Niobium to alcohol mol ratio control of the concurring esterification and etherification reactions promoted by NbCl5 and Al2O3 catalysts under microwave irradiation

Alcohols and acids can be switched to produce ethers or esters by varying the alcohol to catalyst mol ratio, in a new etherification and esterification method using NbCl5/Al2O3 catalyst under "solvent free" conditions and promoted by MW (microwave) irradiation. A "two sites" mechanism for the reaction is proposed, in an attempt to clarify the tendency of the catalyst to be dependent on the alcohol alone during the esterification process. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Biodiesel wastes: An abundant and promising source for the preparation of acidic catalysts for utilization in etherification reaction

Environmentally friendly sulfonated black carbon (BC) catalysts were prepared from biodiesel waste, glycerol. These black carbons (BCs) contain a high amount of acidic groups, mainly sulfonated and oxygenated groups. Furthermore, these catalysts show a high catalytic activity in the glycerol etherification reaction with tert-butyl alcohol, the activity being larger for the sample prepared with a higher glycerol:sulfuric acid ratio (1:3). The yield for mono-tert-butyl glycerol (MTBG), di-tert-butyl glycerol (DTBG) and tri-tert-butyl-glycerol (TTBG) were very similar to those obtained using a commercial resin, Amberlyst-15. Furthermore, experimental results show that the carbon with the lowest acidic surface group content, BC prepared in minor glycerol:sulfuric acid ratio (10:1), can be chemically treated after carbonization to achieve an improved catalytic activity. The activity of all BCs is high and very similar, about 50% and 20% for the MTBG and DTBG + TTBG, respectively.

The role of mesoporosity and Si/Al ratio in the catalytic etherification of glycerol with benzyl alcohol using ZSM-5 zeolites

A comparative study of the influence of three different acid solids as catalysts (conventional zeolites Z15c with Si/Al = 19.5 and Z40c with Si/Al = 48.2, and a hierarchical zeolite Z40c-H with Si/Al = 50.0) for the etherification of glycerol with benzyl alcohol was performed. The catalytic activity and selectivity of these zeolites was elucidated at different catalyst contents. Three different ethers (3-benzyloxy-1,2-propanediol, which is a mono-benzyl-glycerol ether (MBG) and 1,3-dibenzyloxy-2-propanol, which is a di-benzyl-glycerol ether (DBG) and dibenzyl ether (DBz) were identified as the main products. MBG was the major product of the reaction catalyzed by the microporous Z15c zeolite with low Si/Al molar ratio, whereas DBG was formed in higher yield with the use of microporous Z40c and hierarchical Z40c-H zeolites, both of them having a similar high Si/Al molar ratio (≈50). MBG is a value-added product and it is obtained with good yield and selectivity when using the conventional zeolite Z15c as a catalyst. Under the best conditions tested, i.e., 25 mg of catalyst for 8 h at 120 °C, a 62% of conversion was obtained without the need of solvent, with an excellent 84% selectivity toward the MBG and no formation of DBz.

Synthesis of discrete allyl-functional polyethylene glycol for efficient hydrophilization of dihydr (polydimethylsiloxane)

Amphiphilic poly(ethylene glycol)-block-pol (dimethylsiloxane)-block-poly(ethylene glycol)(PEG-block-PDMS block-PEG) triblock copolymers have been successfully prepared via hydrosilylation using discrete and polydisperse PEG of various chain lengths. Facile synthesis of discrete PEG (dPEG) is achieved via systematic tosylation and etherification of lower glycols. Amphiphilicity of the dPEG block-PDMS-block-dPEG triblock copolymer is illustrated by dynamic light scattering (DLS) and measurement of the critical micelle concentration (CMC).

Total synthesis of (-)-ent-pachastrissamine (ent-Jaspine B)

The total synthesis of the enantiomer of the tetrahydrofuran containing natural product Jaspine B is reported. The key reactions in the synthesis include formation of the tetrahydrofuran unit by an acid mediated Williamson etherification and a subsequent elaboration with an olefin cross metathesis reaction. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Cu-Based Nanoalloys in the Base-Free Ullmann Heterocyle-Aryl Ether Synthesis

We report the first liquid-liquid Ullmann etherification process mediated not only by oxidatively stable Cu but also by CuZn and CuSn nanoparticle catalysts in conjunction with microwave heating that also avoids the use of solid and expensive bases. Conditions have led to improved turnovers and excellent yields in heteroaromatic Ullmann-type coupling reactions. Further enhancement is achieved upon the addition of 18-crown-6 as a kinetic promoter.

