Tetra-crowned porphyrin as P450 biomimetic model for carbamazepine oxidation

A substituted porphyrin bearing four crown ether units, H(2)(TCP), was synthesized from the reaction between (5,10,15,20-tetra(o-aminophenyl) porphyrin) and the acyl derivative of the ether (4-carboxy-18-crown-6). The free-base porphyrin was characterized by C, N, and H elemental analysis; UV-vis and IR spectroscopies; and (1)H NMR. The corresponding ironporphyrin, Fe(TCP)Cl, was obtained via iron insertion into H(2)(TCP). Fe(TCP)Cl was employed as catalyst for carbamazepine (CBZ) oxidation by iodosylbenzene (PhIO), 3-chloroperoxybenzoic acid (m-CPBA) or sodium hypochlorite (NaOCl), in methanol or in a biphasic water/dichloroethane system. The crowned ironporphyrin proved to be a highly efficient and selective catalyst for CBZ epoxidation even in the biphasic dichloroethane /H(2)O system, with no need for an additional phase transfer agent.

Redox-active cytotoxic diorganotin(IV) cycloalkylhydroxamate complexes with different ring sizes: Reduction behaviour and theoretical interpretation

Two series of new diorganotin(IV) cycloalkylhydroxamate complexes with different ring sizes (cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl), formulated as the mononuclear [R2Sn(HL)(2)] (1:2) (a, R=Bu-n and Ph) and the polymeric [R2SnL](n) (1:1) (b, R=Bu-n) compounds, were prepared and fully characterized. Single crystal X-ray diffraction for [(Bu2Sn)-Bu-n{C5H9C(O)NHO}(2)] (3a) discloses the cis geometry and strong intermolecular NH center dot center dot center dot O interactions. The in vitro cytotoxic activities of the complexes were evaluated against HL-60, Bel-7402, BGC-823 and KB human tumour cell lines, the greater activity concerning [(Bu2Sn)-Bu-n(HL)(2)] [HL=C3H5C(O)NHO (1a), C6H11C(O)NHO (4a)] towards BGC-823. The complexes undergo, by cyclic voltammetry and controlled-potential electrolysis, one irreversible overall two-electron cathodic process at a reduction potential that does not appear to correlate with the antitumour activity. The electrochemical behaviour of [R2Sn(C5H9C(O)NHO)(2)] [R=Bu-n (3a), Ph (7a)] was also investigated using density functional theory (DFT) methods, showing that the ultimate complex structure and the mechanism of its formation are R dependent: for the aromatic (R = Ph) complex, the initial reduction step is centred on the phenyl ligands and at the metal, being followed by a second reduction with Sn-O and Sn-C ruptures, whereas for the alkyl (R=Bu-n) complex the first reduction step is centred on one of the hydroxamate ligands and is followed by a second reduction with Sn-O bond cleavages and preservation of the alkyl ligands. In both cases, the final complexes are highly coordinative unsaturated Sn-II species with the cis geometry, features that can be of biological significance.

Metil coenzima M redutase (MCR) e o fator 430 (F430)

This review presents studies on methyl coenzyme M reductase, the biological system Factor 430 (F430) and the use of nickel(II) complexes as structural and functional models. The ability of F430 and nickel(II) macrocycle complexes to mediate the reductive dehalogenation of cyclohexyl halogens and the CH3-S bond cleavage of methyl CoM (by sodium borohydride and some intermediate species) proposed for the catalytic cycle of the biological system F430 was reviewed. The importance of the structure of the nickel complexes and the condition of the catalytic reduction reaction are also discussed.

