Hydroxyamidinates et polymères de coordination : suspicions et valences mixtes

Dans un contexte où l’énergie représente un enjeu majeur pour les pays et organisations à économies émergentes et développées, la recherche de nouvelles sources renouvelables et la démocratisation des vecteurs énergétiques permettant l’approvisionnement mondial de façon durable constitue un devoir pour la communauté scientifique internationale. D’ailleurs, il serait essentiel que les nombreuses disciplines de la chimie concertent leurs efforts. Plus particulièrement, la croissance de la recherche en chimie de coordination orientée vers la photosynthèse artificielle ainsi que le développement de matériaux fonctionnels démontre l’importance indéniable de ce champ de recherche. Ce travail présente dans un premier temps l’étude des différentes voies de synthèse d’hydroxyamidines, un ligand chélatant aux propriétés de coordination prometteuses ne recevant que très peu d’attention de la part de la communauté scientifique. Dans un deuxième temps, nous présenterons le développement d’une stratégie d’assemblage de leurs complexes supramoléculaires impliquant des métaux de transition abondants et peu dispendieux de la première rangée. Dans un troisième temps, il sera question de l’investigation de leurs propriétés photophysiques et électrochimiques à des fins d’applications au sein de matériaux fonctionnels. Pour ce faire, les différentes voies de synthèse des hydroxyamidines et de leurs amidines correspondantes qui ont précédemment été étudiées par les membres du groupe seront tout d’abord perfectionnées, puis investiguées afin de déterminer leur versatilité. Ensuite, les propriétés de complexation des amox résultantes comportant des motifs sélectionnés seront déterminées pour enfin étudier les propriétés photophysiques et électrochimiques d’une série de complexes de métaux de transition de la première rangée. En somme, plusieurs designs qu’offrent les amox et bis-amox sont étudiés et les propriétés des architectures résultantes de leur auto-assemblage sont déterminées.

Hydroxyamidinates et polymères de coordination : suspicions et valences mixtes

Dans un contexte où l’énergie représente un enjeu majeur pour les pays et organisations à économies émergentes et développées, la recherche de nouvelles sources renouvelables et la démocratisation des vecteurs énergétiques permettant l’approvisionnement mondial de façon durable constitue un devoir pour la communauté scientifique internationale. D’ailleurs, il serait essentiel que les nombreuses disciplines de la chimie concertent leurs efforts. Plus particulièrement, la croissance de la recherche en chimie de coordination orientée vers la photosynthèse artificielle ainsi que le développement de matériaux fonctionnels démontre l’importance indéniable de ce champ de recherche. Ce travail présente dans un premier temps l’étude des différentes voies de synthèse d’hydroxyamidines, un ligand chélatant aux propriétés de coordination prometteuses ne recevant que très peu d’attention de la part de la communauté scientifique. Dans un deuxième temps, nous présenterons le développement d’une stratégie d’assemblage de leurs complexes supramoléculaires impliquant des métaux de transition abondants et peu dispendieux de la première rangée. Dans un troisième temps, il sera question de l’investigation de leurs propriétés photophysiques et électrochimiques à des fins d’applications au sein de matériaux fonctionnels. Pour ce faire, les différentes voies de synthèse des hydroxyamidines et de leurs amidines correspondantes qui ont précédemment été étudiées par les membres du groupe seront tout d’abord perfectionnées, puis investiguées afin de déterminer leur versatilité. Ensuite, les propriétés de complexation des amox résultantes comportant des motifs sélectionnés seront déterminées pour enfin étudier les propriétés photophysiques et électrochimiques d’une série de complexes de métaux de transition de la première rangée. En somme, plusieurs designs qu’offrent les amox et bis-amox sont étudiés et les propriétés des architectures résultantes de leur auto-assemblage sont déterminées.

