Mixed-valence state of symmetric diruthenium complexes: synthesis, characterization, and electron transfer investigation

Complexes of the type {[(pyS)Ru(NH3)(4)](2)-mu-L}(n), where pyS = 4-mercaptopyridine, L = 4,4'-dithiodipyridine (pySSpy), pyrazine (pz) and 1,4-dicyanobenzene (DCB), and n = +4 and +5 for fully reduced and mixed-valence complexes, respectively, were synthesized and characterized. Electrochemical data showed that there is electron communication between the metal centers with comproportionation constants of 33.2, 1.30 x 10(8) and 5.56 x 10(5) for L = pySSpy, pz and DCB, respectively. It was also observed that the electronic coupling between the metal centers is affected by the p-back-bonding interaction toward the pyS ligand. Raman spectroscopy showed a dependence of the intensity of the vibrational modes on the exciting radiations giving support to the assignments of the electronic transitions. The degree of electron communication between the metal centers through the bridging ligands suggests that these systems can be molecular wire materials.

N-Heterocyclic carbene complexes of silver, rhodium and iron: structures, dynamics and catalysis

The research performed in the framework of this Master Thesis has been directly inspired by the recent work of an organometallic research group led by Professor Maria Cristina Cassani on a topic related to the structures, dynamics and catalytic activity of N-heterocyclic carbene-amide rhodium(I) complexes1. A series of [BocNHCH2CH2ImR]X (R = Me, X = I, 1a’; R = Bz, X = Br, 1b’; R = trityl, X = Cl, 1c’) amide-functionalized imidazolium salts bearing increasingly bulky N-alkyl substituents were synthetized and characterized. Subsequently, these organic precursors were employed in the synthesis of silver(I) complexes as intermediate compounds on a way to rhodium(I) complexes [Rh(NBD)X(NHC)] (NHC = 1-(2-NHBoc-ethyl)-3-R-imidazolin-2-ylidene; X = Cl, R = Me (3a’), R = Bz (3b’), R = trityl (3c’); X = I, R = Me (4a’)). VT NMR studies of these complexes revealed a restricted rotation barriers about the metal-carbene bond. However, while the rotation barriers calculated for the complexes in which R = Me, Bz (3a’,b’ and 4a) matched the experimental values, this was not true in the trityl case 3c’, where the experimental value was very similar to that obtained for compound 3b’ and much smaller with respect to the calculated one. In addition, the energy barrier derived for 3c’ from line shape simulation showed a strong dependence on the temperature, while the barriers measured for 3a’,b’ did not show this effect. In view of these results and in order to establish the reasons for the previously found inconsistency between calculated and experimental thermodynamic data, the first objective of this master thesis was the preparation of a series of rhodium(I) complexes [Rh(NBD)X(NHC)] (NHC = 1-benzyl-3-R-imidazolin-2-ylidene; X = Cl, R = Me, Bz, trityl, tBu), containing the benzyl substituent as a chiral probe, followed by full characterization. The second objective of this work was to investigate the catalytic activity of the new rhodium compounds in the hydrosilylation of terminal alkynes for comparison purposes with the reported complexes. Another purpose of this work was to employ the prepared N-heterocyclic ligands in the synthesis of iron(II)-NHC complexes.

