Studies of some cocondensations of nickel atoms with unsaturated organic ligands and with mixed ligand systems

The cocondensation of nickel with a number of unsaturated ligands was studied, as was the cocondensation with a number of mixed ligand systems. Enamines were found not to react with nickel while acrylonitrile was polymerized. In the mixed ligand syst.ems different products were obtained than when the ligands were cocondensed individually. Cocondensations of benzyl halide/allyl halide mixtures gave unstable products that were not observed when the halides were cocondensed individually. The effect of Kao-Wool insulation on nickel/benzyl halide cocondensations was found to be significant. Kao-Wool caused the bulk of the benzyl halide to be polymeri zed to a number of poly-benzylic species. An alkali metal reactor was designed for the evaporation of sodium and potassium atoms into cold solutions of metal halide and an or ganic substrate. This apparatus was used to synthesize Ni(P¢3 )3' but proved unsuccessful for synthesizing a nickel-enamine compound.

Computational chemistry for elucidating protein function: energetics and dynamics of myoglobin-ligand systems

State-of-the-art computational methodologies are used to investigate the energetics and dynamics of photodissociated CO and NO in myoglobin (Mb···CO and Mb···NO). This includes the combination of molecular dynamics, ab initio MD, free energy sampling, and effective dynamics methods to compare the results with studies using X-ray crystallography and ultrafast spectroscopy metho ds. It is shown that modern simulation techniques along with careful description of the intermolecular interactions can give quantitative agreement with experiments on complex molecular systems. Based on this agreement predictions for as yet uncharacterized species can be made.

Chemistry of pyrrocorphins: C-methylations at the periphery of pyrrocorphins and related corphinoid ligand systems

Various corphinoid model systems bearing a methyl group at the position C-20 have been found to undergo regioselective chemical -methylation at the ligand periphery, mimicking enzymic -methylation occurring in vitamin-B biosynthesis.

Cationic technetium and rhenium complexes with pendant carbohydrates

Three carbohydrate conjugated dipicolylamine chelators, 2-bis(2-pyridinylmethyl)amino)ethyl 1-deoxy-1-thio-beta-D-glucopyranoside (L(1)), 2-bis(2-pyridinylmethyl)amino)ethyl-beta-D-glucopyranoside (L(2)), and 2-bis(2-pyridinylmethyl)amino)carboxamide-N-(2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose) (L(3)) were complexed to the [M(Co)(3)](+) core (M=Tc, Re) and the properties of the resulting complexes were investigated. Synthesis and characterization of the chelator 2-bis(2-pyridinylmethyl)amino)ethyl 1-deoxy-1-thio-beta-D-glucopyranoside (L(1)) and the corresponding Re complex are reported. All chelators were radiolabeled in high yield with [(99)mTc(CO)(3)(H(2)O)(3)](+) ( > 98%) and [(186)Re(CO)(3)(H(2)O)(3)](+) ( > 80%). The chelators and Re-complexes were determined to not be substrates for the glucose metabolism enzyme hexokinase. However, the biodistribution of each of the (99m)Tc complexes demonstrated fast clearance from most background tissue, including >75% clearance of the activity in the kidneys and the liver within 2 h post-injection. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Intramolecular electronic energy transfer in bichromophoric macrocyclic complexes

Efficient intramolecular electronic energy transfer (EET) has been demonstrated for three novel bichromophoric compounds utilizing a macrocyclic spacer as the bridge between the electronic energy donor and acceptor fragments. As their free base forms, emission from the electronically excited donor is absent and the acceptor emission is reductively quenched via photoinduced oxidation of proximate amine lone pairs. As their Zn(II) complexes, excitation of the donor results in sensitization of the electronic acceptor emission.

The role of the NKG2D receptor for tumor immunity.