Redox chemistry and electronic properties of 2,3,5,6-tetrakis(2-pyridyl)pyrazine-bridged diruthenium complexes controlled by N,C,N '-biscyclometalated ligands

To investigate the consequences of cyclometalation for electronic communication in dinuclear ruthenium complexes, a series of 2,3,5,6-tetrakis(2-pyridyl)pyrazine (tppz) bridged diruthenium complexes was prepared and studied. These complexes have a central tppz ligand bridging via nitrogen-to-ruthenium coordination bonds, while each ruthenium atom also binds either a monoanionic, N,C,N'-terdentate 2,6-bis(2'-pyridyl)phenyl (R-N boolean AND C boolean AND N) ligand or a 2,2':6',2 ''-terpyridine (tpy) ligand. The N,C,N'-, that is, biscyclometalation, instead of the latter N,N', N ''-bonding motif significantly changes the electronic properties of the resulting complexes. Starting from well-known [{Ru(tpy)}(2)(mu-tppz)](4+) (tpy = 2,2':2 '',6-terpyridine) ([3](4+)) as a model compound, the complexes [{Ru(R-N boolean AND C boolean AND N)}(mu-tppz){Ru(tpy)}](3+) (R-N boolean AND C(H)boolean AND N = 4-R-1,3-dipyridylbenzene, R = H ([4a](3+)), CO2Me ([4b](3+))), and [{Ru(R-N boolean AND C boolean AND N)}(2)(mu-tppz)](2+), (R = H ([5a](2+)), CO2Me ([5b](2+))) were prepared with one or two N,C,N'-cyclometalated terminal ligands. The oxidation and reduction potentials of cyclometalated [4](3+) and [5](2+) are shifted negatively compared to non-cyclometalated [3](4+), the oxidation processes being affected more significantly. Compared to [3](4+), the electronic spectra of [5](2+) display large bathochromic shifts of the main MLCT transitions in the visible spectral region with low-energy absorptions tailing down to the NIR region. One-electron oxidation of [3](4+) and [5](2+) gives rise to low-energy absorption bands. The comproportionation constants and NIR band shape correspond to delocalized Robin-Day class III compounds. Complexes [4a](3+) (R = H) and [4b](3+) (R = CO2Me) also exhibit strong electronic communication, and notwithstanding the large redox-asymmetry the visible metal-to-ligand charge-transfer absorption is assigned to originate from both metal centers. The potential of the first, ruthenium-based, reversible oxidation process is strongly negatively shifted. On the contrary, the second oxidation is irreversible and cyclometalated ligand-based. Upon one-electron oxidation, a weak and low-energy absorption arises.