Photo- and redox-active supramolecular systems containing metal complexes

The aim of this Ph.D. project has been the photophysical and photochemical characterization of new photo- and redox-active supramolecular systems. In particular we studied two different classes of compounds: metal complexes and dendrimers. Two different families of bis-cyclometalated neutral Ir(III) complexes are presented and their photophysical properties are discussed. The first family of complexes contains two 2-phenylpyridyl (ppy) or 2-(4,6-difluorophenyl)pyridyl (F2ppy) cyclometalated ligands and an ancillary ligand constituted by a phenol-oxazoline (phox), which can be substituted in the third position with a fluorine group (Fphox). In the second part of this study, we present another family of bis-cyclometalated Ir(III) complexes in which the ancillary ligand could be a chiral or an achiral bis-oxazoline (box). We report on their structural, electrochemical, photophysical, and photochemical properties. Complexes containing phox and Fphox ancillary ligands show blue luminescence with very high quantum yield, while complexes with box ligands do not show particularly interesting photophysical properties. Surprisingly these complexes give an unexpected photoreaction when irradiated with UV light in presence of dioxygen. This photoreaction originates a stable, strong blue emitting and particularly interesting photoproduct. Three successive generations of a family of polyethyleneglycol (PEG)-coated Pd(II) tetrabenzoporphyrin (PdTBP)-based dendritic nanoprobes are presented, and their ability to sensitize singlet oxygen and inflict cellular photodamage are discussed. It was found that the size of the dendrimer has practically no effect on the singlet oxygen sensitization efficiency, that approximate the unity, in spite of the strong attenuation of the triplet quenching rate with an increase in the dendrimer generation. Nevertheless, when compared against a commonly used singlet oxygen sensitizer, as Photofrin, the phosphorescent probes were found to be non-phototoxic. The lack of phototoxicity is presumably due to the inability of PEGylated probes to associate with cell surfaces and/or penetrate cellular membranes. The results suggest that protected phosphorescent probes can be safely used for oxygen measurements in biological systems in vivo. A new family of two photoswitchable (G0(Azo) and G1(Azo)) dendrimers with an azobenzene core, two cyclam units as coordination sites for metal ions, and luminescent naphthalene units at the periphery have been characterized and their coordination abilities have been studied. Because of their proximity, the various functional groups of the dendrimer may interact, so that the properties of the dendrimers are different from those exhibited by the separated functional units. Both the naphthalene fluorescence and the azobenzene photoisomerization can be observed in the dendrimer, but it has been shown that (i) the fluorescent excited state of the naphthalene units is substantially quenched by excimer and exciplex formation and by energy transfer to the azobenzene units, and (ii) in the latter case the fluorescence quenching is accompanied by the photosensitized isomerization of the trans → cis, and, with higher efficiency, the cis → trans reaction. Complexation of these dendrimers, both trans and cis isomers, with Zn(II) ions shows that complexes of 1:1 and 2:1 metal per dendrimer stoichiometry are formed showing different photophysical and photochemical properties compared to the corresponding free ligands. Practically unitary efficiency of the sensitized isomerization of trans → cis and cis → trans reaction is observed, as well as a slight increase in the naphthalene monomer emission. These results are consistent with the coordination of the cyclam amine units with Zn(II), which prevents exciplex formation. No indication of a concomitant coordination of both cyclam to a single metal ion has been obtained both for trans and cis isomer.

Magnetische Wechselwirkung Spin-Austauschgekoppelter Systeme mit Nitroxid und Nitronyl-Nitroxid Radikalen

