Synthesis, characterization and physiochemical information, along with antimicrobial studies of some metal complexes derived from an ON donor semicarbazone ligand

Eight new transition metal complexes of benzaldehyde-N(4)–phenylsemicarbazone have been synthesized and characterized by elemental analyses, molar conductance, electronic and infrared spectral studies. In all the complexes, the semicarbazone is coordinated as neutral bidentate ligand. 1H NMR spectrum of [Zn(HL)2(OAc)2] shows that there is no enolisation of the ligand in the complex. The magnetic susceptibility measurements indicate that Cr(III), Mn(II), Fe(III), Co(II) and Cu(II) complexes are paramagnetic and Ni(II) is diamagnetic. The EPR spectrum of [Mn(HL)2(OAc)2] in DMF solution at 77K shows hyperfine sextet with low intensity forbidden lines lying between each of the two main hyperfine lines. The g values calculated for the [Cu(HL)2SO4] complex in frozen DMF, indicate the presence of unpaired electron in the dx2−y2 orbital. The metal ligand bonding parameters evaluated showed strong in-plane bonding and in-plane bonding. The ligand and complexes were screened for their possible antimicrobial activities.

Aprofitament de residus vegetals per a la concentració i separació d'ions metàl·lics de solucions aquoses

La adsorció sobre carbó actiu és un tractament habitual para a l'eliminació de metalls contaminants d'afluents aquosos. Amb la finalitat de reduir el cost dels tractament actuals s'està estudiant la utilització d'adsorbents de baix cost com a substituts dels sorbents convencionals que s'utilitzen usualment en els tractaments d'aigües. En aquesta tesi s'ha avaluat la possibilitat d'aprofitar diversos residus vegetals procedents de processos agrícoles o residus industrials, com a sorbents per a l'eliminació de metalls de solucions aquoses. En concret, el treball s'ha centrat en assolir dos grans objectius, primer de tot, conèixer la possibilitat d'utilitzar el pinyol d'oliva com a adsorbent de metalls divalents de solucions aquoses, com són el Cd(II), Cu(II), Ni(II) i Pb(II), i en segon lloc, avaluar la utilització de quatre residus vegetals (escorça de yohimbe, rapa de raïm, suro i pinyol d'oliva) per a l'extracció de Cr(VI) de solucions aquoses i utilitzar el residu vegetal més apropiat com a base per tal d'obtenir un nou sorbent, amb més bona morfologia per ser utilitzat en sistemes d'eliminació de Cr(VI) en continu. Les dades cinètiques d'adsorció es van tractar amb el model cinètic de pseudo-segon ordre, amb el que es van determinar la velocitat inicial d'adsorció dels metalls. Els models d'isotermes d'equilibri de Langmuir i Freundlich es van utilitzar per descriure els equilibris d'adsorció i calcular els paràmetres de les isotermes. En els assajos amb mescles binàries de metalls, els resultats es van tractar amb el model ampliat de Langmuir. En aquest treball s'ha determinat, primerament, que el pinyol d'oliva és un bon sorbent dels metalls divalents estudiats. S'ha determinat que l'adsorció dels metalls varia amb el pH de la solució i que la presència de sals en la solució provoca una davallada en l'adsorció. També es va determinar la competència en l'adsorció entre els metalls al realitzar assajos en mescles binàries. Amb els estudis d'extracció de Cr(VI) amb els quatre materials s'ha determinat que aquests vegetals poden adsorbir el Cr(VI) en solució, tot i que la rapa i la yohimbe són els materials que presenten unes capacitats d'adsorció més elevades. Les anàlisis amb espectroscòpia electrònica de Raig-X realitzats en la rapa de raïm i la yohimbe en contacte amb Cr(VI) varen demostrar la presència del metall en els dos estats d'oxidació, Cr(VI) i Cr(III), evidenciant la participació del mecanisme de reducció de Cr(VI) en l'adsorció del metall sobre els materials. Amb l'encapsulació de la rapa de raïm es va incrementar significativament la capacitat d'adsorció del metall respecta a la seva utilització en la forma original. Les dades experimentals es van tractar amb un model de difusió i es va determinar el coeficient de difusió en l'adsorció en el sorbent amb diferent percentatge de rapa en l'interior. Finalment s'han realitzat estudis preliminars d'adsorció de crom hexavalent en continu utilitzant columnes de petites dimensions farcides amb el sorbent format per boles de rapa encapsulada en alginat càlcic. En aquests assajos s'ha determinat l'efecte en l'adsorció de metall de diversos paràmetres d'operació, com la concentració inicial de metall, el cabal i l'alçada de llit. El model de transferència de matèria i difusió en columna emprat pel tractament de les dades experimentals va mostrar l'efecte de la concentració inicial i del cabal en els coeficients de difusió i transferència de matèria. El model BDST no va predir correctament el temps de servei en els diferents paràmetres d'operació experimentats a causa de la complexitat del procés d'adsorció. Amb aquests assajos preliminars s'han establert les bases de l'adsorció de Cr(VI) amb el nou sorbent en sistemes en continu amb la finalitat de realitzar estudis posteriors d'eliminació del metall en columnes de majors dimensions.

