Synthesis, spectroscopic characterization, DFT studies and biological assays of a novel gold(I) complex with 2-mercaptothiazoline

A new gold(I) complex with 2-mercaptothiazoline (MTZ) with the coordination formula [AuCN(C(3)H(5)NS(2))] was synthesized and characterized by chemical and spectroscopic measurements, OFT studies and biological assays. Infrared (IR) and (1)H, (13)C and (15)N nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopic measurements indicate coordination of the ligand to gold(I) through the nitrogen atom. Studies based on OFT confirmed nitrogen coordination to gold(I) as a minimum of the potential energy surface with calculations of the hessians showing no imaginary frequencies. Thermal decomposition starts at temperatures near 160 degrees C, leading to the formation of Au as the final residue at 1000 degrees C. The gold(I) complex with 2-mercaptothiazoline (Au-MTZ) is soluble in dimethyl sulfoxide (DMSO), and is insoluble in water, methanol, ethanol, acetonitrile and hexane. The antibacterial activities of the Au-MTZ complex were evaluated by an antibiogram assay using the disc diffusion method. The compound showed an effective antibacterial activity against Staphylococcus aureus (Gram-positive) and Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa (Gram-negative) bacterial cells. Biological analysis for evaluation of the cytotoxic effect of the Au-MTZ complex was performed using HeLa cells derived from human cervical adenocarcinoma. The complex presented a potent cytotoxic activity, inducing 85% of cell death at a concentration of 2.0 mu mol L(-1). (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Surface diffusion and adsorption of hydrocarbons in activated carbon

Adsorption and diffusion in a porous media were studied theoretically and experimentally with a differential transient permeation method. The porous medium is allowed to equilibrate at some specified loading, and then the time trajectory of the permeation process is followed after a small difference between the pressures at the end faces of the porous medium is introduced at time t = 0 +. Such a trajectory us. time would contain adsorption and diffusion characteristics of the system. By studying this for various surface loadings, pore and surface diffusions can be fully characterized. Mathematical modeling of transient permeation is detailed for pure gases or vapors diffusion and adsorption in porous media. Effects of nonlinearity of adsorption isotherm, pressure, temperature and heat effects were considered in the model. Experimental data of diffusion and adsorption of propane, n-butane and n-hexane in activated carbon at different temperatures and loadings show the potential of this method as a useful tool to study adsorption kinetics in porous media. Validity of the model is best tested against the transient data where the kinetics curves exhibit sigmoidal shape, which is a result of the diffusion and adsorption rate during the initial stage of permeation.

On the surface diffusion of hydrocarbons in microporous activated carbon

This paper addresses the current status of the various diffusion theories for surface diffusion in the literature. The inadequacy of these models to explain the surface diffusion of many hydrocarbons in microporous activated carbon is shown in this paper. They all can explain the increase of the surface diffusivity (D-mu) with loading, but cannot explain the increase of the surface permeability (D(mu)partial derivativeC(mu)/partial derivativeP) with loading as observed in our data of diffusion of hydrocarbons in activated carbon, even when the surface heterogeneity is accounted for in those models. The explanation for their failure was presented, and we have put forward a theory to explain the increase of surface diffusion permeability with loading. This new theory assumes the variation of the activation energy for surface diffusion with surface loading, and it is validated with diffusion data of propane, n-butane, n-hexane, benzene and ethanol in activated carbon. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Surface diffusion of hydrocarbons in activated carbon: Comparison between constant molar flow, differential permeation and differential adsorption bed methods

This paper presents the comparison of surface diffusivities of hydrocarbons in activated carbon. The surface diffusivities are obtained from the analysis of kinetic data collected using three different kinetics methods- the constant molar flow, the differential adsorption bed and the differential permeation methods. In general the values of surface diffusivity obtained by these methods agree with each other, and it is found that the surface diffusivity increases very fast with loading. Such a fast increase can not be accounted for by a thermodynamic Darken factor, and the surface heterogeneity only partially accounts for the fast rise of surface diffusivity versus loading. Surface diffusivities of methane, ethane, propane, n-butane, n-hexane, benzene and ethanol on activated carbon are reported in this paper.

