967 resultados para Zn(II) complexes
Resumo:
A MerR-like regulator (NmlR -Neisseria merR-like Regulator) identified in the Neisseria gonorrhoeae genome lacks the conserved cysteines known to bind metal ions in characterized proteins of this family. Phylogenetic analysis indicates that NmlR defines a subfamily of MerR-like transcription factors with a distinctive pattern of conserved cysteines within their primary structure. NmlR regulates itself and three other genes in N. gonorrhoeae encoding a glutathione-dependent dehydrogenase (AdhC), a CPx-type ATPase (CopA) and a thioredoxin reductase (TrxB). An nmlR mutant lacked the ability to survive oxidative stress induced by diamide and cumene hydroperoxide. It also had > 50-fold lower NADH-S-nitrosoglutathione oxidoreductase activity consistent with a role for AdhC in protection against nitric oxide stress. The upstream sequences of the NmlR regulated genes contained typical MerR-like operator/promoter arrangements consisting of a dyad symmetry located between the -35 and -10 elements of the target genes. The NmlR target operator/promoters were cloned into a beta-galactosidase reporter system and promoter activity was repressed by the introduction of NmlR in trans. Promoter activity was activated by NmlR in the presence of diamide. Under metal depleted conditions NmlR did not repress P-AdhC (or P-CopA) promoter activity, but this was reversed in the presence of Zn(II), indicating repression was Zn(II)-dependent. Analysis of mutated promoters lacking the dyad symmetry revealed constitutive promoter activity which was independent of NmlR. Gel shift assays further confirmed that NmlR bound to the target promoters possessing the dyad symmetry. Site-directed mutagenesis of the four NmlR cysteine residues revealed that they were essential for activation of gene expression by NmlR.
Resumo:
The rate of electronic energy transfer (EET) between a naphthalene donor and an anthracene acceptor in [ZnL3]-(ClO4)(2) and [ZnL4](ClO4)(2) was determined by time-resolved fluorescence measurements, where L 3 and L 4 are the geometrical isomers of 6-[(anthracen-9-ylmethyl)amino]-trans-6,13-dimethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-13-amine (L-2), substituted with either a naphthalen-1-ylmethyl or naphthalen-2-ylmethyl donor, respectively. The energy transfer rate constant, k(EET), was determined to be (0.92 +/- 0.02) x 10(9) s(-1) for the naphthalen-1-ylmethyl-substituted isomer, while that for the naphthalen-2-ylmethyl-substituted isomer is somewhat faster, with k(EET) = (1.31 +/- 0.01) x 10(9) s(-1). The solid-state structure of [(ZnLCl)-Cl-3]ClO4 has been determined, and using molecular modeling calculations, the likely distributions of solution conformations in CH3CN have been evaluated for both complexes. The calculated conformational distributions in the common trans-III N-based isomeric form gave Forster EET rate constants that account for the differences observed and are in excellent agreement with the experimental values. It is shown that the full range of conformers must be considered to accurately reproduce the observed EET kinetics.
Resumo:
The temperature dependence of the structure of the mixed-anion Tutton salt K-2[Cu(H2O)(6)](SO4)(2x)(SeO4)(2-2x) has been determined for crystals with 0, 17, 25, 68, 78, and 100% sulfate over the temperature range of 85-320 K. In every case, the [Cu(H2O)(6)](2+) ion adopts a tetragonally elongated coordination geometry with an orthorhombic distortion. However, for the compounds with 0, 17, and 25% sulfate, the long and intermediate bonds occur on a different pair of water molecules from those with 68, 78, and 100% sulfate. A thermal equilibrium between the two forms is observed for each crystal, with this developing more readily as the proportions of the two counterions become more similar. Attempts to prepare a crystal with approximately equal amounts of sulfate and selenate were unsuccessful. The temperature dependence of the bond lengths has been analyzed using a model in which the Jahn-Teller potential surface of the [Cu(H2O)(6)](2+) ion is perturbed by a lattice-strain interaction. The magnitude and sign of the orthorhombic component of this strain interaction depends on the proportion of sulfate to selenate. Significant deviations from Boltzmann statistics are observed for those crystals exhibiting a large temperature dependence of the average bond lengths, and this may be explained by cooperative interactions between neighboring complexes.
