Se ha recibido financiación del Consejo Europeo de Investigación dentro del Séptimo Programa Marco de la Comunidad Europea (FP7/2007-2013) / acuerdo de subvención del CEI no [239603]

<ol><li> Preparación de la V (V) complejo (Figura 2); 18 conducta pasos 1.1 a 1.4 en una caja de guantes, si una caja de guante no está disponible, vaya a la alternativa pasos 2 (2.1 a 2.6). <ol><li> Disolver 0,42 mmol de los ligandos H 2 L en THF seco y agregarlo a una solución en agitación de cantidades equivalentes de VO (O i Pr) 3 en THF. </li><li> Se agita la mezcla de reacción a temperatura ambiente durante 15 min, y eliminar los volátiles a vacío. </li><li> Añadir hexano frío y quitarlo al vacío. Un polvo de color púrpura oscuro se debe obtener en un rendimiento cuantitativo. </li><li> Pesar 8 mg del compuesto obtenido en un vial Eppendorf. Vaya directamente al paso 3. </li></ol></li><li> Preparar el complejo V (V) utilizando una línea Schlenk. <ol><li> Disolver 0,42 mmol del ligando H 2 L en THF seco en un matraz de Schlenk seco con una tapa de septo, se unen a una línea de Schlenk y se aplica entornos de vacío / gas inerte (N 2 o Ar) alterna; se recomienda aplicar tres sUCH rondas y esperar 2-5 minutos en las etapas de vacío. </li><li> Añadir THF seco mediante una jeringa a través del tapón de septo. </li><li> Añadir cantidades equivalentes de VO (O i Pr) 3 en una solución de THF, que había sido preparado de manera similar enganchando un matraz de Schlenk seco adecuado a la línea, la aplicación de un entorno inerte y la adición de los reactivos a través de una jeringa de la solución de vanadio a la de el ligando. </li><li> Se agita la mezcla de reacción a temperatura ambiente durante 15 min y eliminar los volátiles a vacío, y si no es una preocupación de los productos inestables, tipo Schlenk de realizar la destilación de los volátiles bajo atmósfera inerte, el uso de flujo de gas inerte para unir el material de vidrio se requiere que había sido secado previamente . </li><li> Añadir hexano frío y quitarlo al vacío. Un polvo de color púrpura oscuro se debe obtener en un rendimiento cuantitativo. </li><li> Pesar 8 mg del compuesto obtenido en un vial Eppendorf. </li></ol></li><li> Preparación de Ti (IV) complejo (Figura 2); 28 </sarriba&gt; conducta pasos 3.1 a 3.3 en una caja de guantes, si una caja de guantes no está disponible, ajustar las medidas alternativas analizadas para el análogo de vanadio (paso 2), que emplean una línea Schlenk lugar. <ol><li> Disolver 0,35 mmol del ligando H 2 L en THF seco y agregarlo a una solución en agitación de cantidades equivalentes de Ti (O i Pr) 4 en THF. </li><li> Se agita la mezcla de reacción a temperatura ambiente durante 2 h. Eliminar los compuestos volátiles a vacío para dar un producto amarillo con un rendimiento cuantitativo. </li><li> Pesar 8 mg del compuesto obtenido en el vial Eppendorf. </li></ol></li><li> Preparación de las células HT-29 placa de 96 pocillos <ol><li> Cultura HT-29 células en un matraz de 75 cm 2 con medio RPMI-1640 que contiene 1% de penicilina / antibióticos estreptomicina, 1% de L-glutamina, y suero bovino fetal al 10% (FBS), a 37 ° C con 5% de CO 2 . </li><li> Retire el medio cuando las células HT-29 alcanzan la confluencia máxima (90-100%, cada 3-4 días sin subcultura). Lavar con 1 mlde tripsina (0,25%) / EDTA (0,05%) solución y retírela. </li><li> Añadir 1 ml de tripsina (0,25%) / EDTA (0,05%) de la solución e incubar durante 5 min. </li><li> Separar las células HT-29 del matraz y añadir 10 ml del medio para desactivar la actividad de la tripsina. Transferir 5 ml de la mezcla de células a un tubo. </li><li> Use la pipeta para transferir unas gotas de la mezcla de las células en la cámara de mostrador. La cámara de contador incluye 5 x 5 plazas. </li><li> Contar las células en 5 cuadrados representativos usando un microscopio: los 4 cuadrados en las esquinas y la que está en el medio. </li><li> Calcula el importe estimado de las células presentes. Suma las celdas en las 5 plazas representativas y dividir por 20. </li><li> Divida 0.6 por el resultado de la etapa 4.7. El número recibido es la cantidad de mezcla de células requerido por placa. Este cálculo se refiere a una placa que contiene 0,6 x 10 6 células (9000 células por pocillo). </li><li> Use la pipeta para