Synthèse d’un inhibiteur de la rénine, l’aliskiren et développement de méthodes catalytiques d’alkylation asymétrique

Une nouvelle approche pour la synthèse de l’aliskiren, un puissant inhibiteur de la rénine pour le traitement de l’hypertension chez l’homme, a été développée. De cette approche, des étapes clés tels qu’une allylation avec un des catalyseurs de MacMillan, une cyclisation par métathèse (RCM) pour la préparation d’une lactone à neuf membres et une séquence de réactions d’aziridination diastéréosélective/réarrangement de cycle par une catalyse acide donnant un produit aminohydroxylé ont permis de compléter la synthèse de l’aliskiren en 11 étapes. Durant l’élaboration de la séquence de réactions pour la préparation de l’aliksiren, il a été noté que la lactone à neuf membres avait une facilité à se réarranger via des intermédiaires quinonoïdaux et les produits issus de cette tendance ont été analysés. De plus, une étude sur la réaction de RCM, donnant la lactone à neuf membres, a montré une dépendance envers la nature diastéréomérique du substrat de départ. Une méthodologie d’alpha-allylation asymétrique de cétones catalysée au palladium, tirant avantage d’un ligand chiral PHOX, a été explorée et utilisée en vue de la synthèse de l’aliskiren. De cette méthode, une étude pour la synthèse de produits alpha-allylcétones acycliques a été démontrée et un effet d’additif sur la sélectivité et la vitesse de réaction a été découvert. De plus, la production d’un intermédiaire avancé d’un produit d’intérêts a été accomplie et la nature de la contribution de l’additif a été investiguée. Les produits obtenus depuis la méthodologie d’allylation catalysée au palladium et la formation d’intermédiaire cationique des certains dérivés de la synthèse de l’aliskiren ont inspirés une nouvelle approche faisant appel à des techniques d’alkylation en catalyse acide pour la formation de produits diaryliques. Il a été trouvé que le catalyseur de chlorure d’or(III) et de triflate de bismuth(III) étaient particulièrement efficaces, démontrant une différence de cinétique pour la réactivité d’un mélange diastéréoisomériques d’alcools alpha-substitués de départ.

Melting and freezing of spherical bismuth nanoparticles confined in a homogeneous sodium borate glass

The melting temperature and the crystallization temperature of Bi nanoclusters confined in a sodium borate glass were experimentally determined as functions of the cluster radius. The results indicate that, on cooling, liquid Bi nanodroplets exhibit a strong undercooling effect for a wide range of radii. The difference between the melting temperature and the freezing temperature decreases for decreasing radius and vanishes for Bi nanoparticles with a critical radius R = 1.9 nm. The magnitude of the variation in density across the melting and freezing transitions for Bi nanoparticles with R = 2 nm is 40% smaller than for bulk Bi. These experimental results support a basic core-shell model for the structure of Bi nanocrystals consisting of a central crystalline volume surrounded by a structurally disordered shell. The volume fraction of the crystalline core decreases for decreasing nanoparticle radius and vanishes for R = 1.9 nm. Thus, on cooling, the liquid nanodroplets with R < 1.9 nm preserve, across the liquid-to-solid transformation, their homogeneous and disordered structure without crystalline core.

Fabrication and characterisation of ferroelectric lead zirconate titanate and strontium bismuth tantalate thin films

Ferroelectrics, liquid delivery, MOCVD, lead zirconate titanate, strontium bismuth tantalate

A thermal analysis study of dithizone and dithizonates of mercury, silver and bismuth

Solid dithizonates of Hg(I), Ag(I) and Bi(III) have been prepared. Thermogravimetry (TG), derivative thermogravimetry (DTG), differential scanning calorimetry (DSC), X ray diffraction powder patterns and elemental analysis have been used to characterize and to study the thermal stability and thermal decomposition of the dithizone and of these dithizonates.

Unusual bismuth-containing surface layers of III-V compound semiconductors

The understanding and engineering of bismuth (Bi) containing semiconductor surfaces are signi cant in the development of novel semiconductor materials for electronic and optoelectronic devices such as high-e ciency solar cells, lasers and light emitting diodes. For example, a Bi surface layer can be used as a surfactant which oats on a III-V compound-semiconductor surface during the epitaxial growth of IIIV lms. This Bi surfactant layer improves the lm-growth conditions if compared to the growth without the Bi layer. Therefore, detailed knowledge of the properties of the Bi/III-V surfaces is needed. In this thesis, well-de ned surface layers containing Bi have been produced on various III-V semiconductor substrates. The properties of these Bi-induced surfaces have been measured by low-energy electron di raction (LEED), scanning-tunneling microscopy and spectroscopy (STM), and synchrotron-radiation photoelectron spectroscopy. The experimental results have been compared with theoretically calculated results to resolve the atomic structures of the studied surfaces. The main ndings of this research concern the determination of the properties of an unusual Bi-containing (2×1) surface structure, the discovery and characterization of a uniform pattern of Bi nanolines, and the optimization of the preparation conditions for this Bi-nanoline pattern.