Resumo:
Several pathways to macromonocylic polyamine ligands with pendent hydroxymethyl substituents have been explored. The new ligands have all been characterised by single-crystal, X-ray structure determinations on their complexes with Co(III) (one case) and Cu(II). As in some related systems, four-membered ring species, here oxetanes rather than azetidines, appear to be involved as reaction intermediates and can be quite readily isolated, providing reactants of potential for the construction of even more complicated multidentate ligands. (C) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Resumo:
The research described within this thesis is concerned with the investigation of transition metal ion complexation within hydrophilic copolymer membranes. The membranes are copolymers of 4-methyl-4'-vinyl-2,2'-bipyridine, the 2-hydroxyethyl ester of 4,4'- dicarboxy-2,2'-bipyridine & bis-(5-vinylsalicylidene)ethylenediamine with 2-hydroxyethyl methacrylate. The effect of the polymer matrix on the formation and properties of transition metal iron complexes has been studied, specifically Cr(III) & Fe(II) salts for the bipyridyl- based copolymer membranes and Co(II), Ni(II) & Cu(II) salts for the salenH2- based copolymer membranes. The concomitant effect of complex formation on the properties of the polymer matrix have also been studied, e.g. on mechanical strength. A detailed body of work into the kinetics and thermodynamics for the formation of Cu(II) complexes in the salenH2- based copolymer membranes has been performed. The rate of complex formation is found to be very slow while the value of K for the equilibrium of complex formation is found to be unexpectedly small and shows a slight anion dependence. These phenomena are explained in terms of the effects of the heterogeneous phase provided by the polymer matrix. The transport of Cr(III) ions across uncomplexed and Cr(III)-pre-complexed bipyridyl-based membranes has been studied. In both cases, no Cr(III) coordination occurs within the time-scale of an experiment. Pre-complexation of the membrane does not lead to a change in the rate of permeation of Cr(III) ions. The transport of Co(II), Ni(II) & Cu(II) ions across salenH2- based membranes shows that there is no detectable lag-time in transport of the ions, despite independent evidence that complex formation within the membranes does occur. Finally, the synthesis of a number of functionalised ligands is described. Although they were found to be non-polymerisable by the methods employed in this research, they remain interesting ligands which provide a startmg pomt for further functionalisation.
The structural and electrochemical consequences of hydrogenating Copper N2S2 Schiff base macrocycles
Resumo:
A series of cis and trans tetradentate copper macrocyclic complexes, of ring size fourteen - sixteen, which employ amine and thioether donor groups are reported. Apart from 5,6,15,16-bisbenzo-8,13-diaza-1,4-dithia-cyclohexadecane copper(I) (cis-[Cu(H4NbuSen)]+) all of the complexes are obtained in the copper(II) form. Crystallographic analysis shows that the copper(II) complexes all adopt a distorted planar geometry around the copper. In contrast, cis-[Cu(H4NbuSen)]+ is found to adopt a distorted tetrahedral geometry. The complexes were subjected to electrochemical analysis in water and acetonitrile. The effect of the solvent, positions of the donor atoms (cis/trans) on E1/2 is discussed as is the comparison of the electrochemical behaviour of these complexes with their parent Schiff base macrocycles.
Resumo:
This thesis is concerned with the investigation of transition metal (TM) ion complexation with hydrophilic membranes composed of copolymers of 4-vinyl pyridine & 4-methyl-4'vinyl- 2,2'-bipyridine with 2-hydroxyethyl methacrylate. The Cu(II), CoCII) & Fe(II) complexes with these coordinating membranes were characterised by a variety of techniques, in order to assess the effect of the polymer on the properties of the complex, and vice versa. A detailed programme of work was instigated into the kinetics of formation for the polymer-bound tris(bipyridyl) iron(II) complex; the rate and extent of complex formation was found to be anion-dependent. This is explained in terms of the influence of the anion on the transport properties and water content of the membrane, the controlling factor in the development of the tris-complex being the equilibrium concentration of Fe(II) in the gel matrix. A series of transport studies were performed with a view to the potential application of complexing hydrogel membranes for aqueous TM ion separations. A number of salts were studied individually and shown to possess a range of permeabilities; the degree of interaction between particular metal-ion:ligand combinations is given by the lag-time observed before steady-state permeation is achieved. However, when two TM salts that individually display different transport properties were studied in combination, they showed similar lag-times & permeabilities, characteristic of the more strongly coordinating metal ion. This 'anti-selective' nature thus renders the membrane systems unsuitable for TM ion separations. Finally, attempts were made to synthesise and immobilise a series of N ,0-donor macrocyclic ligands into hydrogel membranes. Although the functionalisation reactions failed, limited transport data was obtained from membranes in which the ligands were physically entrapped within the polymer matrix.
