Synthèse stéréosélective de dérivés cyclopropaniques di-accepteurs par catalyse avec des complexes de rhodium(II)

Les dérivés cyclopropaniques di-accepteurs représentent des intermédiaires synthétiques précieux dans l’élaboration de structures moléculaires complexes, ayant des applications dans plusieurs domaines de la chimie. Au cours de cet ouvrage, nous nous sommes intéressés à la synthèse de ces unités sous forme énantioenrichie en utilisant la cyclopropanation d’alcènes par catalyse avec des complexes de Rh(II) utilisant des composés diazoïques di-accepteurs comme substrats. Suite au développement initial d’une méthode de cyclopropanation d’alcènes catalytique asymétrique utilisant des nitro diazocétones, de multiples études expérimentales quant au mécanisme de stéréoinduction dans ce type de réaction ont été effectuées. Nous avons alors pu identifier le groupement p-méthoxyphénylcétone du substrat et le catalyseur Rh2(S-TCPTTL)4 comme étant une combinaison clé pour l’atteinte de diastéréosélectivités et d’excès énantiomères élevés. Ceci a mené au développement de deux autres méthodes de cyclopropanation stéréosélectives distinctes, utilisant soit une cyano diazocétone ou un céto diazoester. Nous avons démontré l’utilité des dérivés cyclopropaniques énantioenrichis obtenus par ces trois méthodes dans une panoplie de manipulations synthétiques, dont l’addition nucléophile d’amines et de cuprates, la cycloaddition formelle avec un aldéhyde, et la synthèse de dérivés cyclopropaniques importants en chimie médicinale. Une étude structurelle approfondie des complexes de Rh(II) chiraux nous a permis de déterminer les facteurs responsables de leur pouvoir d’énantioinduction dans notre système réactionnel, ce qui a d’énormes implications dans d’autres méthodologies utilisant ces mêmes catalyseurs. Le dévoilement d’une conformation inattendue dite ‘All-up’, ainsi que de la présence d’interactions stabilisantes régissant la rigidité de cet arrangement se sont avérés cruciaux dans notre compréhension du mécanisme. Dans le cadre de cette investigation, nous avons développé une méthode générale pour la synthèse de complexes de Rh(II) hétéroleptiques, multipliant ainsi le nombre de catalyseurs accessibles dans l’élaboration éventuelle de nouvelles réactions stéréosélectives, et nous permettant d’effectuer une étude structurelle plus détaillée. De plus, nous avons développé une méthode particulièrement efficace pour la synthèse d’un autre type de dérivé cyclopropanique di-accepteur par catalyse avec des complexes de Rh(II), les cyano-cyclopropylphosphonates. Les produits de cette transformation sont obtenus avec des énantiosélectivités élevées, et sont des substrats intéressants pour des réactions tandem d’ouverture de cycle par addition nucléophile / oléfination de composés carbonylés. De plus, ces composés sont des précurseurs de molécules utiles en chimie médicinale tels que les acides aminocyclopropylphosphoniques.

Hydrolyse assistée par micro-ondes : synthèse de cystéines a-substituées sur échelle multi-grammes; Synthèse catalytique énantiosélective d’alkylidènecyclopropanes 1,1-di-accepteurs