Natural killer (NK) cells have originally been identified based on their capacity to kill transformed cells in a seemingly non-specific fashion. Over the last 15 years, knowledge on receptor ligand systems used by NK cells to specifically detect transformed cells has been accumulating rapidly. One of these receptor ligand systems, the NKG2D pathway, has received particular attention, and now serves as a paradigm for how the immune system is able to gather information about the health status of autologous host cells. In addition to its significance on NK cells, NKG2D, as well as other NK cell receptors, play significant roles on T cells. This review aims at summarizing recent insights into the regulation of NKG2D function, the control over NKG2D ligand expression and the role of NKG2D in tumor immunity. Finally, we will discuss first attempts to exploit NKG2D function to improve immunity to tumors.

INVESTIGATIONS ON THE SOLVENT EXTRACTION AND LUMINESCENCE OF LANTHANOIDS WITH MIXTURES OF HETEROCYCLIC β- DIKETONE S AND VARIOUS NEUTRAL OXO-DONORS

The thesis entitled “ Investigations on the solvent extraction and luminescence of lanthanoids with mixtures of heterocyclic β-diketone S and various neutral oxo-donors” embodies the results of investigations carried out on the solvent extraction of trivalent lanthanoids with various heterocyclic β-diketones in the presence and absence of neutral oxo-donors and also on the luminescent studies of Eu3+-heterocyclic β-diketonate complexes with Lewis bases. The primary objective of the present work is to generate the knowledge base, especially to understand the interactions of lanthanoid-heterocyclic β-diketonates with various macrocyclic ligands such as crown ethers and neutral organophosphorus extractants , with a view to achieve better selectivity. The secondary objective of this thesis is to develop novel lanthanoid luminescent materials based on 3-phenyl-4-aroyl-5-isoxazolones and organophosphorus ligands, for use in electroluminescent devices. In the beginning it describes the need for the development of new mixed-ligand systems for the separation of lanthanoids and the development and importance of novel luminescent lanthanoid- β-diketonate complexes for display devices. The syntheses of various para substituted derivatives of 4-aroyl-5-isoxazolones and their characterization by various spectroscopic techniques are described. It also investigate the solvent extraction behaviour of trivalent lanthanoids with 4-aroyl-5-isoxazolones in the presence and absence of various crown ethers such as 18C6, DC18C6, DB18C6 and B18C6. Elemental analysis, IR and H NMR spectral studies are used to understand the interactions of crown ethers with 4-aroyl-5-isoxazolonate complexes of lanthanoids. The synergistic extraction of trivalent lanthanoids with sterically hindered 1-phenyl-3-methyl-4-pivaloyl-5-pyrazolone in the presence of various structurally related crown ethers are studied. The syntheses, characterization and photyphysical properties of Eu3+-4-aroyl-5-isoxazolonate complexes in the presence of Lewis bases like trictylphosphine oxide or triphenylphosphine oxide were studied.

Syntheses, crystal structures and properties of sterically congested heteroleptic complexes of group 10 metal ions with p-tolylsulfonyl dithiocarbimate and 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane

Three novel heteroleptic complexes of the type cis- [ML(dppe)] [M = Ni(II), Pd(II), Pt(II); L = p-tolylsulfonyl dithiocarbimate; dppe = 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane] have been prepared and characterized. X-ray crystallography revealed the close proximity of one of the ortho phenyl protons of the dppe ligand to the metal in the Ni(II) complex showing existence of the less common C-H center dot center dot center dot Ni anagostic interactions observed for the first time in the dithio-phosphine mixed-ligand systems. The platinum complex showed a strong photoluminescence emission near visible region in CH(2)Cl(2) solution.

