Synthetic, spectroscopic and structural studies on uranium and thorium complexes of diphosphazane dioxides

Co-ordination complexes of the diphosphazane dioxides Ph(2)P(O)N(Pr-i)P(O)Ph(2) L(1). Ph(2)P(O)N(Pr-i)P(O)Ph(OC(6)H(4)Me-4) L(2) and Ph(2)P(O)N(Pr-i)P(O)(O2C12H8) L(3) with UO22+ or Th4+ ions have been synthesised and characterised by IR and NMR spectroscopy. The structures of [UO2(NO3)(2)L(1)] and [Th(NO3)(2)L(3)(1)][Th(NO3)(6)] are established by X-ray crystallography. In the former, the uranyl ion is bonded to two bidentate nitrate groups and the two phosphoryl groups of the ligand L(1); the co-ordination polyhedron around the metal is a hexagonal bipyramid. The cationic moiety in the thorium complex contains three bidentate diphosphazane dioxide ligands and two bidentate nitrate groups around the ten-co-ordinated metal.

syn-Benzene dioxides: chemoenzymatic synthesis from 2,3-cis-dihydrodiol derivatives of monosubstituted benzenes and their application in the synthesis of regioisomeric 1,2- and 3,4-cis-dihydrodiols and 1,4-dioxocins

cis-2,3-Dihydrodiol metabolites of monosubstituted halobenzenes and toluene have been used as synthetic precursors of the corresponding 3,4-cis-dihydrodiols. Enantiopure syn-benzene dioxide intermediates were reduced to the 3,4-cis-dihydrodiols and thermally racemised via the corresponding 1,4-dioxocins. The syn-benzene dioxide-1,4-dioxocin valence tautomeric equilibrium ratio was found to be dependent on the substituent position. The methodology has also been applied to the synthesis of both enantiomers of the 1,2-(ipso)- and 3,4-cis-dihydrodiols of toluene. This chemoenzymatic approach thus makes available, for the first time, all three possible cis-dihydrodiol regioisomers of a monosubstituted benzene.

Chemoenzymatic synthesis of the trans-dihydrodiol isomers of monosubstituted benzenes via anti-benzene dioxides

Enantiopure cis-2,3-dihydrodiols, available from dioxygenase-catalysed cis-dihydroxylation of monosubstituted benzene substrates, have been used as synthetic precursors of the corresponding trans-3,4-dihydrodiols. The six-step chemoenzymatic route from cis-dihydrodiol precursors, involving acetonide, tetraol, dibromodiacetate and diepoxide intermediates, and substitution of vinyl bromide and iodide atoms, has been used in the synthesis of ten trans-dihydrododiol derivatives of substituted benzenes. The general applicability of the method has been demonstrated by its use in the synthesis of both enantiomers of the trans-1,2- and 3,4-dihydrodiol derivatives of toluene.

Reduction of environmental effects of civil aircraft through multi-objective flight plan optimisation

With rising environmental alarm, the reduction of critical aircraft emissions including carbon dioxides (CO2) and nitrogen oxides (NOx) is one of most important aeronautical problems. There can be many possible attempts to solve such problem by designing new wing/aircraft shape, new efficient engine, etc. The paper rather provides a set of acceptable flight plans as a first step besides replacing current aircrafts. The paper investigates a green aircraft design optimisation in terms of aircraft range, mission fuel weight (CO2) and NOx using advanced Evolutionary Algorithms coupled to flight optimisation system software. Two multi-objective design optimisations are conducted to find the best set of flight plans for current aircrafts considering discretised altitude and Mach numbers without designing aircraft shape and engine types. The objectives of first optimisation are to maximise range of aircraft while minimising NOx with constant mission fuel weight. The second optimisation considers minimisation of mission fuel weight and NOx with fixed aircraft range. Numerical results show that the method is able to capture a set of useful trade-offs that reduce NOx and CO2 (minimum mission fuel weight).

