphorescence of 1-phenyl-1,2-propanedione, which is formed as the result of an hydrogen atom abstraction reaction of the triplet excited benzophenone from the propoxy substituents of the calixarene. Room temperature phosphorescence was obtained in air-equilibrated samples in all propylated hosts. The decay times of the benzophenone emission vary greatly with the degree of propylation, the shortest lifetimes being obtained in the tri- and tetrapropylated calixarenes. Triplet - triplet absorption of benzophenone was detected in all cases, and is the predominant absorption in the p-tert-butylcalix[ 4] arene case, where an endo-calix complex is formed. Benzophenone ketyl radical formation occurs with the O-propylated p-tert-butylcalix[ 4] arenes hosts, suggesting a different type of host/guest molecular arrangement. Diffuse reflectance laser. ash photolysis and gas chromatography - mass spectrometry techniques provided complementary information, the former about transient species and the latter regarding the final products formed after light absorption. Product analysis and identification clearly show that the two main degradation photoproducts following laser excitation in the propylated substrates are 1-phenyl-1,2- propanedione and 2- hydroxybenzophenone, although several other minor photodegradation products were identified. A detailed mechanistic analysis is proposed. While the solution photochemistry of benzophenone is dominated by the hydrogen abstraction reaction from suitable hydrogen donors, in these solid powdered samples, the alpha-cleavage reaction also plays an important role. This finding occurs even with one single laser pulse which lasts only a few nanoseconds, and is apparently related to the fact that scattered radiation exists, due to multiple internal reflections possibly trapping light within non-absorbing microcrystals in the sample, and is detected until at least 20 mus after the laser pulse. This could explain how photoproducts thus formed could also be excited with only one laser pulse.