Alkali- and nitrate-free synthesis of highly active Mg-Al hydrotalcite-coated alumina for FAME production

Mg-Al hydrotalcite coatings have been grown on alumina via a novel alkali- and nitrate-free impregnation route and subsequent calcination and hydrothermal treatment. The resulting Mg-HT/AlO catalysts significantly outperform conventional bulk hydrotalcites prepared via co-precipitation in the transesterification of C-C triglycerides for fatty acid methyl ester (FAME) production, with rate enhancements increasing with alkyl chain length. This promotion is attributed to improved accessibility of bulky triglycerides to active surface base sites over the higher area alumina support compared to conventional hydrotalcites wherein many active sites are confined within the micropores. © 2014 The Royal Society of Chemistry.

Optimization of lipase production from yeasts strains isolated from olive mil wastewater

Dissertação submetida à Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências para a obtenção do Grau de Mestre em Microbiologia Aplicada.

Engineered zeolitic materials: synthesis and application

Les zéolithes étant des matériaux cristallins microporeux ont démontré leurs potentiels et leur polyvalence dans un nombre très important d’applications. Les propriétés uniques des zéolithes ont poussé les chercheurs à leur trouver constamment de nouvelles utilités pour tirer le meilleur parti de ces matériaux extraordinaires. Modifier les caractéristiques des zéolithes classiques ou les combiner en synergie avec d’autres matériaux se trouvent être deux approches viables pour trouver encore de nouvelles applications. Dans ce travail de doctorat, ces deux approches ont été utilisées séparément, premièrement avec la modification morphologique de la ZSM-12 et deuxièmement lors de la formation des matériaux de type coeur/coquille (silice mésoporeuses@silicalite-1). La ZSM-12 est une zéolithe à haute teneur en silice qui a récemment attiré beaucoup l’attention par ses performances supérieures dans les domaines de l’adsorption et de la catalyse. Afin de synthétiser la ZSM-12 avec une pureté élevée et une morphologie contrôlée, la cristallisation de la zéolithe ZSM-12 a été étudiée en détail en fonction des différents réactifs chimiques disponibles (agent directeur de structure, types de silicium et source d’aluminium) et des paramètres réactionnels (l’alcalinité, ratio entre Na, Al et eau). Les résultats présentés dans cette étude ont montré que, contrairement à l’utilisation du structurant organique TEAOH, en utilisant un autre structurant, le MTEAOH, ainsi que le Al(o-i-Pr)3, cela a permis la formation de monocristaux ZSM-12 monodisperses dans un temps plus court. L’alcalinité et la teneur en Na jouent également des rôles déterminants lors de ces synthèses. Les structures de types coeur/coquille avec une zéolithe polycristalline silicalite-1 en tant que coquille, entourant un coeur formé par une microsphère de silice mésoporeuse (tailles de particules de 1,5, 3 et 20-45 μm) ont été synthétisés soit sous forme pure ou chargée avec des espèces hôtes métalliques. Des techniques de nucléations de la zéolithe sur le noyau ont été utilisées pour faire croitre la coquille de façon fiable et arriver à former ces matériaux. C’est la qualité des produits finaux en termes de connectivité des réseaux poreux et d’intégrité de la coquille, qui permet d’obtenir une stéréosélectivité. Ceci a été étudié en faisant varier les paramètres de synthèse, par exemple, lors de prétraitements qui comprennent ; la modification de surface, la nucléation, la calcination et le nombre d’étapes secondaires de cristallisation hydrothermale. En fonction de la taille du noyau mésoporeux et des espèces hôtes incorporées, l’efficacité de la nucléation se révèle être influencée par la technique de modification de surface choisie. En effet, les microsphères de silice mésoporeuses contenant des espèces métalliques nécessitent un traitement supplémentaire de fonctionnalisation chimique sur leur surface externe avec des précurseurs tels que le (3-aminopropyl) triéthoxysilane (APTES), plutôt que d’utiliser une modification de surface avec des polymères ioniques. Nous avons également montré que, selon la taille du noyau, de deux à quatre traitements hydrothermaux rapides sont nécessaires pour envelopper totalement le noyau sans aucune agrégation et sans dissoudre le noyau. De tels matériaux avec une enveloppe de tamis moléculaire cristallin peuvent être utilisés dans une grande variété d’applications, en particulier pour de l’adsorption et de la catalyse stéréo-sélective. Ce type de matériaux a été étudié lors d’une série d’expériences sur l’adsorption sélective du glycérol provenant de biodiesel brut avec des compositions différentes et à des températures différentes. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux utilisant des adsorbants classiques comme par exemple du gel de sphères de silice mésoporeux, des zéolithes classiques, silicalite-1, Si-BEA et ZSM-5(H+), sous forment de cristaux, ainsi que le mélange physique de ces matériaux références, à savoir un mélange silicalite-1 et le gel de silice sphères. Bien que le gel de sphères de silice mésoporeux ait montré une capacité d’adsorption de glycérol un peu plus élevée, l’étude a révélé que les adsorbants mésoporeux ont tendance à piéger une quantité importante de molécules plus volumineuses, telles que les « fatty acid methyl ester » (FAME), dans leur vaste réseau de pores. Cependant, dans l’adsorbant à porosité hiérarchisée, la fine couche de zéolite silicalite-1 microporeuse joue un rôle de membrane empêchant la diffusion des molécules de FAME dans les mésopores composant le noyau/coeur de l’adsorbant composite, tandis que le volume des mésopores du noyau permet l’adsorption du glycérol sous forme de multicouches. Finalement, cette caractéristique du matériau coeur/coquille a sensiblement amélioré les performances en termes de rendement de purification et de capacité d’adsorption, par rapport à d’autres adsorbants classiques, y compris le gel de silice mésoporeuse et les zéolithes.

