Oxidatív katalízis metalloenzim modellekkel = Oxidative catalysis using metalloenzyme models

Oxidatív katalízis metalloenzim modellekkel A bioszervetlen kémia egyik fontos kutatási irányzata a biomimetikus oxidációk vizsgálata. Munkánk során vizsgáltuk a pirokatechin oxidáz, fenoxazinon szintetáz, szuperoxid dizmutáz és kataláz enzimek funkcionális modellezését mangán, vas és nikkel komplexekkel. Kimutattuk, hogy a dioximáto-vas(II) és nikkel(II) komplexek gyorsítják pirokatechin származékok bázis katalizált oxidációját. A reakciók mechanizmusának tisztázása érdekében indokolt volt részletes reakciókinetikai mérések elvégzése. A ferroxim(II)komplex ([Fe(Hdmg)2(Melm)2] alkalmasnak bizonyult a fenoxazinon szintetáz modellezésére, 2-amino-fenol származékok, mint modell szubsztrátumok oxidációjában. Megállapítottuk, hogy a [Mn2(HL)2](BPh4)2 {ahol H2L egy ötfogú dioxim ligandum HON=C(CH3)C(CH3)=N-CH2CH2)2NH} szelektív katalizátorként viselkedik az adrenalin oxidációjában adrenokrommá karbonát pufferben. Kimutattuk, hogy a dioximáto-mangán(II)komplex gyorsítja a hidrogén peroxid bomlását vízzé és oxigénné, így a kataláz enzim funkcionális modelljének tekinthető. | Oxidative catalysis using metalloenzyme models One of the major subjects of bioinorganic chemistry is the study of biomimetic oxidations. We have studied catechol oxidase, phenoxazinone synthase, superoxide dismutase and catalase enzymes using manganese, iron and nickel complexes as functional models. We have established that dioximato-iron(II) and nickel(II) complexes accelerate the base-catalyzed oxidation of catechol derivatives. For establishing the underlying mechanism, we have carried out detailed kinetic studies of the catalytic oxidation. Ferroxime(II) is a suitable model for phenoxazinone synthase in the oxidation of 2-amino-phenol derivatives as model substrates. The complex [Mn2(HL)2](BPh4)2 {where H2L is the quinquedentate dioxime ligand HON=C(CH3)C(CH3)=N-CH2CH2)2NH} was found to be a selective catalyst for the oxidation of epinephrine to adrenochrome in carbonate buffer. We have demonstrated that dioximato-manganese(II)complex accelerate the disproportionation of hydrogen-peroxide into water and dioxygen in buffered aqueous solution thus can be regarded as catalase model

Rousseau vagy az utazásról és a turizmus

Rousseau Emil vagy a nevelésről (1762) című munkájában képzelt regényhőse nevelésére a könyv lapjain saját maga vállalkozott, magára öltve a házitanító szerepét. A Rousseau által képviselt nézetek az ellentmondásokkal és a megkérdőjelezhető elgondolásokkal együtt is, jelentős állomást jelentettek a nevelés történetében. A tanulmány alapjául az utazással kapcsolatos nézeteinek fejezete szolgál

Poliamin-oxim ligandumok mangánkomplexeinek előállítása, szerkezete és reakciói = Synthesis, structure and reactivity of manganese complexes with polyamine oxime ligands

Kis molekulatömegű mangán(II)- és vas(II)komplexek a pirokatechin oxidáz és a fenoxazinon szintetáz nevű metalloenzim kismolekulájú funkcionális modelljeiként működnek. Különböző enzimmodell-rendszerekben vizsgáltuk a 3,5-diterc-butil-pirokatechin (H2dtbc) és a 2-amino-fenol (H3ap) O2-nel végbemenő biomimetikus oxidációjának kinetikáját és mechanizmusát. Új dioximáto-mangán(II) dimert állítottunk elő, amely metanolos oldatban az [Mn] monomer komplexszé disszociál. Az utóbbi TEA jelenlétében felgyorsítja a 3,5-diterc-butil-pirokatechin (H2dtbc) és a H3ap bázis-katalizált oxidációját. E korábban nem ismert promotor hatás oka az [Mn] monomer komplex kölcsönhatása a H2dtbc-ből keletkező hidroperoxiddal, ami új, gyorsabb reakcióutat nyit meg az oxidáció számára. A ferroxim(II) komplex szintén alkalmasnak bizonyult a pirokatechin oxidáz és a fenoxazinon szintetáz modellezésére. Előállítottunk 3 új dioximátovas(II) komplexet, amelyek pirokatechin oxidáz modellként működnek, egy esetben pedig dioxigenáz aktivitás is megfigyelhető. A komplexek igen jól oldódnak metanolban és más oldószerekben, ezért szerkezetüket oldatban határoztuk meg röntgensugár-szórás segítségével. Meghatároztuk az eddig vizsgált katalizátorainkra jellemző deutérium kinetikus izotópeffektust (KIE), amely megfelel az elméletileg várható 3-nál kisebb értéknek. | Low molecular manganese(II) and iron (II) complexes are functional models of the metalloenzymes catechol oxidase and phenoxazinone synthase. We have studied the kinetics and mechanism of the biomimetic oxidation of 3,5-ditert-butylcatechol (H2dtbc) and 2-aminophenol (H3ap) with O2. The new dioximatomanganese(II) dimer synthesized rapidly dissociates in MeOH to the monomeric complex [Mn]. In the presence of triethylamine [Mn] accelerates the base-catalzyed oxidation of H2dtbc and H3ap. This previously unknown promoter effect is due to complex formation between [Mn] and the hydroperoxide intermediate of the base-catalyzed oxidation, which opens up a new, faster reaction pathway for the oxidation. Ferroxime(II) is also a suitable model for both catecholase and phenoxazinone synthase action. The 3 new dioximatoiron(II) complexes synthesized exhibit catecholase activity, one of them also showing dioxygenase activity. Due to their good solubility in MeOH and other common solvents, their structure was determined by X-ray scattering in MeOH solution The deuterium kinetic isotope effects (KIE) for the catalyst complexes studied by us thus far, correspond to the theoretically expected value of less than 3

