Réaction d’amination intramoléculaire de liens C-H à partir de N-mésyloxycarbamates catalysée par des complexes de rhodium et d’autres métaux de transition : s ynthèse verte d’oxazolidinones

La réaction d’amination de liens C-H, impliquant la transformation directe d’un lien C-H en lien C-N constitue une approche synthétique d’avenir pour la préparation de composés azotés. L’application de cette stratégie de manière intramoléculaire apparaît comme une approche puissante pour la synthèse de composés hétérocycliques. En particulier, les oxazolidinones, carbamates cycliques à cinq chaînons, constituant une nouvelle classe d’antibiotiques très prometteuse, pourraient être synthétisées par cette méthode. Il y a moins d’une dizaine d’années, notre groupe de recherche a travaillé sur le développement de méthodologies utilisant des espèces nitrènes métalliques pour l’amination intra et intermoléculaire. Les N-tosyloxycarbamates, en présence d’une base et d’un catalyseur dimère de rhodium (II) tétracarboxylate sont les précurseurs de ces espèces nitrènes métalliques, capables de faire l’insertion de liens C(sp3)-H. Dans ces travaux de thèse, nous avons travaillé sur le développement d’une méthode plus « verte » d’amination intramoléculaire. Les N-mésyloxycarbamates, plus légers que leurs homologues N-tosyloxycarbamates, ont été identifiés comme d’excellents précurseurs de nitrènes. La méthodologie développée ne nécessite que 3 mol % de dimère de rhodium Rh2(tpa)4 et de 1,5 équivalents de solution aqueuse saturée de K2CO3, le tout dans l’acétate d’éthyle et donne de bons rendements de cyclisation. Une étude de l’étendue réactionnelle a été effectuée, montrant la tolérance et les limitations de notre système catalytique : les hétéroatomes ne posent pas de problèmes hormis l’atome d’azote, qui doit être protégé afin de garantir la transformation. En outre, nous avons constaté que les liens C-H aliphatiques secondaires sont moins réactifs que les liens tertiaires. Après avoir tenté de développer des conditions réactionnelles spécifiques aux liens C-H non activés, nous avons montré la possibilité d’aminer des liens C-H propargyliques de manière chimiosélective ; la triple liaison C-C peut ensuite être dérivatisée efficacement, donnant accès à la formule saturée correspondante ainsi qu’à d’autres motifs. Dans un désir de substituer les complexes de rhodium par d’autres complexes de métaux plus abondants et moins dispendieux, nous nous sommes tournés, dans un premier temps, vers les complexes de fer et par la suite, vers les pinceurs de nickel. Les phtalocyanines de fer ont été identifiées comme étant de bons catalyseurs de l’amination intramoléculaire de N-mésyloxycarbamates. Le chlorure de phtalocyanine de fer (III), en présence d’un sel de AgBF4 et de K2CO3, dans le 1,1,2,2-tétrachloroéthane anhydre, permet l’obtention de la 4-phenyloxazolidin-2-one avec 63% de rendement. En outre, il est possible d’atteindre un rendement de 49% à partir du même substrat N-mésyloxycarbamate, par catalyse avec un pinceur de nickel de type POCN, en présence d’un sel de mésylate. Des indices sur le mécanisme des ces deux transformations ont pu être recueillis lors de la courte étude de ces systèmes.

Réaction d’amination intramoléculaire de liens C-H à partir de N-mésyloxycarbamates catalysée par des complexes de rhodium et d’autres métaux de transition : s ynthèse verte d’oxazolidinones

La réaction d’amination de liens C-H, impliquant la transformation directe d’un lien C-H en lien C-N constitue une approche synthétique d’avenir pour la préparation de composés azotés. L’application de cette stratégie de manière intramoléculaire apparaît comme une approche puissante pour la synthèse de composés hétérocycliques. En particulier, les oxazolidinones, carbamates cycliques à cinq chaînons, constituant une nouvelle classe d’antibiotiques très prometteuse, pourraient être synthétisées par cette méthode. Il y a moins d’une dizaine d’années, notre groupe de recherche a travaillé sur le développement de méthodologies utilisant des espèces nitrènes métalliques pour l’amination intra et intermoléculaire. Les N-tosyloxycarbamates, en présence d’une base et d’un catalyseur dimère de rhodium (II) tétracarboxylate sont les précurseurs de ces espèces nitrènes métalliques, capables de faire l’insertion de liens C(sp3)-H. Dans ces travaux de thèse, nous avons travaillé sur le développement d’une méthode plus « verte » d’amination intramoléculaire. Les N-mésyloxycarbamates, plus légers que leurs homologues N-tosyloxycarbamates, ont été identifiés comme d’excellents précurseurs de nitrènes. La méthodologie développée ne nécessite que 3 mol % de dimère de rhodium Rh2(tpa)4 et de 1,5 équivalents de solution aqueuse saturée de K2CO3, le tout dans l’acétate d’éthyle et donne de bons rendements de cyclisation. Une étude de l’étendue réactionnelle a été effectuée, montrant la tolérance et les limitations de notre système catalytique : les hétéroatomes ne posent pas de problèmes hormis l’atome d’azote, qui doit être protégé afin de garantir la transformation. En outre, nous avons constaté que les liens C-H aliphatiques secondaires sont moins réactifs que les liens tertiaires. Après avoir tenté de développer des conditions réactionnelles spécifiques aux liens C-H non activés, nous avons montré la possibilité d’aminer des liens C-H propargyliques de manière chimiosélective ; la triple liaison C-C peut ensuite être dérivatisée efficacement, donnant accès à la formule saturée correspondante ainsi qu’à d’autres motifs. Dans un désir de substituer les complexes de rhodium par d’autres complexes de métaux plus abondants et moins dispendieux, nous nous sommes tournés, dans un premier temps, vers les complexes de fer et par la suite, vers les pinceurs de nickel. Les phtalocyanines de fer ont été identifiées comme étant de bons catalyseurs de l’amination intramoléculaire de N-mésyloxycarbamates. Le chlorure de phtalocyanine de fer (III), en présence d’un sel de AgBF4 et de K2CO3, dans le 1,1,2,2-tétrachloroéthane anhydre, permet l’obtention de la 4-phenyloxazolidin-2-one avec 63% de rendement. En outre, il est possible d’atteindre un rendement de 49% à partir du même substrat N-mésyloxycarbamate, par catalyse avec un pinceur de nickel de type POCN, en présence d’un sel de mésylate. Des indices sur le mécanisme des ces deux transformations ont pu être recueillis lors de la courte étude de ces systèmes.