Avaluació de la toxicitat de metalls pesants i arsènic en diferents models biològics

En aquest estudi, la toxicitat de diversos metalls pesants i l'arsènic va ser analitzada utilitzant diferents models biològics. En la primera part d'aquest treball, el bioassaig de toxicitat Microtox, el qual està basat en la variació de l'emissió lumínica del bacteri luminiscent Vibrio fischeri, va ser utilitzat per establir les corbes dosi-resposta de diferents elements tòxics com el Zn(II), Pb(II), Cu(II), Hg(II), Ag(I), Co(II), Cd(II), Cr(VI), As(V) i As(III) en solucions aquoses. Els experiments es varen portar a terme a pH 6.0 i 7.0 per tal de mostrar que el pH pot influir en la toxicitat final mesurada d'alguns metalls degut als canvis relacionats amb la seva especiació química. Es varen trobar diferents tipus de corbes dosi-resposta depenent del metall analitzat i el pH del medi. En el cas de l'arsènic, l'efecte del pH en la toxicitat de l'arsenat i l'arsenit es va investigar utilitzant l'assaig Microtox en un rang de pHs comprès entre pH 5.0 i 9.0. Els valors d'EC50 determinats per l'As(V) disminueixen, reflectint un augment de la toxicitat, a mesura que el pH de la solució augmenta mentre que, en el cas de l'As(III), els valors d'EC50 quasi bé no varien entre pH 6.0 i 8.0 i només disminueixen a pH 9.0. HAsO42- i H2AsO3- es varen definir com les espècies més tòxiques. Així mateix, una anàlisi estadística va revelar un efecte antagònic entre les espècies químiques d'arsenat que es troben conjuntament a pH 6.0 i 7.0. D'altra banda, els resultats de dos mètodes estadístics per predir la toxicitat i les possibles interaccions entre el Co(II), Cd(II), Cu(II), Zn(II) i Pb(II) en mescles binàries equitòxiques es varen comparar amb la toxicitat observada sobre el bacteri Vibrio fischeri. L'efecte combinat d'aquests metalls va resultar ser antagònic per les mescles de Co(II)-Cd(II), Cd(II)-Zn(II), Cd(II)-Pb(II) i Cu(II)-Pb(II), sinèrgic per Co(II)-Cu(II) i Zn(II)-Pb(II) i additiu en els altres casos, revelant un patró complex de possibles interaccions. L'efecte sinèrgic de la combinació Co(II)-Cu(II) i la forta disminució de la toxicitat del Pb(II) quan es troba en presència de Cd(II) hauria de merèixer més atenció quan s'estableixen les normatives de seguretat ambiental. La sensibilitat de l'assaig Microtox també va ser determinada. Els valors d'EC20, els quals representen la toxicitat llindar mesurable, varen ser determinats per cada element individualment i es va veure que augmenten de la següent manera: Pb(II) < Ag(I) < Hg(II)  Cu(II) < Zn(II) < As(V) < Cd(II)  Co(II) < As(III) < Cr(VI). Aquests valors es varen comparar amb les concentracions permeses en aigues residuals industrials establertes per la normativa oficial de Catalunya (Espanya). L'assaig Microtox va resultar ser suficientment sensible per detectar els elements assajats respecte a les normes oficials referents al control de la contaminació, excepte en el cas del cadmi, mercuri, arsenat, arsenit i cromat. En la segona part d'aquest treball, com a resultats complementaris dels resultats previs obtinguts utilitzant