Continuous hydride generation in the presence of L- cysteine for the determination of arsenic, bismuth, antimony and tin in steels by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry

Arsenic, bismuth, germanium, antimony and tin were simultaneously determined by continuous hydride generation and inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry . I Hydrides were introduced into four different types of gas-liquid separators. Two of the gas-liquid separators were available in-house. A third was developed for this project and a fourth was based on a design used by CET AC. The best signal intensity was achieved by the type II frit-based gas-liquid separator, but the modified Cetac design gave promise for the future, due to low relative standard deviation. A method was developed for the determination of arsenic, bismuth, antimony and tin in low-alloy steels. Four standard reference materials from NIST were dissolved in 10 mL aqua regia without heat. Good agreement was obtained between experimental values and certified values for arsenic, bismuth, antimony and tin. The method was developed to provide the analyst with the opportunity to determine the analytes by using simple aqueous standards to prepare calibration lines. Within the limits of the samples analyzed, the method developed is independent of matrix.

La conservation du patrimoine urbain, catalyseur du renouvellement des pratiques urbanistiques? : une réflexion théorique sur l'appropriation de la notion de patrimoine urbain par l'urbanisme

Cette thèse questionne l’apport de la conservation du patrimoine urbain à l’urbanisme. Il y est avancé que l’association entre la conservation du patrimoine urbain et l'urbanisme, dans leur cadre conceptuel actuel, plutôt que d’être le catalyseur du renouvellement de l’urbanisme, a perpétué une appréhension fragmentée et une atomisation de l'établissement, consacrant ainsi le paradigme fonctionnaliste, qui conditionne encore largement les pratiques urbanistiques contemporaines, au Québec notamment. En effet, bien que depuis les années 1960 la conservation du patrimoine soit présentée comme le fil rouge dans le redéploiement de la compétence d’édifier, plusieurs études soulignent les résultats mitigés de nombreuses expériences de conservation ainsi qu’une contribution limitée relativement à la formulation des projets urbains. Plus particulièrement, malgré la reconnaissance de l’intérêt de la patrimonialisation et de la fécondité potentielle de l’idée de patrimoine en général, l’urbanisme n’est pas parvenu à en définir les termes de la contribution, tant au plan conceptuel que processuel, en regard de sa propre projectualité. De ce fait, il ne réussit pas à affranchir la réflexion patrimoniale du registre de la conservation afin de se l’approprier véritablement. Cette thèse explique les causes de cette incapacité à partir d’une analyse des conditions de l’appropriation de la notion de patrimoine urbain mises de l’avant par l’approche giovannonienne. Celle-ci, fondamentalement urbanistique, propose une conception du patrimoine urbain qui s’émancipe du monument historique et du registre de la conservation. Indissociable d’une projectualité urbanistique, l’intérêt pour le patrimoine urbain de Giovannoni relève d’une reconnaissance du déjà là qui fonde des modalités de prises en charge de l’existant. Celles-ci posent les bases d’un renouvellement de la manière de penser l’urbanisme. La notion giovannonienne de patrimoine urbain, qui réfère à l’ensemble urbain patrimonial, devient l’élément de base d’une analyse morphologique urbanistique qui permet de conceptualiser l’agglomération contemporaine comme ensemble marqué par les ruptures et les discontinuités. Prenant appui sur une démarche dialogique, l’approche giovannonienne relève d’une mise en tension des singularités et d’une appréhension conjointe des différentes registres, ceux des formes et des forces, de l’existant et du souhaité, du penser et du faire. Giovannoni dépasse ainsi l’opposition entre continuité et rupture portée par les pratiques afin de penser l’articulation du nouveau à l’ancien. La confrontation de l’approche giovannonienne aux différentes perspectives qui ont marqué l’urbanisme moderne, montre que ces modalités de prise en charge de l’existant sont conditionnelles à l’accomplissement des promesses de la considération du patrimoine urbain. Autrement, l’association de la conservation du patrimoine urbain et de l’urbanisme culmine dans une double assimilation : l’assimilation du patrimoine urbain au monument historique d’architecture conduit à confondre projet d’urbanisme et projet de conservation.

