Catalytic Asymmetric Transfer Hydrogenation of Imines: Recent Advances

In this review article recent developments in the asymmetric transfer hydrogenation of imines from 2008 up to today are presented. The main methodology involves either metal-catalyzed procedures in the presence of a chiral ligand or organocatalyzed technologies using a Hantzsch ester and a chiral BINOL-derived phosphoric acid. The most important procedures are collected, paying special attention to the application of this methodology in synthetic organic chemistry.

Multidimensional modelling to investigate interspecies hydrogen transfer in anaerobic biofilms

Anaerobic digestion is a multistep process, mediated by a functionally and phylogenetically diverse microbial population. One of the crucial steps is oxidation of organic acids, with electron transfer via hydrogen or formate from acetogenic bacteria to methanogens. This syntrophic microbiological process is strongly restricted by a thermodynamic limitation on the allowable hydrogen or formate concentration. In order to study this process in more detail, we developed an individual-based biofilm model which enables to describe the processes at a microbial resolution. The biochemical model is the ADM1, implemented in a multidimensional domain. With this model, we evaluated three important issues for the syntrophic relationship: (i) is there a fundamental difference in using hydrogen or formate as electron carrier? (ii) Does a thermodynamic-based inhibition function produced substantially different results from an empirical function? and; (iii) Does the physical colocation of acetogens and methanogens follow directly from a general model. Hydrogen or formate as electron carrier had no substantial impact on model results. Standard inhibition functions or thermodynamic inhibition function gave similar results at larger substrate field grid sizes (> 10 mu m), but at smaller grid sizes, the thermodynamic-based function reduced the number of cells with long interspecies distances (> 2.5 mu m). Therefore, a very fine grid resolution is needed to reflect differences between the thermodynamic function, and a more generic inhibition form. The co-location of syntrophic bacteria was well predicted without a need to assume a microbiological based mechanism (e.g., through chemotaxis) of biofilm formation.

Studio della reazione di hydrogen-transfer di metil levulinato con etanolo in fase vapore: effetto del palladio supportato su catalizzatori contenenti zirconio

La valorizzazione di biomasse lignocellulosiche rappresenta la strada che la chimica può percorrere per svincolarsi dalle fonti fossili e virare verso un futuro incentrato sulla sostenibilità ambientale. In quest’ottica, l’acido levulinico (AL) e i suoi esteri, detti alchil levulinati, ottenibili dalla valorizzazione di biomasse di scarto, rappresentano una classe di composti di grande interesse industriale. Infatti, dalla loro riduzione è possibile ottenere g-valerolattone (GVL), un’importante molecola piattaforma per l’industria chimica, o alchil valerati, composti interessanti per diverse branche dell’industria chimica e per la formulazione di bio-carburanti. Già da tempo è nota la possibilità di effettuare la riduzione di AL in fase liquida in presenza di alcoli come H-Donor secondo un meccanismo detto Catalytic Transfer Hydrogenation che può essere promosso da ossido di zirconio (ZrO2). Recentemente, è stato ottimizzato un processo che impiega i reagenti appena citati in un reattore continuo operante in fase gassosa con ZrO2 come catalizzatore. In questo lavoro, si è dopato tale sistema catalitico con palladio, al fine di promuovere le reazioni di riduzione consecutiva al GVL e si sono ottimizzati i parametri operativi come tempo di contatto, temperatura e rapporto tra substrato e H-Donor.

Characterization of the hcnABC gene cluster encoding hydrogen cyanide synthase and anaerobic regulation by ANR in the strictly aerobic biocontrol agent Pseudomonas fluorescens CHA0.