Resumo:
Ce projet de recherche mené en collaboration industrielle avec St-Jean Photochimie Inc. / PCAS Canada vise le développement et la caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque. La quête du récoltage des photons se situant dans le proche-infrarouge a été au centre des modifications structurales explorées afin d’augmenter l’efficacité de conversion des cellules solaires de type organique et à pigments photosensibles. Trois familles de composés intégrant le motif dipyrrométhène ont été synthétisées et caractérisées du point de vue spectroscopique, électrochimique, structural ainsi que par modélisation moléculaire afin d’établir des relations structures-propriétés. La première famille comporte six azadipyrrométhènes au potentiel de coordination tétradentate sur des centres métalliques. Le développement d’une nouvelle voie synthétique asymétrique combinée à l’utilisation d’une voie symétrique classique ont permis d’obtenir l’ensemble des combinaisons de substituants possibles sur les aryles proximaux incluant les noyaux 2-hydroxyphényle, 2-méthoxyphényle et 2- pyridyle. La modulation du maximum d’absorption dans le rouge a pu être faite entre 598 et 619 nm. De même, la présence de groupements méthoxyle ou hydroxyle augmente l’absorption dans le violet (~410 nm) tel que démontré par modélisation. La caractérisation électrochimique a montré que les dérivés tétradentates étaient en général moins stables aux processus redox que leur contre-parti bidentate. La deuxième famille comporte dix dérivés BODIPY fusionnés de façon asymétrique en position [b]. L’aryle proximal a été modifié de façon systématique afin de mieux comprendre l’impact des substituents riches en électron et de la fusion de cycles aromatiques. De plus, ces dérivés ont été mis en relation avec une vaste série de composés analogues. Les résultats empiriques ont montré que les propriétés optoélectroniques de la plateforme sont régies par le degré de communication électronique entre l’aryle proximal, le pyrrole sur lequel il est attaché et le noyau indolique adjacent à ce dernier. Les maximums d’absorption dans le rouge sont modulables entre 547 et 628 nm et la fluorescence des composés se situe dans le proche- infrarouge. L’un des composé s’est révélé souhaitable pour une utilisation en photovoltaïque ainsi qu’à titre de sonde à pH. La troisième famille comporte cinq complexes neutres de RuII basés sur des polypyridines et portant un ligand azadipyrrométhène cyclométalé. Les composés ont montré une forte absorption de photons dans la région de 600 à 800 nm (rouge à proche- infrarouge) et qui a pu être étendue au-delà de 1100 nm dans le cas des dérivés portant un ligand terpyridine. L’analyse des propriétés optoélectroniques de façon empirique et théorique a montré un impact significatif de la cyclométalation et ouvert la voie pour leur étude en tant que photosensibilisateurs en OPV et en DSSC. La capacité d’un des complexes à photo-injecter un électron dans la bande de conduction du semi-conducteur TiO2 a été démontré en collaboration avec le groupe du Pr Gerald J. Meyer à University of North Carolina at Chapel Hill, premier pas vers une utilisation dans les cellules solaires à pigments photosensibles. La stabilité des complexes en solution s’est toutefois avérée problématique et des pistes de solutions sont suggérées basées sur les connaissances acquises dans le cadre de cette thèse.
