东北黑土重金属污染发生机理及健康动力学研究

东北黑土高有机质含量和巨大而连续的耕作带使它成为中国重要的粮食生产基地。随着人类开发和利用程度的加剧，其直接后果是导致黑土健康质量逐渐下降。土壤重金属污染是导致黑土健康质量下降的重要因素之一。本研究通过对东北黑土重金属污染初步调查，确定黑土分布地区重金属污染的主要类型、来源、污染趋势和分布状况，分析污染黑土中重金属形态、迁移和生物有效性等特点。结果表明：黑土环境中，镉、铅、锌的含量呈明显上升趋势，镉是对土壤健康危害最大的重金属；污染较为严重的区域主要分布在城区和城乡结合部，重金属在这些区域中生物有效性高，工业排放和污水灌溉是其重要来源；而在农区耕作土壤中磷肥的长期施用是造成土壤中镉含量上升的主要原因。 根据调查结果，选择黑土中主要重金属污染类型—镉，对其在土壤中导致污染发生的主要机理进行了深入研究。从形态、生物有效性和吸附-解吸过程等方面阐述了镉在土壤环境中的主要化学行为，以及这些行为对有机农药交互作用的响应。研究表明，外源镉离子进入土壤后能很快被吸附，由于这种吸附作用，使交换态镉容易向结合态和残渣态转化，被土壤吸附的镉离子有一部分被解吸下来，这也使形态转化呈一个互为可逆的过程。由于黑土特殊的土壤理化性质，镉离子在黑土中的吸附和转化趋势明显强于棕壤。乙草胺的加入能加强这种吸附作用和转化趋势，而敌敌畏的作用则增加了吸附态镉离子释放的风险。镉和乙草胺复合污染条件下对生物的毒性呈拮抗作用。 最后，采用化学固定修复的方法，对镉污染黑土进行健康调控研究。通过重金属溶出、形态转化、生物毒性和微观构像等实验评估的结果表明，一种富含H2PO4-、HCO3-和CO32-等配位体的人工合成固定剂对镉污染黑土具有一定的修复潜力。对污染程度较低的重金属面源污染耕作土壤的调控，化学固定化修复在时间和成本等方面显示其修复的优越性。

Novel highly selective anion chemosensors based on 2,5-bis(2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazole

2-(2-Hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole 1 and 2,5-bis(2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazole 2 were used as anion fluorescent and colorimetric chemosensors with high selectivity for H2PO4- and F- over Cl-, while 2 can even distinguish H2PO4- from F-. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Synthesis and structure of a novel open-framework zincophosphate with intersecting three-dimensional helical channels

A new open-framework zincophosphate, Zn-0.5(H2PO4).0.5H(2)O (denoted as FJ-13), possessing intersecting three-dimensional helical channels, has been synthesized under solvothermal conditions.

Hydrothermal synthesis and crystal structure of sandwich-like heteropolymolybdophosphates

Sandwich-like heteropoly molybdochromophosphates of supermolecular compound [NH3(CH2)(6)NH3](2)H-3{Cr[Mo6O15(HPO4)(H2PO4)(3)](2)}. 4H(2)O has been hydrothermally synthesized and the single crystal structure has been determined by X-ray diffraction. The crystal data are has follows: triclinic, space group P (1) over bar a=12.156(2), b=12.809(3), c=13.530(3) Angstrom, alpha=102.46(3)degrees, beta=93.67(3)degrees, gamma=93.46(3)degrees, V=2046.9(7) Angstrom(3), Z=1, M-r=2768.69, D-c=2.246 g/cm(-3), F(000)=1337, mu=2.162 mm(-1). The structure has been refined to R=0.0666 and wR=0.1745 by full-matrix least-squares method. The title compound is composed of 1, 6-diaminohexane, water molecules, and {Cr[Mo6O15(HPO4)(H2PO4)(3)](2)}(7-) anion which consists of six oxygen atoms from two [Mo6P4] units with a sandwich-like transition metal atom Cr located at the center of symmetry.