The secondary metabolite hydrogen cyanide (HCN) is produced by Pseudomonas fluorescens from glycine, essentially under microaerophilic conditions. The genetic basis of HCN synthesis in P. fluorescens CHA0 was investigated. The contiguous structural genes hcnABC encoding HCN synthase were expressed from the T7 promoter in Escherichia coli, resulting in HCN production in this bacterium. Analysis of the nucleotide sequence of the hcnABC genes showed that each HCN synthase subunit was similar to known enzymes involved in hydrogen transfer, i.e., to formate dehydrogenase (for HcnA) or amino acid oxidases (for HcnB and HcnC). These similarities and the presence of flavin adenine dinucleotide- or NAD(P)-binding motifs in HcnB and HcnC suggest that HCN synthase may act as a dehydrogenase in the reaction leading from glycine to HCN and CO2. The hcnA promoter was mapped by primer extension; the -40 sequence (TTGGC ... ATCAA) resembled the consensus FNR (fumarate and nitrate reductase regulator) binding sequence (TTGAT ... ATCAA). The gene encoding the FNR-like protein ANR (anaerobic regulator) was cloned from P. fluorescens CHA0 and sequenced. ANR of strain CHA0 was most similar to ANR of P. aeruginosa and CydR of Azotobacter vinelandii. An anr mutant of P. fluorescens (CHA21) produced little HCN and was unable to express an hcnA-lacZ translational fusion, whereas in wild-type strain CHA0, microaerophilic conditions strongly favored the expression of the hcnA-lacZ fusion. Mutant CHA21 as well as an hcn deletion mutant were impaired in their capacity to suppress black root rot of tobacco, a disease caused by Thielaviopsis basicola, under gnotobiotic conditions. This effect was most pronounced in water-saturated artificial soil, where the anr mutant had lost about 30% of disease suppression ability, compared with wild-type strain CHA0. These results show that the anaerobic regulator ANR is required for cyanide synthesis in the strictly aerobic strain CHA0 and suggest that ANR-mediated cyanogenesis contributes to the suppression of black root rot.

Factors affecting hydrogen uptake by bacteria growing in the human large intestine

The human large intestine is a highly complex ecosystem that contains somewhere in the region of 400 different species of bacterial1.The vast majority of these bacteria are strict anaerobes and grow on a wide variety of substrates that have either escaped digestion in the small bowel or have been produced by the host2. In Western populations, between 10–60g of carbohydrate and 6–18g of proteinaceous material are potentially available for fermentation each day, producing a total bacterial mass of approximately 90g3.

Complexos cofaciais de dirutênio contendo haletos em ponte e fosfinas como ligantes: estudos espectrais, eletroquímicos e de reatividade

Pós-graduação em Química - IQ

On the electronic nature of low-barrier hydrogen bonds in enzymatic reactions

The electronic nature of low-barrier hydrogen bonds (LBHBs) in enzymatic reactions is discussed based on combined low temperature neutron and x-ray diffraction experiments and on high level ab initio calculations by using the model substrate benzoylacetone. This molecule has a LBHB, as the intramolecular hydrogen bond is described by a double-well potential with a small barrier for hydrogen transfer. From an “atoms in molecules” analysis of the electron density, it is found that the hydrogen atom is stabilized by covalent bonds to both oxygens. Large atomic partial charges on the hydrogen-bonded atoms are found experimentally and theoretically. Therefore, the hydrogen bond gains stabilization from both covalency and from the normal electrostatic interactions found for long, weak hydrogen bonds. Based on comparisons with other systems having short-strong hydrogen bonds or LBHBs, it is proposed that all short-strong and LBHB systems possess similar electronic features of the hydrogen-bonded region, namely polar covalent bonds between the hydrogen atom and both heteroatoms in question.

A link between protein structure and enzyme catalyzed hydrogen tunneling

We present evidence that the size of an active site side chain may modulate the degree of hydrogen tunneling in an enzyme-catalyzed reaction. Primary and secondary kH/kT and kD/kT kinetic isotope effects have been measured for the oxidation of benzyl alcohol catalyzed by horse liver alcohol dehydrogenase at 25°C. As reported in earlier studies, the relationship between secondary kH/kT and kD/kT isotope effects provides a sensitive probe for deviations from classical behavior. In the present work, catalytic efficiency and the extent of hydrogen tunneling have been correlated for the alcohol dehydrogenase-catalyzed hydride transfer among a group of site-directed mutants at position 203. Val-203 interacts with the opposite face of the cofactor NAD+ from the alcohol substrate. The reduction in size of this residue is correlated with diminished tunneling and a two orders of magnitude decrease in catalytic efficiency. Comparison of the x-ray crystal structures of a ternary complex of a high-tunneling (Phe-93 → Trp) and a low-tunneling (Val-203 → Ala) mutant provides a structural basis for the observed effects, demonstrating an increase in the hydrogen transfer distance for the low-tunneling mutant. The Val-203 → Ala ternary complex crystal structure also shows a hyperclosed interdomain geometry relative to the wild-type and the Phe-93 → Trp mutant ternary complex structures. This demonstrates a flexibility in interdomain movement that could potentially narrow the distance between the donor and acceptor carbons in the native enzyme and may enhance the role of tunneling in the hydride transfer reaction.