Resumo:
Ce projet de recherche mené en collaboration industrielle avec St-Jean Photochimie Inc. / PCAS Canada vise le développement et la caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque. La quête du récoltage des photons se situant dans le proche-infrarouge a été au centre des modifications structurales explorées afin d’augmenter l’efficacité de conversion des cellules solaires de type organique et à pigments photosensibles. Trois familles de composés intégrant le motif dipyrrométhène ont été synthétisées et caractérisées du point de vue spectroscopique, électrochimique, structural ainsi que par modélisation moléculaire afin d’établir des relations structures-propriétés. La première famille comporte six azadipyrrométhènes au potentiel de coordination tétradentate sur des centres métalliques. Le développement d’une nouvelle voie synthétique asymétrique combinée à l’utilisation d’une voie symétrique classique ont permis d’obtenir l’ensemble des combinaisons de substituants possibles sur les aryles proximaux incluant les noyaux 2-hydroxyphényle, 2-méthoxyphényle et 2- pyridyle. La modulation du maximum d’absorption dans le rouge a pu être faite entre 598 et 619 nm. De même, la présence de groupements méthoxyle ou hydroxyle augmente l’absorption dans le violet (~410 nm) tel que démontré par modélisation. La caractérisation électrochimique a montré que les dérivés tétradentates étaient en général moins stables aux processus redox que leur contre-parti bidentate. La deuxième famille comporte dix dérivés BODIPY fusionnés de façon asymétrique en position [b]. L’aryle proximal a été modifié de façon systématique afin de mieux comprendre l’impact des substituents riches en électron et de la fusion de cycles aromatiques. De plus, ces dérivés ont été mis en relation avec une vaste série de composés analogues. Les résultats empiriques ont montré que les propriétés optoélectroniques de la plateforme sont régies par le degré de communication électronique entre l’aryle proximal, le pyrrole sur lequel il est attaché et le noyau indolique adjacent à ce dernier. Les maximums d’absorption dans le rouge sont modulables entre 547 et 628 nm et la fluorescence des composés se situe dans le proche- infrarouge. L’un des composé s’est révélé souhaitable pour une utilisation en photovoltaïque ainsi qu’à titre de sonde à pH. La troisième famille comporte cinq complexes neutres de RuII basés sur des polypyridines et portant un ligand azadipyrrométhène cyclométalé. Les composés ont montré une forte absorption de photons dans la région de 600 à 800 nm (rouge à proche- infrarouge) et qui a pu être étendue au-delà de 1100 nm dans le cas des dérivés portant un ligand terpyridine. L’analyse des propriétés optoélectroniques de façon empirique et théorique a montré un impact significatif de la cyclométalation et ouvert la voie pour leur étude en tant que photosensibilisateurs en OPV et en DSSC. La capacité d’un des complexes à photo-injecter un électron dans la bande de conduction du semi-conducteur TiO2 a été démontré en collaboration avec le groupe du Pr Gerald J. Meyer à University of North Carolina at Chapel Hill, premier pas vers une utilisation dans les cellules solaires à pigments photosensibles. La stabilité des complexes en solution s’est toutefois avérée problématique et des pistes de solutions sont suggérées basées sur les connaissances acquises dans le cadre de cette thèse.
