Dissertations / Theses on the topic 'Intramolecular model'

The cyclic peroxides: diphenoyl peroxide (1), spiro-adamantyl-1,2-dioxetanone (2) and 4-(3-tert-butyldimethylsilyloxyphenyl)-4-methoxyspiro[1.2-dioxetane-3.2\'-adamantane] (3) synthesized, purified and characterized, also their kinetic and chemiluminescence (CL) properties were determined. The influence of solvent polarity on the chemiexcitation parameters of the catalyzed decomposition of 1 and 2, as well as the induced decomposition of 3 were examined in several binary solvent mixtures with different polarity and polarizability parameters, but similar viscosities. For solvents with low polarity, singlet quantum yields for the intermolecular catalyzed decomposition of diphenoyl peroxide (1,) and 1,2-dioxetanone (2) increase in function of medium polarity, showing maximum values in mediums of intermediate polarity, and decreasing in highly polar mixtures. For the induced decomposition of 3, the quantum yield showed to increase with increasing solvent polarity, including high polar solvent systems. In the binary solvent systems studied, the polarizability parameter showed to be contrary to the polarity values, therefore, it might appear that an increase of polarizability leads to a decrease in the singlet quantum yields for catalyzed decomposition of diphenoyl peroxide (1) and the induced decomposition of 3, however an increase in the singlet quantum yields for 1,2-dioxetanone 2. The three CL systems were also studied in binary solvent mixtures with different viscosities but similar polarity and polarizability parameters and singlet quantum yields showed an increase with increasing medium viscosity. Data were analyzed by using the collisional and the free volume models. The highly efficient intramolecular system induced 1,2-dioxetane 3 decomposition showed to be much more sensible to viscosity effects than the inefficient intermolecular systems. This surprising fact indicates that, even showing a significant solvent-cage effect, the induced 1,2-dioxetane should occur by an intramolecular electron back transfer. Moreover, chemiluminescence parameters of these systems were studied in several pure solvents. The obtained singlet quantum yields were correlated with viscosity, polarizability and polarity parameters by using multiple linear regression analysis.
Os peróxidos cíclicos: peróxido de difenoila (1), spiro-adamantil-1,2-dioxetanona (2) e 4-(3-terc-butildimetilsililoxifenil)-4-metoxispiro[1,2-dioxetano-3.2\'-adamantano] (3) foram sintetizados, purificados e caracterizados e as suas propriedades cinéticas e de quimiluminescência (CL) determinadas. A influência da polaridade do solvente sobre os parâmetros de quimi-excitação da decomposição catalisada de 1 e 2, e a decomposição induzida de 3 foi examinada em diversas misturas binárias de solventes com parâmetros de polaridade e polarizabilidade diferente, mas viscosidades semelhantes. Para solventes com baixa polaridade, os rendimentos quânticos singlete para a decomposição catalisada intermolecular do peróxido de difenoila (1) e 1,2-dioxetanona (2) aumentam em função da polaridade do meio, mostrando valores máximos em meios com polaridade intermediária, e diminuim para misturas altamente polares. Para a decomposição induzida de 3, o rendimento quântico mostrou aumentar com o aumento da polaridade do solvente, inclusive para sistemas com alta polaridade. Nos sistemas binários de solventes estudados, os parâmetros de polarizabilidade mostraram-se contrários aos valores de polaridade, portanto, parece que um aumento da polarizability leva a uma diminuição nos rendimentos quânticos singlete para a decomposição catalisada do peróxido de difenoila (1) e a decomposição induzida de 3, no entanto, um aumento nos rendimentos quânticos singlete para a 1,2-dioxetanona 2. Os três sistemas de CL também foram estudados em misturas binárias de solventes com diferentes viscosidades, mas com parâmetros de polaridade e polarizabilidade semelhantes e os rendimentos quânticos singlete mostraram aumentar com o aumento da viscosidade do meio. Os dados foram analisados usando tanto o modelos colisional quando o modelo de volume livre. Surpreendentemente, o sistema altamente eficiente decomposição induzida intramolecular do 1,2-dioxetano 3 mostrou-se muito mais sensível aos efeitos da viscosidade do que os sistemas intermoleculares ineficientes, o que indica claramente que a decomposição induzida do 1,2-dioxetano deve ocorrer por um processo de retro-transferência de elétron intramolecular. Além disso, os parâmetros de quimiluminescência destes sistemas foram estudados em vários solventes puros. Os rendimentos quânticos singlete obtidos foram correlacionados com parâmetros de viscosidade, polarizabilidade e polaridade usando análise de regressão linear múltipla.