transferir la cantidad de mezcla de células requerido por ptarde (tal como se calcula en la sección 4.8) y añadir 13,2 ml del medio (200 l por pocillo × 66 pozos). </li><li> Añadir la mezcla a placas de 96 pocillos con una pipeta de 11 canales (200 l por pocillo, 6 líneas, 66 pozos en total). Un pozo de cada línea debe permanecer vacío para el control blanco. </li><li> Incubar la placa a 37 ° C con 5% de CO 2 durante 24 horas para permitir que las células se unan a la placa. </li></ol></li><li> La inserción de los compuestos <ol><li> Añadir 200 l (o diferente cantidad de acuerdo con el intervalo de concentración deseada) de THF seco a 8 mg de cada compuesto pesado como se describe en el paso 1.4 (o 2.6) o 3.3. Pesar 8 mg del ligando H 2 L, también. </li><li> Diluir cada solución de compuesto adicional mediante la adición de 60 l de THF en 9 viales Eppendorf diferentes. </li><li> Con una pipeta de 60 l de la mezcla en la sección 5.1 a la primera vial Eppendorf, se resuspende y la transferencia de 60 l al siguiente vial, y así sucesivamente hasta 10 concentraciones diferentes son Obtained (incluyendo la mezcla de los padres en la sección 5.1). </li><li> Diluir 20 l de cada concentración en THF con 180 l de medio. </li><li> Preparar una solución de control con sólo THF; 20 l de THF con 180 l de medio en cada medición. </li><li> Añadir 10 l de la solución resultante (incluyendo el control de THF), a cada pocillo que ya contiene 200 l de la solución antes mencionada de las células en el medio para dar concentraciones finales de compuesto de hasta 200 mg / L (el intervalo de concentración puede ser cambiado de acuerdo con la actividad del compuesto). </li><li> Usted puede observar algo de precipitación a la concentración más alta aplicada en función de la solubilidad del compuesto. </li><li> Repita cada medición de los compuestos (3x 3 líneas en la placa del mismo compuesto); cada línea contiene: células tratadas con el compuesto en 10 concentraciones diferentes, 1 pocillo que contiene células tratadas con disolvente solo para el control y 1 bien sin células para blanco de control. </li><li> Incubar la placa cargada durante 3 días a 37 ° C en el 5% atmósfera de CO 2. </li></ol></li><li> Medición de la citotoxicidad utilizando el ensayo MTT <ol><li> Preparar la solución de MTT mediante la adición de 1 g de polvo de MTT a una solución de medio RPMI-1640 200 ml sin rojo de fenol. La solución madre se pueden dividir para tubos de 15 ml y se almacenan en -20 ° C. </li><li> Añadir 20 l de solución de MTT a cada pocillo con una pipeta de 11 canales (excepto a los pocillos de control de blanco sin las células de la etapa 4.10), e incubar la placa durante 3 h adicionales. </li><li> Retire la solución del medio de cada pocillo. </li><li> Añadir 200 l de isopropanol a cada pocillo para disolver el formazano. Agitar la placa durante 0,5 horas hasta que se alcanza la homogeneidad. </li><li> Medir la absorbancia a 550 nm para 200 l de la solución mencionada anteriormente mediante un espectrofotómetro lector de microplacas. </li><li> Repita cada medición (que incluye 3 repeticiones, consulte el paso 5.8) en 3 días diferentes. </li><li> Calcular tél porcentaje de viabilidad celular mediante la deducción del valor de absorbancia de control en blanco del valor medido, dividiendo el resultado por la absorbancia del valor de control de disolvente THF y multiplicando por 100%. </li><li> Calcular los valores de CI50 usando el software GraphPad Prism (o equivalente). </li><li> El IC 50 reportado es el promedio de todos los valores de CI50 recogidos en al menos tres días diferentes, y el valor de error es la desviación estándar. </li></ol></li></ol>

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Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

El método descrito en este manuscrito combina síntesis química con ensayo de viabilidad celular biológica. Al igual que con cualquiera de los métodos biológicos relativos a las células viables, es de vital importancia para trabajar en una campana laminar, y mantener las condiciones estériles, incluyendo el uso de disolventes orgánicos estériles. También, la preparación y el almacenamiento de los medicamentos basados ​​en metales hidrolíticamente inestable deben llevarse a cabo bajo condiciones inertes, ...