Gender-specific differences of interaction between obesity and air pollution on stroke and cardiovascular diseases in Chinese adults from a high pollution range area: A large population based cross sectional study

Background Little information exists regarding the interaction effects of obesity with long-term air pollution exposure on cardiovascular diseases (CVDs) and stroke in areas of high pollution. The aim of the present study is to examine whether obesity modifies CVD-related associations among people living in an industrial province of northeast China. Methods We studied 24,845 Chinese adults, aged 18 to 74 years old, from three Northeastern Chinese cities in 2009 utilizing a cross-sectional study design. Body weight and height were measured by trained observers. Overweight and obesity were defined as a body mass index (BMI) between 25–29.9 and ≥ 30 kg/m2, respectively. Prevalence rate and related risk factors of cardiovascular and cerebrovascular diseases were investigated by a questionnaire. Three-year (2006–2008) average concentrations of particulate matter (PM10), sulfur dioxide (SO2), nitrogen dioxides (NO2), and ozone (O3) were measured by fixed monitoring stations. All the participants lived within 1 km of air monitoring sites. Two-level logistic regression (personal level and district-specific pollutant level) was used to examine these effects, controlling for covariates. Results We observed significant interactions between exposure and obesity on CVDs and stroke. The associations between annual pollutant concentrations and CVDs and stroke were strongest in obese subjects (OR 1.15–1.47 for stroke, 1.33–1.59 for CVDs), less strong in overweight subjects (OR 1.22–1.35 for stroke, 1.07–1.13 for CVDs), and weakest in normal weight subjects (OR ranged from 0.98–1.01 for stroke, 0.93–1.15 for CVDs). When stratified by gender, these interactions were significant only in women. Conclusions Study findings indicate that being overweight and obese may enhance the effects of air pollution on the prevalence of CVDs and stroke in Northeastern metropolitan China. Further studies will be needed to investigate the temporality of BMI relative to exposure and onset of disease.

New main group ligands for complexation with transition and inner transition elements

Symmetrical and unsymmetrical diphosphinoamines of the type X(2)PN(R)PX(2) and X(2)PN(R)YY' offer vast scope for the synthesis of a variety of transition metal organometallic complexes. Diphosphinoamines can be converted into their dioxides which are also accessible from appropriate (chloro)phosphane oxide precursors. The diphosphazane dioxides form an interesting series of complexes with lanthanide and actinide elements. Structural and spectroscopic studies have been carried out on a wide range of transition metal complexes incorporating linear P-N-P ligands and judiciously functionalized cyclophosphazanes and cyclo-phosphazenes.

Reaction of normal and pseudo 2-formylbenzenesulfonyl chlorides with amines:experimental and theoretical studies on the structure of 2-formyl benzenesulfonamides in solid, solution and gas phases

The reaction of 2-formylbenzenesulfonyl chloride 1 and its pseudo isomer 2 with primary amines give either the corresponding sulfonamido Schiff bases or the corresponding 2-formylbenzenesulfonamide depending on the concentration of the amine used. The derivatives exist as an equilibrium mixture of the corresponding sulfonamide and 2-alkyl-3-hydroxy(or 3-aminoalkyl)-benzisothiazole-1,1-dioxide. Spectroscopic studies suggest that 2-formylbenzenesulfonamides exist as benzisothiazole-1,1-dioxides in the solid state, as a mixture of 2-formylbenzenesulfonamide and the corresponding benzisothiazole-1,1-dioxide in solution and as 2-formyl-benzenesulfonamides in the gas phase.

Sínteses e caracterizações de TiO2 puro, dopado e co-dopado pelo método sol-gel e suas atividades fotocatalíticas