Studies of nucleophilic attack on tris (pentafluorophenyl) phosphine and its oxides

The reaction of tris(pentafluorophenyl)phosphine [5] with the nucleophiles dimethyl formamide (DMF), hexamethylphosphoric triamide (HMPA), diethyl formamide (DEF), hexaethylphosphoric triamide (HEPA), hydrazine, N,N-dimethyl hydrazine (in presence and/or absence of KF), phenylhydrazine, ammonium hydroxide, formamide, aniline, sodium hydrogen sulfide, and hexaethylphosphorous triamide was investigated. The reaction of [5] with DMF and HMPA gave the same product, namely tris-[4-(N,N-dimethylamino)-2,3,5,6-tetrafluorophenyl]phosphine [12] but in higher yield in the case of HMPA. Compound (5] also reacted with DEF to give tris[4-(N,N-diethylamino)-2,3,5,6-tetrafluorophenyl] phosphine [14]. When [51 was treated with HEPA, it gave a mixture of bis(pentafluorophe~yl)-(N,N-diethylamino-tetrafluorophenyl)phosphine, pentafluorophenyl-bis-(N,N-diethylamino-tetrafluorophenyl)phosphine and tris (N,N-diethylamino-tetrafluorophenyl)phosphine. Treatment of [5] with aqueeus hydrazine solution in excess ethanol gave tris(4-hydrazo-2,3,4,6-tetrafluorophenyl)phosphine [1s1 in high yield while reaction with aqueous hydrazine led to C-P cleavage and production of tetrafluorophenyl hydrazine. With N,N-dimethyl hydrazine, [5] gave tris(4-N,N-dimethylhydrazine-2,3,5,6-tetrafluorophenyl) phosphine {20j. The latter could be obtained in higher yield and shorter reaction time, by the addition of KF. The reaction of compound {51 with phenylhydrazine in THF gave bis(pentafluorophe~yl)-4-S-phenylhydrazino- 2,3,5,6-tetrafluorophenyl phosphine [22] in low yield. Reaction of [5] with ammonium hydroxide in THF at high pressure in the presence of KF gave tris-~4-amino-2,3,5,6-tetrafluorophenyl)phosphine [25]. Similarly, formamide led to a mixture of (C6F4NHZ)3P, (C6F4NHZ)ZPC6FS, (C6F4NHZ)ZPC6F4NHCHO, and C6F4NHZP(C6Fs)(C6F4NHCHO). When [5] was treated with aniline, a mixture of mono-, di-, and tri-substituted products was obtained. Sodium hydrogen sulfide in ethylene glycol/ pyridine led to C-P cleavage and the isolation of pentafluorobenzene and tetrafluorothiophenol. Reaction of [5] and its oxide [35] with different alkoxides in the corresponding alcohols led mainly to C-P bond cleavage products, with the exception of one case where sodium methoxide was used in ether, and which led to tris-(4-methoxy-2,3,9,6-tetrafluorophenyl)phosphine [37]. On the basis of various spectroscopic data, it was concluded that the para position in compound [5] was generally the favoured site of attack.

3-O-Demethylation of thebaine and the synthesis of a flacourtia aglycone from benzoic acid.

Two synthetic projects were embarked upon, both fraught with protecting group nuance and reaction selectivity. Transformations of the opiate skeleton remain a valuable tool for the development of new medicines. Thebaine, a biosynthetic intermediate in the expression of morphine, was converted in three steps to oripavine through two parallel modes. Through the use of protecting group manipulations, two irreversible scaffold rearrangements were avoided during aryl methyl ether bond cleavage. This chemistry constitutes a new path in manipulations of the morphinan scaffold through protective groups. A new compound family, the flacourtosides, contains an unusual cyclohexenone fragment. The newly described compounds show in preliminary tests antiviral activity against dengue and chikungunya. This aglycone was approached on three pathways, all beginning with the chemoenzymatic dihydroxylation of benzoic acid. A first attempt from a known vinyl epoxide failed to epimerize and cooperate under deprotective conditions. A second and third attempt made use of a diastereoselective dihydroxylation reaction, which was critical in reaching the correct stereochemistry and oxidation state. The methyl ester of the aglycone was prepared, constituting the first synthesis of the non-trivial natural product framework.