Carboxydothermus hydrogenoformans comme catalyseur biologique pour la conversion du monoxyde de carbone en hydrogène simultanément a la minéralisation de calcium et phosphate

La gazéification est aujourd'hui l'une des stratégies les plus prometteuses pour valoriser les déchets en énergie. Cette technologie thermo-chimique permet une réduction de 95 % de la masse des intrants et génère des cendres inertes ainsi que du gaz de synthèse (syngaz). Le syngaz est un combustible gazeux composé principalement de monoxyde de carbone (CO), d'hydrogène (H2) et de dioxyde de carbone (CO2). Le syngaz peut être utilisé pour produire de la chaleur et de l'électricité. Il est également la pierre angulaire d'un grand nombre de produits à haute valeur ajoutée, allant de l'éthanol à l'ammoniac et l'hydrogène pur. Les applications en aval de la production de syngaz sont dictées par son pouvoir calorifique, lui-même dépendant de la teneur du gaz en H2. L’augmentation du contenu du syngaz en H2 est rendu possible par la conversion catalytique à la vapeur d’eau, largement répandu dans le cadre du reformage du méthane pour la production d'hydrogène. Au cours de cette réaction, le CO est converti en H2 et CO2 selon : CO + H2O → CO2 + H2. Ce processus est possible grâce à des catalyseurs métalliques mis en contact avec le CO et de la vapeur. La conversion catalytique à la vapeur d’eau a jusqu'ici été réservé pour de grandes installations industrielles car elle nécessite un capital et des charges d’exploitations très importantes. Par conséquent, les installations de plus petite échelle et traitant des intrants de faible qualité (biomasse, déchets, boues ...), n'ont pas accès à cette technologie. Ainsi, la seule utilisation de leur syngaz à faible pouvoir calorifique, est limitée à la génération de chaleur ou, tout au plus, d'électricité. Afin de permettre à ces installations une gamme d’application plus vaste de leurs syngaz, une alternative économique à base de catalyseur biologique est proposée par l’utilisation de bactéries hyperthermophiles hydrogénogènes. L'objectif de cette thèse est d'utiliser Carboxydothermus hydrogenoformans, une bactérie thermophile carboxydotrophe hydrogénogène comme catalyseur biologique pour la conversion du monoxyde de carbone en hydrogène. Pour cela, l’impact d'un phénomène de biominéralisation sur la production d’H2 a été étudié. Ensuite, la faisabilité et les limites de l’utilisation de la souche dans un bioréacteur ont été évaluées. Tout d'abord, la caractérisation de la phase inorganique prédominante lorsque C. hydrogenoformans est inoculé dans le milieu DSMZ, a révélé une biominéralisation de phosphate de calcium (CaP) cristallin en deux phases. L’analyse par diffraction des rayons X et spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier de ce matériau biphasique indique une signature caractéristique de la Mg-whitlockite, alors que les images obtenues par microscopie électronique à transmission ont montré l'existence de nanotiges cristallines s’apparentant à de l’hydroxyapatite. Dans les deux cas, le mode de biominéralisation semble être biologiquement induit plutôt que contrôlé. L'impact du précipité de CaP endogène sur le transfert de masse du CO et la production d’H2 a ensuite été étudié. Les résultats ont été comparés aux valeurs obtenues dans un milieu où aucune précipitation n'est observée. Dans le milieu DSMZ, le KLa apparent (0.22 ± 0.005 min-1) et le rendement de production d’H2 (89.11 ± 6.69 %) étaient plus élevés que ceux obtenus avec le milieu modifié (0.19 ± 0.015 min-1 et 82.60 ± 3.62% respectivement). La présence du précipité n'a eu aucune incidence sur l'activité microbienne. En somme, le précipité de CaP offre une nouvelle stratégie pour améliorer les performances de transfert de masse du CO en utilisant les propriétés hydrophobes de gaz. En second lieu, la conversion du CO en H2 par la souche Carboxydothermus hydrogenoformans fut étudiée et optimisée dans un réacteur gazosiphon de 35 L. Parmi toutes les conditions opérationnelles, le paramètre majeur fut le ratio du débit de recirculation du gaz sur le débit d'alimentation en CO (QR:Qin). Ce ratio impacte à la fois l'activité biologique et le taux de transfert de masse gaz-liquide. En effet, au dessus d’un ratio de 40, les performances de conversion du CO en H2 sont limitées par l’activité biologique alors qu’en dessous, elles sont limitées par le transfert de masse. Cela se concrétise par une efficacité de conversion maximale de 90.4 ± 0.3 % et une activité spécifique de 2.7 ± 0.4 molCO·g–1VSS·d–1. Malgré des résultats prometteurs, les performances du bioréacteur ont été limitées par une faible densité cellulaire, typique de la croissance planctonique de C. hydrogenoformans. Cette limite est le facteur le plus contraignant pour des taux de charge de CO plus élevés. Ces performances ont été comparées à celles obtenues dans un réacteur à fibres creuses (BRFC) inoculé par la souche. En dépit d’une densité cellulaire et d’une activité volumétrique plus élevées, les performances du BRFC à tout le moins cinétiquement limitées quand elles n’étaient pas impactées par le transfert de masse, l'encrassement et le vieillissement de la membrane. Afin de parer à la dégénérescence de C. hydrogenoformans en cas de pénurie de CO, la croissance de la bactérie sur pyruvate en tant que seule source de carbone a été également caractérisée. Fait intéressant, en présence simultanée de pyruvate et de CO, C. hydrogenoformans n’a amorcé la consommation de pyruvate qu’une fois le CO épuisé. Cela a été attribué à un mécanisme d'inhibition du métabolisme du pyruvate par le CO, faisant ainsi du pyruvate le candidat idéal pour un système in situ de secours.