Bei der Untersuchung molekularer magnetischer Materialien spielen Metall-Radikal Verbindungen eine bedeutende Rolle. Ein Forschungsschwerpunkt stützt sich auf die Familie der Nitronyl-Nitroxid (NIT) Radikale, die sich durch eine hohe chemische Stabilität auszeichnen. Im sogenannten „Metall-Radikal Ansatz“ wurden die starken Austauschwechselwirkungen zwischen stabilen Radikalen und Übergangsmetallionen in mehrdimensionalen Netzwerken ausgiebig untersucht. Um diese Netzwerke mit NIT Radikalen aufzubauen, müssen zusätzliche funktionelle Gruppen, mit einem Abstand zur spintragenden Einheit, in das Molekül eingebaut werden. Dies kann zu einer zusätzlichen schwachen Spinaustauschwechselwirkung führen. Um diese Wechselwirkung zwischen Metalldimeren mit einem einzelnen Benzoat annalogen NIT-Radikal zu untersuchen, wurden dimere Mangan(II), Kobalt(II) und Zink(II) Komplexe mit dem Chelatliganden N,N,N',N'-Tetrakis(2-benzimid-azolylalkyl)-2-hydroxy-1,3-diamino-propan synthetisiert und zusätzlich über eine periphere Carboxylat Gruppe eines NIT Radikals verbrückt.rnDie Messungen der magnetischen Suszeptibilität weisen auf eine dominante antiferromagnetische Wechselwirkung in der Metall-Radikal Verbindung hin, bei der es sich um die Spin-Austauschwechselwirkung innerhalb des Metalldimers handelt. Durch den Vergleich mit analogen Nitrobenzoat- verbrückten Mangan(II) und Kobalt(II) Verbindungen konnte gezeigt werden, dass keine Metall-Radikal Wechselwirkung beobachtet wird, obwohl eine Wechselwirkung der pi*-orbitale mit den delokalisierten pi-System des Phenylrings durch Spin-Polarisation grundsätzlich möglich ist. Auch ESR - Messungen bestätigen dies, da der Spingrundzustand das anisotrope Signal des freien NIT Radikals aufweist. Das Radikal verhält sich somit wie ein isoliertes S=1/2 Spin-Zentrum, was zusätzlich durch DFT-Rechnungen bekräftigt werden konnte. Zusammenfassend führt also die Koordination eines NIT-Benzoats an ein antiferromagnetisch gekoppeltes Metalldimer nur zur Anhebung des Spingrundzustandes und hat keinen signifikanten Effekt auf die Austauschwechselwirkung. Um trotzdem eine Metall-Radikal Wechselwirkung beobachten zu können, ist es notwendig Koordinationsverbindungen zu synthetisieren in denen hohe Spingrundzustände besetzt werden. Dies trifft auf das analoge Kupferdimer zu, wofür eine ferromagnetische Wechselwirkung zu beobachten ist.rnNach den Regeln der Spin-Polarisation müsste die Verkürzung des Austauschpfades um eine Bindung zu einer Umkehrung des Vorzeichens der magnetischen Wechselwirkung führen. Diese Verkürzung kann man durch die Verwendung des alternativen stabilen NOA-Radikals (tert-Butyl Nitroxid) erreichen. Sowohl das NIT als auch das NOA-Radikal werden an ein Kupfer(II)-dimer koordiniert, das durch die Verwendung des oben erwähnten N6O-Liganden gebildet wurde. In der Modellverbindung, ohne einen paramagnetischen Substituenten am Benzoat, zeigen die Kupferionen eine ferromagnetische Wechselwirkung mit einem Triplett Grundzustand, dessen Existenz durch die Messung der magnetischen Suszeptibilität und ESR-Spektroskopie belegt werden kann. Aufgrund der nahezu identischen Koordinationsumgebung bleibt bei allen synthetisierten Verbindungen die Kupfer-Kupfer Wechselwirkung dabei gleich. Die Daten von ESR und magnetischen Messungen zeigen weiterhin auf eine signifikante zusätzliche Metall-Radikal Wechselwirkung hin. Bei der NIT-Verbindung ist diese Austauschwechselwirkung schwach antiferromagnetisch, während die NOA-Verbindung eine schwache ferromagnetische Kopplung aufzeigt. Diese Resultate können durch DFT Rechnungen bekräftigt werden. Der Vorzeichenwechsel des Kopplungsparameters kann durch die Verkürzung des Austauschpfades vom NIT zum NOA-Benzoat um eine Bindung erklärt werden. Durch die Wahl von geeigneten Radikal- Liganden und Metallionen, zeigt sich die Möglichkeit, Systeme zu erzeugen, in denen die Radikal-Metall Wechselwirkung auch über größere Distanzen den Spin-Grundzustand des gesamten Systems signifikant beeinflussen kann. die Anwendung dieses Konzeptes auf Metall-Radikal Cluster System sollte Von großem Interesse sein.rn