Le présent mémoire est subdivisé en deux principaux sujets. Le premier porte sur le développement d’une hydrolyse de thiazolidines assistée par micro-ondes en vue d’obtenir des cystéines a-substituées. Le second est axé sur le développement d’une méthodologie pour la synthèse catalytique énantiosélective d’alkylidènecyclopropanes 1,1-di-accepteurs. Dans un premier temps, les rôles et les utilités des acides aminés quaternaires, plus spécifiquement des cystéines a-substituées, seront abordés, puis une revue des différentes méthodes énantiosélectives pour accéder à ces unités sera effectuée. Par la suite, le développement d’une méthode rapide et efficace d’hydrolyse sous irradiation aux micro-ondes de thiazolines sera présenté. Finalement, les études menant à l’application de cette méthode à la synthèse de cystéines -substituées sur grande échelle au moyen de réacteurs en écoulement dynamique et à haut criblage seront détaillées. Dans la seconde partie, les applications ainsi que les synthèses générales des alkylidènecyclopropanes en synthèse organique seront décrites. Plus particulièrement, les applications spécifiques des alkylidènecyclopropanes 1,1-di-accepteurs ainsi que leurs synthèses seront traitées de manière exhaustive. Par la suite, le développement d’une méthodologie énantiosélective catalytique pour la synthèse d’alkylidènecyclopropanes 1,1-di-accepteurs sera présenté. L’extension de cette méthodologie à la synthèse de dérivés cyclopropanes et cyclopropènes, ainsi que l’application de réactions stéréospécifiques pour les alkylidènecyclopropanes 1,1-di-accepteurs seront brièvement discutées.

Novel synthesis of carbohydrate fused alpha-amino gamma-lactams and glycopeptides by NIS mediated ring opening of donor-acceptor substituted cyclopropanes

alpha-Amino gamma-lactams have been synthesized from carbohydrate derived cyclopropanecarboxylates using N-iodosuccinimide (NIS) and NaN3. Cyclopropane ring opening with NIS and NaN3 in different solvents has been studied. Reductive cyclization of the intermediate di-azides leads to the carbohydrate fused alpha-amino gamma-lactam and gamma-lactams. Additionally, the methodology has been successfully extended to the synthesis of a glycopeptide. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Poly(2,5-bis(2-octyldodecyl)-3,6-di(furan-2-yl)-2,5-dihydro-pyrrolo[3,4-c] pyrrole-1,4-dione-co-thieno[3,2-b]thiophene): A high performance polymer semiconductor for both organic thin film transistors and organic photovoltaics

A new diketopyrrolopyrrole (DPP)-containing donor-acceptor polymer, poly(2,5-bis(2-octyldodecyl)-3,6-di(furan-2-yl)-2,5-dihydro-pyrrolo[3,4-c] pyrrole-1,4-dione-co-thieno[3,2-b]thiophene) (PDBF-co-TT), is synthesized and studied as a semiconductor in organic thin film transistors (OTFTs) and organic photovoltaics (OPVs). High hole mobility of up to 0.53 cm 2 V -1 s -1 in bottom-gate, top-contact OTFT devices is achieved owing to the ordered polymer chain packing and favoured chain orientation, strong intermolecular interactions, as well as uniform film morphology of PDBF-co-TT. The optimum band gap of 1.39 eV and high hole mobility make this polymer a promising donor semiconductor for the solar cell application. When paired with a fullerene acceptor, PC 71BM, the resulting OPV devices show a high power conversion efficiency of up to 4.38% under simulated standard AM1.5 solar illumination.

3,6-Di(furan-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione and bithiophene copolymer with rather disordered chain orientation showing high mobility in organic thin film transistors

Pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione or diketopyrrolopyrrole (DPP) is a useful electron-withdrawing fused aromatic moiety for the preparation of donor-acceptor polymers as active semiconductors for organic electronics. This study uses a DPP-furan-containing building block, 3,6-di(furan-2-yl)pyrrolo[3,4- c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (DBF), to couple with a 2,2′-bithiophene unit, forming a new donor-acceptor copolymer, PDBFBT. Compared to its structural analogue, 3,6-di(thiophen-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (DBT), DBF is found to cause blue shifts of the absorption spectra both in solution and in thin films and a slight reduction of the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level of the resulting PDBFBT. Despite the fact that its thin films are less crystalline and have a rather disordered chain orientation in the crystalline domains, PDBFBT shows very high hole mobility up to 1.54 cm 2 V-1 s-1 in bottom-gate, top-contact organic thin film transistors.

