Dissociative electron attachment to dinitrogen pentoxide, N2O5

Electron attachment was studied in gaseous dinitrogen pentoxide, N2O5, for incident electron energies between a few meV and 10 eV. No stable parent anion N2O5- was observed but several anionic fragments (NO3-, NO2-, NO-, O-, and O-2(-)) were detected using quadrupole mass spectrometry. Many of these dissociative pathways were found to be coupled and provide detailed information on the dynamics of N2O5 fragmentation. Estimates of the cross sections for production of each of the anionic fragments were made and suggest that electron attachment to N2O5 is amongst the most efficient attachment reactions recorded for nonhalogenated polyatomic systems. (C) 2004 American Institute of Physics.

Dinitrogen release from arylpentazole: A picosecond time-resolved infrared, spectroelectrochemical, and DFT computational study

p-(Dimethylamino)phenyl pentazole, DMAP-N5 (DMAP = Me2N−C6H4), was characterized by picosecond transient infrared spectroscopy and infrared spectroelectrochemistry. Femtosecond laser excitation at 310 or 330 nm produces the DMAP-N5 (S1) excited state, part of which returns to the ground state (τ = 82 ± 4 ps), while DMAP-N and DMAP-N3 (S0) are generated as double and single N2-loss photoproducts with η ≈ 0.14. The lifetime of DMAP-N5 (S1) is temperature and solvent dependent. [DMAP-N3]+ is produced from DMAP-N5 in a quasireversible, one-electron oxidation process (E1/2 = +0.67 V). Control experiments with DMAP-N3 support the findings. DFT B3LYP/6-311G** calculations were used to identify DMAP-N5 (S1), DMAP-N3 +, and DMAP-N in the infrared spectra. Both DMAP-N5 (S1) and [DMAP-N5]+ have a weakened N5 ring structure.

Ocean acidification rapidly reduces dinitrogen fixation associated with the hermatypic coral Seriatopora hystrix

Since productivity and growth of coral-associated dinoflagellate algae is nitrogen (N)-limited, dinitrogen (N2) fixation by coral-associated microbes is likely crucial for maintaining the coral-dinoflagellate symbiosis. It is thus essential to understand the effects future climate change will have on N2 fixation by the coral holobiont. This laboratory study is the first to investigate short-term effects of ocean acidification on N2 fixation activity associated with the tropical, hermatypic coral Seriatopora hystrix using the acetylene reduction assay in combination with calcification measurements. Findings reveal that simulated ocean acidification ( pCO2 1080 µatm) caused a rapid and significant decrease (53%) in N2 fixation rates associated with S. hystrix compared to the present day scenario ( pCO2 486 µatm). In addition, N2 fixation associated with the coral holobiont showed a positive exponential relationship with its calcification rates. This suggests that even small declines in calcification rates of hermatypic corals under high CO2 conditions may result in decreased N2 fixation activity, since these 2 processes may compete for energy in the coral holobiont. Ultimately, an intensified N limitation in combination with a decline in skeletal growth may trigger a negative feedback loop on coral productivity exacerbating the negative long-term effects of ocean acidification.

Síntese de complexo ferro(II)-nitrogênio: abordagem dos conceitos de reatividade e retro-doação para alunos de graduação em química

There has been a considerable interest in coordination complexes of molecular nitrogen (N2), partly due to a possible relationship between such complexes and the nitrogen activation process in nature. The present paper describes the synthesis and infrared spectroscopic characterization of an iron-nitrogen derivative with ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetate (edta) as an experiment for an undergraduate course. The topics covered here include synthesis, reactivity and spectroscopy.