Modellkomplexe zur Sauerstoffaktivierung auf Basis des 1,3,4-Thiadiazols

Das Ziel der vorliegenden Arbeit waren die Synthese und Untersuchung von Modellverbindungen zur Sauerstoffaktivierung auf der Basis neuer Ligandensysteme des 1,3,4-Thiadiazols unter Ausarbeitung einer Synthesestrategie zur Derivatisierung der heteroaromatischen 1,3,4-Thiadiazol-Liganden, deren Koordinationsverhalten in Abhängigkeit ihres 2,5-Substitutionsmusters untersucht wurde, sowie die fortführende Bearbeitung bereits bekannter Ligandensysteme zur Erzeugung von homo- und heterovalenten Übergangsmetallkomplexverbindungen.rnDie unter der Verwendung der modifizierten Liganden TPDE, H1TPDP und H1BPMP resultierenden dinuklearen Komplexverbindungen zeigen unterschiedlich starke antiferromagnetische Wechselwirkungen in Abhängigkeit der vorhandenen Brückenliganden. In der Verbindung [Fe6O2(OH)(L´)2(OOCMe3)9(OEt)2] trat eine Fragmentierung des Liganden H1TPDP auf. Das cisoide Ligandensubstitutionsmuster der entstandenen sechskernigen Verbindung ist verantwortlich für die interessanten magnetischen Eigenschaften des Komplexes. rnNeue Perspektiven zur Erzeugung von Modellverbindungen zur Sauerstoffaktivierung wurden mit dem Mono-Chelatliganden H1ETHP und den Bis-Chelatliganden HL2H, H2L2H und H2BATP aufgezeigt. Die Umsetzung von H1ETHP mit verschiedenen Übergangsmetallsalzen resultierte für die Metalle Cr(III), Fe(III), Co(III) und Ni(II) in mononuklearen Verbindungen des Typs [M(ETHP)2]X (X = ClO4, FeCl4, OMe, Cl, Br) sowie in zwei tetranuklearen Verbindungen mit Mn(II) und Cu(II). [Mn4(ETHP)6] besitzt ein propellerförmiges, planares [Mn4O6]2+-System mit einen Spingrundzustand von S = 5. In allen Verbindungen von H1ETHP konnte eine mono-κN-Koordination des 1,3,4-Thiadiazol-Rückgrates über eines seiner beiden endozyklischen Stickstoffdonoratome beobachtet werden. rnAus Umsetzungen der Bis-Chelatliganden wurden fast ausschließlich polynukleare Übergangsmetallkomplexe erhalten. Insbesondere der Ligand H2L2H zeigt eine ausgeprägte Tendenz zur Ausbildung trinuklearer, linearer Komplexe, welche auf Grund ihrer ungeraden Anzahl von Übergangsmetallionen einen Spingrundzustand S ≠ 0 aufweisen.rn Die mit dem Liganden HL2H erhaltenen Verbindungen unterstreichen die hohe Flexibilität dieser Systeme hinsichtlich der Erzeugung polynuklearer und heterovalenter Komplexverbindungen. So konnten in Abhängigkeit vom verwendeten Übergangsmetallsalz trinukleare, pentanukleare, aber auch hepta- und oktanukleare Verbindungen synthetisiert werden. Insbesondere die Komplexe des Mangans und des Cobalts zeigen ein heterovalentes [MnIIMnIII4]- bzw. [CoII2CoIII3]-Motiv, was sich in Spingrundzuständen von S ≠ 0 äußert. Der diamagnetische, achtkernige Fe8-Cluster besitzt eine pseudo C3-symmetrische Anordnung der Metall-Zentren, während für die heptanukleare Cu7-Kette durch ihre stark unterschiedlichen Kupfer-Koordinationsgeometrien interessante magnetische Austauschwechselwirkungen beobachtet werden konnten. Der dreikernige µ3-oxo-verbrückte Komplex des Liganden H2BATP zeigt als interessante strukturelle Eigenschaft ein ein µ3-Verbrückungsmuster des eingesetzten Sulfat-Anions. rnIn allen Komplexen der Bis-Chelatliganden HL2H, H2L2H und H2BATP konnte ein µ2-κN,κN-Koordiantionsmodus des 1,3,4-Thiadiazols und somit eine Abhängigkeit der Verbrückung vom Ligandensubstitutionsmuster beobachtet werden.rn