La tagatose-1,6-bisphosphate aldolase et la fructose-1,6-bisphosphate aldolase de classe I : mécanisme et stéréospécificité

La tagatose-1,6-biphosphate aldolase de Streptococcus pyogenes est une aldolase qui fait preuve d'un remarquable manque de spécificité vis à vis de ses substrats. En effet, elle catalyse le clivage réversible du tagatose-1,6-bisphosphate (TBP), mais également du fructose-1,6-bisphosphate (FBP), du sorbose-1,6-bisphosphate et du psicose-1,6-bisphosphate, quatre stéréoisomères, en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Aldolase de classe I, qui donc catalyse sa réaction en formant un intermédiaire covalent obligatoire, ou base de Schiff, avec son susbtrat, la TBP aldolase de S. pyogenes partage 14 % d’identité avec l’enzyme modèle de cette famille, la FBP aldolase de muscle de mammifère. Bien que le mécanime catalytique de la FBP aldolase des mammifères ait été examiné en détails et qu’il soit approprié d’en tirer des renseignements quant à celui de la TBP aldolase, le manque singulier de stéréospécificité de cette dernière tant dans le sens du clivage que celui de la condensation n’est toujours pas éclairci. Afin de mettre à jour les caractéristiques du mécanisme enzymatique, une étude structurale de la TBP aldolase de S. pyogenes, un pathogène humain extrêmement versatile, a été entreprise. Elle a permis la résolution des structures de l’enzyme native et mutée, en complexe avec des subtrats et des inhibiteurs compétitifs, à des résolutions comprises entre 1.8 Å et 2.5 Å. Le trempage des cristaux de TBP aldolase native et mutante dans une solution saturante de FBP ou TBP a en outre permis de piéger un authentique intermédiaire covalent lié à la Lys205, la lysine catalytique. La determination des profils pH de la TBP aldolase native et mutée, entreprise afin d'évaluer l’influence du pH sur la réaction de clivage du FBP et TBP et ìdentifier le(s) résidu(s) impliqué(s), en conjonction avec les données structurales apportées par la cristallographie, ont permis d’identifier sans équivoque Glu163 comme résidu responsable du clivage. En effet, le mode de liaison sensiblement différent des ligands utilisés selon la stéréochimie en leur C3 et C4 permet à Glu163, équivalent à Glu187 dans la FBP aldolase de classe I, d’abstraire le proton sur l’hydroxyle du C4 et ainsi d’amorcer le clivage du lien C3-C4. L’étude du mécanimse inverse, celui de la condensation, grâce par exemple à la structure de l’enzyme native en complexe avec ses substrats à trois carbones le DHAP et le G3P, a en outre permis d’identifier un isomérisme du substrat G3P comme possible cause de la synthèse des isomères en C4 par cette enzyme. Ce résultat, ainsi que la decouverte d’un possible isomérisme cis-trans autour du lien C2-C3 de la base de Schiff formée avec le DHAP, identifié précedemment, permet de cerner presque complètement les particularités du mécanisme de cette enzyme et d’expliquer comment elle est capable de synthétiser les quatres stéréoisomères 3(S/R), 4(S/R). De plus, la résolution de ces structures a permis de mettre en évidence trois régions très mobiles de la protéine, ce qui pourrait être relié au rôle postulé de son isozyme chez S. pyogenes dans la régulation de l’expression génétique et de la virulence de la bactérie. Enfin, la résolution de la structure du mutant Lys229→Met de la FBP aldolase de muscle en complexe avec la forme cyclique du FBP, de même que des études cristallographiques sur le mutant équivalent Lys205→Met de la TBP aldolase de S. pyogenes et des expériences de calorimétrie ont permis d’identifier deux résidus particuliers, Ala31 et Asp33 chez la FBP aldolase, comme possible cause de la discrimination de cette enzyme contre les substrats 3(R) et 4(S), et ce par encombrement stérique des substrats cycliques. La cristallographie par rayons X et la cinétique enzymatique ont ainsi permis d'avancer dans l'élucidation du mécanisme et des propriétés structurales de cette enzyme aux caractéristiques particulières.

