Palladium-Catalyzed Decarboxylative and Decarbonylative Transformations in the Synthesis of Fine and Commodity Chemicals

Decarboxylation and decarbonylation are important reactions in synthetic organic chemistry, transforming readily available carboxylic acids and their derivatives into various products through loss of carbon dioxide or carbon monoxide. In the past few decades, palladium-catalyzed decarboxylative and decarbonylative reactions experienced tremendous growth due to the excellent catalytic activity of palladium. Development of new reactions in this category for fine and commodity chemical synthesis continues to draw attention from the chemistry community.

The Stoltz laboratory has established a palladium-catalyzed enantioselective decarboxylative allylic alkylation of β-keto esters for the synthesis of α-quaternary ketones since 2005. Recently, we extended this chemistry to lactams due to the ubiquity and importance of nitrogen-containing heterocycles. A wide variety of α-quaternary and tetrasubstituted α-tertiary lactams were obtained in excellent yields and exceptional enantioselectivities using our palladium-catalyzed decarboxylative allylic alkylation chemistry. Enantioenriched α-quaternary carbonyl compounds are versatile building blocks that can be further elaborated to intercept synthetic intermediates en route to many classical natural products. Thus our chemistry enables catalytic asymmetric formal synthesis of these complex molecules.

In addition to fine chemicals, we became interested in commodity chemical synthesis using renewable feedstocks. In collaboration with the Grubbs group, we developed a palladium-catalyzed decarbonylative dehydration reaction that converts abundant and inexpensive fatty acids into value-added linear alpha olefins. The chemistry proceeds under relatively mild conditions, requires very low catalyst loading, tolerates a variety of functional groups, and is easily performed on a large scale. An additional advantage of this chemistry is that it provides access to expensive odd-numbered alpha olefins.

Finally, combining features of both projects, we applied a small-scale decarbonylative dehydration reaction to the synthesis of α-vinyl carbonyl compounds. Direct α-vinylation is challenging, and asymmetric vinylations are rare. Taking advantage of our decarbonylative dehydration chemistry, we were able to transform enantioenriched δ-oxocarboxylic acids into quaternary α-vinyl carbonyl compounds in good yields with complete retention of stereochemistry. Our explorations culminated in the catalytic enantioselective total synthesis of (–)-aspewentin B, a terpenoid natural product featuring a quaternary α-vinyl ketone. Both decarboxylative and decarbonylative chemistries found application in the late stage of the total synthesis.

Experimental, Numerical and Analytical Studies of the MHD-driven plasma jet, instabilities and waves

This thesis describes a series of experimental, numerical, and analytical studies involving the Caltech magnetohydrodynamically (MHD)-driven plasma jet experiment. The plasma jet is created via a capacitor discharge that powers a magnetized coaxial planar electrodes system. The jet is collimated and accelerated by the MHD forces.

We present three-dimensional ideal MHD finite-volume simulations of the plasma jet experiment using an astrophysical magnetic tower as the baseline model. A compact magnetic energy/helicity injection is exploited in the simulation analogous to both the experiment and to astrophysical situations. Detailed analysis provides a comprehensive description of the interplay of magnetic force, pressure, and flow effects. We delineate both the jet structure and the transition process that converts the injected magnetic energy to other forms.

When the experimental jet is sufficiently long, it undergoes a global kink instability and then a secondary local Rayleigh-Taylor instability caused by lateral acceleration of the kink instability. We present an MHD theory of the Rayleigh-Taylor instability on the cylindrical surface of a plasma flux rope in the presence of a lateral external gravity. The Rayleigh-Taylor instability is found to couple to the classic current-driven instability, resulting in a new type of hybrid instability. The coupled instability, produced by combination of helical magnetic field, curvature of the cylindrical geometry, and lateral gravity, is fundamentally different from the classic magnetic Rayleigh-Taylor instability occurring at a two-dimensional planar interface.

In the experiment, this instability cascade from macro-scale to micro-scale eventually leads to the failure of MHD. When the Rayleigh-Taylor instability becomes nonlinear, it compresses and pinches the plasma jet to a scale smaller than the ion skin depth and triggers a fast magnetic reconnection. We built a specially designed high-speed 3D magnetic probe and successfully detected the high frequency magnetic fluctuations of broadband whistler waves associated with the fast reconnection. The magnetic fluctuations exhibit power-law spectra. The magnetic components of single-frequency whistler waves are found to be circularly polarized regardless of the angle between the wave propagation direction and the background magnetic field.