Nanopartículas de dióxido de titânio vêm sendo extensamente empregadas como fotocatalisa-dores, já que são eficientes na degradação de diversos poluentes. Visando a obtenção de titâ-nias com diferentes propriedades, realizaram-se sínteses através do método sol-gel, a partir da hidrólise do tetraisopropóxido de titânio (IV) TIPP e seguindo-se os princípios da Química Verde, dispensando-se temperaturas e pressões elevadas. Foi estudada a influência de dife-rentes parâmetros, como: pH, solvente, razão molar álcool/TIPP e ordem de adição dos rea-gentes. Foram obtidas titânias na forma cristalina anatásio, nanométricas, com elevadas áreas superficiais específicas e predominantemente mesoporosas. Visando-se obter titânias com melhores propriedades óticas, isto é, capazes de sofrer a fotoativação pela luz visível, foram sintetizadas titânias dopadas e co-dopadas com os metais ferro e rutênio (Fe3+ e Ru3+) e o a-metal N (N3). A síntese desses materiais também foi realizada através do método sol-gel, sendo a dopagem realizada durante o processo de hidrólise. As amostras foram caracterizadas na forma de pó por difração de raios-X, adsorção-dessorção de nitrogênio, microscopia ele-trônica de varredura e espectroscopia de refletância difusa no UV-Visível. A titânia pura a-presentou como única fase cristalina o anatásio, quando calcinada até 400 C, com a presença de traços de brookita. A partir de 600 C, observou-se o aparecimento da fase rutilo, que em 900C foi a única fase encontrada na titânia. A dopagem com Ru3+dificultou a transformação de fase anatásio para rutilo, ao contrário da dopagem com Fe3+. O processo de co-dopagem acelerou a formação de rutilo, que se apresentou como única fase nas amostras calcinadas a 600 C. As titânias dopadas apresentaram uma leve diminuição na energia de bandgap, sendo os dopantes capazes de deslocar a absorção para o vermelho. Foram realizados testes fotoca-talíticos visando à degradação do azocorante Reactive Yellow 145 com lâmpada de vapor de mercúrio de 125 W a fim de se comparar as atividades fotocatalíticas das titânias puras, dopa-das e co-dopadas, calcinadas a 300C. De todas as titânias sintetizadas, a titânia pura foi a que melhor degradou o corante, tendo um desempenho semelhante ao do TiO2 P25, da Evo-nik

First-principles study of ground-state properties and high pressure behavior of ThO2

The mechanical properties, electronic structure and phonon dispersion of ground state ThO2 as well as the structure behavior up to 240 GPa are studied using first-principles density-functional theory. Our calculated elastic constants indicate that both the ground-state fluorite structure and high pressure cotunnite structure of ThO2 are mechanically stable. The bulk modulus, shear modulus, and Young's modulus of cotunnite ThO2 are all smaller by approximately 25% compared with those of fluorite ThO2. The Poisson's ratios of both structures are approximately equal to 0.3 and the hardness of fluorite ThO2 is 22.4 GPa. The electronic structure and bonding nature of fluorite ThO2 are fully analyzed, and show that the Th-O bond displays a mixed ionic/covalent character. The phase transition from the fluorite to cotunnite structure is calculated to occur at the pressure of 26.5 GPa, consistent with recent experimental measurement by ldiri et al. [1]. For the cotunnite phase it is further predicted that an isostructural transition takes place in the pressure region of 80-130 GPa.

Enzymatic and chemoenzymatic synthesis of arene trans-dihydrodiols

Several potential approaches to the enzyme-catalysed synthesis of arene trans-diols have been examined including epoxidation/hydrolysis, bis-benzylic hydroxylation, cis-dihydroxylation/alcohol dehydrogenation/ketone reduction, cisdihydroxylation/cis-trans isomerisation. and multi-enzyme synthesis of trans-dihydrodiol secondary metabolites from primary metabolites. The lack of general applicability of these enzymatic methods has led to the development of several chemoenzymatic routes for the synthesis of a series of trans-dihydrodiols from the readily available cis-dihydrodiol precursors. Partial hydrogenation of cis-dihydrodiol metabolites to yield the corresponding cis-tetrahydrodiols followed by a regioselective Mitsunobu inversion process gave trans-tetrahydrodiols that were in turn converted to trans-dihydrodiols. The formation of anti-benzene dioxides or iron tricarbonyl complexes from the corresponding cis-dihydrodiol precursors provided shorter and more convenient chemoenzymatic routes to trans-dihydrodiols. The application of cis-dihydrodiol metabolites of polycyclic azaarenes in the synthesis of the corresponding arene oxides followed by chemical hydrolysis provides a convenient route to trans-dihydrodiols. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Novos métodos de síntese de 4-quinolonas e benzo[b]acridonas