l'assaig de toxicitat aguda Microtox, els efectes crònics del Cd(II), Cr(VI) i As(V) es varen analitzar sobre la taxa de creixement i la viabilitat en el mateix model biològic. Sorprenentment, aquests productes químics nocius varen resultar ser poc tòxics per aquest bacteri quan es mesura el seu efecte després de temps d'exposició llargs. Tot i això, en el cas del Cr(VI), l'assaig d'inhibició de la viabilitat va resultar ser més sensible que l'assaig de toxicitat aguda Microtox. Així mateix, també va ser possible observar un clar fenomen d'hormesis, especialment en el cas del Cd(II), quan s'utilitza l'assaig d'inhibició de la viabilitat. A més a més, diversos experiments es varen portar a terme per intentar explicar la manca de toxicitat de Cr(VI) mostrada pel bacteri Vibrio fischeri. La resistència mostrada per aquest bacteri podria ser atribuïda a la capacitat d'aquest bacteri de convertir el Cr(VI) a la forma menys tòxica de Cr(III). Es va trobar que aquesta capacitat de reducció depèn de la composició del medi de cultiu, de la concentració inicial de Cr(VI), del temps d'incubació i de la presència d'una font de carboni. En la tercera part d'aquest treball, la línia cel·lular humana HT29 i cultius primaris de cèl·lules sanguínies de Sparus sarba es varen utilitzar in vitro per detectar la toxicitat llindar de metalls mesurant la sobreexpressió de proteines d'estrès. Extractes de fangs precedents de diverses plantes de tractament d'aigues residuals i diferents metalls, individualment o en combinació, es varen analitzar sobre cultius cel·lulars humans per avaluar el seu efecte sobre la taxa de creixement i la capacitat d'induir la síntesi de les proteïnes Hsp72 relacionades amb l'estrès cel·lular. No es varen trobar efectes adversos significatius quan els components s'analitzen individualment. Nogensmenys, quan es troben conjuntament, es produeix un afecte advers sobre tan la taxa de creixement com en l'expressió de proteins d'estrès. D'altra banda, cèl·lules sanguínies procedents de Sparus sarba es varen exposar in vitro a diferents concentracions de cadmi, plom i crom. La proteïna d'estrès HSP70 es va sobreexpressar significativament després de l'exposició a concentracions tan febles com 0.1 M. Sota les nostres condicions de treball, no es va evidenciar una sobreexpressió de metal·lotioneïnes. Nogensmenys, les cèl·lules sanguínies de peix varen resultar ser un model biològic interessant per a ser utilitzat en anàlisis de toxicitat. Ambdós models biològics varen resultar ser molt adequats per a detectar acuradament la toxicitat produïda per metalls. En general, l'avaluació de la toxicitat basada en l'anàlisi de la sobreexpressió de proteïnes d'estrès és més sensible que l'avaluació de la toxicitat realitzada a nivell d'organisme. A partir dels resultats obtinguts, podem concloure que una bateria de bioassaigs és realment necessària per avaluar acuradament la toxicitat de metalls ja que existeixen grans variacions entre els valors de toxicitat obtinguts emprant diferents organismes i molts factors ambientals poden influir i modificar els resultats obtinguts.