Suitability of extractants for predicting available sulfur in natural grassland in the Inner Mongolia steppe of China

It was the objective of this study to compare the suitability of different extractants for predicting the availability of sulfur (S) in natural grassland in a sulfur response trial on three different soil types in the Inner Mongolia steppe of China. For soil analysis, seven different extractants have been employed. The inorganic SO4-S concentration was determined by ion chromatography. Additionally, in the Ca(H-2-PO4)(2) extract the total soluble S was determined employing turbidimetry. Weak salt solutions (0.15% CaCl2, Ca(H2PO4)(2), and KH2PO4) extracted similar amounts Of SO4-S. Extraction with 0.025 M KCl provided the lowest SO4-S values. Deionized water dissolved significantly more SO4-S in the control plots than most weak salt extractants. The concentration of soluble organic S decreased in the control plots after 100 days of plant growth, indicating that the organic S pool contributed significantly to the S nutrition of the forage crops. Significant relationships among the SO4-S in the soil determined in different extracts and crop yield, sulfur content in the forage, and total sulfur uptake were only found for the Ca(H2PO4)(2) extract. In general, the correlation coefficients proved to be unsatisfactory for field experimentation.

磷矿石的微生物风化作用——以一株黑曲霉（Aspergillus niger）为例

以直接和间接作用的方式研究培养基中黑曲霉Aspergillus niger对磷矿粉的风化作用。在装有100目磷矿石粉的液体培养基中接入该菌研究其对磷矿石粉的直接风化作用;同时将装有100目磷矿石粉的透析袋放入液体培养基中再接入该菌研究其对磷矿石粉的间接风化作用。按不同时间取培养液上清液,用电感耦合等离子体-发射光谱仪测定Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+、K+和Mn2+浓度,用离子色谱法测定H2PO4-、SO42-和Cl-浓度。此外,黑曲霉风化作用后的矿物残渣用电子探针作表面微观形态分析和XRD矿物物相分析。结果表明:黑曲霉对磷矿石粉风化作用的直接作用强度大于间接作用;

A retrievable and highly selective fluorescent probe for monitoring dihydrogen phosphate ions based on a naphthalimide framework

A novel selective fluorescent chemosensor based on naphthalimide derivatives (AN-SB) was synthesized and characterized. Once combined with Cu2+, compound AN-SB could give rise to a visible yellow to orange color change and fluorescence quenching, while other metal ions showed subtle disturbance. The complex (AN-SB-Cu2+) formed by Cu2+ and AN-SB displayed high specificity for H2PO4-. Among the various anions, only H2PO4- induced the revival of color and fluorescence of AN-SB, resulting in "off-on" type sensing of H2PO4- anion. The signal transduction occured via reversible formation-separation of complex AN-SB-Cu2+, however, slight changes were observed in the presence of other anions. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Corroles : synthesis, functionalization and application as chemosensors