Entwicklung von neuen Olefin-Polymerisationskatalysatoren für die automatisierte Evaluierung

Zusammenfassung Im Rahmen dieser Arbeit konnten vier neue Ligandsysteme fürPolymerisationskatalysatoren entwickelt werden, dieisoelektronisch zu Cp-Liganden (L2X-Ligand) oder Ligandenvon ansa-Metallocenen (L4X2-Ligand) sind. Dazu zählensubstituierte Azacyclopentadiene, 2-(Amionomethyl)thiophene,donorfunktionalisierte Amidine und1,4-Dithiabutan-verbrückte Bis(phenole).Alle Liganden wurden erfolgreich komplexiert. Bis auf diePyrrolkomplexe zeigten alle Komplexe zum Teil sehr hohePolymerisationsaktivitäten. Die Bis(phenolato)-Katalysatorenpolymerisieren Styrol isotaktisch und bieten Anwendungen fürverschiedene Copolymerisationsexperimente.Die neu entwickelten Katalysatoren haben sich trotz ihrerCp-isoelektronischen Ligandsysteme höchst unterschiedlichbezüglich ihrer Eignung als Polymerisations-Katalysatorengezeigt. Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass nebenden elektronischen Gegebenheiten ebenso sterische wiegeometrische Einflüsse von Bedeutung sind. Für die Zukunftwird das Aufklären der Struktur-Wirkungs-Beziehung einewichtige Herausforderung bleiben. Ferner konnten meisten Syntheseschritte so ausgearbeitetwerden, dass High Throughput Experimente im Automatenmöglich sind.

Modellkomplexe zur Sauerstoffaktivierung auf Basis des 1,3,4-Thiadiazols

Das Ziel der vorliegenden Arbeit waren die Synthese und Untersuchung von Modellverbindungen zur Sauerstoffaktivierung auf der Basis neuer Ligandensysteme des 1,3,4-Thiadiazols unter Ausarbeitung einer Synthesestrategie zur Derivatisierung der heteroaromatischen 1,3,4-Thiadiazol-Liganden, deren Koordinationsverhalten in Abhängigkeit ihres 2,5-Substitutionsmusters untersucht wurde, sowie die fortführende Bearbeitung bereits bekannter Ligandensysteme zur Erzeugung von homo- und heterovalenten Übergangsmetallkomplexverbindungen.rnDie unter der Verwendung der modifizierten Liganden TPDE, H1TPDP und H1BPMP resultierenden dinuklearen Komplexverbindungen zeigen unterschiedlich starke antiferromagnetische Wechselwirkungen in Abhängigkeit der vorhandenen Brückenliganden. In der Verbindung [Fe6O2(OH)(L´)2(OOCMe3)9(OEt)2] trat eine Fragmentierung des Liganden H1TPDP auf. Das cisoide Ligandensubstitutionsmuster der entstandenen sechskernigen Verbindung ist verantwortlich für die interessanten magnetischen Eigenschaften des Komplexes. rnNeue Perspektiven zur Erzeugung von Modellverbindungen zur Sauerstoffaktivierung wurden mit dem Mono-Chelatliganden H1ETHP und den Bis-Chelatliganden HL2H, H2L2H und H2BATP aufgezeigt. Die Umsetzung von H1ETHP mit verschiedenen Übergangsmetallsalzen resultierte für die Metalle Cr(III), Fe(III), Co(III) und Ni(II) in mononuklearen Verbindungen des Typs [M(ETHP)2]X (X = ClO4, FeCl4, OMe, Cl, Br) sowie in zwei tetranuklearen Verbindungen mit Mn(II) und Cu(II). [Mn4(ETHP)6] besitzt ein propellerförmiges, planares [Mn4O6]2+-System mit einen Spingrundzustand von S = 5. In allen Verbindungen von H1ETHP konnte eine mono-κN-Koordination des 1,3,4-Thiadiazol-Rückgrates über eines seiner beiden endozyklischen Stickstoffdonoratome beobachtet werden. rnAus Umsetzungen der Bis-Chelatliganden wurden fast ausschließlich polynukleare Übergangsmetallkomplexe erhalten. Insbesondere der Ligand H2L2H zeigt eine ausgeprägte Tendenz zur Ausbildung trinuklearer, linearer Komplexe, welche auf Grund ihrer ungeraden Anzahl von Übergangsmetallionen einen Spingrundzustand S ≠ 0 aufweisen.rn Die mit dem Liganden HL2H erhaltenen Verbindungen unterstreichen die hohe Flexibilität dieser Systeme hinsichtlich der Erzeugung polynuklearer und heterovalenter Komplexverbindungen. So konnten in Abhängigkeit vom verwendeten Übergangsmetallsalz trinukleare, pentanukleare, aber auch hepta- und oktanukleare Verbindungen synthetisiert werden. Insbesondere die Komplexe des Mangans und des Cobalts zeigen ein heterovalentes [MnIIMnIII4]- bzw. [CoII2CoIII3]-Motiv, was sich in Spingrundzuständen von S ≠ 0 äußert. Der diamagnetische, achtkernige Fe8-Cluster besitzt eine pseudo C3-symmetrische Anordnung der Metall-Zentren, während für die heptanukleare Cu7-Kette durch ihre stark unterschiedlichen Kupfer-Koordinationsgeometrien interessante magnetische Austauschwechselwirkungen beobachtet werden konnten. Der dreikernige µ3-oxo-verbrückte Komplex des Liganden H2BATP zeigt als interessante strukturelle Eigenschaft ein ein µ3-Verbrückungsmuster des eingesetzten Sulfat-Anions. rnIn allen Komplexen der Bis-Chelatliganden HL2H, H2L2H und H2BATP konnte ein µ2-κN,κN-Koordiantionsmodus des 1,3,4-Thiadiazols und somit eine Abhängigkeit der Verbrückung vom Ligandensubstitutionsmuster beobachtet werden.rn