Production de biodiesel à partir de microalgues par catalyses homogène et hétérogène

Résumé : Au Canada, près de 80% des émissions totales, soit 692 Mt eq. CO[indice inférieur 2], des gaz à effet de serre (GES) sont produits par les émissions de dioxyde de carbone (CO[indice inférieur 2]) provenant de l’utilisation de matières fossiles non renouvelables. Après la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, COP21 (Paris, France), plusieurs pays ont pour objectif de réduire leurs émissions de GES. Dans cette optique, les microalgues pourraient être utilisées pour capter le CO[indice inférieur 2] industriel et le transformer en biomasse composée principalement de lipides, de glucides et de protéines. De plus, la culture des microalgues n’utilise pas de terre arable contrairement à plusieurs plantes oléagineuses destinées à la production de biocarburants. Bien que les microalgues puissent être transformées en plusieurs biocarburants tels le bioéthanol (notamment par fermentation des glucides) ou le biométhane (par digestion anaérobie), la transformation des lipides en biodiesel pourrait permettre de réduire la consommation de diesel produit à partir de pétrole. Cependant, les coûts reliés à la production de biodiesel à partir de microalgues demeurent élevés pour une commercialisation à court terme en partie parce que les microalgues sont cultivées en phase aqueuse contrairement à plusieurs plantes oléagineuses, ce qui augmente le coût de récolte de la biomasse et de l’extraction des lipides. Malgré le fait que plusieurs techniques de récupération des lipides des microalgues n’utilisant pas de solvant organique sont mentionnées dans la littérature scientifique, la plupart des méthodes testées en laboratoire utilisent généralement des solvants organiques. Les lipides extraits peuvent être transestérifiés en biodiesel en présence d’un alcool tel que le méthanol et d’un catalyseur (catalyses homogène ou hétérogène). Pour la commercialisation du biodiesel à partir de microalgues, le respect des normes ASTM en vigueur est un point essentiel. Lors des essais en laboratoire, il a été démontré que l’extraction des lipides en phase aqueuse était possible afin d’obtenir un rendement maximal en lipides de 36% (m/m, base sèche) en utilisant un prétraitement consistant en une ébullition de la phase aqueuse contenant les microalgues et une extraction par des solvants organiques. Pour l’estérification, en utilisant une résine échangeuse de cations (Amberlyst-15), une conversion des acides gras libres de 84% a été obtenue à partir des lipides de la microalgue Chlorella protothecoïdes dans les conditions suivantes : température : 120°C, pression autogène, temps de réaction : 60 min, ratio méthanol/lipides: 0.57 mL/g et 2.5% (m/m) Amberlyst-15 par rapport aux lipides. En utilisant ces conditions avec une catalyse homogène (acide sulfurique) et une seconde étape alcaline avec de l’hydroxyde de potassium (température : 60°C ; temps de réaction : 22.2 min; ratio catalyseur microalgue : 2.48% (m/m); ratio méthanol par rapport aux lipides des microalgues : 31.4%), un rendement en esters méthyliques d’acides gras (EMAG) de 33% (g EMAG/g lipides) a été obtenu à partir des lipides de la microalgue Scenedesmus Obliquus. Les résultats démontrent que du biodiesel peut être produit à partir de microalgues. Cependant, basé sur les présents résultats, il sera necessaire de mener d’autre recherche pour prouver que les microalgues sont une matière première d’avenir pour la production de biodiesel.

