Kinetics and mechanism of gas-phase thermolysis using headspace-gas chromatographic analysis

Headspace gas chromatography is employed in order to study the thermal decomposition reaction of gaseous di-tert-butyl peroxide (DTBP) in the 130°C to 160°C temperature range and in the presence of n-hexane as the internal standard and nitrogen as the carrier gas. The reaction exclusively yields acetone and ethane as products. First-order kinetics are observed, including when the surface-to-volume ratio (S/V) of the Pyrex 20-mL vial employed as the reactor is increased by packing it with silanized glass wool. However, a small increase in the rate constant values is observed at each temperature, which supports a heterogeneous surface process in DTBP decomposition. The rate constant's dependence on the homogeneous unimolecular decomposition reaction corresponds to the O-O bond rupture of the DTBP molecule in a stepwise three-stage mechanism. Thus, the relevant question of the participation of a surface catalytic effect in the DTBP gas-phase thermolysis can easily be assessed through the procedure described in this work. In general, this is advantageous for the rapid investigation of the reaction kinetics of volatile compounds at different temperatures.Laboratorio de Estudio de Compuestos Orgánico

Solvent and substituent effects on the kinetics of thermolysis of cis-fused 1,2,4-trioxanes

The kinetics of the thermal decomposition reaction of cis-6-phenyl-5,6-(2- phenylpropyliden)-3,3-pentamethylene-1,2,4-trioxacyclohexane (Ia) were investigated in benzene and methanol solutions in the temperature and concentration ranges of 353.3-413.2 K and (1.1 - 13.1)×10-3 M, respectively. First-order rate constant values were obtained for up to at least ca. 20% conversions of that cyclic peroxide. The activation parameter values for the initial unimolecular homolysis of that molecule, results supported by the effect of the addition of di-tert-butyl-p-cresol as a free radical scavenger, indicate a stepwise reaction mechanism which is in keeping with the reaction products analysis. The corresponding activation parameters for the reaction of Ia in methanol (ΔH# = 20.2 ± 0.6 kcal mol-1; ΔS# = 0.1 ± 1.6 cal mol-1K-1; ΔG# = 20.2 ± 0.6 kcal mol-1 and in benzene (ΔH# = 15.4 ± 0.2 kcal mol-1; ΔS# = -13.2 ± 0.5 cal mol-1K-1; ΔG# = 20.5 ± 0.2 kcal mol-1 solutions are compared with values obtained for cis-6-phenyl-5,6-(2-phenylpropyliden)-3,3- tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane (Ib) thermolysis in the same solvents. The thermolysis kinetics of Ia are less sensitive to solvent changes compared to the behaviour already reported for the analogous reactions of Ib. Because both molecules in solution are flexible structures due to their configurations, the relatively small solvent effect found on the former trioxane reaction is attributed to the extent of the chain of methylene groups attached on C-3 of the corresponding molecular rings. Furthermore, the pertinent substituent effect on the peroxidic bond strength of those molecules in solution was evaluated.Facultad de Ciencias Exacta

Solvent and substituent effects on the thermolysis of antimalarial fluorophenyl substituted 1,2.4-trioxanes

The kinetics and mechanism of the thermal decomposition reaction of cis-6-(4-fluoropheny1)-5,6-[2-(4-fluorophenyl)-propylidene]-3, 3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclo-hexane (I) were investigated separately in n-hexane and in methanol solutions over the temperature and concentration ranges of 393.2-443.2 K and 2.7-54 × 10-5 M, respectively. The values of the activation parameters for both reactions were compared with the corresponding ones for the thermolysis of cis-6-(4-fluorophenyl-5,6-[2-(4- fluorophenyl)-3-hydroxypropylidene]-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane (II), investigated in the same solvents and temperature range. Substituent and solvent effects on the initial homolytic rupture of the O-O peroxydic bonds of those molecules were evaluated.Facultad de Ciencias Exacta

Solvent and substituent effects on the thermolysis of antimalarial fluorophenyl substituted 1,2.4-trioxanes