Conjoint use of Dibenzosilole and Indan-1,3-dione Functionalities to Prepare an Efficient Non-Fullerene Acceptor for Solution-Processable Bulk-Heterojunction Solar Cells

A solution-processable, non-fullerene electron acceptor, 2,2′-(((5,5-dioctyl-5 H-dibenzo[b,d]silole-3,7-diyl)bis(thiophene-5,2-diyl))bis(methanylylidene))bis(1 H-indene-1,3(2 H)-dione) (called N5) comprised of dibenzosilole and 1,3-indanedione building blocks was designed, synthesized, and fully characterized. N5 is highly soluble in various organic solvents, has high thermal stability, and has energy levels matching those of archetypal donor poly(3-hexylthiophene). Solution-processable, bulk-heterojunction solar cells afforded promising power conversion efficiency of 2.76 % when N5 was used as a non-fullerene electron acceptor along with the conventional donor polymer poly(3-hexylthiophene). As per our knowledge, the material reported herein is the first example in the literature where synchronous use of such building blocks is demonstrated in the design an efficient, non-fullerene acceptor.

A Donor-Acceptor-Donor Structured Organic Conductor with S center dot center dot center dot S Chalcogen Bonding

A novel thiophene derivative 7,9-di(thiophen-2-yl)-8H-cyclopentaa]acenaphthylen-8-one (DTCPA) is shown to exhibit high electrical conductivity (1.97 x 10(-2) +/- 0.0018 S/cm at RT) in the crystalline state. The material shows two orders of increase in conductivity from normal solid to single crystalline state. The crystal structure has S center dot center dot center dot S chalcogen bonding, C-H center dot center dot center dot O hydrogen bonding, and pi center dot center dot center dot pi stacking as the major intermolecular interactions. The nature and strength of the S center dot center dot center dot S interactions in this structure have been evaluated by theoretical charge density analysis, and its contribution to the crystal packing quantified by Hirshfeld surface analysis. Further, thermal and morphological characterizations have been carried out, and the second harmonic generation (SHG) efficiency has been measured using the Kurtz-Perry method.

Self-assembly of Metallamacrocycles Employing a New Benzil-based Organometallic Bisplatinum(II) Acceptor

A benzil-based semi-rigid dinuclear organometallic acceptor 4,4'-bistrans-Pt(PEt3)(2)(NO3)(ethynyl)]benzil (bisPt-NO3) containing a Pt-ethynyl functionality was synthesized in good yield and characterized by multinuclear NMR (H-1, P-31, and C-13), electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS), and single-crystal X-ray diffraction analysis of the iodide analogue bisPt-I. The stoichiometric (1:1) combination of the acceptor bisPt-NO3 separately with four different ditopic donors (L-1-L-4; L-1 = 9-ethyl-3,6-di(1H-imidazol-1-yl)-9H-carbazole, L-2 = 1,4-bis((1H-imidazol-1-yl)methyl)benzene, L-3 = 1,3-bis((1H-imidazol-1-yl)methyl)benzene and L-4 = 9,10-bis((1H-imidazol-1-yl) methyl)anthracene) yielded four 2 + 2] self-assembled metallacycles M-1-M-4 in quantitative yields, respectively. All these newly synthesized assemblies were characterized by various spectroscopic techniques (NMR, IR, ESI-MS) and their sizes/shapes were predicted through geometry optimization employing the PM6 semi-empirical method. The benzil moiety was introduced in the backbone of the acceptor bisPt-NO3 due to the interesting structural feature of long carbonyl C-C bond (similar to 1.54 angstrom), which enabled us to probe the role of conformational flexibility on size and shapes of the resulting coordination ensembles.