Modellkomplexe oligonuklearer Metalloproteine auf Basis von Salen-Liganden und Spin-Crossover-Verbindungen als Chemosensoren

Der erste Teil der hier vorgestellten Arbeit verfolgt die Synthese potentieller Modellverbindungen oligonuklearer Metalloproteine auf Basis von Salen-Liganden. Dazu wurden zwei Ligandensysteme mit unterschiedlich raumerfüllenden Alkyl-Substituenten modifiziert und auf ihre koordinativen Eigenschaften hin untersucht. Für das Ligandensystem auf Basis des Bis-(salicylidenamino)-propan-2-ols konnten fünf Derivate (H3L1, H3L2A,H3L2B, H3L3, H3L4), für das zweite verwendete Ligandensystem auf Basis des 1H-3,5-Bis-(salicylidenaminomethyl)-pyrazols konnten zwei weitere Derivate (H3L5A, H3L5B) dargestellt und zu Koordinationsverbindungen umgesetzt werden.rnFür den hier verwendeten Bis-(salicylidenamino)-propan-2-ol Liganden H3L1, welcher die geringsten sterischen Anforderungen stellt, konnten mono-, tri- und tetranukleare Koordinationsverbindungen synthetisiert werden. Dabei gelingt es dem Liganden, sich sowohl in planarer als auch in unterschiedlich stark gewinkelter Konformation um ein oder mehrere Metallzentren anzuordnen, wobei der Ligand ein N2O2- seines N2O3-Donorsets zur Koordination nutzt. Die Verbindung {[Ni7(HL1)2(L1)2(OBz)4(OMe)(H2O)]}n zeigt, dass eine Verkettung der so gestalteten dreikernigen Einheiten über das freie Propanol-Sauerstoffatomdes Ligandenrückgrats möglich ist. Mit zunehmendem sterischen Anspruch der angefügten Alkylsubstituenten nimmt die geometrische Flexibilität und somit das Potential des Liganden zur Ausbildung höhernuklearer Strukturen ab. So ist für Liganden mit mittlerem sterischen Anspruch neben mononuklearen Komplexen noch die Gestaltung dinuklearer Systeme möglich. Erhöht man den sterischen Anspruch des Liganden weiter, findet nur noch eine Reaktion zu mononuklearen Verbindungen statt.rnMit den Pyrazol-basierten Ligandensystemen H3L5A und H3L5B konnten dinukleare Kupfer- und Nickelverbindungen synthetisiert werden.rnDer zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Gestaltung von Spin-Crossover Systemen (SCO). Dazu soll ein Spinübergang innerhalb des gestalteten schaltbaren Systems an die Anwesenheit eines Signalstoffs gekoppelt werden, so dass diese SCO-Verbindung als Sensor für den Signalstoff eingesetzt werden kann. Dazu wurden zwei unterschiedliche Ansätze entwickelt und untersucht.rnDie erste Methode beruht auf der Kombination eines zum Spin-Crossover befähigten Metallzentrums, eines Capping-Liganden, eines zur Signalstofferkennung funktionalisierten Co-Liganden sowie eines entsprechenden Signalstoffs. Als Capping-Liganden wurden tetra- und pentadentateLigandensysteme eingesetzt und mit unterschiedlich Picolyl-substituierten Monoaza-[12]-krone-4-Derivaten umgesetzt, wobei die Monoazakrone zur Komplexierung des Signalstoffs,hier in Form eines Alkalimetallions, zur Verfügung