Synthesis, structure and reactivity of novel CuI, CuII and CuIII complexes containing triaza and hexaaza macrocyclic ligands

El treball de tesi s'emmarca dins del camp de la bioinorgànica, disciplina que estudia les propietats estructurals i de reactivitat dels centres actius dels enzims, servint-se de models síntètics de baix pes molecular per tal d'intentar reproduïr la reactivitat presentada per l'enzim i conèixer els mecanismes de reacció a nivell molecular que tenen lloc en els processos biològics.1 Més concretament el treball posa especial èmfasi en els processos d'activació d'oxigen molecular que tenen lloc en les metaloproteïnes de Coure del Tipus 3, com són l'hemocianina i la tirosinasa, ambdues presentant un complex dinuclear de Cu(I)) en el centre actiu de la forma reduïda, capaç d'activar l'O2 cap a espècies de tipus peròxid.2 Un altre camp d'interès ha estat l'estudi dels processos d'activació d'enllaços C-H no activats en hidrocarburs, tant per la seva importàcia a nivell industrial com per comprendre els mecanismes intrínsecs d'aquesta activació a través de metalls de trancisió.3,4 Durant el treball de tesi presentat s'ha desenvolupat la síntesi de nous complexes de Coure(I), Coure(II) y Cu(III) utilitzant lligands macrocíclics de tipus triaza i hexaaza, i s'han estudiat la seves propietats estructurals així com la seva reactivitat. La reacció dels lligands triazacíclics H32m, H2Me33m i H33m amb sals de coure(II) dóna lloc a una reacció de desproporció de Cu(II) per obtenir-se en quantitats equimolars un complex organometàl·lic de Cu(III) i un complex de Cu(I). La caracterizació estructural exhaustiva dels complexes del tipus aryl-Cu(III) evidencia la formació d'un enllaç organometàl·lic entre l'àtom de Cu(III) i el carboni més próxim de l'anell aromàtic del lligand. Aquesta reacció, a més de representar una nova forma de desproporció en la química del Cu, suposa l'activació d'un enllaç C-H aromàtic a temperatura ambient que, mitjançant l'estudi cinètic d'aquesta desproporció per espectroscòpia UV-Vis, dels càlcul de l'efecte cinètic isotòpic utilitzant el lligand deuterat en el C-H de l'anell, juntament amb el recolzament teòrics dels càlculs DFT per a la optimització de geometries d'intermedis de reacció, ens permeten proposar un mecanisme de reacció pel nostre sistema, on l'activació de l'enllaç C-H aromàtic transcorre per la formació d'un enllaç de tipus agòstic C-H ? Cu(II),5 seguit de la desprotonació del C-H aromàtic per acció d'una base i posterior transferència electrònica per obtenir el complex organometàlic de Cu(III) i el complex de de Cu(I). En quant a la reactivitat d'aquests complexes organometàl·lics aryl-Cu(III) s'ha observat que una base en medi aquós causa la inestabilitat d'aquests compostos, evolucionant cap a la inserció d'un àtom d'oxigen sobre la posició activada de l'anell aromàtic, per a donar lloc a un complex dinuclear de Cu(II) amb dos grups fenoxo actuant de pont entre els àtoms metàl·lics. La reacció transcorre per un intermedi colorejat, caracteritzat com el complex ayl-Cu(III) monodesprotonat en una de les seves amines benzíliques, els quals s'observen igualment en la reacció dels correponents complexos de Cu(I) amb oxigen molecular (O2). És en els nostres sistemes en els quals es descriu per primera vegada la participació d'intermedis organometàl·lics Cu(III)-C en processos d'hidroxilació aromàtica, tals com el desenvolupat per l'enzim tirosinasa o per alguns dels seus models químics de síntesi.6,7,8 S'han estudiat les propietats magnètiques dels quatre bis(fenoxo)complexes de Cu(II) descrits, obtenint-se uns acoplaments de tipus antiferromagnètic o ferromagnètic de diversa magnitud, depenent del solapament orbitalari a l'enllaç Cu-O, a través del qual es produeix el superintercanvi. Nous complexos de Cu(I) sintetitzats amb lligands hexaazamacrocíclics han estat estudiats, i posant especial èmfasi a la seva reactivitat respecta a l'activació d'oxigen molecular (O2). S'ha observat una reactivitat diferenciada segons la concentració de complex de Cu(I) utilitzada, de manera que a altes concentracions s'obté un carbonato complex tetranuclear de Cu(II) per fixació de CO2 atmosfèric, mentre que a baixes concentracions s'observa la hidroxilació aromàtica intramolecular d'un dels anells benzílics del lligand, reacció que presumiblement transcorre per atac electrofílic d'un peroxo complex intermedi sobre el sistema ? de l'anell.6 Els resultats obtinguts en aquest treball ens mostren la facilitat per activar enllaços C-H aromàtics per metalls de transició de la primera sèrie (Cu, Ni) quan aquests estan suficientment pròxims a l'enllaç C-H, en unes condicions de reacció molt suaus (1atm., temperatura ambient). Els nous complexos organometàl·lics Aryl-Cu(III) són el producte d'una nova reacció de desproporció de Cu(II), així com un posició aromàtica activada que podria ser el punt de partida per l'estudi de funcionalització selectiva d'aquests grups aromàtics.