Modellkomplexe oligonuklearer Metalloproteine auf Basis von Salen-Liganden und Spin-Crossover-Verbindungen als Chemosensoren

Der erste Teil der hier vorgestellten Arbeit verfolgt die Synthese potentieller Modellverbindungen oligonuklearer Metalloproteine auf Basis von Salen-Liganden. Dazu wurden zwei Ligandensysteme mit unterschiedlich raumerfüllenden Alkyl-Substituenten modifiziert und auf ihre koordinativen Eigenschaften hin untersucht. Für das Ligandensystem auf Basis des Bis-(salicylidenamino)-propan-2-ols konnten fünf Derivate (H3L1, H3L2A,H3L2B, H3L3, H3L4), für das zweite verwendete Ligandensystem auf Basis des 1H-3,5-Bis-(salicylidenaminomethyl)-pyrazols konnten zwei weitere Derivate (H3L5A, H3L5B) dargestellt und zu Koordinationsverbindungen umgesetzt werden.rnFür den hier verwendeten Bis-(salicylidenamino)-propan-2-ol Liganden H3L1, welcher die geringsten sterischen Anforderungen stellt, konnten mono-, tri- und tetranukleare Koordinationsverbindungen synthetisiert werden. Dabei gelingt es dem Liganden, sich sowohl in planarer als auch in unterschiedlich stark gewinkelter Konformation um ein oder mehrere Metallzentren anzuordnen, wobei der Ligand ein N2O2- seines N2O3-Donorsets zur Koordination nutzt. Die Verbindung {[Ni7(HL1)2(L1)2(OBz)4(OMe)(H2O)]}n zeigt, dass eine Verkettung der so gestalteten dreikernigen Einheiten über das freie Propanol-Sauerstoffatomdes Ligandenrückgrats möglich ist. Mit zunehmendem sterischen Anspruch der angefügten Alkylsubstituenten nimmt die geometrische Flexibilität und somit das Potential des Liganden zur Ausbildung höhernuklearer Strukturen ab. So ist für Liganden mit mittlerem sterischen Anspruch neben mononuklearen Komplexen noch die Gestaltung dinuklearer Systeme möglich. Erhöht man den sterischen Anspruch des Liganden weiter, findet nur noch eine Reaktion zu mononuklearen Verbindungen statt.rnMit den Pyrazol-basierten Ligandensystemen H3L5A und H3L5B konnten dinukleare Kupfer- und Nickelverbindungen synthetisiert werden.rnDer zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Gestaltung von Spin-Crossover Systemen (SCO). Dazu soll ein Spinübergang innerhalb des gestalteten schaltbaren Systems an die Anwesenheit eines Signalstoffs gekoppelt werden, so dass diese SCO-Verbindung als Sensor für den Signalstoff eingesetzt werden kann. Dazu wurden zwei unterschiedliche Ansätze entwickelt und untersucht.rnDie erste Methode beruht auf der Kombination eines zum Spin-Crossover befähigten Metallzentrums, eines Capping-Liganden, eines zur Signalstofferkennung funktionalisierten Co-Liganden sowie eines entsprechenden Signalstoffs. Als Capping-Liganden wurden tetra- und pentadentateLigandensysteme eingesetzt und mit unterschiedlich Picolyl-substituierten Monoaza-[12]-krone-4-Derivaten umgesetzt, wobei die Monoazakrone zur Komplexierung des Signalstoffs,hier in Form eines Alkalimetallions, zur Verfügung steht. Nach dieser ersten Methode konnten im Zeitraum dieser Arbeit noch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden.rnEine vielversprechende zweite Möglichkeit beruht auf der Verwendung eines mehrzähnigen, etablierten Spin-Crossover Liganden,welcher in seiner Peripherie mit einer Bindungstasche zur Aufnahme des Signalstoffmodifiziert wird.Mit Hilfe des so gestalteten Liganden 4'-(4'''-Benzo-[15]-krone-5)-methyloxy-2,2':6',2''-terpyridin ([b15c5]-tpy) gelang die Umsetzung zu entsprechenden Eisen(II)- und Kobalt(II)komplexen der Zusammensetzung [M([b15c5]-tpy)2]2+. Alle synthetisierten Eisen(II)-Komplexe liegen aufgrund der hohen Ligandenfeldstärke des Terpyridins über einen Temperaturbereich von 300 – 400 K in ihrer diamagnetischen Low Spin Form vor. Die entsprechenden Kobalt(II)-Komplexe zeigen über einen Temperaturbereich von 2 – 350 K ein kontinuierliches, aber unvollständiges Spin-Crossover Verhalten.rnDer Einfluss von Signalstoffen auf das Spin-Crossover Verhalten der Kobalt(II)-Systeme wurde in einem ersten Versuch unter der Verwendung von Natriumionen als Signalstoff untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass Natriumionen für dieses System zwar nicht als Auslöser eines SCO verwendet werden können, sie aber dennoch eine starke Auswirkung auf den Verlauf des Spin-Crossovers haben.