steht. Nach dieser ersten Methode konnten im Zeitraum dieser Arbeit noch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden.rnEine vielversprechende zweite Möglichkeit beruht auf der Verwendung eines mehrzähnigen, etablierten Spin-Crossover Liganden,welcher in seiner Peripherie mit einer Bindungstasche zur Aufnahme des Signalstoffmodifiziert wird.Mit Hilfe des so gestalteten Liganden 4'-(4'''-Benzo-[15]-krone-5)-methyloxy-2,2':6',2''-terpyridin ([b15c5]-tpy) gelang die Umsetzung zu entsprechenden Eisen(II)- und Kobalt(II)komplexen der Zusammensetzung [M([b15c5]-tpy)2]2+. Alle synthetisierten Eisen(II)-Komplexe liegen aufgrund der hohen Ligandenfeldstärke des Terpyridins über einen Temperaturbereich von 300 – 400 K in ihrer diamagnetischen Low Spin Form vor. Die entsprechenden Kobalt(II)-Komplexe zeigen über einen Temperaturbereich von 2 – 350 K ein kontinuierliches, aber unvollständiges Spin-Crossover Verhalten.rnDer Einfluss von Signalstoffen auf das Spin-Crossover Verhalten der Kobalt(II)-Systeme wurde in einem ersten Versuch unter der Verwendung von Natriumionen als Signalstoff untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass Natriumionen für dieses System zwar nicht als Auslöser eines SCO verwendet werden können, sie aber dennoch eine starke Auswirkung auf den Verlauf des Spin-Crossovers haben.

Unbinding forces of single antibody-antigen complexes correlate with their thermal dissociation rates

Point mutants of three unrelated antifluorescein antibodies were constructed to obtain nine different single-chain Fv fragments, whose on-rates, off-rates, and equilibrium binding affinities were determined in solution. Additionally, activation energies for unbinding were estimated from the temperature dependence of the off-rate in solution. Loading rate-dependent unbinding forces were determined for single molecules by atomic force microscopy, which extrapolated at zero force to a value close to the off-rate measured in solution, without any indication for multiple transition states. The measured unbinding forces of all nine mutants correlated well with the off-rate in solution, but not with the temperature dependence of the reaction, indicating that the same transition state must be crossed in spontaneous and forced unbinding and that the unbinding path under load cannot be too different from the one at zero force. The distance of the transition state from the ground state along the unbinding pathway is directly proportional to the barrier height, regardless of the details of the binding site, which most likely reflects the elasticity of the protein in the unbinding process. Atomic force microscopy thus can be a valuable tool for the characterization of solution properties of protein-ligand systems at the single molecule level, predicting relative off-rates, potentially of great value for combinatorial chemistry and biology.