Surface diffusion of strong adsorbing vapours on porous carbon

Surface diffusion of strongly adsorbing hydrocarbon vapours on activated carbon was measured by using a constant molar flow method (D.D. Do, Dynamics of a semi-batch adsorber with constant molar supply rate: a method for studying adsorption rate of pure gas, Chem. Eng. Sci. 50 (1995) 549), where pure adsorbate is introduced into a semi-batch adsorber at a constant molar flow rate. The surface diffusivity was determined from the analysis of pressure response versus time, using a linear mathematical model developed earlier. To apply the linear theory over the non-linear range of the adsorption isotherm, we implement a differential increment method on the system which is initially equilibrated with some pre-determined loading. By conducting the experiments at different initial loadings, the surface diffusivity can be extracted as a function of loading. Propane, n-butane, n-hexane, benzene, and ethanol were used as diffusing adsorbate on a commercial activated carbon. It is found that the surface diffusivity of these strongly adsorbing vapours increases rapidly with loading, and the surface diffusion flux contributes significantly to the total flux and cannot be ignored. The surface diffusivity increases with temperature according to the Arrhenius law, and for the paraffins tested it decreases with the molecular weight of the adsorbate. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Characterization of micro-mesoporous carbonaceous materials. Calculations of adsorption isotherm of hydrocarbons

In this paper we apply a method recently developed by Do and co-workers(1) for the prediction of adsorption isotherms of pure vapors on carbonaceous materials. The information required for the prediction is the pore size distribution and the BET constant, C, of a corresponding nonporous surface (graphite). The dispersive adsorption force is assumed to be the dominant force in adsorption mechanism. This applies to nonpolar and weakly polar hydrocarbons. We test this predictive model against the adsorption data of benzene, toluene, n-pentane, n-hexane, and ethanol on a commercial activated carbon. It is found that the predictions are excellent for all adsorbates tested with the exception of ethanol where the predicted values are about 10% less than the experimental data, and this is probably attributed to the electrostatic interaction between ethanol molecules and the functional groups on the carbon surfaces.

Effects of adsorbate-adsorbate interaction in the description of adsorption isotherm of hydrocarbons in micro-mesoporous carbonaceous materials

In this paper, we present a model accounting for the adsorbate-adsorbate interaction in the adsorbed phase in the description of adsorption of pure vapors on carbonaceous materials. The details of the adsorbate-adsorbate interaction of a particular species are obtained from the analysis of its adsorption data on non-porous carbon black. The predictability of the model is tested against the adsorption isotherm data for benzene, toluene, n-pentane, n-hexane, carbon tetrachloride, methanol and ethanol on microporous activated carbon. It was found that the model prediction for non-polar adsorbates are satisfactory while it under-predicts for polar adsorbates, which is attributed to their additional interaction with functional groups. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Horizontal rotating cylinder - A compact apparatus for studying the effect of water wetting on carbon dioxide corrosion of mild steel

Water wetting is a crucial issue in carbon dioxide (CO.) corrosion of multiphase flow pipelines made from mild steel. This study demonstrates the use of a novel benchtop apparatus, a horizontal rotating cylinder, to study the effect of water wetting on CO2 corrosion of mild steel in two-phase flow. The setup is similar to a standard rotating cylinder except for its horizontal orientation and the presence of two phases-typically water and oil. The apparatus has been tested by using mass-transfer measurements and CO2 corrosion measurements in single-phase water flow. CO2 corrosion measurements were subsequently performed using a water/hexane mixture with water cuts varying between 5% and 50%. While the metal surface was primarily hydrophilic under stagnant. conditions, a variety of dynamic water wetting situations was encountered as the water cut and fluid velocity were altered. Threshold velocities were identified at various water cuts when the surface became oil-wet and corrosion stopped.

Estudo Químico-Biológico de Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers (Bignoniaceae)

Este trabalho descreve a investigação química e biológica do extrato bruto e das partições hexano e acetato de etila, das folhas de Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers, popularmente conhecida como “cipó de São João”. P. venusta é classificada botanicamente como uma liana de porte mediano, tendo como característica uma exuberante floração vermelha, e por isso, sendo utilizada como planta ornamental. Essa planta possui uma larga utilização na medicina popular, sendo utilizada no tratamento de vitiligo, diarreia, bronquite, resfriado, icterícia e infecções. Os objetivos deste trabalho foram identificar as classes de metabólitos secundários presentes, avaliar o potencial antioxidante das amostras de P. vesnuta (extrato bruto, frações acetato de etila e hexano), quantificar o teor de flavonoides no extrato bruto, verificar a segurança do uso dessa planta, em termos de viabilidade celular (VC) frente à macrófagos murinos (RAW 264.7) (ensaio de imunotoxicidade). Adicionalmente os resultados de viabilidade celular foram comparados com quatro compostos anti-inflamatórios comerciais (ácido acetilsalicílico, indometacina, betametasona e piroxicam), e testar o extrato bruto quanto à inibição de catepsinas K e V. Os testes de identificação fitoquímica confirmaram a presença de flavonoides, cumarinas e esteroides nas amostras. A metodologia cromatográfica associada à análises por espectrometria de massas, levou a identificação dos compostos: fitol (1), sitosterol (2), estigmasterol (3) e campesterol (4). O extrato bruto demonstrou ter atividade inibitória frente as duas catepsinas testadas (K e V). A fração acetato de etila foi a que apresentou maior atividade antioxidante nas metodologias de inibição do radical DPPH (IC50 38,62 μg/mL) e radical ABTS (IC50 27,58 μg/mL). O teor de flavonoides total para o extrato bruto foi de 148,5±7,65 μg/mg (14,85 % (m/m)), o que justifica a observada atividade antioxidante, já que estes possuem atividade antioxidante. As amostras de P. venusta obtiveram valores de VC maiores do que os anti-inflamatórios comerciais, estes apresentaram VC abaixo do controle negativo, assim como o extrato bruto e a fração acetato de etila, a fração hexano obteve valores acima do controle negativo, sendo estes os maiores resultados de VC entre as amostras de P. venusta.