Amidverknüpfte Ferrocene - schaltbare molekulare Drähte und Sensoren

In dieser Arbeit werden Synthesen und Eigenschaften von Verbindungen mit einer oder mehreren Ferrocen- bzw. Biferroceneinheiten beschrieben, die über Amid-, Anhydrid- oder Harnstoff-Funktionen verknüpft oder mittels Amidfunktion an α-Aminosäurederivate gebunden sind. Als Zentralbausteine dienen die künstlichen Aminosäuren 1’-Aminoferrocen-1-carbonsäure (Fca) bzw. 1’-Aminobiferrocen-1-carbonsäure (Bfca). Die Ferroceneinheit agiert als redoxschaltbares Gelenk, die Amidfunktion ermöglicht die Ausbildung von Sekundärstrukturen und die Bindung von Anionen. Das redoxschaltbare „Multiwellenlängen“-Sensorpaar [Dansyl-Ala-Fca-Ala-CH2-Naphthyl]0/+ ist in der Lage, insgesamt sieben Anionen aufgrund von sechs einfach zu erhaltenden optischen Messwerten eindeutig zu diskriminieren. Die Vorzugskonformation des neutralen Rezeptors mit intramolekularen Wasserstoffbrücken wird mittels X-Ray, NMR- und DFT-Methoden im Festkörper, in Lösung und in der Gasphase bestimmt. Die oligomeren Fca-Verbindungen SG-Fcan-HN-Fc (SG = Boc, Fmoc; n = 1, 2) und SG-Fca2-OMe (SG = Boc, Fmoc) werden mittels Peptidkupplung in Lösung hergestellt, Fmoc-Fca3-Gly-OMe, Fmoc-Fcan-OMe (n = 3-5) und Fmoc-Fca4-NH2 dagegen durch ein neu entwickeltes Festphasensynthese-Protokoll. Die amidverknüpften Verbindungen bilden eine „Zick-Zack“-Struktur mit 1,2’-Konformation der Fca-Einheiten und achtgliedrigen intramolekularen Wasserstoffbrücken-Ringen, wie durch X-Ray, 2D-NMR-, DFT-Methoden und Dipolmoment-Bestimmung gezeigt wird. Elektrochemische Experimente belegen eine elektronische Wechselwirkung der Eisenzentren. Die gemischt-valenten Verbindungen zeichnen sich durch IVCT-Banden im nahen Infrarot aus. Die elektronische Kopplungskonstante beträgt Hab ≈ 145-215 cm–1 für einen einzelnen FeII/FeIII-Übergang und belegt die Zugehörigkeit der Verbindungen zur Robin-Day-Klasse II. Im Festkörper sind die Valenzen gemäß Mößbauerspektren lokalisiert. Die vollständig oxidierten Verbindungen liegen nach DFT-Rechnungen nicht mehr in einer „Zick-Zack“-Struktur, sondern in einer gestreckten Konformation vor. Als Nebenprodukte bei der Amidkupplung werden die Anhydride SG-(Fca)2O (SG = Ac, Boc, Fmoc) isoliert. Diese zählen aufgrund des Fehlens einer IVCT-Bande zur Klasse I-II. Die ferrocenyloge Bfca wird in Form der N- und C-geschützten Bfca auf zwei Wegen synthetisiert. Schlüsselschritte stellen die Cu(II)-vermittelte Homokupplung bzw. die Pd-katalysierte Stille-Kupplung dar. Bfca und die amid- und harnstoffverknüpften Bis-Bfca-Verbindungen besitzen keine nachweisbare Vorzugskonformation in Lösung. Die gemischt-valenten Bfca-Kationen zeigen eine IVCT-Bande (Hab ≈ 300-600 cm–1) und gehören eher zur Klasse II-III. Die gemischt-valenten Verbindungen des als Nebenprodukt isolierten Tetraferrocenylstannans Sn[Fn(COOMe)4] (Fn = 1,1’-Ferrocenylen) mit einatomiger σ-Brücke zwischen den Ferroceneinheiten, zeigen IVCT-Banden im NIR-Spektrum und gehören somit zur Klasse II. Die elektronischen Kopplungen in Sn[Fn(COOMe)4]+/2+ betragen Hab ≈ 145 und 220 cm–1.

Assigning metabolic equivalent (MET) values to the 2002 Census Occupational Classification System

Background: The Current Population Survey (CPS) and the American Time Use Survey (ATUS) use the 2002 census occupation system to classify workers into 509 separate occupations arranged into 22 major occupational categories. Methods: We describe the methods and rationale for assigning detailed MET estimates to occupations and present population estimates (comparing outputs generated by analysis of previously published summary MET estimates to the detailed MET estimates) of intensities of occupational activity using the 2003 ATUS data comprised of 20,720 respondents, 5,323 (2,917 males and 2,406 females) of whom reported working 6+ hours at their primary occupation on their assigned reporting day. Results: Analysis using the summary MET estimates resulted in 4% more workers in sedentary occupations, 6% more in light, 7% less in moderate, and 3% less in vigorous compared to using the detailed MET estimates. The detailed estimates are more sensitive to identifying individuals who do any occupational activity that is moderate or vigorous in intensity resulting in fewer workers in sedentary and light intensity occupations. Conclusions: Since CPS/ATUS regularly captures occupation data it will be possible to track prevalence of the different intensity levels of occupations. Updates will be required with inevitable adjustments to future occupational classification systems.