Untersuchung der Adsorptionskinetik photoschaltbarer azobenzolfunktionalisierter selbstorganisierter Monolagen mit optischer Frequenzverdopplung

In dieser Arbeit wurde das Adsorptionsverhalten zweier azobenzolfunktionalisierter Liganden auf Goldoberflächen untersucht. Diese Liganden zeichnen sich dadurch aus, dass sie mithilfe von Licht bestimmter Wellenlängen zwischen zwei Isomerisierungszuständen – sowohl in Lösung als auch in den auf der Oberfläche resultierenden Monolage – hin und her geschaltet werden können. Somit ist es möglich, Oberflächen herzustellen, deren physikalische und chemische Eigenschaften zwischen zwei Zuständen variiert werden können. Die Messungen des Adsorptionsverhaltens wurden mittels optischer Frequenzverdopplung durchgeführt. Diese Messmethode ist höchst grenzflächensensitiv und ermöglicht es somit die Adsorption der Liganden in situ und ich Echtzeit zu verfolgen. Neben den Adsorptionsmessungen wurde auch die Phase des frequenzverdoppelten Signals über eine Interferenzmethode gemessen. Die Ergebnisse dieser Phasenmessungen ermöglichen es, eine Aussage über eine mögliche Nichtlinearität der untersuchten Moleküle zu treffen. An die in den Adsorptionsmessungen gewonnenen Messdaten wurden drei kinetische Standardmodelle angepasst. Beschreibt eines dieser Modelle den im Experiment bestimmten Adsorptionsverlauf, kann eine Aussage über die zugrunde liegenden Prozesse des Adsorptionsvorganges getroffen werden. Die Ergebnisse der Adsorptionsmessungen zeigen einen deutlichen Einfluss des Isomerisierungszustandes der Liganden auf den Verlauf der Adsorption. Liegen die Moleküle im geschalteten Zustand vor, so verläuft die Adsorption langsamer. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass ebenso intermolekulare Wechselwirkungen über Wasserstoffbrückenbindungen einen verlangsamenden Einfluss auf die Adsorption der Liganden haben. In den durchgeführten Phasenmessungen zeigte sich darüber hinaus, dass Liganden, die über an die Azobenzolgruppe angebundene Amidgruppen verfügen, eine Nichtlinearität aufweisen. Diese Nichtlinearität ist zudem vom Isomerisierungszustand der Liganden abhängig. In den kinetischen Untersuchungen konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass sich die Adsorption der Liganden bis auf eine Ausnahme durch die Langmuirkinetik 2. Ordnung beschreiben lässt. Somit handelt es ich bei der Adsorption der untersuchten Liganden um eine Reaktion, der eine Bindungsspaltung voran geht. Dieser Befund konnte durch Vergleich mit weiteren Experimenten bestätigt werden.

Selbstassemblierte Monolagen und magnetisch strukturierte Submonolagen mit dia- und paramagnetischen Molekülen sowie Einzelmolekülmagneten auf Phthalocyanin- und Subphthalocyanin-Basis