La quimioterapia es todavía uno de los platos principales de los tratamientos empleados en la clínica para varias enfermedades de cáncer, por lo que gran cantidad de investigación se lleva a cabo en todo el mundo con el objetivo de desarrollar nuevos y mejores medicamentos contra el cáncer. Estos estudios comienzan principalmente a nivel químico, con el diseño y la preparación de los compuestos, seguido de evaluación biológica de las propiedades citotóxicas in vitro. La viabilidad celular puede evaluarse mediante diversos ensayos que proporcionan información sobre la actividad celular 1-2. El cisplatino es un ejemplo de un complejo de platino que se utiliza ampliamente como un fármaco quimioterapéutico, que se considera un tratamiento eficaz principalmente para los cánceres testiculares y ováricos 3-4. Sin embargo, su estrecho rango de actividad y los efectos secundarios graves se activan los estudios de otros complejos de metales de transición potente 5-8. Entre otros, de titanio (IV) y vanadio complejos (V) mostraron resultados prometedores de alta actividad y reducentoxicidad 9-16. Ti (IV) fueron los primeros en entrar en ensayos clínicos después de cisplatino debido a estas propiedades, sin embargo, han fallado los ensayos debido a las dificultades de formulación y la inestabilidad hidrolítica. Hay así una necesidad actual para desarrollar mejores derivados de estos complejos metálicos que pueden combinar alta actividad contra el cáncer con resistencia al agua 15,17-21. Un reto en la preparación de Ti (IV) y V (V) se refiere a complejos de la inestabilidad hidrolítica de los reactivos precursores, por lo tanto, la atmósfera inerte debe mantenerse. La preparación de Ti (IV) y V (V) compuestos se lleva a cabo en atmósfera de N2 o Ar condiciones en una caja de guantes o utilizando técnicas de línea Schlenk. Un método común para la evaluación de la actividad anti-cáncer se basa en el MTT (3 - (4,5-dimetiltiazolil) -2,5-difeniltetrazolio) de ensayo. Este ensayo es un ensayo de viabilidad colorimétrico que se presentó en 1983 por Mosmann22. Está muy bien estudiado y caracterizado, y se considera altamente eficiente en la evaluación de la eficacia de nuevos compuestos citotóxicos debido a su precisión, rapidez, y su capacidad para ser aplicada en la variedad de líneas celulares. Este ensayo de viabilidad se basa en el cambio de color de la molécula MTT cuando se expone a las células viables. Medición de la absorbancia, que es proporcional al número de células viables, y la comparación con los controles no tratados, permite la evaluación de las capacidades de inhibición del crecimiento celular del compuesto ensayado. El ensayo colorimétrico de MTT se lleva a cabo en un formato de 96 pocillos placa 23. Las células pueden requerir la preincubación en los pocillos antes de la adición del fármaco probado. Los tiempos de preincubación puede variar desde 0 hasta 24 horas de acuerdo con las propiedades de la línea celular. Las células están normalmente expuestas a la droga durante 24-96 horas, dependiendo de la actividad del fármaco. Solución de MTT se añade entonces a las células tratadas, en el que el gritanOW MTT se reduce a formazán púrpura por una variedad de enzimas mitocondriales y citosólicas que están en funcionamiento en las células viables (Figura 1) 24. La molécula de MTT no se reduce por las células muertas o células rojas de la sangre (células metabólicamente inactivos), células de bazo (células en reposo) y concanavalina A linfocitos estimulada (células activadas) 22. Después de 3-4 horas de incubación con MTT formazan los precipitados. La formación del formazano comienza después de 0,5 horas de incubación, pero para obtener resultados óptimos es mejor para exponer las células a MTT durante al menos 3 h 22. En consecuencia, se elimina el medio de cultivo y el formazán se disuelve en un disolvente orgánico, preferentemente isopropanol 25, aunque DMSO también se puede utilizar 26. La eliminación del medio es crucial para la consecución de resultados precisos desde rojo de fenol, que es ampliamente común en medio de crecimiento, y la precipitación de las proteínas pueden interferir con la medición de la absorbancia 25. Cuando la formaciónsolución Zan alcanza homogénea, la absorbancia de la solución se mide utilizando un espectrofotómetro lector de microplacas. La absorbancia a 550 nm es directamente proporcional al número de células en el rango de 200-50,000 células por pocillo, y por lo tanto muy pequeñas cantidades de células se puede detectar 22. La absorbancia indica la cantidad de células viables que se mantuvo después del tratamiento con el fármaco, y se compara con la absorbancia de células de control que no fueron expuestos a la droga. Análisis de los resultados por el software adecuado proporciona la IC50 (concentración de inhibición, el 50%) los valores y los errores estadísticos basados ​​en varias repeticiones de la medición. El ensayo MTT es ampliamente común en estudios de citotoxicidad para la selección de nuevos compuestos contra el cáncer, debido a su precisión y simplicidad relativa. Sin embargo, cuando se utiliza el ensayo MTT, que se dependía de la reacción enzimática, se debe considerar que varios inhibidores de la enzima pueden afectar a la reducción de MTT und conducir a falsos resultados 27. Además, el ensayo de MTT no proporciona ninguna información sobre el mecanismo molecular de la actividad citotóxica del fármaco 2.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagent/Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Biological Industries</td>
			<td>04-007-1A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexane AR</td>
			<td>Gadot</td>
			<td>830122313</td>
			<td>Dried using a solvent drying system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HT-29 cell line</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>HTB-38</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol AR</td>
			<td>Gadot</td>
			<td>830111370</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-glutamine</td>
			<td>Biological Industries</td>
			<td>03-020-1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MTT</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M5655-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/streptomycin antibiotics</td>
			<td>Biological Industries</td>
			<td>03-031-1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI-1640 with phenol red with L-glutamine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>R8758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI without phenol red</td>
			<td>Biological Industries</td>
			<td>01-103-1A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran (THF) AR</td>
			<td>Gadot</td>
			<td>830156391</td>
			<td>dried using a solvent drying system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ti(OiPr)4</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>205273-500ML</td>
			<td>moisture sensitive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin/EDTA</td>
			<td>Biological Industries</td>
			<td>03-052-1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VO(OiPr)3</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>404926-10G</td>
			<td>moisture sensitive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12-channel pipette 30-300 &#956;l</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12-channel pipette 5-50 &#956;l</td>
			<td>Finnpipette</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75 cm2 flask</td>
			<td>NUNC</td>
			<td>156472</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well plate with lid (flat bottom)</td>
			<td>NUNC</td>
			<td>167008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 Incubator</td>
			<td>Binder</td>
			<td>APT.line C150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Counter chamber</td>
			<td>Marienfeld-Superior</td>
			<td>650030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf vial</td>
			<td>KARTELL</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glove box</td>
			<td>M. Braun</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminar flow hood</td>
			<td>ADS LAMINAIRE</td>
			<td>OPTIMALE 12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate reader spectrophotometer</td>
			<td>Bio-Tek</td>
			<td>El-800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Eclipse TS100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette 20-200 &#956;l</td>
			<td>Finnpipette</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette 5-50 &#956;l</td>
			<td>Finnpipette</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