Reflection, refraction, and rejection : copper smelting heritage and the execution of environmental policy

This dissertation examines the global technological and environmental history of copper smelting and the conflict that developed between historic preservation and environmental remediation at major copper smelting sites in the United States after their productive periods ended. Part I of the dissertation is a synthetic overview of the history of copper smelting and its environmental impact. After reviewing the basic metallurgy of copper ores, the dissertation contains successive chapters on the history of copper smelting to 1640, culminating in the so-called German, or Continental, processing system; on the emergence of the rival Welsh system during the British industrial revolution; and on the growth of American dominance in copper production the late 19th and early 20th centuries. The latter chapter focuses, in particular, on three of the most important early American copper districts: Michigan’s Keweenaw Peninsula, Tennessee’s Copper Basin, and Butte-Anaconda, Montana. As these three districts went into decline and ultimately out of production, they left a rich industrial heritage and significant waste and pollution problems generated by increasingly more sophisticated technologies capable of commercially processing steadily growing volumes of decreasingly rich ores. Part II of the dissertation looks at the conflict between historic preservation and environmental remediation that emerged locally and nationally in copper districts as they went into decline and eventually ceased production. Locally, former copper mining communities often split between those who wished to commemorate a region’s past importance and develop heritage tourism, and local developers who wished to clear up and clean out old industrial sites for other purposes. Nationally, Congress passed laws in the 1960s and 1970s mandating the preservation of historical resources (National Historic Preservation Act) and laws mandating the cleanup of contaminated landscapes (CERCLA, or Superfund), objectives sometimes in conflict – especially in the case of copper smelting sites. The dissertation devotes individual chapters to the conflicts that developed between environmental remediation, particularly involving the Environmental Protection Agency and the heritage movement in the Tennessee, Montana, and Michigan copper districts. A concluding chapter provides a broad model to illustrate the relationship between industrial decline, federal environmental remediation activities, and the growth of heritage consciousness in former copper mining and smelting areas, analyzes why the outcome varied in the three areas, and suggests methods for dealing with heritage-remediation issues to minimize conflict and maximize heritage preservation.

Elemental and Lead Isotopic Data of Copper Finds from the Singen Cemetery, Germany – a Methodological Approach to Investigate Early Bronze Age Trade Networks