La myopathie centronucléaire (CNM) est un groupe de maladies génétiques caractérisées au niveau histologique par des noyaux au centre des myofibres au lieu de la périphérie. Des mutations dans trois gènes (MTM1, DNM2 et BIN1) sont associées à cette pathologie. Récemment, l’implication d’un nouveau gène a été révélée dans une myopathie congénitale, le gène PYROXD1. Cependant, la base moléculaire responsable du déséquilibre à l'intérieur de la cellule reste incertaine et la relation entre le niveau histologique et les symptômes chez les patients n'est pas comprise. De plus, aucun traitement n'est disponible pour ces maladies. Au cours de ma thèse, j'ai centré mon travail sur l'utilisation du modèle de levure S. cerevisiae pour comprendre trois protéines associées au CNM : la myotubularine Mtm1, l'oxydoréductase Pyroxd1 et la dynamine Dnm2. Ces données révèlent qu’il est possible d’utiliser une simple cellule eucaryote afin d'élucider certains aspects moléculaires de ces protéines impliquées dans des maladies humaines
Centronuclear myopathy (CNM) is a group of genetic disorders characterized at the histological level by nuclei at the center of the myofibers instead of the periphery. Mutations in three genes (MTM1, DNM2 and BIN1) are associated with this pathology. Recently the implication of a new gene has been revealed in a congenital myopathy, the PYROXD1 gene.However, the molecular basis responsible for the imbalance inside the cell remains unclear and the relation between the histological level and the symptoms in patients is not understood. Moreover, there is no treatment available for these diseases.During my thesis I have focused my work on using yeast S. cerevisiae model to understand three proteins associated to CNM: the myotubularin Mtm1, the oxidoreductase Pyroxd1 and the dynamin Dnm2. These data reveal that it is possible to use a single eukaryote cell to elucidate some molecular aspects of these proteins implicated in human disorders

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química.
Made available in DSpace on 2012-10-21T10:53:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 205083.pdf: 997838 bytes, checksum: 69b41bfe4864b07c72e1cb147ddb8f73 (MD5)
Os compostos 2-(2-bromoetoxi)-3-alquilfenóis (alquil = metil, isopropil, sec-butil e terc-butil) foram sintetizados a partir do catecol, do 3-metilcatecol e de 3-alquilcatecóis, obtidos a partir de 2-alquilfenóis apropriados, por estratégias de transformação da hidroxila em um poderoso grupo orto diretor de metalações e orto-litiação, seguida de boração e oxidação. Os 2-(2-bromoetoxi)-3-alquilfenóis foram imediatamente ciclizados para 5-alquil-1,4-benzodioxanos pela adição de uma solução alcalina. As constantes de velocidade de primeira ordem e os parâmetros de ativação foram determinados para a formação de 5-alquil-1,4-benzodioxanos a partir de 2-(2-bromoetoxi)-3-alquilfenóis sintetizados. A introdução de um grupo alquílico linear na posição 3 do anel aromático causa um aumento de velocidade de ca 5 vezes na reação de ciclização, mas a substituição por um grupo terc-butil resulta em um fator de aumento de ca 43 vezes. Os parâmetros de ativação para a série estudada mostra uma pequena variação no ?H? (79,19 para 83,97 kJ/mol). O incremento de velocidade tem o ?S? como termo principal, que aumenta com a complexidade do grupo alquílico, sendo +12,36 J/K.mol para o 2-(2-bromoetoxi)fenol e +31,42 J/K.mol para o 2-(2-bromoetoxi)-3-terc-butilfenol. Os valores de molaridade efetiva para a série indicam a influência do efeito da restrição conformacional causada pela substituição alquílica nos fatores de incremento de velocidade relatados. Cálculos de modelagem molecular sustentam o mecanismo via substituição nucleofílica intramolecular e as mesmas tendências de variação nas energias de ativação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas
Made available in DSpace on 2016-01-09T03:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 149212.pdf: 7603175 bytes, checksum: b4759f2779989c3bd1fdf5392f01482c (MD5) Previous issue date: 1999
O poder catalítico que as enzimas apresentam, tem chamado a atenção dos cientistas, no sentido de buscar explicações mecanísticas para a ação enzimática. Devido a grande complexidade estrutural destas biomoléculas, surge a necessidade de criar modelos mais simples, para que através destes possamos compreender os fatores responsáveis pelo poder catalítico destas macromoléculas. Neste trabalho, monoamidas derivadas dos anidridos 1,8-naftálicos substituídos na posição 4 foram sintetizadas e caracterizadas, posteriormente estudou-se hidrólises intramolecular destas monoamidas como modelo de catálise enzimática e o efeito do grupo substituinte na velocidade das reações. Os estudos cinéticos propõem que as reações de hidrólise das amidas ocorrem intramolecularmente com a participação do grupamento carboxílico na sua forma não dissociada. O efeito do substituinte 4-cloro e 4-bromo nas reações de hidrólise das amidas, parece não causar grandes mudanças na velocidade de reação e no mecanismo reacional proposto quando comparados a respectiva amida não substituída.Verificou-se que os derivados 4-nitro e 4-amino do anidrido naftálico 1,8 naftálico, causam mudanças extremas na reatividade e na estabilidade destes sistemas, resultando em dificuldades na síntese e caracterização, ou ainda nos estudos cinéticos de reações.