Nutritional status and dietary intake of acute care patients : results from the Nutrition Care Day Survey 2010

Background & aims: One aim of the Australasian Nutrition Care Day Survey was to determine the nutritional status and dietary intake of acute care hospital patients. Methods: Dietitians from 56 hospitals in Australia and New Zealand completed a 24-h survey of nutritional status and dietary intake of adult hospitalised patients. Nutritional risk was evaluated using the Malnutrition Screening Tool. Participants ‘at risk’ underwent nutritional assessment using Subjective Global Assessment. Based on the International Classification of Diseases (Australian modification), participants were also deemed malnourished if their body mass index was <18.5 kg/m2. Dietitians recorded participants’ dietary intake at each main meal and snacks as 0%, 25%, 50%, 75%, or 100% of that offered. Results: 3122 patients (mean age: 64.6 ± 18 years) participated in the study. Forty-one percent of the participants were “at risk” of malnutrition. Overall malnutrition prevalence was 32%. Fifty-five percent of malnourished participants and 35% of well-nourished participants consumed ≤50% of the food during the 24-h audit. “Not hungry” was the most common reason for not consuming everything offered during the audit. Conclusion: Malnutrition and sub-optimal food intake is prevalent in acute care patients across hospitals in Australia and New Zealand and warrants appropriate interventions.

On the classification of lakes and lake-like bodies of the Ukraine [Translation from: Gidrobiologicheskie Zhurnal, Kiev 19(2) 100-101, 1983]

In the Ukraine there are several thousand large, medium and small lakes and lake-like reservoirs, distinguished by origin, salinity, regional position, productivity and by construction a significant number of large and small water bodies, ponds and industrial reservoirs of variable designation. The problem of national systems necessitates the creation of specific schemes and classifications. Classifying into specific types of reservoir by means of suitable specifications is required for planning national measures with the objective of the rational utilisation of natural resources. It is now necessary to consider the present-day characteristics of Ukranian lakes. In the case of the Ukraine it is possible to use two approaches - genetical and ecological. This paper uses the genetical system to classify the lake-like water bodies of the Ukraine.

Are the reference values of B cell subpopulations used in adults for classification of common variable immunodeficiencies appropriate for children?

Detailed phenotypic characterization of B cell subpopulations is of utmost importance for the diagnosis and management of humoral immunodeficiencies, as they are used for classification of common variable immunodeficiencies. Since age-specific reference values remain scarce in the literature, we analysed by flow cytometry the proportions and absolute values of total, memory, switched memory and CD21(-/low) B cells in blood samples from 168 healthy children (1 day to 18 years) with special attention to the different subpopulations of CD21(low) B cells. The percentages of total memory B cells and their subsets significantly increased up to 5-10 years. In contrast, the percentages of immature CD21(-) B cells and of immature transitional CD21(low)CD38(hi) B cells decreased progressively with age, whereas the percentage of CD21(low) CD38(low) B cells remained stable during childhood. Our data stress the importance of age-specific reference values for the correct interpretation of B cell subsets in children as a diagnostic tool in immunodeficiencies.

The Ocean Colour Climate Change Initiative: III. A round-robin comparison on in-water bio-optical algorithms

Satellite-derived remote-sensing reflectance (Rrs) can be used for mapping biogeochemically relevant variables, such as the chlorophyll concentration and the Inherent Optical Properties (IOPs) of the water, at global scale for use in climate-change studies. Prior to generating such products, suitable algorithms have to be selected that are appropriate for the purpose. Algorithm selection needs to account for both qualitative and quantitative requirements. In this paper we develop an objective methodology designed to rank the quantitative performance of a suite of bio-optical models. The objective classification is applied using the NASA bio-Optical Marine Algorithm Dataset (NOMAD). Using in situRrs as input to the models, the performance of eleven semi-analytical models, as well as five empirical chlorophyll algorithms and an empirical diffuse attenuation coefficient algorithm, is ranked for spectrally-resolved IOPs, chlorophyll concentration and the diffuse attenuation coefficient at 489 nm. The sensitivity of the objective classification and the uncertainty in the ranking are tested using a Monte-Carlo approach (bootstrapping). Results indicate that the performance of the semi-analytical models varies depending on the product and wavelength of interest. For chlorophyll retrieval, empirical algorithms perform better than semi-analytical models, in general. The performance of these empirical models reflects either their immunity to scale errors or instrument noise in Rrs data, or simply that the data used for model parameterisation were not independent of NOMAD. Nonetheless, uncertainty in the classification suggests that the performance of some semi-analytical algorithms at retrieving chlorophyll is comparable with the empirical algorithms. For phytoplankton absorption at 443 nm, some semi-analytical models also perform with similar accuracy to an empirical model. We discuss the potential biases, limitations and uncertainty in the approach, as well as additional qualitative considerations for algorithm selection for climate-change studies. Our classification has the potential to be routinely implemented, such that the performance of emerging algorithms can be compared with existing algorithms as they become available. In the long-term, such an approach will further aid algorithm development for ocean-colour studies.