Near-field hexagonal array illumination based on fractional Talbot effect

Hexagonal array is a basic structure widely exists in nature and adopted by optoclectronic device. A phase plate based on the fractional Talbot effect that converts a single expanded laser beam into a regular hexagonal array of uniformly illuminated apertures with virtually 100% efficiency is presented. The uniform hexagonal array illumination with a fill factor of 1/12 is demonstrated by the computer simulation. (C) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Guillermo Arriaga, um autor midiático: as fronteiras entre cinema e literatura na pós-modernidade

A pós-modernidade é marcada pela dissolução de fronteiras, sejam elas espaciais, culturais, sociais ou artísticas. No campo da arte, percebe-se uma significativa influência mútua entre cinema e literatura, na medida em que as estéticas, os estilos e os recursos são transitáveis entre essas duas artes, a ponto de alguns romances possuírem características da linguagem cinematográfica e de o cinema possuir uma narrativa bem próxima à literária. Por outro lado, a pós-modernidade também é marcada por um grande crescimento das produções fílmicas e literárias para a massa, para um público cujo interesse é o entretenimento, e não a discussão, a crítica ou a reflexão. Nesse sentido, surgem vários autores que se preocuparão em produzir sua arte de forma que atinja o maior número de pessoas, de público, o que inevitavelmente aproxima suas obras das de mercado - ou as converte em obra de mercado. O presente trabalho, portanto, visa fazer uma análise de algumas das produções artísticas do romancista, diretor e roteirista Guillermo Arriaga, cuja obra transita pelo cinema e pela literatura, porém unindo-os a partir de uma estética realista contemporânea, que produz suas obras para o público de massa, caracterizando-se, segundo a definição da prof. Vera de Figueiredo (2010) como um autor midiático

Spectroscopic and thermal properties of short wavelength metal (II) complexes containing alpha-isoxazolylazo-beta-diketones as co-ligands

Two new azo dyes of alpha-isoxazolylazo-beta-dilcetones and their Ni(II) and Cu(II) complexes with blue-violet light wavelength were synthesized using a coupling component, different diazo components and metal (II) ions (Ni2+ and Cu2+). Based on the elemental analysis, MS spectra and FT-IR spectral analyses, azo dyes were unequivocally shown to exist as hydrazoketo and azoenol forms which were respectively obtained from the solution forms and from the solid forms. The action of sodium methoxide (NaOMe) on azo dyes in solutions converts hydrazoketo form into azoenol form, so azo dyes are coordinated with metal (II) ions as co-ligands in the azoenol forms. The solubility of all the compounds in common organic solvents such as 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol (TFP) or chloroform (CHCl3) and absorption properties of spin-coating thin films were measured. The difference of absorption maxima from the complexes to their ligands was discussed. In addition, the TG analysis of the complexes was also determined, and their thermal stability was evaluated. It is found that these new metal (II) complexes had potential application for high-density digital versatile disc-recordable (HD-DVD-R) system due to their good solubility in organic solvents, reasonable and controllable absorption spectra in blue-violet light region and high thermal stability. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudo de pirólise catalítica de biomassa em escala piloto para melhoramento da qualidade do bio-óleo