O trabalho de investigação apresentado nesta dissertação foi desenvolvido tendo como objectivo a síntese e funcionalização de meso-triarilcorróis para utilização como quimiossensores. Este trabalho encontra-se apresentado ao longo de cinco capítulos. No primeiro capítulo são apresentadas as características gerais, as metodologias de síntese e de funcionalização de macrociclos de tipo corrólico, e descrevemse algumas aplicações em que têm sido utilizados. São ainda abordadas algumas das propriedades e características dos quimiossensores e os mecanismos de deteção de diversos analítos. No segundo capítulo, após uma pequena introdução às reações de Wittig e de Diels-Alder, escolhidas para a funcionalização do macrociclo corrólico, descreve-se o estudo efectuado para a obtenção do complexo de gálio(III) do 3- vinil-5,10,15-tris(pentafluorofenil)corrol e o seu comportamento como dieno, em reações de Diels-Alder na presença dos dienófilos 1,4-benzoquinona e 1,4- naftoquinona. Desses estudos resultaram dois aductos cuja habilidade sensorial, bem como a dos seus precursores, foi estudada, em solução, na presença de aniões esféricos (F-, Br-, Cl-), lineares (CN-) e volumosos (CH3COO-, H2PO4 -). Dos macrociclos estudados verificou-se que o corrol base-livre 5,10,15-tris(pentafluorofenil)corrol apresenta uma elevada sensibilidade para o anião fluoreto (F-), e que a coordenação do núcleo corrólico com gálio(III) diminui a afinidade para este anião. Em geral, todos os compostos mostraram afinidade para o anião cianeto (CN-) mesmo quando em suportes poliméricos. O gel de poliacrilamida revelou-se muito promissor na determinação de CN- em amostras de água. No terceiro capítulo é avaliada a reatividade do complexo de gálio(III) do 3- vinil-5,10,15-tris(pentafluorofenil)corrol ainda como dieno mas agora na presença de um dienófilo linear, o acetilenodicarboxilato de dimetilo. Desse estudo resultaram dois novos derivados corrólicos. A habilidade sensorial dos mesmos perante os aniões fluoreto, cianeto, acetato, e fosfato foi avaliada por espectroscopia de absorção e emissão tendo um dos aductos mostrado ser colorimétrico para o anião cianeto. No quarto capítulo descreve-se a síntese e caracterização de dois conjugados do tipo corrol-cumarina, resultantes de reações de Hetero-Diels-Alder entre o 3-vinil-5,10,15-tris(pentafluorofenil)corrolatogálio(III)(piridina) e orto-quinonasmetídeos gerados in situ a partir de reacções de Knoevenagel entre cumarinas e paraformaldeído. Realizaram-se estudos de afinidade sensorial para aniões e catiões com estes macrociclos, bem como com conjugados porfirinacumarina análogos. A inserção de uma unidade cumarina conferiu uma excepcional solubilidade tendo os novos derivados apresentado solubilidade em etanol. No quinto e último capítulo desta dissertação é avaliada a capacidade sensorial do 5,10,15-tris(pentafluorofenil)corrol e da sua espécie monoaniónica, para os catiões metálicos Na+, Ca2+, Cu2+, Cd2+, Pb2+, Hg2+, Ag+, Al3+, Zn2+, Ni2+, Cr3+, Ga3+, Fe3+ em tolueno e acetonitrilo. Os macrociclos corrólicos mostraram ser selectivos e colorimétricos para o catião Hg2+. Neste trabalho descreve-se ainda a síntese do derivado -iminocorrol, que após funcionalização com o 3-isocianatopropiltrimetoxisilano originou um derivado do tipo alcoxisilano, que foi, posteriormente, ancorado a nanopartículas comerciais de sílica. As novas nanopartículas ancoradas com o alcoxisilano corrol foram estudadas na presença de Cu2+, Hg2+ e Ag+. Na presença do catião Ag+ assistiu-se a uma mudança de cor, de verde para amarelo.