We report a trace element - Pb isotope analytical (LIA) database on the "Singen Copper", a peculiar type of copper found in the North Alpine realm, from its type locality, the Early Bronze Age Singen Cemetery (Germany). What distinguishes “Singen Copper” from other coeval copper types? (i) is it a discrete metal lot with a uniform provenance (if so, can its provenance be constrained)? (ii) was it manufactured by a special, unique metallurgical process that can be discriminated from others? Trace element concentrations can give clues on the ore types that were mined, but they can be modified (more or less intentionally) by metallurgical operations. A more robust indicator are the ratios of chemically similar elements (e.g. Co/Ni, Bi/Sb, etc.), since they should remain nearly constant during metallurgical operations, and are expected to behave homogeneously in each mineral of a given mining area, but their partition amongst the different mineral species is known to cause strong inter-element fractionations. We tested the trace element ratio pattern predicted by geochemical arguments on the Brixlegg mining area. Brixlegg itself is not compatible with the Singen Copper objects, and we only report it because it is a rare instance of a mining area for which sufficient trace element analyses are available in the literature. We observe that As/Sb in fahlerz varies by a factor 1.8 above/below median; As/Sb in enargite varies by a factor of 2.5 with a 10 times higher median. Most of the 102 analyzed metal objects from Singen are Sb-Ni-rich, corresponding to “antimony-nickel copper” of the literature. Other trace element concentrations vary by > 100 times, ratios by factors > 50. Pb isotopic compositions are all significantly different from each other. They do not form a single linear array and require > 3 ore batches that certainly do not derive from one single mining area. Our data suggest a heterogeneous provenance of “Singen copper”. Archaeological information limits the scope to Central European sources. LIA requires a diverse supply network from many mining localities, including possibly Brittany. Trace element ratios show more heterogeneity than LIA; this can be explained either by deliberate selection of one particular ore mineral (from very many sources) or by processing of assorted ore minerals from a smaller number of sources, with the unintentional effect that the quality of the copper would not be constant, as the metallurgical properties of alloys would vary with trace element concentrations.

Composition Space Analysis in the Development of Copper Molybdate Hybrids Decorated by a Bifunctional Pyrazolyl/1,2,4-Triazole Ligand

A bitopic ligand, 4-(3,5-dimethylpyrazol-4-yl)-1,2,4-triazole (Hpz-tr) (1), containing two different heterocyclic moieties was employed for the design of copper(II)–molybdate solids under hydrothermal conditions. In the multicomponent CuII/Hpz-tr/MoVI system, a diverse set of coordination hybrids, [Cu(Hpz-tr)2SO4]·3H2O (2), [Cu(Hpz-tr)Mo3O10] (3), [Cu4(OH)4(Hpz-tr)4Mo8O26]·6H2O (4), [Cu(Hpz-tr)2Mo4O13] (5), and [Mo2O6(Hpz-tr)]·H2O (6), was prepared and characterized. A systematic investigation of these systems in the form of a ternary crystallization diagram approach was utilized to show the influence of the molar ratios of starting reagents, the metal (CuII and MoVI) sources, the temperature, etc., on the reaction products outcome. Complexes 2–4 dominate throughout a wide crystallization range of the composition triangle, while the other two compounds 5 and 6 crystallize as minor phases in a narrow concentration range. In the crystal structures of 2–6, the organic ligand behaves as a short [N–N]-triazole linker between metal centers Cu···Cu in 2–4, Cu···Mo in 5, and Mo···Mo in 6, while the pyrazolyl function remains uncoordinated. This is the reason for the exceptional formation of low-dimensional coordination motifs: 1D for 2, 4, and 6 and 2D for 3 and 5. In all cases, the pyrazolyl group is involved in H bonding (H-donor/H-acceptor) and is responsible for π–π stacking, thus connecting the chain and layer structures in more complicated H-bonding architectures. These compounds possess moderate thermal stability up to 250–300 °C. The magnetic measurements were performed for 2–4, revealing in all three cases antiferromagnetic exchange interactions between neighboring CuII centers and long-range order with a net moment below Tc of 13 K for compound 4.