A pirólise rápida é um processo para conversão térmica de uma biomassa sólida em altos rendimentos de um produto líquido chamado de bio-óleo. Uma das alternativas para geração de um bio-óleo com menor teor de oxigênio é uso de catalisadores nos reatores de pirólise, ao invés de um inerte, num processo chamado de pirólise catalítica. O objetivo deste trabalho foi testar catalisadores comerciais, um ácido e outro básico, em uma unidade piloto de leito fluidizado circulante. O catalisador ácido utilizado foi o Ecat, proveniente de uma unidade industrial de craqueamento catalítico fluido (FCC), e como catalisador básico foi utilizado uma hidrotalcita. Os resultados foram comparados com testes utilizando um material inerte, no caso uma sílica. Uma unidade piloto de FCC do CENPES foi adaptada para realizar os testes de pirólise catalítica. Após fase de modificação e testes de condicionamento, foi comprovada a viabilidade na utilização da unidade piloto adaptada. Contudo, devido a limitações operacionais, maiores tempos de residência tiveram que ser aplicados no reator, configurando o processo como pirólise intermediária. Foram então realizados testes com os três materiais nas temperaturas de 450C e 550C. Os resultados mostraram que o aumento do tempo de residência dos vapores de pirólise teve um impacto significativo nos rendimentos dos produtos quando comparada com o perfil encontrado na literatura para pirólise rápida, pois devido ao incremento das reações secundárias, produziu maiores rendimentos de coque e água, e menores rendimentos de bio-óleo. O Ecat e a hidrotalcita se apresentaram mais efetivos em termos de desoxigenação. O primeiro apresentou maiores taxas de desoxigenação via desidratação e a hidrotalcita apresentou maior capacidade para descarboxilação. Contudo, o uso de Ecat e hidrotalcita não se mostrou adequado para uso em reatores de pirólise intermediária, pois acentuou ainda mais as reações secundárias, gerando um produto com alto teor de água e baixo teor de compostos orgânicos no bio-óleo, além de produzirem mais coque. À temperatura de 450C estes efeitos foram mais pronunciados. Em termos de caracterização química, a condição de pirólise intermediária apontou para a produção de bio-óleos com perfil fenólico, sendo a sílica o que proporcionou os melhores rendimentos, principalmente a temperatura de 550C, sendo superiores aos encontrados na literatura. Analisando as composições dos bio-óleos sob a ótica da produção de biocombustíveis, nenhum dos materiais testados apresentou rendimentos consideráveis em hidrocarbonetos. De maneira geral, a sílica foi o que proporcionou os melhores resultados em termos de rendimento e qualidade do bio-óleo. Sua menor área superficial e sua característica de inerte se mostraram mais adequados para o processo de pirólise intermediária, onde a contribuição das reações secundárias em fase gasosa é elevada em função do tempo de residência no reator

Individuação e inocência: composições com Simondon e Whitehead

A filosofia viveu um tempo de luminosidade crua em que havia contentamento (pelo menos entre os filósofos dignos de serem estudados) com a postulação das condições de possibilidade que cabiam no horizonte que essa luz podia, então, iluminar. Tudo que escapasse desse horizonte era obscuridade, irracionalidade, mera especulação e, pior de todas as ofensas: metafísica. Mas, alguma filosofia do séc. XX encontrou uma outra distribuição de luminosidade que permitiu um pensamento em claro-escuro, em tonalidades nuançadas em que a nitidez absoluta dos contornos se viu fluidificar, em que as figuras puras e sólidas se mostraram como híbridas, nebulosas derramadas, em que os objetos entraram na história e os homens se misturaram com a natureza, em que os movimentos do mundo e as imagens na consciência saíram da dualidade das qualidades primárias e secundárias e se aventuraram em novas perspectivas (aventuras que ainda atravessam desde a fenomenologia até o cinema). É neste cenário de novas distribuições que reaparece a questão da individuação apontando para uma outra concepção do indivíduo, não mais substancial e suporte de qualidades, não mais ancorado nos pares matéria e forma, atual e potencial. Tais pares se revelam insuficientes por não darem conta das impurezas que vêm à tona e das surpreendentes possibilidades inventadas (simbioses, alianças, infecções) e não somente atualizadas a partir de um potencial (filiação, reprodução). Nesse novo modo de compor, o atributo não mais se remete a um predicado qualidade, mas ao acontecimento, não mais às possibilidades latentes, mas à potência a ser inventada nas composições, nas relações constituintes dos diferentes modos de existência. Simondon foi o primeiro filósofo a levar em conta, de modo específico, o indivíduo se inventando em composição, daí ter renovado a questão da individuação e transformado o estatuto da relação. O ser é relação, tal é, com Simondon, a proposição que passa a figurar no centro do pensamento da individuação. Mas se, por um lado, havia essa promoção da relação, por outro lado, parecia não haver a liberação dos modos que, enfim, remetiam a uma natureza dos possíveis. Mesmo não funcionando como princípio, essa natureza parecia capturar os modos num potencial, de tal maneira que um novo humanismo, tão sufocante quanto qualquer outro, acompanhava toda a produção de Simondon. Não à toa, sua narrativa dos diferentes modos se fecha no encontro de uma unidade capaz de suportar o multirealismo dos híbridos que surgiam por toda parte. As metas, os sentidos do devir que povoam a obra de Simondon não seriam os ecos de uma velha moral da pureza, da luminosidade branca?Para escapar desse rebatimento da aventura dos modos em tipos privilegiados de relação que levavam a restaurar a unidade perdida, era preciso se lançar na inocência do processo das inumeráveis atividades de um tecido sem base, jogo de linhas impuras em cruzamentos inventados a cada momento. Nesse sentido: era o pensamento especulativo, expresso em sua própria escrita em zig-zag, de Whitehead já um antídoto aos possíveis rebatimentos da nova filosofia da individuação num mundo por demais reconhecido? É esse o espírito da composição nesse trabalho: a individuação simondoneana com a insistência em se entregar à aventura inocente dos processos se fazendo que se encontra em Whitehead (e nos muitos aliados que foram convocados para que outras músicas se façam ouvir).