A 1h And 13c Magnetic Resonance And Infrared Spectroscopic Study Of Coordinated 2-Aminocyclopentene-1-Dithiocarboxylic Acid And Its S-Methyl Ester

The ligating properties of 2-aminocyclopentene-1-dithiocarboxylic acid and its S-methyl esters were investigated. Complexes with Zn(II), Cd(II) and Hg(II) halides were synthesized and characterized by infrared and proton and carbon-13 NMR studies. The results are concordant with a bidentate coordination of the -CS2 group to the metal ions

Fatty acid component of vitamin A ester in sheep liver

Vitamin A, when extracted along with other lipids from sheep liver, had an E1cm.1% value of 14.4, which was raised to 45.57 on removal of the phospholipids by cold acetone. Selective hydrolysis of triglycerides by an extract of acetone-dried sheep pancreas in the presence of HgCl2 as inhibitor of vitamin A esterase, followed by chromatography through alumina gave a product with E1cm.1% value of 276. This on chromatography through magnesium oxide raised the E1cm.1, value to 601.5, representing 64% pure vitamin A ester calculated as palmitate, and the total recovery was 23% of the starting oil. The purified ester preparation, when subjected to reverse-phase chromatography on silicone-impregnated paper, gave a single ultraviolet fluorescent band. The fluorescent band on hydrolysis gave only one fatty acid. This was conclusively identified to be palmitic acid.

In vitro phototoxicity of 5-aminolevulinic acid and its methyl ester and the influence of barrier properties on their release from a bioadhesive patch.

opical administration of excess exogenous 5-aminolevulinic acid (ALA) leads to selective accumulation of the potent photosensitiser protoporphyrin IX (PpIX) in neoplastic cells, which can then be destroyed by irradiation with visible light. Due to its hydrophilicity, ALA penetrates deep lesions, such as nodular basal cell carcinomas (BCCs) poorly. As a result, more lipophilic esters of ALA have been employed to improve tissue penetration. In this study, the in vitro release of ALA and M-ALA from proprietary creams and novel patch-based systems across normal stratum corneum and a model membrane designed to mimic the abnormal stratum corneum overlying neoplastic skin lesions were investigated. Receiver compartment drug concentrations were compared with the concentrations of each drug producing high levels of PpIX production and subsequent light-induced kill in a model neoplastic cell line (LOX). LOX cells were found to be quite resistant to ALA- and M-ALA-induced phototoxicity. However, drug concentrations achieved in receiver compartments were comparable to those required to induce high levels of cell death upon irradiation in cell lines reported in the literature. Patches released significantly less drug across normal stratum corneum and significantly more across the model membrane. This is of major significance since the selectivity of PDT for neoplastic lesions will be further enhanced by the delivery system. ALA/M-ALA will only be delivered in significant amounts to the abnormal tissue. PpIX will only then accumulate in the neoplastic cells and the normal surrounding tissue will be unharmed upon irradiation.