Deposizione elettrochimica di film polimerici foto-attivi per la realizzazione di celle solari

Plastic solar cells bear the potential for large-scale power generation based on flexible, lightweight, inexpensive materials. Since the discovery of the photo-induced electron transfer from a conjugated polymer (electron-donor) to fullerene or its derivatives molecules (electron-acceptors), followed by the introduction of the bulk heterojunction concept which means donors and acceptors blended together to realize the fotoactive layer, materials and deposition techniques have been extensively studied. In this work, electrochemical-deposition methods of polymeric conductive films were studied in order to realize bulk heterojunction solar cells. Indium Tin Oxide (ITO) glass electrodes modified with a thin layer of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) were electrochemically prepared under potentiodynamic and potentiostatic conditions; then those techniques were applied for the electrochemical co-deposition of donor and acceptor on modified ITO electrode to produce the active layer (blend). For the deposition of the electron-donor polymer the electropolymerization of many functionalized thiophene monomers was investigated while, as regards acceptors, fullerene was used first, then the study was focused on its derivative PCBM ([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester). The polymeric films obtained (PEDOT and blend) were electrochemically and spectrophotometrically characterized and the film thicknesses were evaluated by atomic force microscopy (AFM). Finally, to check the performances and the efficiency of the realized solar cells, tests were carried out under standard conditions. Nowadays bulk heterojunction solar cells are still poorly efficient to be competitively commercialized. A challenge will be to find new materials and better deposition techniques in order to obtain better performances. The research has led to several breakthroughs in efficiency, with a power conversion efficiency approaching 5 %. The efficiency of the solar cells produced in this work is even lower (lower than 1 %). Despite all, solar cells of this type are interesting and may represent a cheaper and easier alternative to traditional silicon-based solar panels.

A photophysical study of excited state dynamics in donor-acceptor copolymer photovoltaic blends

This thesis deals with the investigation of charge generation and recombination processes in three different polymer:fullerene photovoltaic blends by means of ultrafast time-resolved optical spectroscopy. The first donor polymer, namely poly[N-11"-henicosanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4',7'-di-2-thienyl-2',1',3'-benzothiadiazole)] (PCDTBT), is a mid-bandgap polymer, the other two materials are the low-bandgap donor polymers poly[2,6-(4,4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b;3,4-b']-dithiophene)-alt-4,7-(2,1,3-benzothiadiazole) (PCPDTBT) and poly[(4,4'-bis(2-ethylhexyl)dithieno[3,2-b:2',3'-d]silole)-2,6-diyl-alt-(2,1,3-benzothiadiazole)-4,7-diyl] (PSBTBT). Despite their broader absorption, the low-bandgap polymers do not show enhanced photovoltaic efficiencies compared to the mid-bandgap system.rnrnTransient absorption spectroscopy revealed that energetic disorder plays an important role in the photophysics of PCDTBT, and that in a blend with PCBM geminate losses are small. The photophysics of the low-bandgap system PCPDTBT were strongly altered by adding a high boiling point cosolvent to the polymer:fullerene blend due to a partial demixing of the materials. We observed an increase in device performance together with a reduction of geminate recombination upon addition of the cosolvent. By applying model-free multi-variate curve resolution to the spectroscopic data, we found that fast non-geminate recombination due to polymer triplet state formation is a limiting loss channel in the low-bandgap material system PCPDTBT, whereas in PSBTBT triplet formation has a smaller impact on device performance, and thus higher efficiencies are obtained.rn

Dalla catalisi all’inibizione della crescita da contatto: le molteplici funzioni di O-acetilserina sulfidrilasi batterica