Characterization of Nitric Oxide Reductase (NOR) from pseudomonas nautica, a study on biologic nitric oxide reduction

Dissertation submitted to obtain the phD degree in Biochemistry, specialty in Physical- Biochemistry, by the Faculdade de Ciências e Tecnologia from the Universidade Nova de Lisboa

Fixação de nitrogênio: estrutura, função e modelagem bioinorgânica das nitrogenases

Biological nitrogen fixation, catalyzed by nitrogenases, contributes about half of the nitrogen needed to global agriculture. For forty years synthetic chemists and theoreticians have tried to understand and model the structure and function of this important metalloenzyme. Ten years after the first report on the crystal structure of the MoFe protein, scientists still have not been able to synthesize a chemical equivalent of the FeMo cofactor nor the structure knowledge revealed the key to its catalytic activity. This paper with 104 references presents a review of the most relevant advances in chemical nitrogen fixation and their relation with the nitrogenases.

Síntese de complexo ferro(II)-nitrogênio: abordagem dos conceitos de reatividade e retro-doação para alunos de graduação em química

There has been a considerable interest in coordination complexes of molecular nitrogen (N2), partly due to a possible relationship between such complexes and the nitrogen activation process in nature. The present paper describes the synthesis and infrared spectroscopic characterization of an iron-nitrogen derivative with ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetate (edta) as an experiment for an undergraduate course. The topics covered here include synthesis, reactivity and spectroscopy.

Concentrations et flux d'azote dans les sédiments hypoxiques de l'Estuaire Maritime du St-Laurent.

Les sédiments sont des sites importants d’élimination d’azote (N) puisqu’ils possèdent des gradients d’oxydoréduction leur conférant les conditions idéales pour les réactions microbiennes de transformation de N. L’eutrophisation des régions côtières peut altérer ces gradients, par des changements dans la concentration d’oxygène (O2) de l’eau interstitielle, et modifier l’importance relative des processus transformant le N. Afin de mieux comprendre comment l’O2 pourrait influencer les transformations de N, nous avons mesuré les flux diffusifs de diazote (N2), nitrate (NO3-), oxygène et ammonium (NH4+) dans les sédiments de l’Estuaire Maritime du St-Laurent (EMSL), et nous avons estimé les taux de dénitrification. L’importance du couple nitrification-dénitrification en fonction d’un gradient de concentrations d’O2 dans la zone d’hypoxie de l’EMSL fut aussi évaluée. La concentration des gaz dissous fut mesurée en utilisant une nouvelle approche développée dans cette étude. Les flux diffusifs de N2, O2, NO3- et NH4+ variaient de 5.5 à 8.8, de -37.1 à -84.8, de -4.0 à -5.8 et de 0.6 à 0.8 μmol N m-2 h-1 respectivement. Les concentrations de N2 et NO3- dans l’eau porale et les flux de NO3- et de N2 des sédiments, suggèrent que la diffusion de NO3- provenant de l’eau à la surface des sédiments ne peut pas expliquer par elle-même la production de N2 observée. En utilisant une approche stoichiométrique, les taux de nitrification potentielle estimés comptent pour 0.01 à 52% du flux total de NO3 nécessaire pour aboutir aux flux de N2 observés et diminuent avec l’augmentation de l’hypoxie.

Étude de la régulation de la nitrogénase chez Rhodobacter capsulatus dans la noirceur