Analgesic Effects of Fatty Acid Amide Hydrolase Inhibition in a Rat Model of Neuropathic Pain

Cannabinoid-based medicines have therapeutic potential for the treatment of pain. Augmentation of levels of endocannabinoids with inhibitors of fatty acid amide hydrolase (FAAH) is analgesic in models of acute and inflammatory pain states. The aim of this study was to determine whether local inhibition of FAAH alters nociceptive responses of spinal neurons in the spinal nerve ligation model of neuropathic pain. Electrophysiological studies were performed 14-18 days after spinal nerve ligation or sham surgery, and the effects of the FAAHinhibitor cyclohexylcarbamic acid 3-carbamoyl biphenyl-3-yl ester (URB597) on mechanically evoked responses of spinal neurons and levels of endocannabinoids were determined. Intraplantar URB597 (25 _g in 50 _l) significantly ( p _ 0.01) attenuated mechanically evoked responses of spinal neurons in sham-operated rats. Effects of URB597 were blocked by the cannabinoid 1 receptor (CB1 ) antagonist AM251 [N-1-(2,4-dichlorophenyl)-5-(4-iodophenyl)-4-methyl-N-1-piperidinyl-1H-pyrazole-3-carboxamide] (30_g in50_l) and the opioid receptor antagonist naloxone. URB597 treatment increased levels of anandamide, 2-arachidonyl glycerol, and oleoyl ethanolamide in the ipsilateral hindpaw of shamoperated rats. Intraplantar URB597 (25 _g in 50 _l) did not, however, alter mechanically evoked responses of spinal neurons in spinal nerve ligated (SNL) rats or hindpaw levels of endocannabinoids. Intraplantar injection of a higher dose of URB597 (100 _g in 50 _l) significantly ( p_0.05) attenuated evoked responses of spinal neurons in SNL rats but did not alter hindpaw levels of endocannabinoids. Spinal administration of URB597 attenuated evoked responses of spinal neurons and elevated levels of endocannabinoids in shamoperated and SNL rats. These data suggest that peripheral FAAH activity may be altered or that alternative pathways of metabolism have greater importance in SNL rats.

Rapid differentiation of isomeric lipids by photodissociation mass spectrometry of fatty acid derivatives

RATIONALE Both traditional electron ionization and electrospray ionization tandem mass spectrometry have demonstrated limitations in the unambiguous identification of fatty acids. In the former case, high electron energies lead to extensive dissociation of the radical cations from which little specific structural information can be obtained. In the latter, conventional collision-induced dissociation (CID) of even-electron ions provides little intra-chain fragmentation and thus few structural diagnostics. New approaches that harness the desirable features of both methods, namely radical-driven dissociation with discrete energy deposition, are thus required. METHODS Herein we describe the derivatization of a structurally diverse suite of fatty acids as 4-iodobenzyl esters (FAIBE). Electrospray ionization of these derivatives in the presence of sodium acetate yields abundant [M+Na]+ ions that can be mass-selected and subjected to laser irradiation (=266nm) on a modified linear ion-trap mass spectrometer. RESULTS Photodissociation (PD) of the FAIBE derivatives yields abundant radical cations by loss of atomic iodine and in several cases selective dissociation of activated carboncarbon bonds (e.g., at allylic positions) are also observed. Subsequent CID of the [M+NaI]center dot+ radical cations yields radical-directed dissociation (RDD) mass spectra that reveal extensive carboncarbon bond dissociation without scrambling of molecular information. CONCLUSIONS Both PD and RDD spectra obtained from derivatized fatty acids provide a wealth of structural information including the position(s) of unsaturation, chain-branching and hydroxylation. The structural information obtained by this approach, in particular the ability to rapidly differentiate isomeric lipids, represents a useful addition to the lipidomics tool box. Copyright (c) 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

Genistein and 17β-estradiol fatty acid esters in blood and adipose tissue and the structure-related antioxidant activity of estrogens on lipoproteins

