975 resultados para CATALYTIC REACTIONS
Resumo:
Mineral surfaces were important during the emergence of life on Earth because the assembly of the necessary complex biomolecules by random collisions in dilute aqueous solutions is implausible. Most silicate mineral surfaces are hydrophilic and organophobic and unsuitable for catalytic reactions, but some silica-rich surfaces of partly dealuminated feldspars and zeolites are organophilic and potentially catalytic. Weathered alkali feldspar crystals from granitic rocks at Shap, north west England, contain abundant tubular etch pits, typically 0.4–0.6 μm wide, forming an orthogonal honeycomb network in a surface zone 50 μm thick, with 2–3 × 106 intersections per mm2 of crystal surface. Surviving metamorphic rocks demonstrate that granites and acidic surface water were present on the Earth’s surface by ∼3.8 Ga. By analogy with Shap granite, honeycombed feldspar has considerable potential as a natural catalytic surface for the start of biochemical evolution. Biomolecules should have become available by catalysis of amino acids, etc. The honeycomb would have provided access to various mineral inclusions in the feldspar, particularly apatite and oxides, which contain phosphorus and transition metals necessary for energetic life. The organized environment would have protected complex molecules from dispersion into dilute solutions, from hydrolysis, and from UV radiation. Sub-micrometer tubes in the honeycomb might have acted as rudimentary cell walls for proto-organisms, which ultimately evolved a lipid lid giving further shelter from the hostile outside environment. A lid would finally have become a complete cell wall permitting detachment and flotation in primordial “soup.” Etch features on weathered alkali feldspar from Shap match the shape of overlying soil bacteria.
Resumo:
Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.
Resumo:
Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.
Resumo:
Spouted beds have been used in industry for operations such as drying, catalytic reactions, and granulation. Conventional cylindrical spouted beds suffer from the disadvantage of scaleup. Two-dimensional beds have been proposed by other authors as a solution for this problem. Minimum spouting velocity has been studied for such two-dimensional beds. A force balance model has been developed to predict the minimum spouting velocity and the maximum pressure drop. Effect of porosity on minimum spouting velocity and maximum pressure drop has been studied using the model. The predictions are in good agreement with the experiments as well as with the experimental results of other investigators.
Resumo:
This work describes the synthesis and aplication of homogeneous and heterogenized iron catalysts in the alkylation reaction of toluene with propene, empolying experimental design. The homogenous complex was obtained trough the synthesis of the organic ligand folowed by the complexation of the iron(II) chloride. As to the heterogenized complexes, first were synthetized the inorganic supports (SBA-15, MCM-41 and Al-MCM-41). Then, it was synthetized the ligand again, that through funcionalization with chloropropyltrimethoxysilane (CPTMS), was anchored on the support previously calcinated. To these anchored ligands, was complexed the iron(II) chloride, previously solubilizated in tetrahydrofuran (THF). The organic ligand characterization was accomplished trough nuclear magnetic resonance (NMR) and Infrared spectroscopy (IV). The supports were characterized with x-ray diffraction (DRX), texture analysis with nitrogen adsorption/desorption (before and after the anchoring), termogravimetric analysis (TG) and infrared (IV). The metalic content was quantified trough the atomic absorption spectrophotometry (AAS). The complexes were tested in catalytic reactions emolying ethylaluminium sesquichloride (EASC) as co-catalyst in steel reactor, under mecanic stirring. The reaction conditions ranged from 4 to 36 ◦C, with many aluminum/iron ratios. The catalysts were actives in homogeneous and heterogenized ways. The homogenous catalytic complex showed a maximum turnover frequency (TOF) of 8.63 ×103 · h −1 , while, in some conditions, the anchored complexes showed better results, with TOF of until 8.08 ×103 · h −1 . Aditionally, it was possible to determine an equation, to the homogenous catalyst, that describes the product quantity in function of reacional temperature and aluminum/iron ratio.