Complete filling of zeolite frameworks with polyalkynes formed in situ by transition-metal ion catalysts

We report the use of transition-metal-exchanged zeolites as media for the catalytic formation and encapsulation of both polyethyne and polypropyne, and computer modeling studies on the composites so formed. Alkyne gas was absorbed into the pores of zeolite Y (Faujasite) exchanged with transition-metal cations [Fe(II), Co(II), Cu(II), Ni(II), and Zn(II)]. Ni(II) and Zn(II) were found to be the most efficient for the production of poly-ynes. These cations were also found to be effective in polymer generation when exchanged in zeolites mordenite and beta. The resulting powdered samples were characterized by FTIR, Raman, diffuse reflectance electronic spectroscopy, TEM, and elemental analysis, revealing, nearly complete loading of the zeolite channels for the majority of the samples. Based on the experimental carbon content, we have derived the percentage of channel filling, and the proportion of the channels containing a single polymer chain for mordenite. Experimentally, the channels for Y are close to complete filling for polyethyne (PE) and polypropyne (PP), and this is also true for polyethyne in mordenite. Computer modeling studies using Cerius2 show that the channels of mordenite can only accept a single polymer chain of PP, in which case these channels are also completely filled.

Growth of copper nanoparticles within VOx nanotubes

The synthesis of new Cu-VOx nanotubes has been achieved by exchanging a Cu(II) salt against the protonated template in the parent dodecylamine-VOx nanotubes. The intercalation of Cu(II) species induces some significant morphological and structural changes within the material, but the tubular shape is still well preserved. Controlled thermolysis under nitrogen of the Cu(II) species initially dispersed within the multiwalls induces the growth and sintering of copper nanoparticles, which are formed without destroying the tubular morphology of the host carrier. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Bending, twisting, and breaking CuCN chains to produce framework materials: the reactions of CuCN with alkali-metal halides

The reactions of the low-temperature polymorph of copper(I) cyanide (LT-CuCN) with concentrated aqueous alkali-metal halide solutions have been investigated. At room temperature, KX (X = Br and I) and CsX (X = Cl, Br, and I) produce the addition products K[Cu-2(CN)(2)Br](H2O)-H-. (I), K-3[Cu-6(CN)(6)I-3](.)2H(2)O (II), Cs[Cu-3(CN)(3)Cl] (III), Cs[Cu-3(CN)(3)Br] (IV), and Cs-2[Cu-4(CN)(4)I-2](H2O)-H-. (V), with 3-D frameworks in which the -(CuCN)- chains present in CuCN persist. No reaction occurs, however, with NaX (X = Cl, Br, I) or KCl. The addition compounds, I-V, reconvert to CuCN when washed. Both low- and high-temperature polymorphs of CuCN (LT- and HT-CuCN) are produced, except in the case of Cs[Cu-3(CN)(3)Cl] (III), which converts only to LT-CuCN. Heating similar AX-CuCN reaction mixtures under hydrothermal conditions at 453 K for 1 day produces single crystals of I-V suitable for structure determination. Under these more forcing conditions, reactions also occur with NaX (X = Cl, Br, I) and KCl. NaBr and KCl cause some conversion of LT-CuCN into HT-CuCN, while NaCl and NaI, respectively, react to form the mixed-valence Cu(I)/Cu(II) compounds [Cu-II(OH2)(4)][Cu-4(I)(CN)(6)], a known phase, and [Cu-II(OH2)(4)][Cu-4(I)(CN)(4)I-2] (VI), a 3-D framework, which contains infinite -(CuCN)- chains. After 3 days of heating under hydrothermal conditions, the reaction between KI and CuCN produces [Cu-II(OH2)(4)][Cu-2(I)(CN)I-2](2) (VII), in which the CuCN chains are broken into single Cu-CN-Cu units, which in turn are linked into chains via iodine atoms and then into layers via long Cu-C and Cu-Cu interactions.

Peroxydisulfate in MCM-48 silicas: powerful and clean materials for the removal of toxic gases

Sodium persulfate introduced into ordered MCM-48 silicas is described. The resulting materials are compared with existing activated carbon-based systems and MCM-48 containing transition metals such as Cu(II) and Cr(VI) for the decomposition of hydrogen cyanide and cyanogen. MCM-48 materials containing sodium persulfate alone improve on the protection offered by benchmark activated carbon systems and MCM-48 materials containing Cu(II) and Cr(VI), without the health risks associated with these metal ions.