Resumo:
The work presented herein focused on the automation of coordination-driven self assembly, exploring methods that allow syntheses to be followed more closely while forming new ligands, as part of the fundamental study of the digitization of chemical synthesis and discovery. Whilst the control and understanding of the principle of pre-organization and self-sorting under non-equilibrium conditions remains a key goal, a clear gap has been identified in the absence of approaches that can permit fast screening and real-time observation of the reaction process under different conditions. A firm emphasis was thus placed on the realization of an autonomous chemical robot, which can not only monitor and manipulate coordination chemistry in real-time, but can also allow the exploration of a large chemical parameter space defined by the ligand building blocks and the metal to coordinate. The self-assembly of imine ligands with copper and nickel cations has been studied in a multi-step approach using a self-built flow system capable of automatically controlling the liquid-handling and collecting data in real-time using a benchtop MS and NMR spectrometer. This study led to the identification of a transient Cu(I) species in situ which allows for the formation of dimeric and trimeric carbonato bridged Cu(II) assemblies. Furthermore, new Ni(II) complexes and more remarkably also a new binuclear Cu(I) complex, which usually requires long and laborious inert conditions, could be isolated. The study was then expanded to the autonomous optimization of the ligand synthesis by enabling feedback control on the chemical system via benchtop NMR. The synthesis of new polydentate ligands has emerged as a result of the study aiming to enhance the complexity of the chemical system to accelerate the discovery of new complexes. This type of ligand consists of 1-pyridinyl-4-imino-1,2,3-triazole units, which can coordinate with different metal salts. The studies to test for the CuAAC synthesis via microwave lead to the discovery of four new Cu complexes, one of them being a coordination polymer obtained from a solvent dependent crystallization technique. With the goal of easier integration into an automated system, copper tubing has been exploited as the chemical reactor for the synthesis of this ligand, as it efficiently enhances the rate of the triazole formation and consequently promotes the formation of the full ligand in high yields within two hours. Lastly, the digitization of coordination-driven self-assembly has been realized for the first time using an in-house autonomous chemical robot, herein named the ‘Finder’. The chemical parameter space to explore was defined by the selection of six variables, which consist of the ligand precursors necessary to form complex ligands (aldehydes, alkineamines and azides), of the metal salt solutions and of other reaction parameters – duration, temperature and reagent volumes. The platform was assembled using rounded bottom flasks, flow syringe pumps, copper tubing, as an active reactor, and in-line analytics – a pH meter probe, a UV-vis flow cell and a benchtop MS. The control over the system was then obtained with an algorithm capable of autonomously focusing the experiments on the most reactive region (by avoiding areas of low interest) of the chemical parameter space to explore. This study led to interesting observations, such as metal exchange phenomena, and also to the autonomous discovery of self assembled structures in solution and solid state – such as 1-pyridinyl-4-imino-1,2,3-triazole based Fe complexes and two helicates based on the same ligand coordination motif.
Resumo:
257 p.
Resumo:
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2011.
Resumo:
The DGT technique allows one to measure quantitatively free and labile metal species in aquatic systems. Nevertheless, for this approach, knowledge is required of the diffusion coefficients of the analytes in a diffusive layer. In this study, the diffusion coefficients of Hg(II), As(III), Mn(II), Mg(II), Cu(II), Cd(II) were determined in agarose gel and those of Ba(II), Cd(II), Cu(II), Mg(II), Mn(II) e Zn(II) in cellulose acetate membranes. These materials presented good performance and the reported results can be used as a data base for further DGT studies.
Resumo:
The main goal of the research presented in this work is to provide some important insights about computational modeling of open-shell species. Such projects are: the investigation of the size-extensivity error in Equation-of-Motion Coupled Cluster methods, the analysis of the Long-Range corrected scheme in predicting UV-Vis spectra of Cu(II) complexes with the 4-imidazole acetate and its ethylated derivative, and the exploration of the importance of choosing a proper basis set for the description of systems such as the lithium monoxide anion. The most significant findings of this research are: (i) The contribution of the left operator to the size-extensivity error of the CR-EOMCC(2,3) approach, (ii) The cause of d-d shifts when varying the range-separation parameter and the amount of the exact exchange arising from the imbalanced treatment of localized vs. delocalized orbitals via the "tuned" CAM-B3LYP* functional, (iii) The proper acidity trend of the first-row hydrides and their lithiated analogs that may be reversed if the basis sets are not correctly selected.