Receptores de aniões baseados em azacalix[4]arenos e isoftalamidas

Nesta tese, desenvolvida no âmbito do Programa Doutoral em Química da Universidade de Aveiro, foram desenvolvidos novos receptores sintéticos construídos a partir da plataforma macrocíclica tetraazacalix[2]areno[2]triazina ou do fragmento de isoftalamida. Ambas as unidades estruturais foram decora-das com grupos de reconhecimento molecular baseados em grupos amida e/ou ureia com o objectivo de actuarem como receptores selectivos de aniões com importância biológica ou farmacológica, incluindo acetato, oxalato, malo-nato, succinato, glutarato, diglicolato, L- e D-NHBoc-alanina, (S)- e (R)-fenilpro-panoato, (S,S)- e (R,R)-tartarato, fumarato, maleato, Cl-, HCO3-, H2PO4-, HSO4- e SO42-. No Capítulo 1 é efectuada uma revisão bibliográfica dos desenvolvimentos recentes na síntese, caracterização estrutural e aplicações de receptores fun-cionais relacionados com os desenvolvidos no âmbito desta tese, com especial incidência para aqueles que foram estudados como receptores de aniões. Neste domínio, enquanto que receptores derivados da isoftalamida têm sido bastante estudados ao longo das últimas décadas, o desenvolvimento de receptores de aniões inspirados em heteracalix[2]areno[2]triazinas ainda se encontra a dar os primeiros passos. No Capítulo 2 é apresentada a síntese de quatro novos macrociclos derivados de tetraazacalix[2]areno[2]triazina incorporando um ou dois braços de L-alanina (A1, A2) ou de L-leucina (L1, L2) nos anéis benzénicos, e derivados com grupos amida como unidades de reconhecimento. Adicionalmente, são também apresentados dois novos azacalix[2]areno[2]triazinas contendo um (U1) ou dois (U2) braços com grupos ureia substituídos com um grupo (S)-metilbenzílico. Foram ainda preparados os macrociclos A2Me4 e U2Me4 por metilação dos átomos de azoto em ponte de A2 e U2, os quais foram posterior-mente utilizados em estudos de associação. Os compostos sintetizados foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas, complementadas por difracção de raios X de cristal único no caso de U2Me4. O Capítulo 3 contempla os estudos de reconhecimento molecular entre os macrociclos A2Me4 e U2Me4 e os aniões derivados de ácidos mono- e dicarbo-xílicos alifáticos, ácidos carboxílicos isoméricos (enantiómeros e isómeros geométricos), aminoácidos e polioxaniões acima referidos, excepto HCO3-. Os estudos de associação foram realizados através de técnicas de titulação por RMN 1H com determinação das respectivas constantes de afinidade. Todas as associações estudadas apresentaram uma estequiometria receptor-substrato 1:1 com excepção das associações formadas entre A2Me4 e U2Me4 com H2PO4- (1:2). Os complexos A2Me4∙SO42- e U2Me4∙(H2PO4-)2 são os mais estáveis com constantes de associação de 7,4 × 104 M-1 e superior a 105 M-2, respectivamente. O reconhecimento dos dicarboxilatos ocorreu através dos dois braços do macrociclo, com os aniões com grupos carboxilato separados por cadeias alifáticas mais compridas (glutarato e diglicolato) apresentando um melhor ajuste aos braços de A2Me4 e U2Me4. Não foi observado reconheci-mento enantiosselectivo de aniões. Em contraste, as constantes de afinidade para as associações com os aniões dos isómeros cis (maleato) e trans (fumarato) do ácido but-2-enodióico, de 89 e 4920 M-1 para A2Me4 e 481 e 4007 M-1 para U2Me4, respectivamente, sugerem selectividade de ambos os receptores para o fumarato. No Capítulo 4 é descrita a síntese de nove receptores acíclicos incorporando a unidade de isoftalamida (Iso-1 a Iso-9) e braços laterais com grupos de reconhecimento de aniões. Enquanto que o receptor Iso-1 possui como unida-des de reconhecimento apenas grupos amida, os receptores Iso-2, Iso-3, Iso-5, Iso-6, Iso-7 e Iso-9 possuem grupos amida e ureia, e os derivados Iso-4 e Iso-8 grupos amida e sulfonilureia. Em cada um destes compostos, os grupos de reconhecimento estão separados por uma cadeia etilénica cuja flexibilidade confere um melhor ajuste com os aniões. Os derivados de isoftalamida preparados foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas. No Capítulo 5 são apresentados os estudos de associação realizados por técnicas de titulação por RMN 1H entre Iso-1, Iso-2, Iso-4, Iso-6 e Iso-8 com os aniões H2PO4-, HCO3-, Cl- e oxalato. Os receptores Iso-1, Iso-2 e Iso-6 apresentaram maior afinidade para o dianião, com valores de Kass de 6100, 7800 e 9800 M-1 respectivamente, e menor para Cl- (17 < Kass < 19 M-1). Foram sempre formadas associações mais estáveis com H2PO4- (294 < Kass < 427 M-1) comparativamente a HCO3-, sendo que a associação mais forte com este últi-mo foi determinada com Iso-2 (Kass = 95 M-1). As moléculas de Iso-4 e Iso-8 sofreram desprotonação dos grupos sulfonilureia na presença de todos os aniões excepto de Cl-. No Capítulo 6 apresentam-se as conclusões gerais e no Capítulo 7 descrevem-se os procedimentos experimentais e também os dados espectroscópicos dos produtos obtidos.