The trapping and decomposition of toxic gases such as hydrogen cyanide using modified mesoporous silicates

Selected silicas were modified with the covalently bound ligand 2,6-bis(benzoxazoyl)pyridine (BBOP), equilibrated with copper(II) nitrate, then challenged with toxic vapour containing HCN (8000 mg m(-3) at 80% relative humidity). The modified SBA-15 material (Cu-BBOP-SBA-15) had an improved breakthrough time for HCN (36 min at a flow rate of 30 cm(3) min(-1)) when compared to the other siliceous materials prepared in this study, equating to a hydrogen cyanide capacity of 58 mg g(-1), which is close to a reference activated carbon adsorbent (24 min at 50 cm(3) min(-1)) that can trap 64 mg g(-1). The enhanced performance observed with Cu-BBOP-SBA-15 has been related to the greater accessibility of the functional groups, arising from the ordered nature of the interconnected porous network and large mesopores of 5.5 nm within the material modified with the Cu(II)-BBOP complex. Modified MCM-41 and MCM-48 materials (Cu-BBOP-MCM-41 and Cu-BBOP-MCM-48) were found to have lower hydrogen cyanide capacities (38 and 32 mg g(-1) respectively) than the Cu-BBOP-SBA-15 material owing to the restricted size of the pores (2.2 and <2 nm respectively). The materials with poor nano-structured ordering were found to have low hydrogen cyanide capacities, between 11 and 19 mg g(-1), most likely owing to limited accessibility of the functional groups. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

Pore anisotropy and microporosity in nanostructured mesoporous solids

In this study, we carried out an investigation related to the determination of the anisotropy (b) of pores as well as the extent of microporosity (mic%) in various groups of nanostructured mesoporous materials. The mesoporous materials examined were fifteen samples belonging to the following groups of solids: MCM-48s, SBA-15s, SBA-16s, and mesoporous TiO2 anatases. The porosities of those materials were modified either during preparation or afterward by the addition of Cu(II) species and/or 3(5)-(2-pyridinyl) pyrazole (PyPzH) into the pores. The modification of porosity in each group took place to make possible the internal comparison of the b and mic% values within each group. The estimation of both the b and mic% parameters took place from the corresponding nitrogen adsorption-desorption isotherms. The new proposed method is able to detect a percentage of microporosity as low as a few percent, which is impossible by any of the methods used currently, without the use of any reference sample or standard isotherms. A meaningful inverse relationship is apparent between the b and mic% values, indicating that large values of b correspond to small values of mic%.

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.

Effects of copper on the antioxidant activity of olive polyphenols in bulk oil and oil-in-water emulsions

The antioxidant activity and interactions with copper of four olive oil phenolic compounds, namely oleuropein, hydroxytyrosol, 3,4- dihydroxyphenylethanol- elenolic acid ( 1), and 3,4- dihydroxyphenyl-ethanolelenolic acid dialdehyde ( 2), in olive oil and oil- in- water emulsions stored at 60 degrees C were studied. All four phenolic compounds significantly extended the induction time of lipid oxidation in olive oil with the order of activity being hydroxytyrosol > compound 1 > compound 2 > oleuropein > alpha- tocopherol; but in the presence of Cu( II), the stability of oil samples containing phenolic compounds decreased by at least 90%, and the antioxidant activity of hydroxytyrosol and compounds 1 and 2 became similar. In oil- in- water emulsions prepared from olive oil stripped of tocopherols, hydroxytyrosol enhanced the prooxidant effect of copper at pH 5.5 but not at pH 7.4. The stability of samples containing copper at pH 5.5 was not significantly different if oleuropein was present from that of the control. Oleuropein at pH 7.4, and compounds 1 and 2 at both pH values tested, reduced the prooxidant effect of copper. The lower stability and the higher reducing capacity of all compounds at pH 7.4 could not explain the higher stability of emulsions containing phenolic compounds at this pH value. However, mixtures containing hydroxytyrosol or oleuropein with copper showed higher 1,1-diphenyl- 2- picrylhydrazyl radical scavenging activity at pH 7.4 than at pH 5.5. Moreover, the compound 2- copper complex showed higher radical scavenging activity then the uncomplexed compound at pH 5.5. It can be concluded that the formation of a copper complex with radical scavenging activity is a key step in the antioxidant action of the olive oil phenolic compounds in an emulsion containing copper ions.