Estimation of Standardized Effort in the Heterogeneous Gulf of Mexico Shrimp Fleet

In this paper we estimate nominal and standardized shrimping effort in the Gulf of Mexico for the years 1965 through 1993. We accomplish this by first developing a standardization method (model) and then an expansion method (model). The expansion model estimates nominal days fished for noninterview landings data. The standardization model converts nominal days fished to standard days fished. We then characterize the historical trends of the penaeid shrimp fishery byvessel configuration, relative fishing power, and nominal and standardized effort. Wherever possible, we provide comparison with previous estimates by the National Marine Fisheries Service, NOAA.

Harry Hess and sea-floor spreading

Harry Hess's hypothesis of sea-floor spreading brought together his long-standing interests in island arcs, oceanic topography, and the oceanic crust. The one unique feature of Hess's hypothesis was the origin of the oceanic crust as a hydration rind on the top of the mantle -- an idea that was not well received, even by the early converts to sea-floor spreading. Hess never changed his mind on this issue, and his stubbornness illuminates the logic of his discovery. Published and archival records show that 1) Hess became convinced the oceanic crust was a hydration rind as early as mid 1958, when he was still a fixist, 2) he devised sea-floor spreading in 1960 to reconcile the hydration-rind model with the newly discovered, high heat flow at oceanic ridge crests, and 3) Hess's new mobilist solution did the least amount of violence to his older fixist solution.

Reflexões sobre a Islamofobia nos Estados Unidos após onze de setembro de 2001: a construção discursiva da ameaça islâmica e o processo decisório em política externa

A dissertação objetiva analisar a influência da Islamofobia no processo decisório em política externa nos Estados Unidos após a data de 11 de setembro de 2001 por meio de sua apropriação por atores sociais considerados como potencialmente influentes no referido processo. A Islamofobia será conceituada a partir de um medo cultural que converte as culturas islâmicas em uma fonte de ameaça. Alinhando-se a uma perspectiva teórica que aponta para a força criativa dos discursos, se procederá à análise de alguns discursos ilustrativos para se sugerir a construção da ideia de ameça islâmica, bem como as formas através das quais o medo inspirado por tal concepção de uma ameaça islâmica alcançou as instâncias decisórias em política externa nos Estados Unidos. Por intermédio de uma análise de conteúdo que se utilizará de uma bibliografia de apoio multidisciplinar, serão abordados temas relativos à problemática de se representar as culturas, à dimensão social do medo, e às diretrizes gerais da política externa dos Estados Unidos após os Atentados Terroristas de 11 de Setembro, considerando que o desenvolvimento de tais questões subsidiará o alcance do objetivo principal do trabalho. Trata-se, em última instância, de um estudo que busca conjugar considerações sobre a política externa dos Estados Unidos com uma análise antropológica acerca da problemática das culturas, expressa a partir da conversão de uma cultura determinada em uma fonte de ameaça. Nesse sentido, a dissertação pode ser caracterizada como de natureza exploratória, uma vez que busca situar um tema pouco explorado no horizonte teórico, sobretudo em estudos sobre política externa.