anticancer metal complexes: synthesis and cytotoxicity evaluation by the mtt assay

Complejos de titanio (IV) y vanadio (V) son agentes anticancerígenos altamente potentes. Un reto en su síntesis se refiere a su inestabilidad hidrolítica, por lo tanto su preparación debe llevarse a cabo bajo una atmósfera inerte. Evaluación de la actividad contra el cáncer de estos complejos se puede lograr mediante el ensayo de MTT. El ensayo MTT es un ensayo de viabilidad colorimétrico basado en la reducción enzimática de la molécula de MTT a formazán cuando se expone a las células viables. El resultado de la reducción es un cambio de color de la molécula MTT. Las mediciones de absorbancia relativos a un control determinan el porcentaje restante de las células cancerosas viables después de su tratamiento con concentraciones variables de un compuesto ensayado, que se traduce a la actividad contra el cáncer compuesto y sus valores de CI 50. El ensayo MTT es ampliamente común en estudios de citotoxicidad debido a su precisión, rapidez y relativa sencillez. En esto nos preenviado un protocolo detallado para la síntesis de los fármacos basados ​​en metales sensibles al aire y mediciones de viabilidad celular, incluyendo la preparación de las placas de células, la incubación de los compuestos con las células, las mediciones de viabilidad utilizando el ensayo de MTT, y la determinación de los valores de IC50.

