Kinetische Studien zur OH-Bildung über die Reaktionen von HO 2 mit organischen Peroxyradikalen

Es wurde untersucht, wie sich das Substitutionsmuster organischer Peroxyradikale (RO2) auf die Ratenkonstante k1 und die Verzweigungsverhältnisse α, β und γ der Reaktionen von RO2 mit HO2 auswirkt. Die Effekte der Deuterierung von HO2 wurden ebenfalls studiert. Für zwei RO2 wurde zusätzlich das UV-Absorptionsspektrum bestimmt.rnrn αrnRO2 + HO2 → RO + OH + O2 R1arnrn βrn → RO2H + O2 R1brnrn γrn → ROH + O3 R1crnrnIn dieser Arbeit wurde ein neues Experiment aufgebaut. Für die direkte und zeitaufgelöste Messung der OH-Konzentration wurde das Verfahren der Laser-induzierten Fluoreszenz angewendet. Die Radikalerzeugung erfolgte mittels gepulster Laserphotolyse, wodurch unerwünschte Nebenreaktionen weitgehend unterdrückt werden konnten. Mittels transienter Absorptionsspektroskopie konnten die Menge der photolytisch erzeugten Radikale bestimmt und die Ozonbildung über R1c quantifiziert werden. Für die Auswertung wurden kinetische Modelle numerisch an die Messdaten angepasst. Um die experimentellen Unsicherheiten abzuschätzen, wurde ein Monte-Carlo-Ansatz gewählt.rnrnk1 und α reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen des RO2-Substitutionsmusters. Während sich eine OH-Bildung für das unsubstituierte C2H5O2 (EtP) mit α EtP ≤ 5 % nicht nachweisen lässt, stellt R1a bei den α-Oxo-substituierten H3CC(O)O2 (AcP) und HOCH2C(O)O2 (HAP) mit α AcP = (63 ± 11) % bzw. α HAP = (69 ± 12) % den Hauptkanal dar. Wie die mit α HEP = (10 ± 4) % geringfügige OH-Bildung bei HOC2H4O2 (HEP) zeigt, nimmt die OH-Gruppe in β-Stellung weniger Einfluss auf den Wert von α als die Oxogruppe in α-Stellung. Bei der Erzeugung α-Oxo-substituierter RO2 kann ebenfalls OH entstehen (R+O2→RO2/OH). Die Druckabhängigkeit dieser OH-Quelle wurde mit einem innovativen Ansatz bestimmt. Mit γ AcP = (15+5-6) % bzw. γ HAP = (10+2-3) % lässt sich für die Reaktionen der α-Oxo-substituierten RO2 eine erhebliche Ozonbildung nachweisen. Durch die Einführung der α-Oxogruppe steigt k1 jeweils um 1,3 • 10-11 cm3s-1 an, der Effekt der β-Hydroxygruppe ist halb so groß (k1 AcP = (2,0 ± 0,4) • 10-11 cm3s-1, k1 HAP = (2,6 ± 0,4) • 10-11 cm3s-1). Das Verzweigungsverhältnis α steigt weiter, wenn das HO2 deuteriert wird (α AcP,iso = (80 ± 14) %, k1 AcP,iso = (2,1 ± 0,4) • 10-11 cm3s-1). Vergleiche mit älteren Studien zeigen, dass die OH-Bildung über R1a bislang deutlich unterschätzt worden ist. Die möglichen Ursachen für die Unterschiede zwischen den Studien werden ebenso diskutiert wie die Hintergründe der beobachteten Substituenteneffekte.

Recycling of the high valence states of heme proteins by cysteine residues of thimet-oligopeptidase

The peptidolytic enzyme THIMET-oligopeptidase (TOP) is able to act as a reducing agent in the peroxidase cycle of myoglobin (Mb) and horseradish peroxidase (HRP). The TOP-promoted recycling of the high valence states of the peroxidases to the respective resting form was accompanied by a significant decrease in the thiol content of the peptidolytic enzyme. EPR (electron paramagnetic resonance) analysis using DBNBS spin trapping revealed that TOP also prevented the formation of tryptophanyl radical in Mb challenged by H2O2. The oxidation of TOP thiol groups by peroxidases did not promote the inactivating oligomerization observed in the oxidation promoted by the enzyme aging. These findings are discussed towards a possible occurrence of these reactions in cells.