Microwave-assisted Cu-catalyzed Ullmann ether synthesis in a continuous-flow milli-plant

The combination of milli-scale processing and microwave heating has been investigated for the Cu-catalyzed Ullmann etherification in fine-chemical synthesis, providing improved catalytic activity and selective catalyst heating. Wall-coated and fixed-bed milli-reactors were designed and applied in the Cu-catalyzed Ullmann-type CO coupling of phenol and 4-chloropyridine. In a batch reactor the results show clearly increased yields for the microwave heated process at low microwave powers, whereas high powers and catalyst loadings reduced the benefits of microwave heating. Slightly higher yields were found in the Cu/ZnO wall-coated as compared to the Cu/TiO fixed-bed flow-reactor. The benefit here is that the reaction occurs at the surface of the metal nanoparticles confined within a support film making the nano-copper equally accessible. Catalyst deactivation was mainly caused by Cu oxidation and coke formation; however, at longer process times leaching played a significant role. Catalyst activity could partially be recovered by removal of deposited by-product by means of calcination. After 6h on-stream the reactor productivities were 28.3 and 55.1kgprod/(mR3h) for the fresh Cu/ZnO wall-coated and Cu/TiO fixed-bed reactor, respectively. Comparison of single- and multimode microwaves showed a threefold yield increase for single-mode microwaves. Control of nanoparticles size and loading allows to avoid high temperatures in a single-mode microwave field and provides a novel solution to a major problem for combining metal catalysis and microwave heating. Catalyst stability appeared to be more important and provided twofold yield increase for the CuZn/TiO catalyst as compared to the Cu/TiO catalyst due to stabilized copper by preferential oxidation of the zinc. For this catalyst a threefold yield increase was observed in single-mode microwaves which, to the best of our knowledge, led to a not yet reported productivity of 172kgprod/(mR3h) for the microwave and flow Ullmann CO coupling. © 2012 Elsevier B.V.

High-amylose carboxymethyl starch matrices for oral sustained drug-release : in vitro and in vivo evaluation

Les amidons non modifiées et modifiés représentent un groupe d’excipients biodégradables et abondants particulièrement intéressant. Ils ont été largement utilisés en tant qu’excipients à des fins diverses dans des formulations de comprimés, tels que liants et/ou agents de délitement. Le carboxyméthylamidon sodique à haute teneur en amylose atomisé (SD HASCA) a été récemment proposé comme un excipient hydrophile à libération prolongée innovant dans les formes posologiques orales solides. Le carboxyméthylamidon sodique à haute teneur en amylose amorphe (HASCA) a d'abord été produit par l'éthérification de l'amidon de maïs à haute teneur en amylose avec le chloroacétate. HASCA a été par la suite séché par atomisation pour obtenir le SD HASCA. Ce nouvel excipient a montré des propriétés présentant certains avantages dans la production de formes galéniques à libération prolongée. Les comprimés matriciels produits à partir de SD HASCA sont peu coûteux, simples à formuler et faciles à produire par compression directe. Le principal objectif de cette recherche était de poursuivre le développement et l'optimisation des comprimés matriciels utilisant SD HASCA comme excipient pour des formulations orales à libération prolongée. A cet effet, des tests de dissolution simulant les conditions physiologiques du tractus gastro-intestinal les plus pertinentes, en tenant compte de la nature du polymère à l’étude, ont été utilisés pour évaluer les caractéristiques à libération prolongée et démontrer la performance des formulations SD HASCA. Une étude clinique exploratoire a également été réalisée pour évaluer les propriétés de libération prolongée de cette nouvelle forme galénique dans le tractus gastro-intestinal. Le premier article présenté dans cette thèse a évalué les propriétés de libération prolongée et l'intégrité physique de formulations contenant un mélange comprimé de principe actif, de chlorure de sodium et de SD HASCA, dans des milieux de dissolution biologiquement pertinentes. L'influence de différentes valeurs de pH acide et de temps de séjour dans le milieu acide a été étudiée. Le profil de libération prolongée du principe actif à partir d'une formulation de SD HASCA optimisée n'a pas été significativement affecté ni par la valeur de pH acide ni par le temps de séjour dans le milieu acide. Ces résultats suggèrent une influence limitée de la variabilité intra et interindividuelle du pH gastrique sur la cinétique de libération à partir de matrices de SD HASCA. De plus, la formulation optimisée a gardé son intégrité pendant toute la durée des tests de dissolution. L’étude in vivo exploratoire a démontré une absorption prolongée du principe actif après administration orale des comprimés matriciels de SD HASCA et a montré que les comprimés ne se sont pas désintégrés en passant par l'estomac et qu’ils ont résisté à l’hydrolyse par les α-amylases dans l'intestin. Le deuxième article présente le développement de comprimés SD HASCA pour une administration orale une fois par jour et deux fois par jour contenant du chlorhydrate de tramadol (100 mg et 200 mg). Ces formulations à libération prolongée ont présenté des valeurs de dureté élevées sans nécessiter l'ajout de liants, ce qui facilite la production et la manipulation des comprimés au niveau industriel. La force de compression appliquée pour produire les comprimés n'a pas d'incidence significative sur les profils de libération du principe actif. Le temps de libération totale à partir de comprimés SD HASCA a augmenté de manière significative avec le poids du comprimé et peut, de ce fait, être utilisé pour moduler le temps de libération à partir de ces formulations. Lorsque les comprimés ont été exposés à un gradient de pH et à un milieu à 40% d'éthanol, un gel très rigide s’est formé progressivement sur leur surface amenant à la libération prolongée du principe actif. Ces propriétés ont indiqué que SD HASCA est un excipient robuste pour la production de formes galéniques orales à libération prolongée, pouvant réduire la probabilité d’une libération massive de principe actif et, en conséquence, des effets secondaires, même dans le cas de co-administration avec une forte dose d'alcool. Le troisième article a étudié l'effet de α-amylase sur la libération de principe actif à partir de comprimés SD HASCA contenant de l’acétaminophène et du chlorhydrate de tramadol qui ont été développés dans les premières étapes de cette recherche (Acetaminophen SR et Tramadol SR). La modélisation mathématique a montré qu'une augmentation de la concentration d’α-amylase a entraîné une augmentation de l'érosion de polymère par rapport à la diffusion de principe actif comme étant le principal mécanisme contrôlant la libération de principe actif, pour les deux formulations et les deux temps de résidence en milieu acide. Cependant, même si le mécanisme de libération peut être affecté, des concentrations d’α-amylase allant de 0 UI/L à 20000 UI/L n'ont pas eu d'incidence significative sur les profils de libération prolongée à partir de comprimés SD HASCA, indépendamment de la durée de séjour en milieu acide, le principe actif utilisé, la teneur en polymère et la différente composition de chaque formulation. Le travail présenté dans cette thèse démontre clairement l'utilité de SD HASCA en tant qu'un excipient à libération prolongée efficace.