Análise de Parafinas por APCI-FT-ICR MS : Uma Análise Rápida e Simples na Identificação de Hidrocarbonetos Saturados, Cíclicos e Poliaromáticos

A análise de hidrocarbonetos por técnicas de ionização a pressão atmosférica ou ambiente continua a ser um desafio na espectrometria de massas. Normalmente, a ionização ocorre através de mecanismos de protonação e desprotonação. Para isso, as moléculas de interesse devem apresentar um grupo básico ou ácido que proporcionem a geração de íons [M+H]+ ou [M-H]-. Para superar essa limitação, um método analítico simples, fácil, rápido e poderoso foi desenvolvido com sucesso, adaptado a partir da literatura, para ionizar saturado e insaturado, linear, ramificado, e hidrocarbonetos cíclicos, bem como hidrocarbonetos poliaromáticos e heteroaromáticos presentes em frações de hidrocarbonetos e de misturas de parafina/petróleo bruto utilizando ionização química à pressão atmosférica (APCI), favorecido pela utilização de solventes alifáticos de cadeia curta em um espectrômetro de massas FT-ICR. Entre os reagentes alifáticos estudados, isoctano proporcionou os melhores resultados quando comparado com outros solventes. Além disso, foram estudados outros interferentes do processo de ionização, como concentração da solução injetada e misturas parafina/óleo, que influenciavam desde o perfil dos espectros até as principais classes de compostos identificados. O método torna possível a ionização de hidrocarbonetos pela produção de íons [M -H]+ sem ocorrência de fragmentação.

Synthesis and structural characterization of iron complexes with 2,2,2-tris(1-pyrazolyl)ethanol ligands: Application in the peroxidative oxidation of cyclohexane under mild conditions

The reactions of FeCl2 center dot 2H(2)O and 2,2,2-tris(1-pyrazolyl) ethanol HOCH2C(pz)(3) (1) (pz = pyrazolyl) afford [Fe{HOCH2C(pz)(3)}(2)][FeCl4]Cl (2), [Fe{HOCH2C(pz)(3)}(2)](2)[Fe2OCl6](Cl)(2)center dot 4H(2)O (3 center dot 4H(2)O), [Fe{HOCH2C(pz)(3)}(2)] [FeCl{HOCH2C(pz)(3)}(H2O)(2)](2)(Cl)(4) (4) or [Fe{HOCH2C(pz)(3)}(2)]Cl-2 (5), depending on the experimental conditions. Compounds 1-5 were isolated as air-stable crystalline solids and fully characterized, including (1-4) by single-crystal X-ray diffraction analyses. The latter technique revealed strong intermolecular H-bonds involving the OH group of the scorpionate 2 and 3 giving rise to 1D chains which, in 3, are further expanded to a 2D network with intercalated infinite and almost plane chains of H-interacting water molecules. In 4, intermolecular pi center dot center dot center dot pi interactions involving the pyrazolyl rings are relevant. Complexes 2-5 display a high solubility in water (S-25 degrees C ca. 10-12 mg mL(-1)), a favourable feature towards their application as catalysts (or catalyst precursors) for the peroxidative oxidation of cyclo-hexane to cyclohexanol and cyclohexanone, with aqueous H2O2/MeCN, at room temperature (TON values up to ca. 385). (C) 2011 Elsevier B. V. All rights reserved.