Dans cette thèse, sur la base de l'approche du mode local "étendu" et de la théorie générale de la substitution isotopique, nous obtenons un ensemble de relations analytiques simples entre les paramètres spectrocopiques (fréquences harmoniques, coefficients d'anharmonicité, paramètres rovibrationels, différents types de paramètres d'interaction de Fermi et de Coriolis) des molécules de CH2D2, CH3D et CHD3. Tous ces paramètres sont exprimés en termes de relations simples à partir des paramètres spectroscopiques de la molécule mère CH4. Des calculs tests avec des relations isotopiques montrent que même sans introduire d'informations majeures sur les espèces isotopiques, les résultats numériques de ces calculs sont en bon accord avec les données expérimentales et les calculs ab initio. A partir de le théorie des opérateurs de perturbation et des propriétés de symétrie des molécules axiales XYZ3 (C3v), nous déterminons des formules générales permettant la détermination des paramètres spectroscopiques sous la forme de fonctions des paramètres structuraux et des paramètres de la fonction potentiel intramoléculaire. Nous présentons aussi une approche permettant la détermination du hamiltonien de molécules polyatomiques qui permet de résoudre le problème de la description de la surface d'énergie potentielle via la construction et la diagonalisation d'une matrice hamiltonienne de grande dimension
In this thesis, on the base of the "expanded", local mode approach and general isotopic substitution theory we obtain sets of simple analytical relations between spectroscopic parameters (harmonic frequencies, anharmonic coefficients, ro-vibrational parameters, different kinds of Fermi and Coriolis-type interaction parameters) of the CH2D2, CH3D and CHD3 molecules. All of them are expressed as simple functions of spectroscopic parameters of the mother CH4 molecule. Test calculations with the isotopic relations show that even without including prior informations about the isotopic species, numerical results of calculations are in a good agreement both with experimental data and results of ab initio calculations. On the base of operators perturbation theory and the symmetry properties of the axially symmetric XYZ3 (C3v) type molecules, we derive general formulae for the determination of the spectroscopic parameters in the form of functions of structural parameters and parameters of the intramolecular potential function. We present also an approach for determination of the Hamiltonian of polyatomic molecules that allows to solve the problem of potential energy surface determination via the construction and the diagonalization of a Hamiltonian matrix of large dimension