Soy-derived phytoestrogen genistein and 17β-estradiol (E2), the principal endogenous estrogen in women, are also potent antioxidants protecting LDL and HDL lipoproteins against oxidation. This protection is enhanced by esterification with fatty acids, resulting in lipophilic molecules that accumulate in lipoproteins or fatty tissues. The aims were to investigate, whether genistein becomes esterified with fatty acids in human plasma accumulating in lipoproteins, and to develop a method for their quantitation; to study the antioxidant activity of different natural and synthetic estrogens in LDL and HDL; and to determine the E2 esters in visceral and subcutaneous fat in late pregnancy and in pre- and postmenopause. Human plasma was incubated with [3H]genistein and its esters were analyzed from lipoprotein fractions. Time-resolved fluoroimmunoassay (TR-FIA) was used to quantitate genistein esters in monkey plasma after subcutaneous and oral administration. The E2 esters in women s serum and adipose tissue were also quantitated using TR-FIA. The antioxidant activity of estrogen derivatives (n=43) on LDL and HDL was assessed by monitoring the copper induced formation of conjugated dienes. Human plasma was shown to produce lipoprotein-bound genistein fatty acid esters, providing a possible explanation for the previously reported increased oxidation resistance of LDL particles during intake of soybean phytoestrogens. Genistein esters were introduced into blood by subcutaneous administration. The antioxidant effect of estrogens on lipoproteins is highly structure-dependent. LDL and HDL were protected against oxidation by many unesterified, yet lipophilic derivatives. The strongest antioxidants had an unsubstituted A-ring phenolic hydroxyl group with one or two adjacent methoxy groups. E2 ester levels were high during late pregnancy. The median concentration of E2 esters in pregnancy serum was 0.42 nmol/l (n=13) and in pre- (n=8) and postmenopause (n=6) 0.07 and 0.06 nmol/l, respectively. In pregnancy visceral fat the concentration of E2 esters was 4.24 nmol/l and in pre- and postmenopause 0.82 and 0.74 nmol/l. The results from subcutaneous fat were similar. In serum and fat during pregnancy, E2 esters constituted about 0.5 and 10% of the free E2. In non-pregnant women most of the E2 in fat was esterified (the ester/free ratio 150 - 490%). In postmenopause, E2 levels in fat highly exceeded those in serum, the majority being esterified. The pathways for fatty acid esterification of steroid hormones are found in organisms ranging from invertebrates to vertebrates. The evolutionary preservation and relative abundance of E2 esters, especially in fat tissue, suggest a biological function, most likely in providing a readily available source of E2. The body s own estrogen reservoir could be used as a source of E2 by pharmacologically regulating the E2 esterification or hydrolysis.

A Heat and Light Mediated Synthetic Sequence Serendipitous Synthesis of Methyl Ester of Tris-Norpterosin-E

Synthesis of methyl ester of 3-oxo-indan-5-acetic acid (3), an analogue of the natura1 product pterosin-E (4), starting from cyclopentadiene (1) and p-benzoquinone (2) using a sequence of six ground and excited state reactions, is described.

Studies on fish lipids. Pt. 2. Fatty acid composition of lipids of oil sardine (Sardinella longiceps)

Gas-liquid chromatography has been employed for the qualitative and quantitative analysis of the component fatty acids in lipids of oil sardine (Sardinella longiceps). Phospholipids and triglycerides of the lipids were previously separated by column chromatography before they were converted into the methyl esters of the fatty acids. The predominant acids present in the depot fat of the fish have been found to be C14:0=8.13%, C16:0=27.9%, C18:0=3.8%, C18:1=15.4%., C20:5=10.6% and C22:6=8.8%. Apart from the above acids the distribution of minor acids belonging to Cl8, C20 and C22 groups have also been worked out. The separated phospholipid fraction contained more than 70% polyunsaturated acids of which the important constituents were docosahexaenoic (C22:6=28%) and eicosapentaenoic (C20:5=10.6%). A marked reduction was found in the amounts of polyunsaturated acids in triglycerides, their total amount registering about 20%. This fraction recorded about 48% of C16 acids of which palmitic and palmitoleic acids amounted to 25.8% and 19.1% respectively. Occurrence of odd numbered fatty acids C15 and C17 has also been noted in the phospholipid and composite samples of the fish.

Synthesis and imidization of poly(amic methyl ester)s

The synthesis and characterization of a series of poly(amic methyl ester)s from five aromatic dianhydrides and a diamine, 4,4'-oxydianiline (ODA), are described. These poly(amic ester)s are obtained by the low-temperature polycondensation from dianhydrides derived diester-diacyl chlorides and ODA in DMAc solution with the inherent viscosities in the 0.5-0.9 dL/g range. These precursors are readily soluble in aprotic solvents. A detailed thermal study of the imidization process is presented, based on dynamic and isothermal TGA measurements, FTIR spectroscopy, and dynamic mechanical analysis. (C) 1997 John Wiley & Sons, Inc.