The kinetics and mechanism of the thermal decomposition reaction of cis-6-(4-fluoropheny1)-5,6-[2-(4-fluorophenyl)-propylidene]-3, 3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclo-hexane (I) were investigated separately in n-hexane and in methanol solutions over the temperature and concentration ranges of 393.2-443.2 K and 2.7-54 × 10-5 M, respectively. The values of the activation parameters for both reactions were compared with the corresponding ones for the thermolysis of cis-6-(4-fluorophenyl-5,6-[2-(4- fluorophenyl)-3-hydroxypropylidene]-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane (II), investigated in the same solvents and temperature range. Substituent and solvent effects on the initial homolytic rupture of the O-O peroxydic bonds of those molecules were evaluated.Facultad de Ciencias Exacta

Transferencia de materia hacia la solución en la extracción de productos bioactivos de vegetales y su degradación en mezclas de solventes

A quantitative analytic evaluation of the extraction of the natural antimalarial drug artemisinin, in wild plants of Artemisia annua L., using mixtures of ethanol 70% (v/v)-water has ben carried out. This study has been performed in order to find a justification of the reduced recovery of that drug in their isolation processes previously reported, not corresponding to the values of its dosage in the fresh plant material. The results of this work could be useful to interpret similar situations in the isolation of plant natural products.Se ha realizado una evaluación analítica cuantitativa de la extracción de la droga antimalárica natural artemisinina, presente en plantas silvestres de Artemisia annua L., utilizando mezclas de etanol 70% (v/v) - agua. El objetivo ha sido encontrar una justificación de la reducida recuperación de esa droga en los procesos de su aislamiento ya indicados en la literatura y que conducen a la obtención de rendimientos que no corresponden con el dosaje inicial de la droga en el material vegetal fresco. Los resultados de este trabajo podrían ser de utilidad para interpretar situaciones análogas en el aislamiento de productos naturales provenientes de vegetales

Cinètica de la reacció de descomposició tèrmica de l’ascaridol en dissolució

Existen diferencias entre los valores de algunas propiedades físicas de ascaridol natural aislado del vegetal denominado vulgarmente «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae) y la sustancia sintética obtenida mediante la reacción de fotooxigenación de α-terpineno. Es más, el uso de decocciones de dicha planta, utilizadas como medicina antihelmíntica en los humanos, ha despertado un debate científico debido a las propiedades tóxicas atribuídas a su principio activo (ascaridol), el cual sería responsable de la muy conocida acción beneficiosa. En este trabajo se ha realizado la preparación de esa sustancia por el método de Schenck, pero trabajando a 0 ºC con alcohol isopropílico como solvente y efectuando su separación y purificación a temperatura ambiente por cromatografía en columna preparativa, a fin de prevenir su degradación térmica. De esta manera se obtuvieron excelentes rendimientos de ascaridol (ca. 99% GC-FID), de un alto grado de pureza (> 98% GC; RP-HPLC; 1H y 13C RMN). Además, se informan aquí los parámetros de activación de la reacción de descomposición térmica de ascaridol en solución de n-hexano, alcohol isopropílico y metanol, en el ámbito de temperaturas de 120ºC a 170ºC. Es evidente también un efecto de solvente en la homólisis unimolecular de esa sustancia.Discrepancies exist between the values of some physical properties of ascaridole isolated from the vegetal named «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae) and the synthetic substance obtained by the photoxygenation reaction of α-terpinene. Moreover, the use of decoctions of the above mentioned plant as anthelmintic medicine in humans arouse a scientific debate because of toxic properties attributed to its main active drug (ascaridole), which would be responsible of the well-known beneficial action. This lead to perform here the preparation of that substance by Schenck’s method, but working at 0 ºC with isopropyl alcohol as solvent and doing its separation and purification at room temperature by preparative column chromatography to prevent its thermal degradation. Thus, excellent yields of ascaridole were obtained (ca. 99 % GC-FID) of high degree of purity (> 98% GC; RP-HPLC; 1H and 13C NMR). Furthermore, the kinetics of the thermal stability of ascaridole in solution is now advanced, reporting the activation parameters values for their decomposition reactions in n-hexane, isopropyl alcohol and methanol, in the 120º170 ºC temperature range. A solvent effect on the unimolecular homolysis of that substance is also evident.Hi ha diferències entre els valors d’algunes propietats fisiques de l’ascaridol natural, aïllat del vegetal dit vulgarment «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae), i la substància sintètica obtinguda mitjançant la reacció de fotooxigenació d’α-terpinè. Encara més, l’ús de decoccions de l’esmentada planta, emprades com a medicina antihelmíntica en humans, ha despertat un debat científic, donades les propietats tòxiques atribuïdes al seu principi actiu (ascaridol), que seria el responsable de la molt coneguda acció beneficiosa. En aquest treball, s’ha realitzat la preparació d’aquesta substància pel mètode de Schenck, però treballant a 0 ºC amb alcohol isopropílic com a dissolvent i efectuant la seva separació i purificació a temperatura ambient mitjançant cromatografia de columna preparativa, per tal de prevenir la seva degradació tèrmica. D’aquesta manera, s’obtenen excel.lents rendiments d’ascaridol (ca. 99% GC-FID), d’un alt grau de puresa (> 98% GC; RP-HPLC; 1H i 13C RMN). A més, es presenten els paràmetres d’activació de la reacció de descomposició tèrmica de l’ascaridol en dissolució de n-hexà, alcohol isopropílic i metanol, en el marge de temperatures de 120ºC a 170 ºC. Així mateix, és evident un efecte del dissolvent en l’homòlisi unimolecular d’aquesta substància.Facultad de Ciencias ExactasLaboratorio de Estudio de Compuestos OrgánicosCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Cinètica de la reacció de descomposició tèrmica de l’ascaridol en dissolució