Mit dieser Arbeit wurde die Selbstassemblierung von dia- und paramagnetischen Molekülen sowie Einzelmolekülmagneten auf Goldsubstraten und magnetisch strukturierten Substraten untersucht. Dazu wurden drei verschiedene Klassen an Phthalocyaninderivaten verwendet: Diamagnetische Subphthalocyanine, paramagnetische Phthalocyaninatometalle und Diphthalocyaninatolanthanidkomplexe. Alle synthetisierten Verbindungen sind peripher thioethersubstituiert. Die Alkylketten (a: n-C8H17, b: n-C12H25) vermitteln die Löslichkeit in vielen organischen Solventien und sorgen für eine geordnete Assemblierung auf einer Oberfläche, wobei die Bindung auf Gold hauptsächlich über die Schwefelatome stattfindet. Die aus Lösung abgeschiedenen selbstassemblierten Monolagen wurden mit XPS, NEXAFS-Spektroskopie und ToF-SIMS untersucht. Bei der Selbstassemblierung auf magnetisch strukturierten Substraten stehen die Moleküle unter dem Einfluss magnetischer Streufelder und binden bevorzugt nur in bestimmten Bereichen. Die gebildeten Submonolagen wurden zusätzlich mit X-PEEM untersucht. Die erstmals dargestellten Manganphthalocyanine [MnClPc(SR)8] 1 wurden ausgehend von MnCl2 erhalten. Hier fand bei der Aufarbeitung an Luft eine Oxidation zu Mangan(III) statt; +III ist die stabilste Oxidationsstufe von Mangan in Phthalocyaninen. Der Nachweis des axialen Chloridoliganden erfolgte mit Massenspektrometrie und FIR- sowie Raman-Spektroskopie. SQUID-Messungen haben gezeigt, dass die Komplexe 1 vier ungepaarte Elektronen haben. Bei den Subphthalocyaninen [BClSubpc(SR)6] 2 wurde der axiale Chloridoligand mit dem stäbchenförmigen Phenolderivat 29-H substituiert und die erfolgreiche Ligandensubstitution durch NMR- und IR-Spektroskopie sowie Massenspektrometrie an den Produkten [BSubpc(SR)6(29)] 30 belegt. Der Radikalcharakter der synthetisierten Terbiumkomplexe [Tb{Pc(SR)8}2] 3 wurde spektroskopisch nachgewiesen; SQUID-Messungen ergaben, dass es sich um Einzelmolekülmagnete mit einer Energiebarriere U des Doppelpotentialtopfs von 880 K oder 610 cm-1 bei 3a handelt. Zunächst wurden die SAMs der Komplexverbindungen 1, 2, 30 und 3 auf nicht magnetisch strukturierten Goldsubstraten untersucht. Die Manganphthalocyanine 1 bilden geordnete SAMs mit größtenteils flach liegenden Molekülen, wie die XPS-, NEXAFS- und ToF-SIMS-Analyse zeigte. Die Mehrzahl der Thioether-Einheiten ist auf Gold koordiniert und die Alkylketten zeigen ungeordnet von der Oberfläche weg. Bei der Adsorption findet eine Reduktion zu Mangan(II) statt und der axiale Chloridoligand wird abgespalten. Das beruht auf dem sog. Oberflächen-trans-Effekt. Im vorliegenden Fall übt die Metalloberfläche einen stärkeren trans-Effekt als der axiale Ligand aus, was bisher experimentell noch nicht beobachtet wurde. Die thioethersubstituierten Subphthalocyanine 2 und 30 sowie die Diphthalocyaninatoterbium-Komplexe 3 sind ebenfalls für SAMs geeignet. Ihre Monolagen wurden mit XPS und NEXAFS-Spektroskopie untersucht, und trotz einer gewissen Unordnung in den Filmen liegen die Moleküle jeweils im Wesentlichen flach auf der Goldoberfläche. Vermutlich sind bei diesen Systemen auch die Alkylketten größtenteils parallel zur Oberfläche orientiert. Im Gegensatz zu den Manganphthalocyaninen 1 tritt bei 2b, 30a, 30b und 3b neben der koordinativen Bindung der Schwefelatome auf Gold auch eine für Thioether nicht erwartete kovalente Au–S-Bindung auf, die durch C–S-Bindungsbruch unter Abspaltung der Alkylketten ermöglicht wird. Der Anteil, zu dem dieser Prozess stattfindet, scheint nicht mit der Molekülstruktur zu korrelieren. Selbstassemblierte Submonolagen auf magnetisch strukturierten Substraten wurden mit dem diamagnetischen Subphthalocyanin 2b hergestellt. Der Nachweis der Submonolagen war schwierig und gelang schließlich durch eine Kombination von ToF-SIMS, NEXAFS Imaging und X-PEEM. Die Analyse der ToF-SIMS-Daten zeigte, dass tatsächlich eine Modulation der Verteilung der Moleküle auf einem unterwärts magnetisch strukturierten Substrat eintritt. Mit X-PEEM konnte die magnetische Struktur der ferromagnetischen Schicht des Substrats direkt der Verteilung der adsorbierten Moleküle zugeordnet werden. Die Subphthalocyanine 2b adsorbieren nicht an den Domänengrenzen, sondern vermehrt dazwischen. Auf Substraten mit abwechselnd 6.5 und 3.5 µm breiten magnetischen Domänen binden die Moleküle bevorzugt in den Bereichen geringster magnetischer Streufeldgradienten, also den größeren Domänen. Solche Substrate wurden für die ToF-SIMS- und X-PEEM-Messungen verwendet. Bei größeren magnetischen Strukturen mit ca. 400 µm breiten Domänen, wie sie aufgrund der geringeren Ortsauflösung dieser Methode für NEXAFS Imaging eingesetzt wurden, binden die Moleküle dann in allen Domänen. Die diamagnetischen Moleküle werden nach dieser Interpretation aus dem inhomogenen Magnetfeld über der Probenoberfläche heraus gedrängt und verhalten sich analog makroskopischer Diamagnete. Die eindeutige Detektion der Moleküle auf den magnetisch strukturierten Substraten konnte bisher nur für die diamagnetischen Subphthalocyanine 2b erfolgen. Um die Interpretation ihres Verhaltens bei der Selbstassemblierung in einem inhomogenen Magnetfeld weiter voranzutreiben, wurde das Subphthalocyanin 37b dargestellt, welches ein stabiles organisches TEMPO-Radikal in seinem axialen Liganden enthält. Das paramagnetische Subphthalocyanin 37b sollte auf den magnetisch strukturierten Substraten in Regionen starker magnetischer Streufelder binden und damit das entgegengesetzte Verhalten zu den diamagnetischen Subphthalocyaninen 2b zeigen. Aus Zeitgründen konnte dieser Nachweis im Rahmen dieser Arbeit noch nicht erbracht werden.