Theoretical investigation of the [1,2]-sigmatropic hydrogen migration in the mechanism of oxidation of 2-aminobenzoyl-CoA by 2-aminobenzoyl-CoA monooxygenase/reductase

The flavin hydroperoxide at the active site of the mixed-function oxidase 2-aminobenzoyl-CoA monooxygenase/reductase (Azoarcus evansii) transfers an oxygen to the 5-position of the 2-aminobenzoyl-CoA substrate to provide the alkoxide intermediate II−. Hydrogen migration from C5 to C6 follows this monooxygenation. The nature of the monooxygenation intermediate and plausible competing reactions leading to hydrogen migration have been considered. Ab initio molecular orbital theory has been used to calculate structures and electron distributions in intermediate and transition state structures. Electrostatic potential surface calculations establish that the transition state and product, associated with the C5 to C6 hydrogen transfer, are stabilized by electron distribution to the benzoyl-CoA thioester carbonyl oxygen. This is not so for the transition state and product associated with hydrogen transfer from C5 to C4. The activation energy for the 5,6-shift is 2.5 kcal/mol lower than that for the 5,4-shift. In addition, the product of the hydrogen 5,6-shift is more stable than is the product of the hydrogen 5,4-shift, by ≈6 kcal/mol. These results explain why only the shift of hydrogen from C5 to C6 is observed experimentally. Oxygen transfer and hydrogen migration almost coincide in the gas phase (activation energy of ≈0.6 kcal/mol, equivalent to a single bond vibration). Enzymatic formation of alkoxide II− requires its stabilization; thus, the rate constant for its breakdown would be slower than in the gas phase.

Métodos para a hidrogenação de ligações olefínicas em polímeros

The broad variety of hydrogenation methods of polydienes is presented. Homogeneous and heterogeneous catalysis are reviewed emphasizing also hydrogen transfer from donor compounds.

Synthèse stéréosélective de motifs polypropionates via la chimie des radicaux : application à l'élaboration de l'hémisphère ouest de la narasine

Cet ouvrage traite principalement de la synthèse de motifs polypropionates de type stéréopentade ainsi qu’une application à la synthèse d’une molécule naturelle possèdant des propriétés biologiques. La stratégie envisagée pour l’élaboration de ces motifs récurrents dans plusieurs structures d’origine naturelle fait appel à la chimie des radicaux. Cette thèse se divise en différents chapitres dans lesquels la versatilité de la méthodologie développée sera démontrée. En premier lieu, il sera question de présenter l’importance de la synthèse de motifs polypropionates. Le domaine couvert par la chimie de ces molécules complexes hautement fonctionnalisées a contribué énormément à l’avancement de nos connaissances en synthèse organique, particulièrement dans le contexte des réactions impliquant des molécules acyliques. Une brève description des méthodes connues est présentée afin de saisir l’étendue des défis restants pour construire efficacement tous les isomères possibles des polypropionates de type stéréopentade. La stratégie proposée est basée sur une approche contrôlée entièrement par le substrat. Ce contrôle s’appuie sur le choix judicieux de l’acide de Lewis activant les deux réactions impliquées, soit la réaction de Mukaiyama et le transfert d’hydrogène. La seconde section de cette thèse concerne principalement le développement d’une réaction de Mukaiyama impliquant un éther d’énol silylé portant un lien pouvant être homolytiquement brisé dans la réaction suivante et un aldéhyde de type propionate. Le contrôle de l’aldolisation provient de la nature de l’acide de Lewis. Une espèce monodentate (BF3·OEt2) génère une relation 3,4-syn selon le modèle dit Felkin-Anh tandis que les acides de Lewis bidentates mènent à la relation 3,4-anti via un état de transition définit comme Cram-chélate. Une optimisation des conditions réactionnelles en variant l’acidité et la stoechiométrie de l’acide de Lewis de titane a permis de construire diastéréosélectivement le produit de Mukaiyama ayant une relation 3,4-anti. En outre, la nature des complexes impliqués dans ces réactions a été élucidée par des études RMN 13C à basse température. Une fois les précurseurs radicalaires synthétisés, notre méthodologie de réduction par transfert d’hydrogène contrôlée également par les acides de Lewis s’avère très efficace. Les acides de Lewis dérivés d’aluminium mènent sélectivement à la relation 2,3-syn selon un contrôle endocyclique tandis que les acides de Lewis de bore permettent la création des relations 2,3-anti en se basant sur une stabilisation par les divers facteurs de contrôle de molécules acycliques. Cette stratégie novatrice nous a ainsi permis de construire efficacement les 16 diastéréoisomères possibles. Le chapitre suivant concerne l’application de cette méthodologie à la synthèse de l’hémisphère ouest de la salinomycine et de la narasine. Plusieurs défis synthétiques ont été relevés à cette occasion par la présence de nombreux centres stéréogènes contigus. Nous avons réalisé que la relation stéréochimique 2,3-anti de la salinomycine n’est pas accessible sélectivement par la chimie des radicaux via l’effet exocyclique. Des études ont été entreprises afin de comprendre cette perte de sélectivité. Les conclusions suggèrent que les substituants sur le cycle imposent un biais conformationnel conduisant à des faibles sélectivités. Une alternative utilisant un réactif de crotylsilane chiral a été développée pour arriver à la molécule cible. Cette situation est différente dans le cas de la narasine où la présence du méthyle sur le carbone en position β du radical bloque efficacement l’approche d’une des faces d’attaque par l’hydrure. Des sélectivités impressionnantes nous ont permis de construire le fragment C1-C9 de la narasine de manière expéditive et efficace. Finalement, l’élongation sélective utilisant à nouveau la séquence d’aldolisation de Mukaiyama/réduction radicalaire suivie d’un couplage de type aldol stéréosélectif conduit au fragment C1-C17 de la narasine (hémisphère ouest)en 19 étapes avec un rendement global de l’ordre de 7 %. En dernier lieu, nous nous sommes penchés sur la réactivité des α-bromo-β- alkoxycétones lors de transfert d’hydrogène. Nous avons découvert que la chimie de ces derniers pourrait s’avérer utile dans le contexte de la synthèse de motifs complexes polypropionates. La présence d’un centre stéréogène de l’autre coté de la cétone semble avoir un impact sur la sélectivité.