Los complejos se prepararon sobre la base de los procedimientos establecidos 18,28 y su pureza se puede evaluar mediante análisis de RMN y elemental. Los datos recibidos desde el ensayo de MTT se analizaron para evaluar la citotoxicidad del compuesto 18,21. En primer lugar, se realiza la resta del valor de absorbancia de control en blanco de todos los otros valores. En segundo lugar, el valor de control de disolvente de THF se establece en 100% de viabilidad, como no s...

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Anticancer Metal Complexes: Synthesis and Cytotoxicity Evaluation by the MTT Assay

Un método para la síntesis de agentes de titanio y vanadio contra el cáncer sensibles al aire se describe, junto con la evaluación de su actividad citotóxica hacia línea celular de cáncer humano por el ensayo MTT.

Anticancerosos complejos metálicos: Síntesis y Evaluación de la citotoxicidad por el ensayo MTT

Titanium (IV) and vanadium (V) complexes are highly potent anticancer agents. A challenge in their synthesis refers to their hydrolytic instability; ...

anticancer-metal-complexes-synthesis-cytotoxicity-evaluation-mtt

Research

JoVE Journal

Chemistry

57.0K vistas.  The Hebrew University of Jerusalem.  Un método para la síntesis de agentes de titanio y vanadio contra el cáncer sensibles al aire se describe, junto con la evaluación de su actividad citotóxica hacia línea celular de cáncer humano por el ensayo MTT. 

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Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox reactions. The Cu (I) complex of the peptide model of a Cu (I) binding metallochaperone protein, which includes the sequence MTCSGCSRPG (underlined is conserved), was determined in solution under inert conditions by NMR spectroscopy.
NMR is a widely accepted technique for the determination of solution structures of proteins and peptides. Due to difficulty in crystallization to provide single crystals suitable for X-ray crystallography, the NMR technique is extremely valuable, especially as it provides information on the solution state rather than the solid state. Herein we describe all steps that are required for full three-dimensional structure determinations by NMR. The protocol includes sample preparation in an NMR tube, 1D and 2D data collection and processing, peak assignment and integration, molecular mechanics calculations, and structure analysis. Importantly, the analysis was first conducted without any preset metal-ligand bonds, to assure a reliable structure determination in an unbiased manner.

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

The NMR-solution structure of a metallochaperone model peptide with Cu (I) was determined, and a detailed protocol from sample preparation and 1D and 2D data collection to a three-dimensional structure is described.

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox ...

Investigación

Química

Amide Coupling Reaction for the Synthesis of Bispyridine-based Ligands and Their Complexation to Platinum as Dinuclear Anticancer Agents

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. Isonicotinic acid, or its derivatives, are coupled to variable length diaminoalkane chains under an inert atmosphere in anhydrous DMF or DMSO with the use of a weak base, triethylamine, and a coupling agent, 1-propylphosphonic anhydride. The products precipitate from solution upon formation or can be precipitated by the addition of water. If desired, the ligands can be further purified by recrystallization from hot water. Dinuclear platinum complex synthesis using the bispyridine ligands is done in hot water using transplatin. The most informative of the chemical characterization techniques to determine the structure and gross purity of both the bispyridine ligands and the final platinum complexes is 1H NMR with particular analysis of the aromatic region of the spectra (7-9 ppm). The platinum complexes have potential application as anticancer agents and the synthesis method can be modified to produce trinuclear and other multinuclear complexes with different hydrogen bonding functionality in the bridging ligand.

This protocol describes the use of amide coupling reactions of isonicotinic acid and diaminoalkanes to form bridging ligands suitable for use in the synthesis of multinuclear platinum complexes, which combine aspects of the anticancer drugs BBR3464 and picoplatin.

Amida de reacción para la Síntesis de ligandos basados ​​en bispiridina y su complejación a Platinum como dinucleares Agentes anticancerígenos

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and technological applications. Their signature property is their ultrahigh porosity, which however imparts a series of challenges when it comes to both constructing them and working with them. Securing desired MOF chemical and physical functionality by linker/node assembly into a highly porous framework of choice can pose difficulties, as less porous and more thermodynamically stable congeners (e.g., other crystalline polymorphs, catenated analogues) are often preferentially obtained by conventional synthesis methods. Once the desired product is obtained, its characterization often requires specialized techniques that address complications potentially arising from, for example, guest-molecule loss or preferential orientation of microcrystallites. Finally, accessing the large voids inside the MOFs for use in applications that involve gases can be problematic, as frameworks may be subject to collapse during removal of solvent molecules (remnants of solvothermal synthesis). In this paper, we describe synthesis and characterization methods routinely utilized in our lab either to solve or circumvent these issues. The methods include solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries, and materials activation (cavity evacuation) by supercritical CO2 drying. Finally, we provide a protocol for determining a suitable pressure region for applying the Brunauer-Emmett-Teller analysis to nitrogen isotherms, so as to estimate surface area of MOFs with good accuracy.