A study of the preparation and characterization of bismuth telluride and bismuth oxide thin films

This thesis deals with the preparation and properties of two compounds of V-II family, viz. bismuth telluride and bismuth oxide, in thin filmform. In the first chapter is given the resume of basic solid state physics relevant to the work reported here. In the second chapter the different methods of thin film preparationtia described. Third chapter deals with the experimental techniques used for preparation and characterization of the films. Fourth chapter deals with the preparation and propertiesof bismuth telluride films. In next four chapters, the preparation and properties of bismuth oxide films are discussed in detail. In the last chapter the use of Bi205 films in the fabrication of Heat mirrors is examined and discussed.

Predicted properties of the superheavy elements. III. Element 115, Eka-Bismuth

Element 115 is expected to be in group V-a of the periodic table and have most stable oxidation states of I and III. The oxidation state of I, which plays a minor role in bismuth chemistry, should be a major factor in 115 chemistry. This change will arise because of the large relativistic splitting of the spherically symmetric 7p_l/2 shell from the 7P_3/2 shell. Element 115 will therefore have a single 7p_3/2 electron outside a 7p^2_1/2 closed shell. The magnitude of the first ionization energy and ionic radius suggest a chemistry similar to Tl^+. Similar considerations suggest that 115^3+ will have a chemistry similar to Bi^3+. Hydrolysis will therefore be easy and relatively strongly complexing anions of strong acids will be needed in general to effect studies of complexation chemistry. Some other properties of 115 predicted are as follows: ionization potentials I 5.2 eV, II 18.1 eV, III 27.4 eV, IV 48.5 eV, 0 \rightarrow 5^+ 159 eV; heat of sublimation, 34 kcal (g-atom)^-1; atomic radius, 2.0 A; ionic radius, 115^+ 1.5 A, 115^3+ 1.0 A; entropy, 16 cal deg^-1 (g-atom)^-l (25°); standard electrode potential 115^+ |115, -1.5 V; melting and boiling points are similar to element 113.

Influence of ceria addition on thermal properties and local structure of bismuth germanate glasses

Bismuth germanate glasses are interesting materials due to their physical properties and their unique structural characteristics caused by the coordination changes of bismuth and germanium atoms. Glasses of the bismuth germanate system were prepared by melting/molding method and were investigated concerning their thermal and structural properties. The structural analysis of the samples was carried out by micro-Raman and Fourier transform infrared spectroscopes. It was observed that the glass structure is formed basically by GeO(4) tetrahedral units also having the formation of the GeO(6) octahedral units. BiO(2) was considered a network former by observing the presence of octahedral BiO(6) and pyramidal BiO(3) groups in the local structure of the samples. An absorption band observed at 1103 cm(-1) in the IR spectrum of the undoped glass was attributed to the Bi-O-Ge and/or Bi-O-Bi linkage vibration. The said band shifted to lower wavenumbers after the CeO(2) addition thus reflecting changes in the glass network. Cerium oxide was an efficient oxidant agent to prevent the darkening of the glasses which was probably associated to the reduction of Bi ions. However, CeO(2) was incorporated as a local network modifier in the glass structure even at concentrations of 0.2 mol%. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.