Analysis of Bayesian classification-based approaches for Android malware detection

Mobile malware has been growing in scale and complexity spurred by the unabated uptake of smartphones worldwide. Android is fast becoming the most popular mobile platform resulting in sharp increase in malware targeting the platform. Additionally, Android malware is evolving rapidly to evade detection by traditional signature-based scanning. Despite current detection measures in place, timely discovery of new malware is still a critical issue. This calls for novel approaches to mitigate the growing threat of zero-day Android malware. Hence, the authors develop and analyse proactive machine-learning approaches based on Bayesian classification aimed at uncovering unknown Android malware via static analysis. The study, which is based on a large malware sample set of majority of the existing families, demonstrates detection capabilities with high accuracy. Empirical results and comparative analysis are presented offering useful insight towards development of effective static-analytic Bayesian classification-based solutions for detecting unknown Android malware.

The Day After Tomorrow: Transition Management, Spatial Planning & the Low Carbon Economy

Many of the societal challenges that current spatial planning practice claims to be addressing (climate change, peak oil, obesity, aging society etc) encompass issues and timescales that lie beyond the traditional scope planning policy (Campbell 2006). The example of achieving a low carbon economy typifies this in that it demands a process of society-wide transition, involving steering a wide range of factors (markets, infrastructure, governance, individual behaviour etc). Such a process offers a challenge to traditional approaches to planning as they cannot be guided by a fixed blueprint, given the timescales involved (up to 50 years) and an enhanced level of uncertainty, social resistance, lack of control over implementation and a danger of ‘policy lock in’ (Kemp et al 2007). One approach to responding to these challenges is the concept of transition management which has emerged from studies of science, technology and innovation (Geels 2002, Markard et al 2012). Although not without criticism, this perspective attempts to uncertainty and complexity encompassing long term visions that integrates multi-level, multi-actor and multi-domain perspectives (Rotmans et al 2001).
 
Given its origins, research on transition management has tended to neglect spatial contexts (Coenen et al 2012) and, related to this, it’s relationship with spatial planning is poorly understood. Using the example of the low carbon transition, this paper will review the relationships between the concepts, methodologies and goals of transition management and spatial planning to explore whether a closer integration of the two fields offers benefits to achieving the long term challenges facing society.
 

Schémas de classification et repérage des documents administratifs électroniques dans un contexte de gestion décentralisée des ressources informationnelles

Les employés d’un organisme utilisent souvent un schéma de classification personnel pour organiser les documents électroniques qui sont sous leur contrôle direct, ce qui suggère la difficulté pour d’autres employés de repérer ces documents et la perte possible de documentation pour l’organisme. Aucune étude empirique n’a été menée à ce jour afin de vérifier dans quelle mesure les schémas de classification personnels permettent, ou même facilitent, le repérage des documents électroniques par des tiers, dans le cadre d’un travail collaboratif par exemple, ou lorsqu’il s’agit de reconstituer un dossier. Le premier objectif de notre recherche était de décrire les caractéristiques de schémas de classification personnels utilisés pour organiser et classer des documents administratifs électroniques. Le deuxième objectif consistait à vérifier, dans un environnement contrôlé, les différences sur le plan de l’efficacité du repérage de documents électroniques qui sont fonction du schéma de classification utilisé. Nous voulions vérifier s’il était possible de repérer un document avec la même efficacité, quel que soit le schéma de classification utilisé pour ce faire. Une collecte de données en deux étapes fut réalisée pour atteindre ces objectifs. Nous avons d’abord identifié les caractéristiques structurelles, logiques et sémantiques de 21 schémas de classification utilisés par des employés de l’Université de Montréal pour organiser et classer les documents électroniques qui sont sous leur contrôle direct. Par la suite, nous avons comparé, à partir d'une expérimentation contrôlée, la capacité d’un groupe de 70 répondants à repérer des documents électroniques à l’aide de cinq schémas de classification ayant des caractéristiques structurelles, logiques et sémantiques variées. Trois variables ont été utilisées pour mesurer l’efficacité du repérage : la proportion de documents repérés, le temps moyen requis (en secondes) pour repérer les documents et la proportion de documents repérés dès le premier essai. Les résultats révèlent plusieurs caractéristiques structurelles, logiques et sémantiques communes à une majorité de schémas de classification personnels : macro-structure étendue, structure peu profonde, complexe et déséquilibrée, regroupement par thème, ordre alphabétique des classes, etc. Les résultats des tests d’analyse de la variance révèlent des différences significatives sur le plan de l’efficacité du repérage de documents électroniques qui sont fonction des caractéristiques structurelles, logiques et sémantiques du schéma de classification utilisé. Un schéma de classification caractérisé par une macro-structure peu étendue et une logique basée partiellement sur une division par classes d’activités augmente la probabilité de repérer plus rapidement les documents. Au plan sémantique, une dénomination explicite des classes (par exemple, par utilisation de définitions ou en évitant acronymes et abréviations) augmente la probabilité de succès au repérage. Enfin, un schéma de classification caractérisé par une macro-structure peu étendue, une logique basée partiellement sur une division par classes d’activités et une sémantique qui utilise peu d’abréviations augmente la probabilité de repérer les documents dès le premier essai.