Resumo:
The bond formation between an oxide surface and oxygen, which is of importance for numerous surface reactions including catalytic reactions, is investigated within the framework of hybrid density functional theory that includes nonlocal Fock exchange. We show that there exists a linear correlation between the adsorption energies of oxygen on LaMO3 (M = Sc–Cu) surfaces obtained using a hybrid functional (e.g., Heyd–Scuseria–Ernzerhof) and those obtained using a semilocal density functional (e.g., Perdew–Burke–Ernzerhof) through the magnetic properties of the bulk phase as determined with a hybrid functional. The energetics of the spin-polarized surfaces follows the same trend as corresponding bulk systems, which can be treated at a much lower computational cost. The difference in adsorption energy due to magnetism is linearly correlated to the magnetization energy of bulk, that is, the energy difference between the spin-polarized and the non-spin-polarized solutions. Hence, one can estimate the correction ...
Resumo:
The present study is to investigate the interaction of strong shock heated oxygen on the surface of SiO2 thin film. The thermally excited oxygen undergoes a three-body recombination reaction on the surface of silicon dioxide film. The different oxidation states of silicon species on the surface of the shock-exposed SiO2 film are discussed based on X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) results. The surface morphology of the shock wave induced damage at the cross section of SiO2 film and structure modification of these materials are analyzed using scanning electron microscopy and ion microscopy. Whether the surface reaction of oxygen on SiO2 film is catalytic or non-catalytic is discussed in this paper.
Resumo:
Palladium and platinum dichloride complexes of a series of symmetrically and unsymmetrically substituted 25,26;27,28-dibridged p-tert-butyl-calix[4]arene bisphosphites in which two proximal phenolic oxygen atoms of p-tert-butyl-or p-H-calix[4]arene are connected to a P(OR) ( R = substituted phenyl) moiety have been synthesized. The palladium dichloride complexes of calix[4]arene bisphosphites bearing sterically bulky aryl substituents undergo cyclometalation by C-C or C-H bond scission. An example of cycloplatinated complex is also reported. The complexes have been characterized by NMR spectroscopic and single crystal X-ray diffraction studies. During crystallization of the palladium dichloride complex of a symmetrically substituted calix[4]arene bisphosphite in dichloromethane, insertion of oxygen occurs into the Pd-P bond to give a P,O-coordinated palladium dichloride complex. The calix[4]arene framework in these bisphosphites and their metal complexes adopt distorted cone conformation; the cone conformation is more flattened in the metal complexes than in the free calix[4]arene bisphosphites. Some of these cyclometalated complexes proved to be active catalysts for Heck and Suzuki C-C cross-coupling reactions but, on an average, the yields are only modest. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.
Resumo:
The two-component self-assembly of a 90 degrees PdII acceptor and a triimidazole donor led to the formation of a water-soluble semi-cylindrical cage with a hydrophobic cavity, which was separately crystallized with hydrophilic- and hydrophobic guests. The parent cage was found to catalyze the Knoevenagel condensation reaction of a series of aromatic mono-aldehydes with active methylene compounds, such as Meldrum's acid or 1,3-dimethylbarbituric acid. The confined hydrophobic nanospace within this cage was also used in the catalytic DielsAlder reactions of 9-hydroxymethylanthracene with N-phenylmaleimide or N-cyclohexylmaleimide.
Resumo:
Transient flow patterns and bubble slug lengths were investigated with oxygen gas (O-2) bubbles produced by catalytic chemical reactions using a high speed camera bonded with a microscope. The microreactor consists of an inlet liquid plenum, nine parallel rectangular microchannels followed by a micronozzle, using the MEMS fabrication technique. The etched surface was deposited by the thin platinum film, which is acted as the catalyst. Experiments were performed with the inlet mass concentration of the hydrogen peroxide from 50% to 90% and the pressure drop across the silicon chip from 2.5 to 20.0 kPa. The silicon chip is directly exposed in the environment thus the heat released via the catalytic chemical reactions is dissipated into the environment and the experiment was performed at the room temperature level. It is found that the two-phase flow with the catalytic chemical reactions display the cyclic behavior. A full cycle consists of a short fresh liquid refilling stage, a liquid decomposition stage followed by the bubble slug flow stage. At the beginning of the bubble slug flow stage, the liquid slug number reaches maximum, while at the end of the bubble slug flow stage the liquid slugs are quickly flushed out of the microchannels. Two or three large bubbles are observed in the inlet liquid plenum, affecting the two-phase distributions in microchannels. The bubble slug lengths, cycle periods as well as the mass flow rates are analyzed with different mass concentrations of hydrogen peroxide and pressure drops. The bubble slug length is helpful for the selection of the future microreactor length ensuring the complete hydrogen peroxide decomposition. Future studies on the temperature effect on the transient two-phase flow with chemical reactions are recommended.