Primary screening of the bioactivity of brackishwater cyanobacteria: toxicity of crude extracts to artemia salina larvae and paracentrotus lividus embryos

Cyanobacteria are a diverse group of Gram-negative bacteria that produce an array of secondary compounds with selective bioactivity against vertebrates, invertebrates, plants, microalgae, fungi, bacteria, viruses and cell lines. The aim of this study was to assess the toxic effects of aqueous, methanolic and hexane crude extracts of benthic and picoplanktonic cyanobacteria isolated from estuarine environments, towards the nauplii of the brine shrimp Artemia salina and embryos of the sea urchin Paracentrotus lividus. The A. salina lethality test was used as a frontline screen and then complemented by the more specific sea urchin embryo-larval assay. Eighteen cyanobacterial isolates, belonging to the genera Cyanobium, Leptolyngbya, Microcoleus, Phormidium, Nodularia, Nostoc and Synechocystis, were tested. Aqueous extracts of cyanobacteria strains showed potent toxicity against A. salina, whereas in P. lividus, methanolic and aqueous extracts showed embryo toxicity, with clear effects on development during early stages. The results suggest that the brackishwater cyanobacteria are producers of bioactive compounds with toxicological effects that may interfere with the dynamics of invertebrate populations.

The development and optimization of a modified single-drop microextraction method for organochlorine pesticides determination by gas chromatography-tandem mass spectrometry

We have developed a new method for single-drop microextraction (SDME) for the preconcentration of organochlorine pesticides (OCP) from complex matrices. It is based on the use of a silicone ring at the tip of the syringe. A 5 μL drop of n-hexane is applied to an aqueous extract containing the OCP and found to be adequate to preconcentrate the OCPs prior to analysis by GC in combination with tandem mass spectrometry. Fourteen OCP were determined using this technique in combination with programmable temperature vaporization. It is shown to have many advantages over traditional split/splitless injection. The effects of kind of organic solvent, exposure time, agitation and organic drop volume were optimized. Relative recoveries range from 59 to 117 %, with repeatabilities of <15 % (coefficient of variation) were achieved. The limits of detection range from 0.002 to 0.150 μg kg−1. The method was applied to the preconcentration of OCPs in fresh strawberry, strawberry jam, and soil.

Utilização de co-solventes na produção de biodiesel a partir de óleo residual e etanol por catálise enzimática

A constante e sistemática subida de preço dos combustíveis fósseis e as contínuas preocupações com o meio ambiente determinaram a procura de soluções ambientalmente sustentáveis. O biodiesel surge, então, como uma alternativa para essa problemática, bem como uma solução para resíduos líquidos e gordurosos produzidos pelo ser humano. A produção de biodiesel tem sido alvo de extensa atenção nos últimos anos, pois trata-se de um combustível biodegradável e não poluente. A produção de biodiesel pelo processo de transesterificação usando álcoois de cadeia curta e catalisadores químicos, nomeadamente alcalinos, tem sido aceite industrialmente devido à sua elevada conversão. Recentemente, a transesterificação enzimática tem ganho adeptos. No entanto, o custo da enzima permanece uma barreira para a sua aplicação em grande escala. O presente trabalho visa a produção de biodiesel por transesterificação enzimática a partir de óleo residual de origem vegetal. O álcool usado foi o etanol, em substituição do metanol usado convencionalmente na catálise homogénea, pois a atividade da enzima é inibida pela presença deste último. As maiores dificuldades apresentadas na etanólise residem na separação das fases (Glicerol e Biodiesel) após a reação bem como na menor velocidade de reação. Para ajudar a colmatar esta desvantagem foi estudada a influência de dois cosolventes: o hexano e o hexanol, na proporção de 20% (v/v). Após a escolha do co-solvente que permite obter melhor rendimento (o hexano), foi elaborado um planeamento fatorial no qual se estudou a influência de três variáveis na produção de biodiesel por catálise enzimática com etanol e co-solventes: a razão molar óleo/álcool (1:8, 1:6 e 1:4), a quantidade de co-solvente adicionado (30, 20 e 10%, v/v) e o tempo de reação (48, 36 e 24h). A avaliação do processo foi inicialmente seguida pelo rendimento da reação, a fim de identificar as melhores condições, sendo substituída posteriormente pela quantificação do teor de ésteres por cromatografia em fase gasosa. O biodiesel com teor de ésteres mais elevado foi produzido nas condições correspondentes a uma razão molar óleo:álcool de 1:4, com 5g de Lipozyme TL IM como catalisador, 10% co-solvente (hexano, v/v), à temperatura de 35 ºC durante 24h. O rendimento do biodiesel produzido sob estas condições foi de 73,3%, traduzido em 64,7% de teor de ésteres etílicos. Contudo o rendimento mais elevado que se obteve foi de 99,7%, para uma razão óleo/álcool de 1:8, 30% de co-solvente (hexano, v/v), reação durante 48h a 35 ºC, obtendo-se apenas 46,1% de ésteres. Por fim, a qualidade do biodiesel foi ainda avaliada, de acordo com as especificações da norma EN 14214, através das determinações de densidade, viscosidade, ponto de inflamação, teor de água, corrosão ao cobre, índice de acidez, índice de iodo, teor de sódio (Na+) e potássio (K+), CFPP e poder calorífico. Na Europa, os ésteres etílicos não têm, neste momento, norma que os regule quanto à classificação da qualidade de biodiesel. Contudo, o biodiesel produzido foi analisado de acordo com a norma europeia EN14214, norma esta que regula a qualidade dos ésteres metílicos, sendo possível concluir que nenhum dos parâmetros avaliados se encontra em conformidade com a mesma.