The oxidation capacity of the atmosphere - OH and HO 2 radical measurements in a boreal forest environment using laser induced fluorescence spectroscopy

Das wichtigste Oxidationsmittel für den Abbau flüchtiger Kohlenwasserstoffverbindungen (VOC, engl.: volatile organic compounds) in der Atmosphäre ist das Hydroxylradikal (OH), welches sich in einem schnellen chemischen Gleichgewicht mit dem Hydroperoxylradical (HO2) befindet. Bisherige Messungen und Modellvergleiche dieser Radikalspezies in Waldgebieten haben signifikante Lücken im Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse aufgezeigt.rnIm Rahmen dieser Doktorarbeit wurden Messungen von OH- und HO2-Radikalen mittelsrnlaserinduzierten Fluoreszensmesstechnik (LIF, engl.: laser-induced fluorescence) in einem Nadelwald in Süd-Finnland während der Messkampagne HUMPPA–COPEC–2010 (Hyytiälä United Measurements of Photochemistry and Particles in Air – Comprehensive Organic Precursor Emission and Concentration study) im Sommer 2010 durchgeführt. Unterschiedliche Komponenten des LIF-Instruments wurden verbessert. Eine modifizierte Methode zur Bestimmung des Hintergrundsignals (engl.: InletPreInjector technique) wurde in den Messaufbaurnintegriert und erstmals zur Messung von atmosphärischem OH verwendet. Vergleichsmessungen zweier Instrumente basierend auf unterschiedlichen Methoden zur Messung von OH-Radikalen, chemische Ionisationsmassenspektrometrie (CIMS - engl.: chemical ionization mass spectrometry) und LIF-Technik, zeigten eine gute Übereinstimmung. Die Vergleichsmessungen belegen das Vermögen und die Leistungsfähigkeit des modifizierten LIF-Instruments atmosphärische OH Konzentrationen akkurat zu messen. Nachfolgend wurde das LIF-Instrument auf der obersten Plattform eines 20m hohen Turmes positioniert, um knapp oberhalb der Baumkronen die Radikal-Chemie an der Schnittstelle zwischen Ökosystem und Atmosphäre zu untersuchen. Umfangreiche Messungen - dies beinhaltet Messungen der totalen OH-Reaktivität - wurden durchgeführt und unter Verwendung von Gleichgewichtszustandsberechnungen und einem Boxmodell, in welches die gemessenen Daten als Randbedingungen eingehen, analysiert. Wenn moderate OH-Reaktivitäten(k′(OH)≤ 15 s−1) vorlagen, sind OH-Produktionsraten, die aus gemessenen Konzentrationen von OH-Vorläuferspezies berechnet wurden, konsistent mit Produktionsraten, die unter der Gleichgewichtsannahme von Messungen des totalen OH Verlustes abgeleitet wurden. Die primären photolytischen OH-Quellen tragen mit einem Anteil von bis zu einem Drittel zur Gesamt-OH-Produktion bei. Es wurde gezeigt, dass OH-Rezyklierung unter Bedingungen moderater OH-Reaktivität hauptsächlich durch die Reaktionen von HO2 mit NO oder O3 bestimmt ist. Während Zeiten hoher OH-Reaktivität (k′(OH) > 15 s−1) wurden zusätzliche Rezyklierungspfade, die nicht über die Reaktionen von HO2 mit NO oder O3, sondern direkt OH bilden, aufgezeigt.rnFür Hydroxylradikale stimmen Boxmodell-Simulationen und Messungen gut übereinrn(OHmod/OHobs=1.04±0.16), während HO2-Mischungsverhältnisse in der Simulation signifikant unterschätzt werden (HO2mod/HO2obs=0.3±0.2) und die simulierte OH-Reaktivität nicht mit der gemessenen OH-Reaktivität übereinstimmt. Die gleichzeitige Unterschätzung der HO2-Mischungsverhältnisse und der OH-Reaktivität, während OH-Konzentrationen von der Simulation gut beschrieben werden, legt nahe, dass die fehlende OH-Reaktivität in der Simulation eine noch unberücksichtigte HO2-Quelle darstellt. Zusätzliche, OH-unabhängigernRO2/HO2-Quellen, wie z.B. der thermische Zerfall von herantransportiertem peroxyacetylnitrat (PAN) und die Photolyse von Glyoxal sind indiziert.

The Chemical Mechanism of a Brown-Rot Decay Mimtic System and its Application in Paper Recycling Processes

This work is aimed at improving our current knowledge of the non-enzymatic inecl~anisins involved in brown-rot decay, as well as the exploration of potential applications of a brown-rot mimetic model system in paper recycling processes. The study was divided into two parts. The first part focussed on the chemical mechanisms involved in chelation and reduction of iron by a low molecular weight chelator (isolated from the brown-rot fungus Gloeophyllz~m tmbeum) and its model compound 2,3- dihydroxybenzoic acid (2,3-DHBA). Chelation as well as free radical generation mediated by this system were studied by ESR measurement. The results indicate that the effects of the chelator/iron ratio, the pH, and other reaction parameters on hydroxyl radical generation by a Fenton type system could be determined using ESR spin-trapping techniques. The results also support the hypothesis that superoxide radicals are involved in the chelator-mediated Fenton process. In the second part of the study, the effect of a chelator-mediated Fenton system for the improvement of deinking efficiency and the n~odification of fiber and paper properties was studied. For the deinking study, copy paper was laser printed with an identical standard pattern. Then repulping and flotation operations were performed to remove ink particles. Under properly controlled deinking conditions, the chelator mediated treatment (CMT) resulted in a reduction in dirt count over that of conventional deinking procedures with no significant loss of pulp strength. To study the effect of the chelator system treatment on the quality of pulp with different fines content, a fully bleached hardwood kraft pulp was beaten to different freeness levels and treated with the chelator-mediated free radical system. The result shows that virgin fiber and heavily beaten fiber respond differently to the free radical treatment. Unbeaten fibers become more flexible and easier to collapse after free radical treatment, while beaten fibers show a reduction in fines and small materials after mild free radical treatment.