Metal binding selectivity of oxa-aza macrocyclic ligand: a DFT study of first- and second-row transition metal for four coordination systems

A detailed theoretical study of the 1,7,1l,17-tetraoxa-2,6,12,16-tetraaza-cycloeicosane ligand ([20]AneN(4)O(4)) coordinated to Fe2+, Co2+, Ni2+, Ru2+, Rh2+, and Pd2+ transition metal ions was carried out with the B3LYP method. Two different cases were performed: when nitrogen is the donor atom (1a (q) ) and also with the oxygen as the donor atom (1b (q) ). For all the cases performed in this study 1a (q) structures were always more stable than the 1b (q) ones. Considering each row is possible to see that the energy increases with the increase of the atomic number. The M2+ cation binding energies for the 1a (q) complexes increase with the following order: Fe2+ < Ru2+ < Co2+ < Ni2+ < Rh2+ < Pd2+.

Aqueous two-phasemicellar systems in an oscillatory flowmicro-reactor: study of perspectives and experimental performance

BACKGROUND: Aqueous two-phase micellar systems (ATPMS) are micellar surfactant solutions with physical properties that make them very efficient for the extraction/concentration of biological products. In this work the main proposal that has been discussed is the possible applicability and importance of a novel oscillatory flow micro-reactor (micro-OFR) envisaged for parallel screening and/or development of industrial bioprocesses in ATPMS. Based on the technology of oscillatory flow mixing (OFM), this batch or continuous micro-reactor has been presented as a new small-scale alternative for biological or physical-chemical applications. RESULTS: ATPMS experiments were carried out in different OFM conditions (times, temperatures, oscillation frequencies and amplitudes) for the extraction of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) in Triton X-114/buffer with Cibacron Blue as affinity ligand. CONCLUSION: The results suggest the potential use of OFR, considering this process a promising and new alternative for the purification or pre-concentration of bioproducts. Despite the applied homogenization and extraction conditions have presented no improvements in the partitioning selectivity of the target enzyme, when at rest temperature they have influenced the partitioning behavior in Triton X-114 ATPMS. (C) 2011 Society of Chemical Industry

Mechanisms of substitution reactions on cyclometallated platinum(IV) complexes: "Quasi-labile" systems

The substitution reactions of SMe2 by phosphines (PMePh2, PEtPh2, PPh3, P(4-MeC6H4)(3), P(3-MeC6H4)(3), PCy3) on Pt-IV complexes having a cyclometalated imine ligand, two methyl groups in a cis-geometrical arrangement, a halogen, and a dimethyl sulfide as ligands, [Pt(CN)(CH3)(2)(X)(SMe2)], have been studied as a function of temperature, solvent, and electronic and steric characteristics of the phosphines and the X and CN ligands. In all cases, a limiting dissociative mechanism has been found, where the dissociation of the SMe2 ligand corresponds to the rate-determining step. The pentacoordinated species formed behaves as a true pentacoordinated Pt-IV compound in a steady-state concentration, given the solvent independence of the rate constant. The X-ray crystal structures of two of the dimethyl sulfide complexes and a derivative of the pentacoordinate intermediate have been determined. Differences in the individual rate constants for the entrance of the phosphine ligand can only be estimated as reactivity ratios. In all cases an effect of the phosphine size is detected, indicating that an associative step takes place from the pentacoordinated intermediate. The nature of the (CN) imine and X ligands produces differences in the dimethyl sulfide dissociation reactions rates, which can be quantified by the corresponding DeltaS double dagger values (72, 64, 48, 31, and 78 J K-1 mol(-1) for CN/X being C6H4CHNCH2C6H5/Br, C6H4CHNCH2-(2,4,6-(CH3)(3))C6H2/Br, C6H4CHNCH2C6H5/Cl, C6Cl4CHNCH2C6H5/Cl, and C6W4CH2NCHC6H5/ Pr, respectively). As a whole, the donor character of the coordinated C-aromatic and X atoms have the greatest influence on the dissociativeness of the rate-determining step.