CysK, uno degli isoenzimi di O-acetilserina sulfidrilasi (OASS) presenti in piante e batteri, è un enzima studiato da molto tempo ed il suo ruolo fisiologico nella sintesi della cisteina è stato ben definito. Recentemente sono state scoperte altre funzioni apparentemente non collegate alla sua funzione enzimatica (moonlighting). Una di queste è l’attivazione di una tossina ad attività tRNAsica, CdiA-CT, coinvolta nel sistema di inibizione della crescita da contatto (CDI) di ceppi patogeni di E. coli. In questo progetto abbiamo studiato il ruolo di CysK nel sistema CDI e la formazione di complessi con due differenti partner proteici: CdiA-CT e CysE (serina acetiltransferasi, l’enzima che catalizza la reazione precedente nella biosintesi della cisteina). I due complessi hanno le stesse caratteristiche spettrofluorimetriche e affinità molto simili, ma la cinetica di raggiungimento dell’equilibrio per il complesso tossina:CysK è più lenta che per il complesso CysE:CysK (cisteina sintasi). In entrambi i casi la formazione veloce di un complesso d’incontro è seguita da un riarrangiamento conformazionale che porta alla formazione di un complesso ad alta affinità. L’efficienza di formazione del complesso cisteina sintasi è circa 200 volte maggiore rispetto al complesso CysK:tossina. Una differenza importante, oltre alla cinetica di formazione dei complessi, è la stechiometria di legame. Infatti mentre CysE riesce a legare solo uno dei due siti attivi del dimero di CysK, nel complesso con CdiA-CT entrambi i siti attivi dell’enzima risultano essere occupati. Le cellule isogeniche esprimono un peptide inibitore della tossina (CdiI), e sono quindi resistenti all’azione tRNAsica. Tuttavia, siccome CdiI non altera la formazione del complesso CdiA-CT:CysK, CdiA-CT può esercitare comunque un ruolo nel metabolismo della cisteina e quindi nella fitness dei batteri isogenici, attraverso il legame e l'inibizione di CysK e la competizione con CysE. La via biosintetica della cisteina, un precursore di molecole riducenti, risulta essere molto importante per i batteri soprattutto in condizioni avverse come all’interno dei macrofagi nelle infezioni persistenti. Perciò questa via metabolica è di interesse per lo sviluppo di nuovi antibiotici, e in particolare le due isoforme dell’OASS negli enterobatteri, CysK e CysM, sono potenziali target per lo sviluppo di nuove molecole ad azione antibatterica. Partendo dall’analisi delle modalità di interazione con CysK del suo partner ed inibitore fisiologico, CysE, si è studiato dapprima l’interazione di pentapeptidi che mimassero la regione C-terminale di quest'ultimo, e in base ai dati ottenuti sono stati sviluppati piccoli ligandi sintetici. La struttura generale di questi composti è costituita da un gruppo acido ed un gruppo lipofilo, separati da un linker ciclopropanico che mantiene questi due gruppi in conformazione trans, ottimale per l’interazione col sito attivo dell’enzima. Sulla base di queste considerazioni, di docking in silico e di dati sperimentali ottenuti con la tecnica dell’STD-NMR e con saggi di binding spettrofluorimetrici, si è potuta realizzare una analisi di relazione struttura-attività che ha portato via via all’ottimizzazione dei ligandi. Il composto più affine che è stato finora ottenuto ha una costante di dissociazione nel range del nanomolare per entrambe le isoforme, ed è un ottimo punto di partenza per lo sviluppo di nuovi farmaci.

Influence of iodine value on combustion and NOx emission characteristics of a DI diesel engine

Biodiesel is a renewable fuel that has been shown to reduce many exhaust emissions, except oxides of nitrogen (NOx), in diesel engine cars. This is of special concern in inner urban areas that are subject to strict environmental regulations, such as EURO norms. Also, the use of pure biodiesel (B100) is inhibited because of its higher NOx emissions compared to petroleum diesel fuel. The aim of this present work is to investigate the effect of the iodine value and cetane number of various biodiesel fuels obtained from different feed stocks on the combustion and NOx emission characteristics of a direct injection (DI) diesel engine. The biodiesel fuels were chosen from various feed stocks such as coconut, palm kernel, mahua (Madhuca indica), pongamia pinnata, jatropha curcas, rice bran, and sesame seed oils. The experimental results show an approximately linear relationship between iodine value and NOx emissions. The biodiesels obtained from coconut and palm kernel showed lower NOx levels than diesel, but other biodiesels showed an increase in NOx. It was observed that the nature of the fatty acids of the biodiesel fuels had a significant influence on the NOx emissions. Also, the cetane numbers of the biodiesel fuels are affected both premixed combustion and the combustion rate, which further affected the amount of NOx formation. It was concluded that NOx emissions are influenced by many parameters of biodiesel fuels, particularly the iodine value and cetane number.