As 4-quinolonas e as acridonas são duas importantes famílias de compostos heterocíclicos azotados naturais que apresentam uma variedade de importantes aplicações biológicas. As 4-quinolonas têm sido objecto de extensos estudos devido às suas potenciais aplicações como fortes agentes citotóxicos, antimitóticos e anti-plaquetários e como protectores cardiovasculares, mas o seu uso é principalmente como antibióticos de largo espectro. As acridonas são conhecidas por apresentarem importante actividade antiviral, antiparasitária, contra a leishmania e a malária, e anticancerígena. A variedade de importantes aplicações biológicas das 4-quinolonas e das acridonas e a contínua procura pela comunidade científica de novas substâncias com actividades biológicas atractivas destaca estes compostos como alvos interessantes para a preparação de novos derivados e/ou para o desenvolvimento de novos métodos de síntese destas duas famílias de compostos. No primeiro capítulo desta dissertação descreve-se a síntese dos compostos de partida que tiveram de ser previamente preparados para o desenvolvimento das novas rotas de síntese apresentadas nos capítulos seguintes. A 4-cloro-3- formilquinolina foi obtida através da reacção de Vilsmeier-Haack da 2’-aminoacetofenona enquanto que a 3-formilquinolin-4(1H)-ona foi facilmente preparada por hidrólise ácida da anterior. Foi necessário proteger o grupo amina da quinolin-4(1H)-ona para evitar reacções secundárias e foram descritas as reacções de protecção com o grupo metilo, etoxicarbonilo e ptoluenossulfonilo. Os 2,2-dióxidos de 1,3-di-hidrobenzo[c]tiofeno, necessários para o estudo das reacções de Diels-Alder, não se encontram disponíveis comercialmente e a sua síntese é também descrita. No segundo capítulo reporta-se uma nova e eficiente rota de síntese de (Z)- e (E)-3-estirilquinolin-4(1H)-onas a partir da reacção de Wittig da 4-cloro-3- formilquinolina e de 3-formilquinolin-4(1H)-onas com benzilidenotrifenilfosforanos. As (Z)-3-estirilquinolin-4(1H)-onas foram obtidas com elevada diastereoselectividade a partir da reacção das 3-formilquinolin- 4(1H)-onas N-protegidas enquanto que as (E)-3-estirilquinolin-4(1H)-onas foram preparadas através da reacção de Wittig da 4-cloro-3-formilquinolina seguida da hidrólise ácida das respectivas (Z)- e (E)-4-cloro-3-estirilquinolinas obtidas. Ambas as rotas sintéticas são eficientes, independentemente dos substituintes dos benzilidenotrifenilfosforanos. No terceiro capítulo, descreve-se um novo método de síntese de novas benzo[b]acridonas a partir da reacção de Diels-Alder de 3-formilquinolin-4(1H)- onas N-protegidas, que actuam como dienófilos, com dienos altamente reactivos, os orto-benzoquinodimetanos, preparados in situ através da extrusão térmica do dióxido de enxofre dos respectivos 2,2-dióxidos de 1,3-dihidrobenzo[ c]tiofeno. A reacção de cicloadição das 3-formilquinolin-4(1H)-onas N-protegidas com orto-benzoquinodimetanos origina as benzo[b]-1,6,6a,12atetra- hidroacridin-12(7H)-onas esperadas, que são o resultado da referida cicloadição seguida de desformilação in situ, e mostrou ser eficiente apenas quando o grupo amina está derivatizado com um grupo sacador de electrões. A desidrogenação destas benzo[b]-1,6,6a,12a-tetra-hidroacridin-12(7H)-onas em dimetilsulfóxido utilizando uma quantidade catalítica de iodo foi também descrita e originou como produto principal as benzo[b]acridin-12(7H)-onas N-desprotegidas. Todos os compostos novos sintetizados foram caracterizados por diversas técnicas analíticas, especialmente por estudos espectroscópicos de ressonância magnética nuclear (RMN), incluindo espectros de 1H e 13C, bidimensionais de correlação espectroscópica homonuclear e heteronuclear e de efeito nuclear de Overhauser (NOESY). Foram também efectuados, sempre que possível, espectros de massa (EM) e análises elementares ou espectros de massa de alta resolução (EMAR) para todos os compostos novos sintetizados. O tautomerismo da 3-formil- e 3-estirilquinolin-4(1H)-onas e as isomerizações (E) (Z) e rotacional das 3-estirilquinolin-4(1H)-onas e das 4-cloro-3-estirilquinolinas foram estudados através de ressonância magnética nuclear experimental (RMN 1H e 13C) e teórica [B3LYP/6-311++G(d,p)].