Low-lying excited states and primary photoproducts of [Os-3(CO)(10)-(s-cis-L)] (L = cyclohexa-1,3-diene, buta-1,3-diene)] clusters studied by picosecond time-resolved UV/Vis and IR spectroscopy and by density functional theory

Combined picosecond transient absorption and time-resolved infrared studies were performed, aimed at characterising low-lying excited states of the cluster [Os-3(CO)(10)(s-cis-L)] (L= cyclohexa-1,3-diene, 1) and monitoring the formation of its photoproducts. Theoretical (DFT and TD-DFT) calculations on the closely related cluster with L=buta-1,3-diene (2') have revealed that the low-lying electronic transitions of these [Os-3(CO)(10)(s-cis-1,3-diene)] clusters have a predominant sigma(core)pi*(CO) character. From the lowest sigmapi* excited state, cluster 1 undergoes fast Os-Os(1,3-diene) bond cleavage (tau=3.3 ps) resulting in the formation of a coordinatively unsaturated primary photoproduct (1a) with a single CO bridge. A new insight into the structure of the transient has been obtained by DFT calculations. The cleaved Os-Os(1,3-diene) bond is bridged by the donor 1,3-diene ligand, compensating for the electron deficiency at the neighbouring Os centre. Because of the unequal distribution of the electron density in transient la, a second CO bridge is formed in 20 ps in the photoproduct [Os-3(CO)(8)(mu-CO)(2)- (cyclohexa-1,3-diene)] (1b). The latter compound, absorbing strongly around 630 nm, mainly regenerates the parent cluster with a lifetime of about 100 ns in hexane. Its structure, as suggested by the DFT calculations, again contains the 1,3-diene ligand coordinated in a bridging fashion. Photoproduct 1b can therefore be assigned as a high-energy coordination isomer of the parent cluster with all Os-Os bonds bridged.

Temperature-dependent reduction pathways of complexes fac-[Re(CO)3(N-R-imidazole)(1,10-phenanthroline)]+ (R = H, CH3)

Peculiar reduction pathways of the complexes fac-[Re(imH)(CO)3(phen)]+ and fac-[Re(imCH3)(CO)3(phen)]+ (imH = imidazole, imCH3 = N-methylimidazole and phen = 1,10-phenanthroline) have been unravelled by performing combined cyclic voltammetric and in situ IR spectroelectrochemical experiments. In the temperature range of 293–233 K, the initial reduction of the phen ligand in [Re(imH)(CO)3(phen)]+ results in irreversible conversion of the imidazole ligand to 3-imidazolate by a rapid phen•−→ imH intramolecular electron transfer coupled with N H bond cleavage. This process is followed by second phen-localized 1e− reduction producing [ReI(3-im−)(CO)3(phen•−)]−, similar to the analogous 2,2'-bipyridine complex. In contrast to the bpy analogue, the stability of the phen•−-containing complexes is significantly affected by lowering the temperature. At 233 K, a secondary reaction occurs in both [Re(3-im−)(CO)3(phen•−)]− and [Re(imCH3)(CO)3(phen•−)]. The resulting products exhibit v(CO) wavenumbers indistinguishable from those of the parent phen•− complexes; however, their oxidation occurs at a considerably more positive electrode potential. It is proposed that these species are produced by a new C C bond formation between the C(2) site of 3-im− or imCH3 and the C(2) site of the phen•−ligand.