Tris[4,4,4-trifluoro-1-(2-thienyl)butane-1,3-dionato]aluminium(III)-tris[4,4,4-trifluoro-1-(2-thienyl)butane-1,3-dionato]iron(III) (3/1)

In the title compound, [Al(C8H4F3O2S)3]3[Fe(C8H4F3O2S)3], the metal centre is statistically occupied by AlIII and FeIII cations in a 3:1 ratio. The metal centre is within an octahedral O6 donor set defined by three chelating substituted acetoacetonate anions. The ligands are arranged around the periphery of the molecule with a mer geometry of the S atoms.

Synthesis, characterization of palygorskite supported zero-valent iron and its application for methylene blue adsorption

In this work, natural palygorskite impregnated with zero-valent iron (ZVI) was prepared and characterised. The combination of ZVI particles on surface of fibrous palygorskite can help to overcome the disadvantage of ultra-fine powders which may have strong tendency to agglomerate into larger particles, resulting in an adverse effect on both effective surface area and catalyst performance. There is a significant increase of methylene blue (MB) decolourized efficiency on acid treated palygorskite with ZVI grafted, within 5 mins, the concentration of MB in the solution was decreased from 94 mg/L to around 20 mg/L and the equilibration was reached at about 30 to 60 mins with only around 10 mg/L MB remained in solution. Changes in the surface and structure of prepared materials were characterized using X-ray diffraction (XRD), infrared (IR) spectroscopy, surface analysing and scanning electron microscopy (SEM) with element analysis and mapping. Comparing with zero-valent iron and palygorskite, the presence of zero-valent iron reactive species on the palygorskite surface strongly increases the decolourization capacity for methylene blue, and it is significant for providing novel modified clay catalyst materials for the removal of organic contaminants from waste water.

External pressure in the hardening of phosphate in tribofilm on iron surfaces

Purpose: In the present work we consider our (in progress) spectroscopy study of zinc and iron phosphates under the influence external high pressure to determine zinc ion change coordination from tetrahedral to octahedral (or hexahedral) structure.----- Design/methodology/approach: The standard equipment is the optical high pressure cell with diamond (DAC). The DAC is assembled and then vibrational or electronic spectra are collected by mounting the cell in an infrared, Raman, EXAFS or UV-visible spectrometer.----- Findings: Mechanism by which zinc and iron methaphosphate material is transformed to glassy meta-phosphate is enhancing mechanical properties of tribofilm. The two decades of intensive study demonstrates that Zn (II) and Fe (III) ions participate to cross-link network under friction, hardening the phosphate.----- Research limitations/implications: Transition metal atoms with d orbital have flexible coordination numbers, for example zinc acts as a cross-linking agent increasing hardness, by changing coordination from tetrahedral to octahedral. Perhaps the external pressure effect on the [Zn–(O-P-)4 ] complex causes a transformation to an [Zn –(O-P-)6] grouping.----- Originality/value: This paper analyses high-pressure spectroscopy which has been applied for the investigation of 3D transition metal ions in solids. When studying pressure effects on coordination compounds structure, we can expect changes in ground electronic state (spin-crossovers), electronic spectra due to structural distortions (piezochromism), and changes in the ligand field causing shifts in the electronic transitions.

Behaviour of an in-service cast iron water reticulation pipe buried in expansive soil

This paper presents the measurements of strain and the subsequent stress analysis on an in-service cast iron water main buried in reactive soil. The results indicate that the pipe crown experienced predominantly tensile stresses during drying in summer and, subsequently, these stresses reduce, eventually leading to compressive stresses as the soil swells with increase in moisture content with the approach of winter. It is also evident that flexural movement caused by thermal stresses and soil pressure has led to downward bending of the pipe in summer and subsequent upward movement in winter. The limited data collected from pipe strains and strengths indicate that it is possible for pipe capacity to be exceeded by thermal and soil stresses leading to pipe failure, provided the pipe has undergone significant corrosion.