Resumo:
Monolithic catalysts are widely used as structured catalysts, especially in the abatement of pollutants. Probing what happens inside these monoliths during operation is, therefore, vital for modelling and prediction of the catalyst behavior. SpaciMS is a spatially resolved capillary-inlet mass spectroscopy system allowing for the generation of spatially resolved maps of the reactions within monoliths. In this study SpaciMS results combined with 3D CFD modelling demonstrate that SpaciMS is a highly sensitive and minimally invasive technique that can provide reaction maps as well as catalytic temporal behavior. Herein we illustrate this by examining kinetic oscillations during a CO oxidation reaction over a Pt/Rh on alumina catalyst supported on a cordierite monolith. These oscillations were only observed within the monolith by SpaciMS between 30 and 90% CO conversion. Equivalent experiments performed in a plug-flow reactor using this catalyst in a crushed form over a similar range of reaction conditions did not display any oscillations demonstrating the importance of intra monolith analysis. This work demonstrates that the SpaciMS offers an accurate and comprehensive picture of structured catalysts under operation.
REACTIONS AND CATALYTIC PROPERTIES OF RUTHENIUM DIOXIDE HYDRATE WITH AQUEOUS-SOLUTIONS OF CERIUM(IV)
Resumo:
This thesis describes the synthesis, structural studies, and stoichiometric and catalytic reactivity of novel Mo(IV) imido silylamide (R'N)Mo(R2)(173_RIN-SiR32-H)(PMe3)n (1: Rl = tBu, Ar', Ar; R2 = Cl; R32 = Me2, MePh, MeCl, Ph2, HPh; n = 2; 2: R' = Ar, R2 = SiH2Ph, n = 1) and hydride complexes (ArN)Mo(H)(R)(PMe3)3 (R = Cl (3), SiH2Ph (4». Compounds of type 1 were generated from (R'N)Mo(PMe3)n(L) (5: R' = tBu, Ar', Ar; L = PMe3, r/- C2H4) and chlorohydrosilanes by the imido/silane coupling approach, recently discovered in our group. The mechanism of the reaction of 5 with HSiCh to give (ArN)MoClz(PMe3)3 (8) was studied by VT NMR, which revealed the intermediacy of (ArN)MCh(172 -ArN=SiHCl)(PMe3)z (9). The imido/silyl coupling methodology was transferred to the reactions of 5 with chlorine-free hydrosilanes. This approach allowed for the isolation of a novel ,B-agostic compound (ArN)Mo(SiHzPh)(173 -NAr-SiHPhH)(PMe3) (10). The latter was found to be active in a variety of hydrosilation processes, including the rare monoaddition of PhSiH3 to benzonitrile. Stoichiometric reactions of 11 with unsaturated compounds appear to proceed via the silanimine intermediate (ArN)M(17z-ArN=SiHPh)(PMe3) (12) and, in the case of olefins and nitriles, give products of Si-C coupling, such as (ArN)Mo(R)(173 -NAr-SiHPh-CH=CHR')(PMe3) (13: R = Et, R' = H; 14: R = H, R' = Ph) and (ArN)Mo(172-NAr-SiHPh-CHR=N)(PMe3) (15). Compound 13 was also subjected to catalysis showing much improved activity in the hydrosilation of carbonyls and alkenes. Hydride complexes 3 and 4 were prepared starting from (ArN)MoCh(PMe3)3 (8). Both hydride species catalyze a diversity of hydrosilation processes that proceed via initial substrate activation but not silane addition. The proposed mechanism is supported by stoichiometric reactions of 3 and 4, kinetic NMR studies, and DFf calculations for the hydrosilation of benzaldehyde and acetone mediated by 4.