Développement d’un modèle de classification probabiliste pour la cartographie du couvert nival dans les bassins versants d’Hydro-Québec à l’aide de données de micro-ondes passives

Chaque jour, des décisions doivent être prises quant à la quantité d'hydroélectricité produite au Québec. Ces décisions reposent sur la prévision des apports en eau dans les bassins versants produite à l'aide de modèles hydrologiques. Ces modèles prennent en compte plusieurs facteurs, dont notamment la présence ou l'absence de neige au sol. Cette information est primordiale durant la fonte printanière pour anticiper les apports à venir, puisqu'entre 30 et 40% du volume de crue peut provenir de la fonte du couvert nival. Il est donc nécessaire pour les prévisionnistes de pouvoir suivre l'évolution du couvert de neige de façon quotidienne afin d'ajuster leurs prévisions selon le phénomène de fonte. Des méthodes pour cartographier la neige au sol sont actuellement utilisées à l'Institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ), mais elles présentent quelques lacunes. Ce mémoire a pour objectif d'utiliser des données de télédétection en micro-ondes passives (le gradient de températures de brillance en position verticale (GTV)) à l'aide d'une approche statistique afin de produire des cartes neige/non-neige et d'en quantifier l'incertitude de classification. Pour ce faire, le GTV a été utilisé afin de calculer une probabilité de neige quotidienne via les mélanges de lois normales selon la statistique bayésienne. Par la suite, ces probabilités ont été modélisées à l'aide de la régression linéaire sur les logits et des cartographies du couvert nival ont été produites. Les résultats des modèles ont été validés qualitativement et quantitativement, puis leur intégration à Hydro-Québec a été discutée.

Improving Multi-class Text Classification with Naive Bayes

There are numerous text documents available in electronic form. More and more are becoming available every day. Such documents represent a massive amount of information that is easily accessible. Seeking value in this huge collection requires organization; much of the work of organizing documents can be automated through text classification. The accuracy and our understanding of such systems greatly influences their usefulness. In this paper, we seek 1) to advance the understanding of commonly used text classification techniques, and 2) through that understanding, improve the tools that are available for text classification. We begin by clarifying the assumptions made in the derivation of Naive Bayes, noting basic properties and proposing ways for its extension and improvement. Next, we investigate the quality of Naive Bayes parameter estimates and their impact on classification. Our analysis leads to a theorem which gives an explanation for the improvements that can be found in multiclass classification with Naive Bayes using Error-Correcting Output Codes. We use experimental evidence on two commonly-used data sets to exhibit an application of the theorem. Finally, we show fundamental flaws in a commonly-used feature selection algorithm and develop a statistics-based framework for text feature selection. Greater understanding of Naive Bayes and the properties of text allows us to make better use of it in text classification.