Existen diferencias entre los valores de algunas propiedades físicas de ascaridol natural aislado del vegetal denominado vulgarmente «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae) y la sustancia sintética obtenida mediante la reacción de fotooxigenación de α-terpineno. Es más, el uso de decocciones de dicha planta, utilizadas como medicina antihelmíntica en los humanos, ha despertado un debate científico debido a las propiedades tóxicas atribuídas a su principio activo (ascaridol), el cual sería responsable de la muy conocida acción beneficiosa. En este trabajo se ha realizado la preparación de esa sustancia por el método de Schenck, pero trabajando a 0 ºC con alcohol isopropílico como solvente y efectuando su separación y purificación a temperatura ambiente por cromatografía en columna preparativa, a fin de prevenir su degradación térmica. De esta manera se obtuvieron excelentes rendimientos de ascaridol (ca. 99% GC-FID), de un alto grado de pureza (> 98% GC; RP-HPLC; 1H y 13C RMN). Además, se informan aquí los parámetros de activación de la reacción de descomposición térmica de ascaridol en solución de n-hexano, alcohol isopropílico y metanol, en el ámbito de temperaturas de 120ºC a 170ºC. Es evidente también un efecto de solvente en la homólisis unimolecular de esa sustancia.Discrepancies exist between the values of some physical properties of ascaridole isolated from the vegetal named «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae) and the synthetic substance obtained by the photoxygenation reaction of α-terpinene. Moreover, the use of decoctions of the above mentioned plant as anthelmintic medicine in humans arouse a scientific debate because of toxic properties attributed to its main active drug (ascaridole), which would be responsible of the well-known beneficial action. This lead to perform here the preparation of that substance by Schenck’s method, but working at 0 ºC with isopropyl alcohol as solvent and doing its separation and purification at room temperature by preparative column chromatography to prevent its thermal degradation. Thus, excellent yields of ascaridole were obtained (ca. 99 % GC-FID) of high degree of purity (> 98% GC; RP-HPLC; 1H and 13C NMR). Furthermore, the kinetics of the thermal stability of ascaridole in solution is now advanced, reporting the activation parameters values for their decomposition reactions in n-hexane, isopropyl alcohol and methanol, in the 120º170 ºC temperature range. A solvent effect on the unimolecular homolysis of that substance is also evident.Hi ha diferències entre els valors d’algunes propietats fisiques de l’ascaridol natural, aïllat del vegetal dit vulgarment «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae), i la substància sintètica obtinguda mitjançant la reacció de fotooxigenació d’α-terpinè. Encara més, l’ús de decoccions de l’esmentada planta, emprades com a medicina antihelmíntica en humans, ha despertat un debat científic, donades les propietats tòxiques atribuïdes al seu principi actiu (ascaridol), que seria el responsable de la molt coneguda acció beneficiosa. En aquest treball, s’ha realitzat la preparació d’aquesta substància pel mètode de Schenck, però treballant a 0 ºC amb alcohol isopropílic com a dissolvent i efectuant la seva separació i purificació a temperatura ambient mitjançant cromatografia de columna preparativa, per tal de prevenir la seva degradació tèrmica. D’aquesta manera, s’obtenen excel.lents rendiments d’ascaridol (ca. 99% GC-FID), d’un alt grau de puresa (> 98% GC; RP-HPLC; 1H i 13C RMN). A més, es presenten els paràmetres d’activació de la reacció de descomposició tèrmica de l’ascaridol en dissolució de n-hexà, alcohol isopropílic i metanol, en el marge de temperatures de 120ºC a 170 ºC. Així mateix, és evident un efecte del dissolvent en l’homòlisi unimolecular d’aquesta substància.Facultad de Ciencias ExactasLaboratorio de Estudio de Compuestos OrgánicosCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Extracción con solventes de artemisinina y otros metabolitos de <i>Artemisia annua</i> L. silvestre