Dessulfurização oxidativa do dibenzotiofeno catalisada por V2O5 suportado

A necessidade de redução da emissão de poluentes, visando diminuir os sérios problemas de poluição atmosférica enfrentados atualmente, é hoje uma das principais preocupações mundiais, provocando o surgimento de leis mais rígidas, que restringem o teor de enxofre na gasolina e no diesel. Assim, o desenvolvimento de tecnologias mais eficazes na remoção de enxofre nestes combustíveis tem recebido atenção crescente. Estas tecnologias incluem a extração física com solvente, a adsorção seletiva, processos de redução/oxidação microbiológicos e a dessulfurização oxidativa (ODS). A dessulfurização oxidativa converte os compostos de enxofre em sulfonas que podem ser facilmente separadas por processos físicos. Portanto, a ODS apresenta grande potencial para tornar-se um processo complementar a processo de hidrodessulfurização tradicional na produção de combustíveis altamente dessulfurizados. Neste contexto, este trabalho visou o estudo do desempenho de catalisadores de V2O5 suportados em alumina, sílica e sílica-alumina frente à reação de ODS do dibenzotiofeno em presença do peróxido de hidrogênio, como oxidante, e da acetonitrila, como solvente polar aprótico. Os catalisadores foram preparados por impregnação ao ponto úmido e caracterizados por difração de raios-X (DRX), análise textural, redução à temperatura programada (TPR-H2), dessorção de amônia à temperatura programa (TPD-NH3) e espectroscopia Raman. O efeito de parâmetros reacionais como quantidade de solvente, relação O/S e concentração de catalisador foram investigados, utilizando a alumina como suporte, visando estabelecer as condições reacionais que levassem a maiores valores de conversão do dibenzotiofeno (DBT). Uma vez estabelecidas estas condições, foi analisado o efeito do teor de V2O5 presente no catalisador e, posteriormente, o efeito do suporte catalítico. Os resultados obtidos mostraram a 70 C razão molar H2O2/Sde 16,6, razão carga/solvente igual a 1:1 e 100 mg do catalisador 15 % V2O5/SiO2, a conversão obtida foi de 95%

Instrument for the measurement of the fore and aft tilt of otterboards

A portable self-contained instrument has been designed and developed for the measurement of the Fore and Aft tilt of otter boards within the range —22° to + 22° with an accuracy of ± 1°. An underwater transducer fitted on the otter board converts its tilt into corresponding electrical resistance which is measured in an ohmmeter on board, both being connected by electric cable.

Picosecond pulse source for OTDM/WDM applications based on arrayed waveguide grating

A novel technique for high quality femtosecond pulse generation from a gain-switched laser diode by means of pulse compression and transformation in a compact nonlinear fiber device, based on a dispersion-imbalanced fiber loop mirror (DILM) is demonstrated. This source allows the generation of extremely high quality pulses as short as 270 fs on demand with strong suppression of pulse pedestals. Spectral filtering in arrayed waveguide grating (AWG) converts the device into a compact multiwavelength source of high-quality picosecond pulses for optical time division multiplexing/wavelength division multiplexing applications.

10-Gbits/s all-optical 3R regeneration and format conversion using a gain-switched DFB laser

A strain-compensated multiple quantum well device is used as a DFB laser, this has been optimized for low jitter gain switched operation at 10 GHz. The signal is transmitted down 80 km of standard fiber then amplified, filtered and polarization controlled before being injected into a DFB laser. The purpose of this regeneration process is to gain switch the DFB with the extracted clock signal in order to retime the converted signal. This process also simultaneously converts the input NRZ format to an output RZ data to format and results in a signal whose optical power and extinction ratio are considerably improved by the regeneration process.

The unsteady development of a turbulent wake through a downstream low-pressure turbine blade passage

This paper presents two-dimensional LDA measurements of the convection of a wake through a low-pressure (LP) turbine cascade. Previous studies have shown the wake convection to be kinematic but have not provided details of the turbulent field. The spatial resolution of these measurements has facilitated the calculation of the production of turbulent kinetic energy and this has revealed a mechanism for turbulence production as the wake converts through the bladerow. The measured ensemble-averaged velocity field confirmed the previously reported kinematics of wake convection while the measurements of the turbulence quantities showed the wake fluid to be characterised by elevated levels of turbulent kinetic energy (TKE) and to have an anisotropic structure. Based on the measured mean and turbulence quantities, the production of turbulent kinetic energy was calculated. This highlighted a TKE production mechanism that resulted in increased levels of turbulence over the rear suction surface where boundary layer transition occurs. The turbulence production mechanism within the bladerow was also observed to produce more nearly isotropic turbulence. Production occurs when the principal stresses within the wake are aligned with the mean strains. This coincides with the maximum distortion of the wake within the blade passage and provides a mechanism for the production of turbulence outside of the boundary layer.