4-Quinolonas: novos métodos de síntese e transformação em acridonas

A presente dissertação é constituída por quatro capítulos, organizados em introdução geral, discussão do trabalho desenvolvido na síntese de quinolin-4(1H)-onas e acridonas, caracterização estrutural dos novos compostos sintetizados e parte experimental. No primeiro capítulo desta dissertação é apresentada uma breve revisão bibliográfica de quinolin-4(1H)-onas e acridonas, abrangendo a respectiva nomenclatura, ocorrência natural e métodos de síntese. O segundo capítulo engloba estudos da reactividade de (E)-2-estirilquinolin-4(1H)-onas e (E)-N-(2-acetilfenil)-3-arilacrilamidas como dienófilos com o-benzoquinodimetanos, gerados in situ a partir da extrusão quelotrópica do dióxido de enxofre de 2,2-dióxidos de 1,3-di-hidrobenzo[c]tiofenos. Estes estudos conduziram à obtenção de novas 2-(3-aril-1,2,3,4-tetra-hidronaftalen-2-il)-1-metilquinolin-4(1H)-onas e análogos não substituídos no átomo de azoto N1 da quinolin-4(1H)-ona. Em seguida foram estudadas as reações de desidrogenação e fotociclização dos compostos obtidos anteriormente, com vista à obtenção de novas 2-(3-arilnaftalen-2-il)-1-metilquinolin-4(1H)-onas, análogos não substituídos em N1 e de novas acridonas. No segundo capítulo também é abordada a síntese dos compostos precursores, as (E)-N-(2-acetilfenil)-3-arilacrilamidas, as (E)-2-estirilquinolin-4(1H)-onas e os 2,2-dióxidos de 1,3-di-hidrobenzo[c]tiofenos. No terceiro capitulo é discutida a caracterização estrutural das novas quinolin-4(1H)-onas e acridona sintetizadas, com estudos de espetroscopia de ressonância magnética nuclear 1D (1H e 13C) e 2D (homo- e heteronuclear). O quarto capítulo inclui toda a parte experimental, contendo os procedimentos optimizados para a síntese e purificação destes compostos, e a caracterização estrutural dos novos compostos sintetizados.

Antimicrobial activity of quinoxaline 1,4-dioxide and three derivatives

O presente trabalho descreve o estudo da actividad e antimicrobiana de quarto derivados da quinoxalina N,N-dióxido: quinoxalina 1,4-dióxido, 2-metilquinoxalina 1,4- dióxido, 6-cloro-2,3-dimetilquinoxalina 1,4-dióxido e 3-benzoil-2-metilquinoxalina 1,4- dióxido contra as estirpes bacterianas Geobacillus stearothermophilus ATCC 10149, Escherichia coli ATCC 25922, Escherichia coli HB101, Escherichia coli (blaTEM, blaCTX-M) e Salmonella (blaCTX-M), assim como contra a estirpe de levedura Saccharomyces cerevisiae PYCC 4072. A determinação da concentração mínima inibitória (MIC) foi realizada pelo método de diluição. Os valores de MIC’s foram estimados para cada composto e estirpe. Os resultados obtidos sugerem potenciais novas drogas para quimioterapia.

Synthesis and spectral studies of methyl heterocylic systems

2-Carboxy-2?-methyldiphenyl sulfide was prepared by the Ullmann reaction and cyclodehydrated by sulfuric acid to afford 4-methylthioxanthone. 1-Methylthioxanthone was separated from the reaction mixture obtained upon cyclodehydration of 2-carboxy-3f-methyldiphenyl sulfide. In addition, 1-, 2-, 3- and 4-methylthioxanthone 10,10-dioxides were synthesized by oxidation of the corresponding thioxanthones. o-, m- and p-N-Tolylanthranilic acids were prepared by the Ullmann reaction and used as precursors for the preparation of 1-, 2- and 4- methyl-9-chloroacridine and finally 1-, 2-, 3- and 4-methylacridone. High resolution, 60 MHz PMR spectra were obtained on the four monomethyl isomers of xanthone, thioxanthone, thioxanthone 10,10-dioxide and acridone, and on 1-, 2- and 4-methyl-9-chloroacridine. For some compounds, coupling of all three different aromatic protons to the methyl was observed, two of the couplings typically being smaller than the third. With the large (ortho) coupling being on the order of 0.5 to 1.0 Hz, it was necessary to decouple the aromatic part of the spectrum. The magnitude of the ortho benzylic constant may be related to an incomplete Tr-bond delocalization in the molecules.