Feasibility studies on using microwave-heating techniques for recycling lead waste

Lead is present everywhere in the environment and has been defined as one of the greatest threats to the human health. In this paper, attempts have been made to study a way of recycling the lead produced from waste usage and disposed of in such a way as to avoid degrading the surrounding environment. In order to contain the waste, recycled asphalt material is mixed with the lead and then heated with microwave energy. This is an attempt to solidify and reduce the lead contaminants and use the final product as sub-base material in road pavement construction. The microwave heating of the specimens is carried out with 30%, 50%, 80% and 100% of power at 800W. The optimum power mode is used to compare with the conventional heating of asphalt with sulfur additive. The results are characterized by compact density, permeability, and subjected to toxicity test with regards to lead concentration. A mechanical test to evaluate the stability is also performed on the three methods of solidification and to prove that microwave zapping method allow to convert into an environmentally stable material for recycling without having to be deposited in a landfill site.

Benchmarks for recycling practices in commercial office building refurbishment : data collection challenges

In recent years considerable effort has gone into quantifying the reuse and recycling potential of waste generated by residential construction. Unfortunately less information is available for the commercial refurbishment sector. It is hypothesised that significant economic and environmental benefit can be derived from closer monitoring of the commercial construction waste stream. With the aim of assessing these benefits, the authors are involved in ongoing case studies to record both current standard practice and the most effective means of improving the eco-efficiency of materials use in office building refurbishments. This paper focuses on the issues involved in developing methods for obtaining the necessary information on better waste management practices and establishing benchmark indicators. The need to create databases to establish benchmarks of waste minimisation best practice in commercial construction is stressed. Further research will monitor the delivery of case study projects and the levels of reuse and recycling achieved in directly quantifiable ways

Highly efficient, stoichiometric radical exchange reactions using isoindoline profluorescent nitroxides

Exchange reactions between the isoindoline profluorescent nitroxide 1,1,3,3-tetramethyldibenzo[e,g]isoindolin-2-yloxyl (TMDBIO) and a TEMPO capped polystyrene were carried out. High conversions to the desired products were achieved using only stoichiometric ratios of nitroxide relative to polymer. The scope of this study was expanded by exploiting a di-nitroxide 9,10-bis(5-[1,1,3,3-tetramethylisoindolin-2-yloxy])anthracene (BTMIOA) as a connector between two polymer chains forming PS–nitroxide–PS systems.

Critical communications research in Australia : from radical populism to creative industries

This paper tracks the development of critical communicatiosn research in Australia over a 30 year period. It assesses the relative significance of critical theory, Marxist political economy and cultural studies to the development of such a tradition. it also evaluates the rise of 'creative industries' dicourse as an emergent development in the field, and a distinctive contribution of Australian media and communications research.

Prospective, non-randomized phase 2 clinical trial of carboplatin plus paclitaxel with sequential radical pelvic radiotherapy for uterine papillary serous carcinoma

Objective Uterine Papillary Serous Carcinoma (UPSC) is uncommon and accounts for less than 5% of all uterine cancers. Therefore the majority of evidence about the benefits of adjuvant treatment comes from retrospective case series. We conducted a prospective multi-centre non-randomized phase 2 clinical trial using four cycles of adjuvant paclitaxel plus carboplatin chemotherapy followed by pelvic radiotherapy, in order to evaluate the tolerability and safety of this approach. Methods This trial enrolled patients with newly diagnosed, previously untreated patients with stage 1b-4 (FIGO-1988) UPSC with a papillary serous component of at least 30%. Paclitaxel (175 mg/m2) and carboplatin (AUC 6) were administered on day 1 of each 3-week cycle for 4 cycles. Chemotherapy was followed by external beam radiotherapy to the whole pelvis (50.4 Gy over 5.5 weeks). Completion and toxicity of treatment (Common Toxicity Criteria, CTC) and quality of life measures were the primary outcome indicators. Results Twenty-nine of 31 patients completed treatment as planned. Dose reduction was needed in 9 patients (29%), treatment delay in 7 (23%), and treatment cessation in 2 patients (6.5%). Hematologic toxicity, grade 3 or 4 occurred in 19% (6/31) of patients. Patients' self-reported quality of life remained stable throughout treatment. Thirteen of the 29 patients with stages 1–3 disease (44.8%) recurred (average follow up 28.1 months, range 8–60 months). Conclusion This multimodal treatment is feasible, safe and tolerated reasonably well and would be suitable for use in multi-institutional prospective randomized clinical trials incorporating novel therapies in patients with UPSC.