L’atmosphère terrestre est très riche en azote (N2). Mais cet azote diatomique est sous une forme très stable, inutilisable par la majorité des êtres vivants malgré qu’il soit indispensable pour la synthèse de matériels organiques. Seuls les procaryotes diazotrophiques sont capables de vivre avec le N2 comme source d’azote. La fixation d’azote est un processus qui permet de produire des substances aminées à partir de l’azote gazeux présent dans l’atmosphère (78%). Cependant, ce processus est très complexe et nécessite la biosynthèse d’une vingtaine de protéines et la consommation de beaucoup d’énergie (16 molécules d’ATP par mole de N2 fixé). C’est la raison pour laquelle ce phénomène est rigoureusement régulé. Les bactéries photosynthétiques pourpres non-sulfureuses sont connues pour leur capacité de faire la fixation de l’azote. Les études faites à la lumière, dans le mode de croissance préféré de ces bactéries (photosynthèse anaérobie), ont montré que la nitrogénase (enzyme responsable de la fixation du diazote) est sujet d’une régulation à trois niveaux: une régulation transcriptionnelle de NifA (protéine activatrice de la transcription des gènes nif), une régulation post-traductionnelle de l’activité de NifA envers l’activation de la transcription des autres gènes nif, et la régulation post-traductionnelle de l’activité de la nitrogénase quand les cellules sont soumises à un choc d’ammoniaque. Le système de régulation déjà décrit fait intervenir essentiellement une protéine membranaire, AmtB, et les deux protéines PII, GlnB et GlnK. Il est connu depuis long temps que la nitrogénase est aussi régulée quand une culture photosynthétique est exposée à la noirceur, mais jusqu’aujourd’hui, on ignore encore la nature des systèmes intervenants dans cette régulation. Ainsi, parmi les questions qui peuvent se poser: quelles sont les protéines qui interviennent dans l’inactivation de la nitrogénase lorsqu’une culture anaérobie est placée à la noirceur? Une analyse de plusieurs souches mutantes, amtB- , glnK- , glnB- et amtY- poussées dans différentes conditions de limitation en azote, serait une façon pour répondre à ces interrogations. Alors, avec le suivi de l’activité de la nitrogénase et le Western Blot, on a montré que le choc de noirceur provoquerait un "Switch-off" de l’activité de la nitrogénase dû à une ADP-ribosylation de la protéine Fe. On a réussit aussi à montrer que ii tout le système déjà impliqué dans la réponse à un choc d’ammoniaque, est également nécessaire pour une réponse à un manque de lumière ou d’énergie (les protéines AmtB, GlnK, GlnB, DraG, DraT et AmtY). Or, Rhodobacter capsulatus est capable de fixer l’azote et de croitre aussi bien dans la micro-aérobie à la noirceur que dans des conditions de photosynthèse anaérobies, mais jusqu'à maintenant sa régulation dans l’obscurité est peu étudiée. L’étude de la fixation d’azote à la noirceur nous a permis de montrer que le complexe membranaire Rnf n’est pas nécessaire à la croissance de R. capsulatus dans de telles conditions. Dans le but de développer une façon d’étudier la régulation de la croissance dans ce mode, on a tout d’abord essayé d’identifier les conditions opératoires (O2, [NH4 + ]) permettant à R. capsulatus de fixer l’azote en microaérobie. L’optimisation de cette croissance a montré que la concentration optimale d’oxygène nécessaire est de 10% mélangé avec de l’azote.

Desarrollo del proceso anammox para el tratamiento de lixiviados: puesta en marcha y aplicación

La eliminación biológica de nitrógeno amoniacal se ha llevado a cabo, habitualmente, a través del proceso convencional de nitrificación-desnitrificación. Sin embargo, los lixiviados generados en los depósitos controlados de residuos sólidos urbanos contienen elevadas cantidades de amonio y bajas concentraciones de materia orgánica biodegradable, así como una elevada salinidad. En este caso, para reducir el elevado coste económico que supone aplicar los procesos convencionales en este tipo de efluentes es conveniente desarrollar sistemas alternativos. Uno de estos nuevos procesos biológicos se basa en el proceso anammox (acrónimo en inglés de anaerobic ammonium oxidation) previa nitritación parcial de amonio a nitrito. El proceso anammox es un proceso autotrófico que realiza la conversión de amonio y nitrito a nitrógeno gas bajo condiciones anaerobias. El menor consumo de oxígeno durante el proceso de nitritación parcial y la no necesidad de adicionar materia orgánica para desnitrificar representan un importante ahorro económico respecto a los tratamientos convencionales

Metabolic changes of rhizobia in legume nodules

Bacteria have evolved a wide variety of metabolic strategies to cope with varied environments. Some are specialists and only able to survive in restricted environments; others are generalists and able to cope with diverse environmental conditions. Rhizolbia (e.g. Rhizobium, Sinorhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium and Azorhizobium species) can survive and compete for nutrients in soil and the plant rhizosphere but can also form a beneficial symbiosis with legumes in a highly specialized plant cell environment. Inside the legume-root nodule, the bacteria (bacteroids) reduce dinitrogen to ammonium, which is secreted to the plant in exchange for a carbon and energy source. A new and challenging aspect of nodule physiology is that nitrogen fixation requires the cycling of amino acids between the bacteroid and plant. This review aims to summarize the metabolic plasticity of rhizobia and the importance of amino acid cycling.