Geochemistry of felsic rocks and minerals of ODP Hole 135-841B

A felsic volcanic series (605-825 mbsf) overlain by upper Eocene shallow-water sediments (500-605 mbsf) and basalticandesitic sills that intruded into sediments of Holocene to Miocene age (0-500 mbsf) was drilled in the forearc region of the Lau Basin at a water depth of 4810 m. The volcanic sequence at Site 841 includes altered and mineralized calc-alkaline rhyolites and dacites, dacitic tuffs, lapilli tuffs, flow breccias, and welded tuffs. These rocks formed subaerially or in a very shallow-water environment suffering a subsidence of >5000 m since Eocene times. Calculations of gains and losses of the major components during alteration show most pronounced changes in the uppermost 70 m of the volcanic sequence. Here, Al, Fe, Mg, and K are enriched, whereas Si and Na are strongly depleted. Illite, vermiculite, chlorite, and hematite predominate in this part of the hole. Throughout the section, quartz, plagioclase, kaolinite, and calcite are present. Sulfide mineralization (up to 10 vol%) consisting mainly of disseminated pyrite (with minor pyrrhotite inclusions) and marcasite together with minor amounts of chalcopyrite is pervasive throughout. Locally, a few sulfide-bearing quartz-carbonate veins as well as Ti-amphibole replacement by rutile and then by pyrite were observed. Strong variations in the As content of sulfides (from 0 to 0.69 wt%) from the same depth interval and local enrichments of Co, Ni, and Cu in pyrite are interpreted to result from fluctuations in fluid composition. Calculations of oxygen and sulfur fugacities indicate that fO2 and fS2 were high at the top and lower at the bottom of the sequence. Sulfur isotope determinations on separated pyrite grains from two samples give d34S values of +6.4ë and +8.4ë, which are close to those reported from Kuroko and Okinawa Trough massive sulfide deposits and calc-alkaline volcanic rocks of the Japanese Ryukyu Island Arc. Calculated chlorite formation temperatures of 265°-290°C at the top of the sequence are consistent with minimum formation temperatures of fluid inclusions in secondary quartz, revealing a narrow range of 270°-297°C. Chlorite formation temperatures are constant downhole and do not exceed 300°C. The presence of marcasite and 4C-type pyrrhotite indicates a formation temperature of <= 250°C. At a later stage, illite was formed at the top of the volcanic series at temperatures well below 200°C.

Description and chemical composition of manganese nodules sampled during the R/V "Vityaz" Expedition Vityaz-35

This paper presents data on the chemical composition of iron-manganese nodules and associated sediments collected during the 35th voyage of the R/V "Vityaz" in 1962. The samples were made available to the author by Prof, P. L. Bezrukov. Data on the general distribution of manganese nodules at the bottom of the Indian Ocean were already given by P. L. Bezrukov (1962, 1963). Here the author analyzed the geochemistry of nodules samples from seven stations and four samples from the associated sediments. The analysis separates the outer layer of nodules from their apparent internal core.

Early Endosomes Are Required for Major Histocompatiblity Complex Class II Transport to Peptide-loading Compartments

Antigen presentation to CD4+ T lymphocytes requires transport of newly synthesized major histocompatibility complex (MHC) class II molecules to the endocytic pathway, where peptide loading occurs. This step is mediated by a signal located in the cytoplasmic tail of the MHC class II-associated Ii chain, which directs the MHC class II-Ii complexes from the trans-Golgi network (TGN) to endosomes. The subcellular machinery responsible for the specific targeting of MHC class II molecules to the endocytic pathway, as well as the first compartments these molecules enter after exit from the TGN, remain unclear. We have designed an original experimental approach to selectively analyze this step of MHC class II transport. Newly synthesized MHC class II molecules were caused to accumulate in the Golgi apparatus and TGN by incubating the cells at 19°C, and early endosomes were functionally inactivated by in vivo cross-linking of transferrin (Tf) receptor–containing endosomes using Tf-HRP complexes and the HRP-insoluble substrate diaminobenzidine. Inactivation of Tf-containing endosomes caused a marked delay in Ii chain degradation, peptide loading, and MHC class II transport to the cell surface. Thus, early endosomes appear to be required for delivery of MHC class II molecules to the endocytic pathway. Under cross-linking conditions, most αβIi complexes accumulated in tubules and vesicles devoid of γ-adaptin and/or mannose-6-phosphate receptor, suggesting an AP1-independent pathway for the delivery of newly synthesized MHC class II molecules from the TGN to endosomes.