Síntese de receptores para o reconhecimento e transporte de aniões

Nesta tese, realizada no âmbito do Programa Doutoral em Química da Universidade de Aveiro, foram desenvolvidas duas famílias de receptores sintéticos: macrocíclicos baseados na plataforma tetraazacalix[2]areno[2]triazina; e acíclicos construídos a partir de diaminas simples. A plataforma macrocíclica foi decorada nos átomos de azoto em ponte com unidades de reconhecimento molecular contendo fragmentos com grupos amida para o reconhecimento de aniões ou com grupos ácidos carboxílicos para a coordenação de metais de transição. Os receptores acíclicos foram obtidos por acoplamento de diaminas (etilenodiamina, orto-fenilenodiamina ou 2-aminobenzilamina) com uma unidade lipofílica incorporando um anel heterocíclico (derivados de oxadiazole ou furano) e com um derivado isocianato. Estas moléculas assimétricas com um grupo amida e um grupo ureia como unidades de reconhecimento molecular foram avaliadas como receptores e transportadores transmembranares de aniões biologicamente relevantes (Cl- e HCO3-). Os resultados experimentais obtidos serão descritos ao longo de três capítulos, após um primeiro capítulo bibliográfico. No Capítulo 1 começa-se por fazer uma revisão bibliográfica sucinta sobre o desenvolvimento recente de receptores funcionais baseados em azacalixarenos bem como das suas aplicações, designadamente no reconhecimento molecular. Numa segunda parte apresenta-se uma revisão sucinta de receptores derivados de (tio)ureias, relacionados com os receptores sintetizados no âmbito desta tese e com propriedades de reconhecimento e transporte transmembranar de aniões. No Capítulo 2 reporta-se uma série de macrociclos novos com os átomos de azoto em ponte de tetraazacalix[2]areno[2]triazina funcionalizados com bromoacetato de metilo. Foram preparados três novos macrociclos com quatro grupos éster, como braços pendentes, a partir de percursores tetraazacalix[2]areno[2]triazina com os anéis de triazina substituídos com cloro, metilamina ou hexilamina. Os grupos acetato foram hidrolisados em condições básicas, tendo cada um dos derivados dialquilamina originado um composto com quatro grupo carboxílicos, enquanto o análogo diclorado originou uma mistura de compostos com dois grupos carboxílico e com os átomos de cloro substituídos por grupos hidroxilo. Subsequentemente, as propriedades de coordenação dos derivados alquilamina para cobre(II) foram avaliadas por espectroscopia de UV-Vis, tendo-se obtido constantes de estabilidades semelhantes (logk ≈ 6,7). No Capítulo 3 descrevem-se três macrociclos obtidos através da funcionalização dos átomos de azoto em ponte de tetraazacalix[2]areno[2]triazina com grupos amida derivados de N-Boc-etilenodiamina, benzilamina e (S)-metilbenzilamina. A afinidade destes receptores para a série de aniões carboxilato (oxalato, malonato, succinato, glutarato, diglicolato, pimelato, suberato, fumarato, maleato, ftalato e isoftalato) e inorgânicos (Cl-, H2PO4- e SO42-) por titulação de RMN de 1H, foi avaliada. Estes macrociclos conjuntamente com os descritos no Capítulo 2 são os primeiros exemplos reportados na literatura de receptores sintéticos baseados na plataforma de tetraazacalix[2]areno[2]triazina com grupos funcionais nos azotos em ponte. O receptor derivado de N-Boc-etilenodiamina, com oito grupos N-H, entre os três receptores, é o que apresenta maior afinidade para os aniões estudados. No Capítulo 4 é descrita a síntese 59 compostos acíclicos (vide supra) obtidos em três passos de síntese com bons rendimentos. No design desta biblioteca de moléculas a afinidade para aniões dos grupos ureia foi modelada pela inserção de diferentes substituintes arilo ou alquilo, com propriedades electrónicas distintas. A introdução destes grupos em conjugação com um anel de oxadiazole ou furano permitiu também modelar a lipofília destes compostos. A afinidade destes receptores para aniões cloreto e bicarbonato, e em alguns casos para fumarato e maleato, foi investigada por titulação de RMN de 1H. Estes compostos apresentaram constantes de associações compatíveis com o transporte transmembranar de cloreto. Por outro lado estes receptores apresentaram afinidades elevadas para fumarato e maleato, com seletividade para este último. São também discutidos os resultados dos ensaios de transporte de cloreto por estes receptores através de vesículas de em POPC. No Capítulo 5 encontram-se as conclusões gerais desta tese de Doutoramento. No Capitulo 6 encontram-se os dados espectroscópicos e os restantes detalhes experimentais para todos os compostos sintetizados.

Développement de nouveaux matériaux organométalliques pour des applications dans le domaine de la conversion d’énergie solaire