Synthèse totale du méthyl ester de la zincophorine et étude DFT du transfert d’hydrogène diastéréosélectif impliquant des intermédiaires radicalaires vicinaux à un ester

Cet ouvrage traite d’une méthodologie pour l’induction de centres stéréogènes au sein des motifs propionates par la chimie des radicaux et de son application à la synthèse totale du méthyl ester de la zincophorine. Cet ionophore, aux propriétés biologiques intéressantes, présente plusieurs défis synthétiques dont une séquence de type polypropionate anti, anti, anti, anti difficilement accessible ainsi qu’un tétrahydropyrane trans trisubstitué. Récemment, l’intérêt renouvelé pour ces composés polyéthers, en tant qu’agents anticancéreux, accentue l’importance de stratégies versatiles permettant l’accès à ces structures ainsi qu’à leurs analogues. Depuis quelques années, notre groupe s’intéresse à la synthèse d’unités propionates acycliques par une séquence réactionnelle contrôlée uniquement par le substrat. La première étape découle d’une aldolisation de Mukaiyama entre un aldéhyde alpha-chiral et un énoxysilane tétrasubstitué portant une liaison carbone-halogène, et où l’issue stéréochimique dépend de la nature monodentate ou bidentate de l’acide de Lewis employé. La seconde réaction-clé implique la formation d’un radical tertiaire, vicinal à un ester, pouvant être réduit diastéréosélectivement en présence d’hydrure d’étain. La première section décrit l’élaboration de motifs tétrahydropyranes trisubstitués et l’induction des centres stéréogènes vicinaux par une réduction radicalaire. Nous avons révélé que l’issue diastéréosélective de la réaction de cyclisation par une iodoéthérification était dictée par le groupement gamma-méthyle des esters alpha,beta-insaturés de départ. Nous avons ensuite démontré que les produits de la réaction radicalaire anti et syn pouvaient être obtenus sélectivement à partir d’un intermédiaire commun, respectivement en prenant appui sur l’effet exocyclique ou endocyclique lors de la réduction. Par une stratégie complémentaire, nous avons révélé que le précurseur radicalaire pouvait également être obtenu par une réaction de cycloéthérification en présence d’un énoxysilane tétrasubstitué. Une étude systématique des substituants du cycle a révélé que certaines relations stéréochimiques conduisaient à une perte de sélectivité au détriment du produit anti. La seconde section concerne l’étude DFT au niveau BHandHLYP/TZVP des intermédiaires radicalaires impliqués lors du transfert d’hydrogène. Par une étude de décomposition de l’énergie d’activation, nous avons été en mesure de rationaliser l’issue diastéréosélective de la réaction sur la base des énergies de distorsion (∆Ed‡) et d’interaction (∆Eint‡) requises pour accéder à la paire d’états de transition pro-anti et pro-syn. De plus, nous avons démontré qu’une analyse NBO permettait de relativiser l’impact des interactions stéréoélectroniques. Par la suite, l’évaluation des intermédiaires radicalaires borinates et aluminates nous a permis de révéler que l’encombrement stérique de la chaîne propionate était la cause principale de la formation sélective des produits anti ou syn lors d’une réduction en présence d’un acide de Lewis. La dernière section décrit l’élaboration de la séquence polypropionate de la zincophorine, et de ses isomères, à partir du fragment tétrahydropyrane substitué. Au cours de notre étude, nous avons identifié que le nombre de sites de chélation potentiels devait être limité à trois lors de l’aldolisation en condition Cram-chélate. De plus, nous avons démontré que les différents motifs acétates sont accessibles sélectivement par l’utilisation d’un énoxysilane encombré. Par ailleurs, nous avons révélé qu’une même séquence réactionnelle pouvait être employée pour la synthèse du fragment C17–C25 de son analogue naturel CP-78,545, et avons complété la plus récente synthèse totale du méthyl ester de la zincophorine.