Most nuclease enzymes can hydrolyze phosphoester bonds (in DNA and RNA) by using metal ions cofactors that coordinate and activate water molecules in the enzymes' active sites. However, there are some hydrolase enzymes (including nucleases) that can function without the aid of metal ions. 2,6-Di(1H-imidazol-2-yl)phenol, a model compound for hydrolase enzyme, was synthesized by the reaction between ethylenediamine and dimethyl-3-carboxysalicylate, initially resulting in the formation of diimidazoline. The diimidazoline was subsequently aromatized to the diimidazole by dehydrogenation over palladium. The overall reaction yield was low; therefore, other dehydrogenation transformation reactions were tried but all failed to improve the yield. Converting this diimidazolphenol into diimidazolphenyl monophoshpate derivative was attempted but failed to give desired products. Synthesis of 2,2'-anthracene-1,8-diylbis-1H-imidazole, another model compound for hydrolase enzymes, was attempted using dimethyl-1,8-anthracenedicarboxylate, but synthesis was unsuccessful due to solubility problem.

As an approach to explore the amide cleavage reaction, we designed, synthesised, fully characterised and investigated different model systems resembling the catalytic zinc sites of peptidases. The models are mononuclear zinc(II) complexes containing the unit (6-NHR-2-pyridylmethyl)amine (R = CO^tBut, H) as a common feature. This unit supplies an N2 coordination motif and an intramolecular amide oxygen capable of binding the metal ion (Zn^…O=C(amide)); such event has been proposed to be crucial for the cleavage of peptide bonds in peptidases. Besides, these models offer different types and numbers of metal binding sites, which affect electronically and sterically the zinc(II) ion as well as its Lewis acidity. Indeed, the effect of the first coordination sphere seems to influence drastically the cleavage of the intramolecular amide bond leading to an overall change in the stability of the amide bond of ca. 300-fold. The unit (6-NHR-2-pyridylmethyl)amine also provides amide/amine groups that can hydrogen bond other zinc-bound ligands. Some of these complexes were, therefore, used to explore strategies to induce and manipulate hydrogen bond interactions, and to investigate the factors that influence their strength. These hydrogen bond interactions occur both in solution and in the solid state and their strength was determined by IR spectroscopy and correlated with the X-ray crystal structures. We also report two strategies to position NH groups in the proximity of a zinc(II)-bound amide oxygen N-H^…O=C(amide), and we investigate their effect on the stability of the amide group.

Etude parrpe et par des mesures de la conductivite dc et de la reponse dielectrique ac hyperfrequence. Mise en evidence de la nature radicalaire de type pi du systeme, a l'etat cristallin comme en solution; effet du solvant et de la temperature; observation de sauts de l'electron non apparie d'un macrocycle a l'autre a une frequence voisine de 1 mhz. Mise en evidence de la possibilite de formation de deux systemes cristallins (empilement de chaines ou de plans paralleles) et de leur caractere 1d ou 2d au moyen du modele de richards. La susceptibilite du systeme mesomorphe indique un desordre magnetique comparable a celui de la phase liquide; la conductivite est celle des systemes desordonnes. Les cristaux solvates sont des semiconducteurs moleculaires intrinseques