Dans un contexte où l’approvisionnement énergétique mondial du 21e siècle est un enjeu majeur, le développement de sources d’énergie renouvelables suscite l’attention croissante de la communauté scientifique et industrielle. L’énergie solaire est définitivement l’une des meilleures alternatives aux combustibles fossiles en tant que source d’énergie du monde de demain. Ce mémoire traite donc du développement de nouveaux matériaux organométalliques pour des applications de photorécoltage d’énergie en photovoltaïque et en production d’hydrogène. Le premier chapitre présente la synthèse assistée par microondes de quatre nouveaux complexes de Co(II), Ni(II), Cu(II) et Zn(II) basés sur le ligand tétra-p-méthoxyphényl-azadipyrrométhène (ADPM) avec des rendements variant de 89% à quantitatif. Ces complexes sont mis en relation avec d’autres complexes homoleptiques connus portant le tétraphényl-ADPM comme ligand ainsi qu’avec leurs chélates de BF2+ pour une meilleure compréhension des tendances engendrées par la substitution de l’agent coordonnant et/ou des substituants p-méthoxy. Pour ce faire, le comportement électrochimique et photophysique est présenté. De façon générale, la présence des quatre groupements p-méthoxy semble rendre les dérivés de cet ADPM plus susceptibles à la dégradation électrochimique en conditions d’oxydation et induire un déplacement bathochromique des propriétés optiques d’absorption et d’émission. Les structures rayons X du ligand tétra-p-méthoxyphényl-ADPM et de son complexe homoleptique de Co(II) sont aussi discutées. Cette étude a été effectuée dans l’espoir de fournir des informations utiles sur la stabilité des ADPM aux chercheurs du domaine photovoltaïque en quête de nouveaux chromophores dans le proche infrarouge (NIR). Le deuxième chapitre présente quant à lui les propriétés de senseur envers les anions F-, OAc- et H2PO4- de deux nouveaux complexes neutres de Re(I) de type mono- et dinucléaire basés sur une phénanthroline substituée en position 5 contenant un récepteur thio-urée. Ces composés ont été obtenus dans des rendements de 81% et 60%, respectivement. L’effet de la formation de ponts hydrogène lors de l’ajout d’anions versus la déprotonation du récepteur a été évalué par des titrations UV/Vis et RMN 1H et semble indiquer que la formation de la base conjuguée du récepteur est favorisée pour ce type de système. De plus, la structure rayons X d’un des précurseurs est présentée et permet une discussion sur la chiralité des complexes mono- et dinucléaire obtenus. L’obtention d’un complexe bimétallique par autoassemblage ouvre la voie à la préparation d’antennes moléculaires pour des systèmes de photosynthèse artificielle.

Carboxylate anions binding and sensing by a novel tetraazamacrocycle containing ferrocene as receptor

A tetraazamacrocycle containing ferrocene moieties has been synthesized and characterized. The tetraprotonated form of this compound was evaluated as a receptor (R) for anion recognition of several substrates (S), Cl-, PF6-, HSO4-, H2PO4- and carboxylates, such as p-nitrobenzoate (p-nbz(-)), phthalate (ph(2-)), isophthalate (iph(2-)) and dipicolinate (dipic(2-)). H-1 NMR titrations in CD3OD indicated that this receptor is not suitable for recognizing HSO4- and H2PO4-, but weakly binds p-nbz(-), and strongly interacts with ph(2-), dipic(2-), and iph(2-) anions forming 1 : 2 assembled species. The largest beta(2) binding constant was determined for ph(2-), followed by dipic(2-) and finally iph(2-). The effect of the anionic substrates on the electron-transfer process of the ferrocene units of R was evaluated using cyclic voltammetry (CV) and square wave voltammetry (SWV) in methanol solution and 0.1 mol dm(-3) (CH3)(4)NCl as the supporting electrolyte. Titrations of the receptor were undertaken by addition of anion solutions in their tetrabutylammonium or tetramethylammonium forms. The protonated ligand exhibits a reversible voltammogram, which shifts cathodically in the presence of the substrates. The data revealed kinetic constraints in the formation of the receptor/substrate entity for dipic(2-), ph(2-) and iph(2-) anions, but not for p-nbz(-). In spite of the slow kinetics of assembled species formation with the ph(2-) substrate, this anion provides the largest redox-response when the supramolecular entity is formed, followed by dipic(2-), iph(2-) and finally p-nbz(-) anions. This trend is in agreement with the H-1 NMR results and the values of the binding constants. Single crystal X-ray structures of the receptor with PF6-, ph(2-), iph(2-) and p-nbz(-) were carried out and showed that supermolecules with a RS2 stoichiometry are formed with the first three anions, but RS4 with p-nbz(-). In all cases the binding occurs outside the macrocyclic cavity via N-H center dot center dot center dot O=C hydrogen bonds for carboxylate anions and N - H center dot center dot center dot F hydrogen bonds for the PF6- anion, which is in agreement with the solution results. The macrocyclic framework adopts different conformations in order to interact with each substrate having Fe center dot center dot center dot Fe intramolecular distances ranging from 10.125(14) to 12.783(15) angstrom.