Se han llevado a cabo metodologías alternativas para la extracción de artemisinina de hojas e inflorescencias del comunmente denominado ajenjo dulce ("sweetwormwood", Artemisia annua L.), ya sea de ejemplares de crecimiento expontáneo (silvestre) como de aquellos expresamente cultivados en regiones ubicadas en las Provincias de Buenos Aires y de Entre Ríos de la República Argentina. Fueron experimentalmente ensayadas y al mismo tiempo optimizadas, las diferentes condiciones de extracción, algunas si bien ya conocidas, de esa eficaz droga antipalúdica natural. Los extractos correspondientes fueron preparados en distintos solventes y condiciones, ya sea para el análisis de sus contenidos de artemisinina o bien, para el aislamiento de los principales metabolitos presentes en Artemisia annua L. Estos extractos se obtuvieron por operaciones de maceración, percolación o decocción de partes aéreas del vegetal fresco o previamente secado y molido, colocado ya sea en viales de Pyrex o en recipientes cerrados, en presencia de solventes puros o sus mezclas, con distintas características físicoquímicas, ejerciendo vigorosa agitación mecánica y colocados a temperaturas convenientes. Para el dosage de artemisinina en los correspondientes extractos y también poder evaluar su calidad analítica se empleó, según su conveniencia experimental para la obtención de resultados confiables, cromatografía planar en capa delgada (CCD, TLC), cromatografía líquida de alta eficiencia en fase reversa (CLAE, RP-HPLC) y cromatografía capilar en fase gaseosa (CG). La reproducibilidad y exactitud de los procedimientos analíticos utilizados se comprobó comparando los resultados obtenidos con los provenientes de aplicar métodos clásicos para la extracción exhaustiva de artemisinina del material vegetal con n-hexano a reflujo (i.e. Soxhlet). La metodología llevada a cabo permitió obtener conclusiones relativas a la eficiencia de los solventes utilizados, lo cual resulta de utilidad para poder adaptar los procedimientos seguidos en la extracción de artemisinina a una mayor escala como también de otras sustancias naturales estructuralmente relacionadas o con similares propiedades fisicoquímicas.Departamento de Químic

Ameliorate QSPR Study of Alkyl Hydroperoxides

A set of linear and nonlinear functions of one and several variables are determined to predict refractive index, molar refraction, and density for a representative set of alkyl hydroperoxides. Quite satisfactory predictions can be made on the basis of these equations and in some cases it is necessary to resort to higher-order equations to get a very good quantitative description of physical properties. Some possible further extensions of this study are pointed out in order to get a step head in the understanding of the quan- titative structure-property relationships of alkyl hydroperoxides.Facultad de Ciencias Exacta

Solvent and substituent effects on the thermolysis of antimalarial fluorophenyl substituted 1,2.4-trioxanes

The kinetics and mechanism of the thermal decomposition reaction of cis-6-(4-fluoropheny1)-5,6-[2-(4-fluorophenyl)-propylidene]-3, 3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclo-hexane (I) were investigated separately in n-hexane and in methanol solutions over the temperature and concentration ranges of 393.2-443.2 K and 2.7-54 × 10-5 M, respectively. The values of the activation parameters for both reactions were compared with the corresponding ones for the thermolysis of cis-6-(4-fluorophenyl-5,6-[2-(4- fluorophenyl)-3-hydroxypropylidene]-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane (II), investigated in the same solvents and temperature range. Substituent and solvent effects on the initial homolytic rupture of the O-O peroxydic bonds of those molecules were evaluated.Facultad de Ciencias Exacta