The kinetics of reduction by free flavin semiquinones of the individual components of 1:1 complexes of yeast cytochrome c peroxidase and the cytochrome c from horse, tuna, and yeast, including several site-specific mutants of either the cytochrome c or cytochrome c peroxidase, have been studied. The orientations of the various cytochromes c within electrostatically-stabilized complexes with the peroxidase are not equivalent. This is shown by differential decreases in the rate constants for cytochrome reduction by neutral flavin semiquinones upon complexation which are in the order: tuna ≫ horse > yeast iso-2 > yeast iso-1. We have also directly measured the physiologically-significant intracomplex one-electron transfer rate constants from the ferrous cytochromes c to the peroxide-oxidized species of the peroxidase at several ionic strengths. The rate constants at low ionic strength are highly species dependent, again consistent with the contention that the orientations of the various cytochromes within the complex with CcP are not the same. Increasing the ionic strength in all cases resulted in an increase in the rate constant for the first-order process which controls electron transfer from cytochrome c to the peroxidase Compound I species of the peroxidase. When the two proteins are immobilized by covalent cross-linking, no such rate enhancement is observed, suggesting that the ionic strength effect is manifested by an increase in the number of geometric orientations between the two proteins which results in more rapid electron transfer. Similar rate enhancing effects are observed when positively charged residues on the surface of cytochrome c are converted to electrostatically neutral amino acids by site-specific mutagenesis. The effect of site-specific mutagenesis of two residues of cytochrome c peroxidase have also been studied. His-181, when converted to a glycine has little effect on the electron transfer rate constant, whereas when Trp-191 is converted to a phenylalanine no intracomplex electron transfer could be observed, indicating an obligatory role of this residue in the electron transfer process.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas
Made available in DSpace on 2012-10-17T02:43:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:41:35Z : No. of bitstreams: 1 108761.pdf: 3181670 bytes, checksum: 91220cfa0593f70f84fd08694bcbf168 (MD5)
A hidrólise dos ácidos N,N-dialquilnaftalâmicos, Ia-c, é estudada como modelo não mimético de catálise enzimática determinando-se a constante de velocidade em função do pH a temperatura de 35°C. Na região entre pH= 2,00 e pH= 3,50 a decomposição de Ia-c ocorre intramolecularmente, por meio do ataque do grupamento carboxílico não dissociado sobre o carbono carbonílico da amida, com subseqüente formação do anidrido 1,8-naftálico. Estudos cinéticos do efeito isotópico sugerem a participação da água durante a reação de hidrólise e os parâmetros de ativação, determinados a pH= 3,50, excluem a entropia de reação como fator determinante da alta reatividade do sistema. Cálculos mecânicos quânticos para a minimização de todas as estruturas das espécies envolvidas na coordenada de reação foram realizados com o método AM1, implementado no programa Mopac 6.0. Os resultados, analisados em termos da reação de hidrólise com transferência de próton para a quebra da ligação C-N, indicam que a reação de hidrólise, na qual a transferência de próton ocorre intramolecularmente, é desfavorecida por 22,00 Kcal.mol-1, quando comparada ao mesmo processo onde a transferência é auxiliada por uma molécula de água. As relações geométricas obtidas mostram que a tensão estérica e os fatores orientacionais não são responsáveis pela alta velocidade das reações de ciclização. Uma relação espaço-tempo apropriada justificam a reatividade do modelo estudado; porém, a pré-associação com a molécula de água, e sua participação na transferência de próton, parece ser fundamental para que reações intramoleculares ocorram a velocidades comparáveis as reações enzimáticas.

Etude structurale par spectrometrie raman de resonance des etats monocationique et triplet de quelques amines aromatiques, composes modeles de photochimie. Analyse des spectres de plusieurs especes structuralement proches. On montre que les etats ionises et triplet des benzenes substitues par des groupes mesomeres donneurs ont plusieurs points communs qui resultent d'interactions orbitalaires analogues entre le cycle benzenique et le substituant

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas.
Made available in DSpace on 2012-10-18T23:34:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:05:42Z : No. of bitstreams: 1 151477.pdf: 5518425 bytes, checksum: bfc242dafa467915c142eff3f35ce598 (MD5)

Cinncassiol D$\sb1$ is a diterpene isolated from water extracts of Cinnamomum cassia Blume. This and related diterpenes of the Cinncassiol series have exhibited in vitro anti-complement and anti-allergenic activity. The Cinncassiol D$\sb1$ ring system contains a polyhydroxy 5-6-5 cis fused ring system that is unique to this family of natural products. The synthesis of a model 5-6-5 ring system is accomplished through an intramolecular Diels-Alder reaction. Several routes directed towards the preparation of the model ring system are discussed. A short synthesis for preparing 5,5 disubstituted cyclopentene aldehydes in good yield is presented
acase@tulane.edu

Part I. A series of bichromophoric molecules linked by an ester bridge is synthesized, and their photochemical and intramolecular energy transfer properties are examined. If benzophenone and naphthalene are held approximately 10 A apart by this ester bridge rather than by an alkyl chain, intramolecular energy transfer is only 93% to 97% complete in a frozen glass, rather than 100% complete. This value shows the previous critical radius of 13 A from the sphere of quenching model to be too long. The reason and rationalization for this loss of energy transfer efficiency is explored. Several irradiation experiments are also conducted, studying both intramolecular and intermolecular energy transfer along competing pathways. Part II. The stereochemistry of 4-benzoyl-2,3-diazabicyclo(2.2.2) oct-2-ene is studied using various two-dimensional NMR techniques.