Physiological and morphological adaptations of herbaceous perennial legumes allow differential access to sources of varyingly soluble phosphate

The aim of this study was to investigate the capacity of three perennial legume species to access sources of varyingly soluble phosphorus (P) and their associated morphological and physiological adaptations. Two Australian native legumes with pasture potential (Cullen australasicum and Kennedia prostrata) and Medicago sativa cv. SARDI 10 were grown in sand under two P levels (6 and 40 µg P g−1) supplied as Ca(H2PO4)2·H2O (Ca-P, highly soluble, used in many fertilizers) or as one of three sparingly soluble forms: Ca10(OH)2(PO4)6 (apatite-P, found in relatively young soils; major constituent of rock phosphate), C6H6O24P6Na12 (inositol-P, the most common form of organic P in soil) and FePO4 (Fe-P, a poorly-available inorganic source of P). All species grew well with soluble P. When 6 µg P g−1 was supplied as sparingly soluble P, plant dry weight (DW) and P uptake were very low for C. australasicum and M. sativa (0.1–0.4 g DW) with the exception of M. sativa supplied with apatite-P (1.5 g). In contrast, K. prostrata grew well with inositol-P (1.0 g) and Fe-P (0.7 g), and even better with apatite-P (1.7 g), similar to that with Ca-P (1.9 g). Phosphorus uptake at 6 µg P g−1 was highly correlated with total root length, total rhizosphere carboxylate content and total rhizosphere acid phosphatase (EC 3.1.3.2) activity. These findings provide strong indications that there are opportunities to utilize local Australian legumes in low P pasture systems to access sparingly soluble soil P and increase perennial legume productivity, diversity and sustainability.

Radical acetylation of 2`-deoxyguanosine and L-histidine coupled to the reaction of diacetyl with peroxynitrite in aerated medium

Diacetyl, like other alpha-dicarbonyl compounds, is reportedly cytotoxic and genotoxic. A food and cigarette contaminant, it is related with alcohol hepatotoxicity and lung disease. Peroxynitrite is a potent oxidant formed in vivo by the diffusion-controlled reaction of the superoxide radical anion with nitric oxide, which is able to form adducts with carbon dioxide and carbonyl compounds. Here, we investigate the nucleophilic addition of peroxynitrite to diacetyl forming acetyl radicals, whose reaction with molecular oxygen leads to acetate. Peroxynitrite is shown to react with diacetyl in phosphate buffer (bell-shaped pH profile with maximum at 7.2) at a very high rate constant (k(2) = 1.0 X 10(4) M-1 s(-1)) when compared with monocarbonyl substrates (k(2) < 10(3) M-1 s(-1)). Phosphate ions (100-500 MM) do not affect the rate of spontaneous peroxynitrite decay, but the H2PO4- anion catalyzes the nucleophilic addition of the peroxynitrite anion to diacetyl. The intermediacy of acetyl radicals is suggested by a three-line spectrum (a(N) = a(H) = 0.83 mT) obtained by EPR spin trapping of the reaction mixture with 2-methyl-2-nitrosopropane. The peroxynitrite reaction is accompanied by concentration-dependent oxygen uptake. Stoichiometric amounts of acetate from millimolar amounts of peroxynitrite and diacetyl were obtained under nonlimiting conditions of dissolved oxygen. In the presence of either L-histidine or 2`-deoxyguanosine, the peroxynitrite/diacetyl system afforded the corresponding acetylated molecules identified by HPLC-MS"". These studies provide evidence that the peroxynitrite/diacetyl reaction yields acetyl radicals and raise the hypothesis that protein and DNA nonenzymatic acetylation may occur in cells and be implicated in aging and metabolic disorders in which oxygen and nitrogen reactive species are putatively involved.

Adsorption of dihydrogen phosphate ion on platinum electrodes in aqueous media monitored by probe-beam deflection

Probe-beam deflection (PBD) was used to monitor concentration gradients of anions adjacent to the surface of a platinum electrode in acidic aqueous media containing H3PO4. PBD can measure the potential-dependent extent of adsorption of H2PO4- on the Pt electrode surface and permits the Langmuir isotherm to be fitted to the experimental data. The value thus obtained for the surface concentration was 1.3 × 10-11 mol mm -2, or 1.7 atoms of Pt per H2PO4-. Also, the electron transfer number obtained was 0.24, signifying an incomplete transfer of charge, and the equilibrium constant is 1.80 suggesting a reversible adsorption process. © 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.