New mono- and dinuclear ruthenium complexes containing the 3,5-bis(2-pyridyl)pyrazole ligand. Synthesis, characterization and applications

Se han sintetizado dos nuevos complejos mononucleares de Ru, con formula [RuCl2(Hbpp)(dmso)2], a partir de la reacción entre [RuCl2(dmso)4] y Hbpp (3,5-bis(2-piridil)pirazola). El hecho que sólo tres de los seis posibles estereoisómeros se obtengan a partir de esta reacción, se ha racionalizado en base a factores estructurales y electrónicos. Estos complejos se han caracterizado de forma estructural, espectroscópica y electroquímica. En acetonitrilo en medio básico, el isómero trans,cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] da lugar a procesos de isomerización de enlace de un ligando dmso cuando el Ru(II) se oxida a Ru(III). Las constantes termodinámicas y cinéticas para el proceso se han determinado por voltametria cíclica. La irradiación de trans,cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] y cis(out),cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] con luz UV o solar da lugar a reacciones de fotosustitución de un ligando dmso por una molécula de acetonitrilo para dar un nuevo compuesto el cual ha sido caracterizado en solución por técnicas espectroscópicas y electroquímicas. Ambos complejos resultan catalizadores útiles en la transferencia de hidrógeno de isopropanol a acetofenona, obteniéndose 1-feniletanol como único producto y un 42.1% de conversión (36.1 ciclos metálicos) a 80ºC con el isómero trans,cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2], que resulta significativamente más eficaz que el complejo cis(out),cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2]. La reacción de cis(out),cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] con trpy (2,2':6',2"-terpiridina) da lugar a los dos isómeros geométricos del complejo [Ru(Hbpp)(trpy)(Cl)]+, el in y el out. Estos complejos se han aislado y caracterizado por técnicas estructurales, espectroscópicas y electroquímicas. Estos cloro complejos han sido utilizados como precursores para la síntesis de los complejos análogos con ligandos aqua (in,out-[Ru(Hbpp)(trpy)(H2O)]2+) y piridina (in,out-[Ru(Hbpp)(trpy)(py)]2+), los cuales también han sido aislados y caracterizados. Las propiedades ácido-base de los aqua complejos, y del complejo out-py se han estudiado detalladamente por voltametria cíclica y mediante valoraciones espectrofotométricas ácido-base. El tratamiento matemático de los datos así obtenidos nos ha permitido determinar los valores de pKa para los distintos equilibrios de protonación de los complejos en los estados de oxidación II y III. El complejo out-aqua ha demostrado ser un buen catalizador para la oxidación electroquímica del alcohol benzílico, presumiblemente a benzaldehido. La constante de velocidad de segundo orden para el proceso ha sido determinada como 17.1 M-1 s-1, por simulación matemática. El dímero con un puente cloro, [Ru2Cl(bpp)(trpy)2]2+ ha sido preparado por dos rutas sintéticas diferentes. El dímero análogo con un puente acetato se ha obtenido por reacción del cloro dímero con un exceso de acetato sódico. El dímero con dos ligandos aqua [Ru2(bpp)(trpy)2(OH2)2]3+ puede obtenerse por hidrólisis ácida del complejo con un acetato puente o por hidrólisis básica del complejo con un puente cloro. Estos complejos han sido caracterizados por técnicas estructurales, espectroscópicas y electroquímicas. Las soluciones del dímero con dos ligandos aqua en medio ácido resultan inestables a la coordinación de aniones de la solución con el tiempo. Las propiedades ácido-base del dímero con dos aguas coordinadas han sido