Resumo:
Des ligands diketimines porteurs de substituants N-benzyl, N-9-anthrylmethyl et N-mesitylmethyl (nacnacBnH, nacnacAnH, and nacnacMesH) ont été synthétisés par condensation d’une amine et d’acétyl acétone ou son monoacétal d’éthylène glycol. La chlorination de la position 3 a été effectuée à l’aide de N-chlorosuccinimide conduisant à la formation des ligands ClnacnacBnH et ClnacnacAnH. Cette même position 3 a également été substituée par un groupement succinimide par lithiation du nacnacBnH, suivi de la réaction avec le N-chlorosuccinimide (3-succinimido-nacnacBnH). Les ligands N-aryl nacnacippH et nacnacNaphH (ipp = 2-isopropylphenyl, Naph = 1-naphthyl) ont été préparés selon les procédures reportées dans la littérature. La réaction de ces ligands avec Zn(TMSA)2 (TMSA = N(SiMe3)2) conduit à la formation des complexes nacnacAnZn(TMSA) et ClnacnacBnZn(TMSA). La protonation avec l’isopropanol permet l’obtention des complexes nacnacAnZnOiPr et ClnacnacBnZnOiPr. La réaction avec Mg(TMSA)2 permet quant à elle la formation des complexes nacnacAnMg(TMSA), nacnacMesMg(TMSA), ClnacnacBnMg(TMSA) et ClnacnacAnMg(TMSA). La protonation subséquente à l’aide du tert-butanol permet l’obtention du nacnacMesMgOtBu et du ClnacnacBnMgOtBu, alors que l’on observe uniquement une décomposition avec les ligands possédant des substituants N-anthrylmethyl. La réaction de ces diketimines avec Cu(OiPr)2 conduit aux dimères hétéroleptiques [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 et [3-Cl-nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 lors de l’usage des ligands stériquement peu encombrés. Lors de l’utilisation de ligands plus encombrés, la stabilisation du complexe hétéroleptique par dimérisation n’est plus possible, conduisant, par un échange de ligand, à la formation des complexes homoleptiques Cu(nacnacipp)2 et Cu(nacnacNaph)2. Les complexes homoleptiques Cu(nacnacBn)2 et Cu(3-succinimido-nacnacBn)2 ont été obtenus à partir des ligands N-benzyl. Les ligands encore plus encombrés tels que nacnacAnH, nacnacMesH ou ceux comportant des substituants N-methylbenzyl ne présentent alors plus de réactivité avec le Cu(OiPr)2. La plupart des complexes ont été caractérisés par Diffraction des Rayons X. Les complexes homoleptiques ainsi que ceux de TMSA sont monomériques, alors que ceux formés à partir d’alkoxides se présentent sous forme de dimères à l’état solide. Tous les complexes d’alkoxides ainsi que les nacnacAnMg(TMSA)/BnOH et ClnacnacAnMg(TMSA)/BnOH présentent une réactivité modérée à haute en matière de polymérisation du rac-lactide (90% de conversion en 30 secondes à 3 heures). Le nacnacAnZnOiPr permet la synthèse d’un polymère hautement hétérotactique (Pr = 0.90) quand le ClnacnacBnMgOtBu/BnOH génère un polymère isotactique à -30°C (Pr = 0.43). Tous les autres catalyseurs produisent des polymères atactiques avec une légère tendance hétérotactique (Pr = 0.48 – 0.55). Les complexes hétéroleptiques [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 et [3-Cl-nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 se révèlent être de très bons catalyseurs pour la polymérisation du rac-lactide présentant une conversion complète du monomère à température ambiante, en solution, en 0,5 à 5 minutes. Le [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 est actif en présence ou absence d’isopropanol, agissant comme agent de transfert de chaine à haute activité (k2 = 32 M–1•s–1) dans le dichlorométhane. Dans l’acétonitrile, le THF, le dichloromethane et le toluène, [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 conduit à une étroite polydispersité, possédant respectivement des kobs = 2.4(1), 5.3(5), 3.6-4.4 and 10(1) min–1. Aucune réaction parasite, telle qu’une trans-esterification, une épimerisation ou une décomposition du catalyseur, n’a été observée. Les complexes homoleptiques en présence d’alcool libre semblent présenter un équilibre avec une petite quantité de leurs équivalents hétéroleptiques, permettant une polymérisation complète, en moins de 60 min, à température ambiante. Tous les catalyseurs de cuivre présentent un haut contrôle de la polymérisation avec une polydispersité égale ou inférieure à 1.1. Les polymères obtenus sont essentiellement atactiques, avec une légère tendance à l’hétérotacticité à température ambiante et -17°C. Le [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 polymérise également la -butyrolactone (BL), l’-caprolactone (CL) et la -valerolactone (VL) avec des constantes respectivement égales à kobs = 3.0(1)•10–2, 1.2–2.7•10–2, et 0.11(1) min–1. Les homopolymères présentent une étroite polydispersité d’approximativement 1.1. Les polymérisations par addition séquentielle ont mis en évidence une trans-estérification (non observée dans les homopolymérisations) si BL ou CL sont introduits après un bloc lactide.