Efeito das condições ambientais na produtividade lipídica da Dunaliella tertiolecta

Este trabalho teve como objectivo a optimização das condições de crescimento de biomassa algal tendo em vista a sua utilização como fonte de lípidos para biocombustíveis. Assim, procedeu-se à inoculação de duas estirpes, a Dunaliella tertiolecta (água salgada) e a Tetraselmis subcordiformis (água salobra), seleccionando-se a Dunaliella tertiolecta uma vez que esta apresentou um crescimento mais rápido. Escolhida a estirpe a usar, avaliou-se a influência da composição do meio de cultura da espécie, variando-se a concentração de macronutrientes (Magnésio, Potássio, Azoto, Fósforo) e de micronutrientes (Manganês, Zinco, Ferro, Cobalto) presentes no meio em 10 e 20 vezes, comparativamente à do meio de cultura padrão, o meio Artificial Seawater Medium with Vitamins. Avaliou-se o crescimento algal, a uma temperatura de 25 ºC ± 2 ºC, com uma intensidade de iluminação de 5000 lux (lâmpadas luz dia) e fotoperíodos 12:12 h, controlando possíveis contaminações nas culturas em estudo. Para os ensaios realizados com a Dunaliella tertiolecta, os melhores resultados para a produtividade média e máxima de biomassa, 63,06 mgbiomassa seca/L.dia e 141,79 mgbiomassa seca/L.dia, respectivamente, foram obtidos no ensaio em que se fez variar 10 vezes a concentração de azoto (sob a forma de nitrato). Os resultados mais satisfatórios para o teor lípidico e para a produtividade lipídica máxima, 33,45% e 47,43 mgóleo/L.dia respectivamente, também foram obtidos no ensaio em que se fez variar 10 vezes a concentração de azoto (sob a forma de nitrato), (com extracção dos lípidos usando o método de Bligh e Dyer). Foram testados dois solventes para a extracção de lipídos, o clorofórmio e o hexano, tendose obtido resultados superiores com o clorofórmio, comparativamente aos obtidos quando se usou hexano, com excepção do ensaio em que se aumentou 20 vezes a concentração de fósforo no meio de cultura das microalgas. Verificou-se que, em todos os ensaios foi atingido o estado estacionário sensivelmente na mesma altura, isto é, decorridos cerca de 25 dias após o início do estudo, excepto os ensaios em que se fez variar a concentração de cobalto, para os quais as culturas não se adaptaram às alterações do meio, acabando por morrer passados 15 dias. A adição dos macronutrientes e micronutrientes usados nos ensaios, nas quantidades testadas, não influenciou significativamente a produtividade lipídica, com excepção do azoto e ferro. Conclui-se que o aumento da concentração de azoto para 10x o valor padrão potencia o aumento da produtividade lipídica máxima para mais do dobro (3,6 vezes – Padrão: 13,25 mgóleo/L.dia; 10x N: 47,43 mgóleo/L.dia) e que o aumento da concentração de ferro para 10x o valor padrão potencia o aumento da produtividade lipídica máxima para aproximadamente o dobro (1,9 vezes - Padrão: 14,61 mgóleo/L.dia; 10x Fe: 28,04 mgóleo/L.dia). Nos ensaios realizados com adição de azoto ou ferro, os resultados obtidos para a concentração, teor lípidico e produtividade lipídica máxima, foram sempre superiores aos do padrão correspondente, pelo que se pode concluir que estes ensaios se apresentam como os mais promissores deste estudo, embora o ensaio mais satisfatório tenha sido aquele em que se promoveu a alteração da concentração de azoto para 10 vezes o valor padrão.