A theoretical analysis on the intramolecular proton transfer of alpha-alanine in an aqueous medium

Intramolecular proton transfer from oxygen to nitrogen atoms in the alpha-alanine amino acid has been studied by ab initio methods at the HF/6-31G*, HF/6-31 ++ G** and MP2/6-31 ++ G** levels of calculation including the solvent effects by means of self-consistent reaction field theory. An analysis of the results based on the natural bond orbital charges shows that the transition structure presents an imbalance in the sense that the charge shift lags behind the proton transfer and that the bond formation is always in advance with respect to the bond cleavage. All calculation levels show that the barrier height associated with the conformational change on alpha-alanine is larger than the proton transfer process. (C) 1998 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Silver nanoparticles synthesized by thermal reduction of a silver(I)-aspartame complex in inert atmosphere

Synthesis of silver nanoparticles by thermal treatment of a silver-aspartarne complex under inert atmosphere is described. Spherical metallic silver naroparticles with average diameter of 5 +/-2 nm were obtained by thermal treatment of the complex [Ag(C14H17N2O5)] 1/2H(2)O at 185 degrees C. Thermogravimetric and infrared analysis of the product show the occurrence of an ester bond cleavage of the aspartame ligand followed by rearrangement and release of a molecule of formaldehyde (H2CO), which is transformed in two strong reducing molecules, H-2 and CO. For silver reduction, the presence of the formaldehyde molecules seems to be the key process for the metallic nanoparticles fort-nation. The maintenance of the ligand crystalline structure, with the exception of the ester group loss, was noted as essential for nanoparticles formation and size control. The ligand crystalline structure was completely lost at 200 degrees C and particle growth and coalescence were observed above 250 degrees C. (C) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Electrochemical Reduction as a Powerful Tool to Highlight the Possible Formation of By-Products More Toxic Than Sudan III Dye

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The cathodic deprotection of the nitrobenzoyl group from phenyl nitrobenzoates in N,N-dimethylformamide

The reduction of phenyl benzoates with nitro substituents at the 2-,3- and 4-positions of the benzoates in N,N-dimethylformamide is reported. The phenyl 4- and 3-nitrobenzoate are reduced in two cathodic steps. The first one, at about -0.9 V vs. SCE, a reversible one-electron process, gives a rather stable anion radical. The second reduction step at potentials between -1.5 and -2.0 V vs. SCE leads to formation of the dianion, which decomposes giving free phenol in good yields (> 80%). on the other hand, the phenyl 2-nitrobenzoate is reduced in one cathodic step. This step occurs at -0.9 V with formation of an unstable anion radical which decomposes via C-O bond cleavage, giving phenol with a yield of ca. 80%. The mechanisms of the reduction of these compounds are discussed. (C) 1997 Elsevier B.V. S.A.

Determination of the vinylsulphone azo dye, remazol brilliant orange 3R, by cathodic stripping voltammetry

Remazol brilliant orange 3R shows only a voltammetric peak for the reduction of the azo group. No peak was observed for the reduction of the sulfatoethylsulfone or vinylsulfone reactive groups. The reduction of a pre-protonated ate group involving a two-electron process, gives a hydrate derivative in acidic solution. In alkaline solution the reduction process occurs at more negative potential with the formation of an unstable hydrate compound which decomposes via HN-NH bond cleavage and loss of a sulfate group. Optimum conditions are given for the cathodic stripping voltammetric determination of dir: dye in aqueous solution. The optimum accumulation potential and time were 0 V and up to 60 s, respectively. Linear calibration graphs were obtained from 30 to 300 ng ml(-1) in pH 4 and 6.2 to 62 ng ml(-1) in pH 10. The limit of determination obtained was 1.5 ng ml(-1) (pH 10). The coefficient of variation was 2.6% (n = 7) at 62 ng ml(-1) of the reactive dye. (C) 1999 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.