Reações de Etanol com CO/H2 na Presença do Sistema Catalítico Ru(acac)3/I-

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

OXIDES AS HETEROGENEOUS PROMOTERS FOR LIQUID-PHASE HYDROCARBONYLATION REACTIONS WITH IODOCARBONYLRUTHENIUM CATALYSTS

Basic or acid oxides, used as heterogeneous promoters of carbonylruthenium catalysts in liquid-phase hydrocarbonylation reactions on oxygenated substrates, strongly affect the activity and selectivity of the catalytic system. Concurrent or successive reactions of simple carbonylation, homologation, hydrogenation to hydrocarbons, and etherification take place to varying extents. Carbonylation and etherification are favored by acid oxides and homologation and hydrogenation by basic oxides. This behavior is related to the formation and stabilization by the oxides of H+ and H- hydridocarbonylruthenium catalytic species, whose relative concentrations in solution depend on the nature of the oxide. Heterogeneous oxides are easily separated and recycled from the reaction mixture. Their use simplifies the catalytic system and allows one to direct the catalytic process toward the target product.

Cationização de amidos de tuberosas tropicais para fabricação de papéis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Synthesis of bis(3-{[2-(allyloxy)ethoxy]methyl}-2,4,6-trimethylbenzoyl)(phenyl)phosphine oxide - a tailor-made photoinitiator for dental adhesives

Because of the poor solubility of the commercially available bisacylphosphine oxides in dental acidic aqueous primer formulations, bis(3-{[2-(allyloxy)ethoxy]methyl}-2,4,6-trimethylbenzoyl)(phenyl)phosphine oxide (WBAPO) was synthesized starting from 3-(chloromethyl)-2,4,6-trimethylbenzoic acid by the dichlorophosphine route. The substituent was introduced by etherification with 2-(allyloxy)ethanol. In the second step, 3-{[2-(allyloxy)ethoxy]methyl}-2,4,6-trimethylbenzoic acid was chlorinated. The formed acid chloride showed an unexpected low thermal stability. Its thermal rearrangement at 180 ° C resulted in a fast formation of 3-(chloromethyl)-2,4,6-trimethylbenzoic acid 2-(allyloxy)ethyl ester. In the third step, the acid chloride was reacted with phenylphosphine dilithium with the formation of bis(3-{[2-(allyloxy)ethoxy]methyl}-2,4,6-trimethylbenzoyl)(phenyl)phosphine, which was oxidized to WBAPO. The structure of WBAPO was confirmed by ¹H NMR, ¹³C NMR, ³¹P NMR, and IR spectroscopy, as well as elemental analysis. WBAPO, a yellow liquid, possesses improved solubility in polar solvents and shows UV-vis absorption, and a high photoreactivity comparable with the commercially available bisacylphosphine oxides. A sufficient storage stability was found in dental acidic aqueous primer formulations.