Le infrastrutture viarie dismesse o declassate ed il progetto di paesaggio

Paesaggio ed infrastrutture viarie sono un binomio molto forte: il primo ha insito il concetto di accessibilità, in quanto non può esistere senza la presenza di un osservatore; la strada, invece, trova i fattori che la connotano nel suo rapporto con la morfologia su cui insiste. Le infrastrutture viarie sono elemento strutturale e strutturante non solo di un territorio, ma anche di un paesaggio. Le attuali esigenze di mobilità portano oggi a ripensare ed adeguare molte infrastrutture viarie: laddove è possibile si potenziano le strutture esistenti, in diversi casi si ricorre a nuovi tracciati o a varianti di percorso. Porsi il problema di conservare itinerari testimoni della cultura materiale ed economica di una società implica considerazioni articolate, che travalicano i limiti del sedime: una via è un organismo più complesso della semplice linea di trasporto in quanto implica tutta una serie di manufatti a supporto della mobilità e soprattutto il corridoio infrastrutturale che genera e caratterizza, ovvero una porzione variabile di territorio definita sia dal tracciato che dalla morfologia del contesto. L’evoluzione dei modelli produttivi ed economici, che oggi porta quote sempre maggiori di popolazione a passare un tempo sempre minore all’interno del proprio alloggio, rende la riflessione sulle infrastrutture viarie dismesse o declassate occasione per la progettazione di spazi per l’abitare collettivo inseriti in contesti paesaggistici, tanto urbani che rurali, tramite reti di percorsi pensate per assorbire tagli di mobilità specifici e peculiari. Partendo da queste riflessioni la Tesi si articola in: Individuazioni del contesto teorico e pratico: Lo studio mette in evidenza come la questione delle infrastrutture viarie e del loro rapporto con il paesaggio implichi riflessioni incrociate a diversi livelli e tramite diverse discipline. La definizione dello spazio fisico della strada passa infatti per la costruzione di un itinerario, un viaggio che si appoggia tanto ad elementi fisici quanto simbolici. La via è un organismo complesso che travalica il proprio sedime per coinvolgere una porzione ampia di territorio, un corridoio variabile ed articolato in funzione del paesaggio attraversato. Lo studio propone diverse chiavi di lettura, mettendo in luce le possibili declinazioni del tema, in funzione del taglio modale, del rapporto con il contesto, del regime giuridico, delle implicazioni urbanistiche e sociali. La mobilità dolce viene individuata quale possibile modalità di riuso, tutela e recupero, del patrimonio diffuso costituito dalle diversi reti di viabilità. Antologia di casi studio: Il corpo principale dello studio si basa sulla raccolta, analisi e studio dello stato dell’arte nel settore; gli esempi raccolti sono presentati in due sezioni: la prima dedicata alle esperienze più significative ed articolate, che affrontano il recupero delle infrastrutture viarie a più livelli ed in modo avanzato non concentrandosi solo sulla conversione del sedime, ma proponendo un progetto che coinvolga tutto il corridoio attraversato dall’infrastruttura; la seconda parte illustra la pratica corrente nelle diverse realtà nazionali, ponendo in evidenza similitudini e differenze tra i vari approcci.

Assetti proprietari e meccanismi di governance nelle imprese familiari [Finacial reporting in small family firms : searching for a new framework]

SOMMARIO: 1. La “governance” nelle aziende familiari: rilevanza, aspetti distintivi e criticità. 2. Il ruolo della compagine proprietaria nella definizione dei meccanismi di governo. 3. Composizione e funzioni del consiglio d’amministrazione. 4. I patti di famiglia come strumento di disciplina dei rapporti impresa-famiglia. 5. Considerazioni conclusive: prospettive di analisi e scenari futuri negli studi sulla governance delle imprese familiari.