A very rare hydrogen-bridged hexanuclear CuII complex containing a triangular Cu3O core capped by an unusual triply coordinated perchlorate anion

An unusual hexanuclear Cu-II complex, [{[Cu(NHDEPO)](3)(mu(3)-O)(O3ClO)}(2)(mu-H)]center dot 7ClO(4)center dot 4H(2)O (1) was prepared starting from Cu(ClO4)(2)center dot 6H(2)O and the oxime-based Schiff base ligand NHDEPO (= 3-[3-(diethylamino)propylimino]butan-2-one oxime). Structural characterization of the complex reveals that it consists of two triangular Cu3O units, the copper ions being at the corners of an equilateral triangle, separated by an O center dot center dot center dot O distance of 2,447(5) angstrom, held together solely by a proton. In each triangle, the copper atoms are in square-pyramid environments. The equatorial plane consists of the bridging oxygen of the central OH-(O2-) group together with three atoms (N, N, O) of the Schiff base. All Unusual triply coordinated perchlorate ion (mu(3)-kappa O:kappa O':kappa O '') interacts in axial position with the three copper ions, Variable-temperature (2-300 K) magnetic susceptibility measurements show that complex 1 is antiferromagnetically Coupled (J = -148 cm(1-)). The EPR data at low temperature clearly indicates the presence of spin frustration phenomenon in the complex.

Cis–trans isomerism in diphenoxido bridged dicopper complexes: role of crystallized water to stabilize the cis isomer, variation in magnetic properties and conversion of both into a trinuclear species

The trans-[Cu2L2Cl2] (1), and cis-[Cu2L2Cl2]·H2O (2) isomers of a diphenoxido bridged Cu2O2 core have been synthesized using a tridentate reduced Schiff base ligand 2-[(2-dimethylamino-ethylamino)-methyl]-phenol. The geometry around Cu(II) is intermediate between square pyramid and trigonal bipyramid (Addison parameter, tau = 0.463) in 1 but nearly square pyramidal (tau = 0.049) in 2. The chloride ions are coordinated to Cu(II) and are trans oriented in 1 but cis oriented in 2. Both isomers have been optimized using density functional theory (DFT) calculations and it is found that the trans isomer is 7.2 kcal mol(-1) more favorable than the cis isomer. However, the hydrogen bonding interaction of crystallized water molecule with chloride ions compensates for the energy difference and stabilizes the cis isomer. Both complexes have been converted to a very rare phenoxido-azido bridged trinuclear species, [Cu3L2(mu(1,1)-N-3)(2)(H2O)(2)(ClO4)(2)] (3) which has also been characterized structurally. All the complexes are antiferromagnetically coupled but the magnitude of the coupling constants are significantly different (J = -156.60, -652.31, and -31.54 cm(-1) for 1, 2, and 3 respectively). Density functional theory (DFT) calculations have also been performed to gain further insight into the qualitative theoretical interpretation on the overall magnetic behavior of the complexes.

Effect of an ancillary ligand on single helix-double helix interconversion in copper complexes. Copper(I)-water bond

Reaction of Cu(ClO(4))(2)center dot 6H(2)O with the 1:2 condensate of benzildihydrazone and 2-acetylpyridine, in methanol in equimolar ratio yields a green compound which upon recrystallisation from 1:1 CH(2)Cl(2)-C(6)H(6) mixture affords [CuL(H(2)O)](ClO(4))(2)center dot 1/2C(6)H(6). The complex crystallises in the space group P-1 with a = 8.028(11) angstrom, b = 12.316(17) angstrom, c = 18.14(3) angstrom, alpha = 97.191(10)degrees, beta = 94.657(10)degrees and gamma = 108.039(10)degrees. It is single helical with the metal having a distorted trigonal bipyramidal N(4)O coordination sphere. The acid dissociation constant of the Cu(I) complex in CH(3)CN is 3.34 +/- 0.19. The X band EPR spectrum of the compound is rhombic with g(1) = 2.43, g(2) = 2.10 g(3) = 2.02 and A(1) = 79.3 x 10(-4) cm(-1). The Cu(II/I) potential of the complex in CH(2)Cl(2) at a glassy carbon electrode is 0.43 V vs SCE. It is argued that the copper-water bond persists in the corresponding copper(I) species. Its implications on the single helix-double helix interconversion in copper helicates are discussed. DFT calculations at the B3LYP/6-311G** level shows that the binding energy of water in the single helicol live-coordinate copper(I) species [CuL(H(2)O)](+) is similar to 40 kJ mol(-1).