estudiadas por voltametria cíclica y mediante experimentos de electrólisis a potencial controlado. El pKa para la desprotonación de uno de los ligandos aqua ha sido determinado mediante una valoración espectrofotométrica ácido-base como 6.7. Este valor tan bajo de pKa se atribuye a la formación de la entidad {Ru2O2H3}, favorable termodinámicamente. Los espectros UV-vis para los distintos estados de oxidación del aqua dímero, de RuIIRuII a RuIIIRuIV, han sido obtenidos por oxidación química y electroquímica del complejo. Se han llevado a cabo estudios cinéticos de la oxidación, paso a paso, de RuII,II a RuIV,IV , y se han determinado las constantes de oxidación de segundo orden para los distintos procesos de oxidación. La capacidad del aqua dímero en la oxidación del agua a oxígeno molecular ha sido investigada en solución homogénea utilizando CeIV como oxidante. La evolución de oxígeno se ha demostrado por cromatografia de gases. Se ha obtenido una eficiencia del 73% y 18.6 ciclos catalíticos, cuando 1.83 x 10-6 moles de dímero se han mezclado con un exceso de 100 equivalentes de cerio. El dímero con dos aguas cataliza también la oxidación del agua de forma heterogénea, con el complejo adsorbido sobre una membrana de nafion, aunque la eficiencia es menor. Se ha propuesto un mecanismo intramolecular para la reacción de oxidación del agua. Consiste en la oxidación a 4 electrones del dímero, de RuII,II a RuIV,IV, el cual reacciona con el agua para formar oxígeno y revierte nuevamente al estado de oxidación II,II. Este modelo es consistente con estudios catalíticos de la evolución de oxígeno en función de las concentraciones de cerio y catalizador, llevados a cabo en solución ácida homogénea, que demuestran que la oxidación a 4 electrones del agua se encuentra catalizada por una sola molécula de complejo bajo concentraciones elevadas de cerio. La constante de pseudo-primer-orden para la evolución de oxígeno tiene un valor de 1.4 x 10-2 s-1, que es uno de los valores de constante más elevados obtenidos hasta la fecha. Desafortunadamente, el aqua dímero se desactiva durante el proceso de catálisis dando lugar a una especie naranja, la cual estamos actualmente tratando de caracterizar.

A reaction surface Hamiltonian study of malonaldehyde

We report calculations using a reaction surface Hamiltonian for which the vibrations of a molecule are represented by 3N-8 normal coordinates, Q, and two large amplitude motions, s(1) and s(2). The exact form of the kinetic energy operator is derived in these coordinates. The potential surface is first represented as a quadratic in Q, the coefficients of which depend upon the values of s(1),s(2) and then extended to include up to Q(6) diagonal anharmonic terms. The vibrational energy levels are evaluated by solving the variational secular equations, using a basis of products of Hermite polynomials and appropriate functions of s(1),s(2). Our selected example is malonaldehyde (N=9) and we choose as surface parameters two OH distances of the migrating H in the internal hydrogen transfer. The reaction surface Hamiltonian is ideally suited to the study of the kind of tunneling dynamics present in malonaldehyde. Our results are in good agreement with previous calculations of the zero point tunneling splitting and in general agreement with observed data. Interpretation of our two-dimensional reaction surface states suggests that the OH stretching fundamental is incorrectly assigned in the infrared spectrum. This mode appears at a much lower frequency in our calculations due to substantial transition state character. (c) 2006 American Institute of Physics.