Szulfonamidszármazékok katalitikus karbonilezésének mechanizmusvizsgálata = Catalytic carbonylation of sulfonamide derivatives. Mechanistic studies

1. N-klór-arénszulfonamidátok légszáraz, vízmentes és rehidratált mintáit tanulmányoztuk IR-spektroszkópiai és pordiffrakciós módszerekkel. Megállapítottuk, hogy a nátriumsók esetében a vízleadás reverzibilis, míg a vízmentes káliumsók levegőn tárolva nem rehidratálódnak. A ?(OH) rezgés tartományán kívül a ?as(SO2) és a ?(SN) sávok is érzékenyek voltak a minták víztartalmára. 2. Tanulmányoztuk a kis térigényű bisz(dimetil-foszfino)-metán és bisz(dietil-foszfino)-metán ligandumokat tartalmazó [Pd2(P-P)2Cl2] komplexek reakcióit arénszulfonil-azidokkal. Megfigyeltük, hogy a sztérikus gátlás mérséklődése a nitrénkomplex képződésére vezető reakció sebességének jelentős növekedését eredményezi, és elmarad az azidkomplexet eredményező mellékreakció, melyet a [Pd2(dppm)2Cl2] dimer szulfonil-azidokkal mutatott reakcióiban tapasztaltunk. 3. A [Pd2(dppm)2Cl2] dimer és benzoil-azidok reakciójával 9 új N-benzoil-nitrénkomplexet állítottunk elő, és jellemeztünk spektroszkópiai és krisztallográfiai módszerekkel. Kimutattuk, hogy a hídhelyzetű imidonitrogénatom és a karbonilszénatom között különösen erős p?-p? kapcsolat alakul ki, mely megakadályozza az N-C(O) kötés körüli szabad rotációt. Kinetikai vizsgálataink során megállapítottuk, hogy a vizsgált reakció követi a Hammett-egyenletet. | 1. The structural features of air dried, water free and rehydrated sodium and potassium N-chloroarenesulfonamidates were studied using IR spectroscopy and powder diffraction methods. It was observed that the water free samples of sodium salts are easily rehydrated when stored in air while the potassium salts are reluctant to absorb water under identical conditions. Beside the ?(OH) region between 3600-2900 cm1, the ?as(SO2) and ?(SN) bands were also sensitive to the water content of the samples. 2. The interaction of arenesulfonyl azides with dimeric palladium complexes incorporating sterically less demanding bis(dimethylphosphino)methane or bis(diethylphosphino)methane ligands was studied. The reduced bulkiness of the bridging ligands was reflected by an increased reaction rate and, as opposed to the reaction of the [Pd2(dppm)2Cl2] dimer with the same reagents, by the lack of a side reaction resulting in azide complexes. 3. Nine N-benzoyl nitrene complexes were synthesized by reacting the [Pd2(dppm)2Cl2] dimer with benzoyl azides. The novel compounds were characterized by spectroscopic and crystallographic methods. It was demonstrated that a p?-p? interaction between the bridging imido nitrogen atom and the carbonyl carbon atom results in unusually short N-C(O) bonds, which hampers the free rotation about this bond. The reaction was found to obey the Hammett equation

Chiral resolution with supercritical carbon dioxide based on diastereomer salt formation

The efficient, environmentally benign synthesis of chiral compounds is a key issue in the chemical industry, especially in the pharmaceutical, food or pesticide sectors. Reducing or eliminating the use of organic solvents and simplifying downstream processing can significantly alleviate the environmental impact of chemical technologies. Supercritical carbon dioxide (scCO2), used as a solvent or reaction medium, addresses both issues. In our work, we have investigated the resolutions of three racemic compounds: ibuprofen (IBU), cis-permethric acid (cPA) and cis-chrysanthemic acid (cCA). The former is a widely marketed analgesic and anti-inflammatory agent, the latter two are important precursors in the manufacturing of synthetic pyrethroid-type pesticides. As resolving agents, we have used (R)-1-phenylethanamine (PhEA) and (S)-2-(N-benzylamino)butan-1-ol (BAB). The resolving agents were typically added in half-mole equivalent quantity (according to the Pope–Peachy method), resulting in partial diastereomer salt formation. This was followed by supercritical fluid extraction (SFE) to separate the unreacted enantiomers from the diastereomeric salts. We have used two experimental approaches, improving on our earlier where the diastereomers were prepared by vacuum evaporation of organic solvent from a solution of the starting materials. The in situ method eliminates the use of organic solvents entirely, the starting materials are loaded into a high-pressure reactor and reacted in scCO2 directly. The antisolvent approach, involves preparing a concentrated solution of the starting materials in an organic solvent, and contacting it with scCO2, causing the precipitation of the diastereomeric salts. Although the use of organic solvents is reduced, the main advantage of this method is a significant decrease in reaction times. The in situ method was successfully applied to all three racemic compounds at 100–200 bar and 35–55 °C. IBU with PhEA, yielded diastereomers with ~60% enantiomeric excess (ee), albeit with 100–120 h reaction time. cPA and cCA were resolved using BAB, yielding diastereomer salts of >70% ee in <5 h reaction time. Antisolvent resolution was successfully applied to cPA and IBU with PhEA, yielding diastereomers of >90% and >70% ee, respectively in <3 h reaction time