Dissociative electron impact ionization of N2O5

Electron impact ionization of dinitrogen pentoxide for incident electron energies up to about 25 eV has been investigated by use of a crossed beams quadrupole mass spectrometer system. The experiments reported in this paper detected the fragmentation products NO2+, NO+, O+, N+, and NO3+. No stable N2O5+ ion was observed. The NO3+ fragment, for which we determine an appearance energy 13.25 +/- 0.30 ev, has not been observed previously. This appearance energy is close to the calculated threshold.

Molybdenum eta(3)-allyl dicarbonyl complexes as a new class of precursors for highly reactive epoxidation catalysts with tert-butyl hydroperoxide

New Mo(II) diimine derivatives of [Mo(q (3)allyl)X(CO)(2)(CH3CN)(2)] (allyl = C3H5 and C5H5O; X = Cl, Br) were prepared, and [MO(eta(3)-C3H5)Cl(CO)(2)(BIAN)] (BIAN = 1,4-(4-chloro)phenyl-2,3-naphthalene-diazabutadiene) (7) was structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. This complex adopted an equatorial-axial arrangement of the bidentate ligand (axial isomer), in contrast with the precursors, found as the equatorial isomer in the solid and fluxional in solution. The new complexes of the type [Mo(eta(3)-allyl)X(CO)(2)(N-N)l (N-N is a bidentate chelating dinitrogen ligand) were tested for the catalytic epoxidation of cyclooctene using tert-butyl hydroperoxide as oxidant. All catalytic systems were 100% selective toward epoxide formation. While their turnover frequencies paralleled those of related Mo(eta) carbonyl compounds or Mo(VI) compounds bearing similar N-donor ligands, they exhibited similar olefin conversions in consecutive catalytic runs. The acetonitrile precursors were generally more active than the diimine complexes, and the chloro derivatives more active than the bromo ones. Combined vibrational and NMR spectroscopy and computational studies (DFT) were used to investigate the nature of the molybdenum species formed in the catalytic system with [Mo(eta(3)-C3H5)Cl(CO)(2){1,4-(2,6-dimethyl)phenyl-2.3-dimethyldiazabuta diene}] (4) and to propose that the resulting species may be dimeric bearing oxide bridges.

A tungsten complex containing a highly delocalized metal-ligand system

Nucleophilic attack of (triphenylphosphonio) cyclopentadienide on the dichlorodiazomethane-tungsten complex trans[ BrW(dppe)(2)(N2CCl2)]PF6 [dppe is 1,2-bis(diphenylphosphino) ethane] results in C-C bond formation and affords the title compound, trans-[W(C24H18ClN2P)Br(C26H24P2)(2)]PF6 center dot 0.6CH(2)Cl(2). This complex, bis[1,2- bis(diphenylphosphino)ethane] bromido{chloro[3-(triphenylphosphonio) cyclopentadienylidene] diazomethanediido} tungsten hexafluorophosphate dichloromethane 0.6-solvate, contains the previously unknown ligand chloro[3-(triphenylphosphonio) cyclopentadienylidene] diazomethane. Evidence from bond lengths and torsion angles indicates significant through-ligand delocalization of electron density from tungsten to the nominally cationic phosphorus(V) centre. This structural analysis clearly demonstrates that the tungsten-dinitrogen unit is a powerful pi-electron donor with the ability to transfer electron density from the metal to a distant acceptor centre through an extended conjugated ligand system. As a consequence, complexes of this type could have potential applications as nonlinear optical materials and molecular semiconductors.