Synthesis, activation, and characterization of intentionally designed metal-organic framework materials is challenging, especially when building blocks are incompatible or unwanted polymorphs are thermodynamically favored over desired forms. We describe how applications of solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries and activation via supercritical CO2 drying, can address some of these challenges.

Marcos de síntesis y caracterización de funcionalizado metal-orgánico

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Metal-free Synthesis of Ynones from Acyl Chlorides and Potassium Alkynyltrifluoroborate Salts

Ynones are a valuable functional group and building block in organic synthesis. Ynones serve as a precursor to many important organic functional groups and scaffolds. Traditional methods for the preparation of ynones are associated with drawbacks including harsh conditions, multiple purification steps, and the presence of unwanted byproducts. An alternative method for the straightforward preparation of ynones from acyl chlorides and potassium alkynyltrifluoroborate salts is described herein. The adoption of organotrifluoroborate salts as an alternative to organometallic reagents for the formation of new carbon-carbon bonds has a number of advantages. Potassium organotrifluoroborate salts are shelf stable, have good functional group tolerance, low toxicity, and a wide variety are straightforward to prepare. The title reaction proceeds rapidly at ambient temperature in the presence of a Lewis acid without the exclusion of air and moisture. Fair to excellent yields may be obtained via reaction of various aryl and alkyl acid chlorides with alkynyltrifluoroborate salts in the presence of boron trichloride.

The goal of this manuscript is to demonstrate a straightforward method for the preparation of ynones from acyl chloride and potassium alkynyltrifluoroborate salt starting materials. The one-pot reaction proceeds rapidly in the presence of boron trichloride without exclusion of air and moisture.

Sin metal Síntesis de Ynones de Acil cloruros y potasio Alkynyltrifluoroborate Sales

Ynones are a valuable functional group and building block in organic synthesis. Ynones serve as a precursor to many important organic functional groups ...

The Synthesis, Characterization and Reactivity of a Series of Ruthenium N-triphosPh Complexes

Herein we report the synthesis of a tridentate phosphine ligand N(CH2PPh2)3 (N-triphosPh) (1) via a phosphorus based Mannich reaction of the hydroxylmethylene phosphine precursor with ammonia in methanol under a nitrogen atmosphere. The N-triphosPh ligand precipitates from the solution after approximately 1 hr of reflux and can be isolated analytically pure via simple cannula filtration procedure under nitrogen. Reaction of the N-triphosPh ligand with [Ru3(CO)12] under reflux affords a deep red solution that show evolution of CO gas on ligand complexation. Orange crystals of the complex [Ru(CO)2{N(CH2PPh2)3}-&#954;3P] (2) were isolated on cooling to RT. The 31P{1H} NMR spectrum showed a characteristic single peak at lower frequency compared to the free ligand. Reaction of a toluene solution of complex 2 with oxygen resulted in the instantaneous precipitation of the carbonate complex [Ru(CO3)(CO){N(CH2PPh2)3}-&#954;3P] (3) as an air stable orange solid. Subsequent hydrogenation of 3 under 15 bar of hydrogen in a high-pressure reactor gave the dihydride complex [RuH2(CO){N(CH2PPh2)3}-&#954;3P] (4), which was fully characterized by X-ray crystallography and NMR spectroscopy. Complexes 3 and 4 are potentially useful catalyst precursors for a range of hydrogenation reactions, including biomass-derived products such as levulinic acid (LA). Complex 4 was found to cleanly react with LA in the presence of the proton source additive NH4PF6 to give [Ru(CO){N(CH2PPh2)3}-&#954;3P{CH3CO(CH2)2CO2H}-&#954;2O](PF6) (6).

The Synthesis, Characterization and Reactivity of a Series of Ruthenium N-triphosPh Complexes

Ruthenium phosphine complexes are widely used for homogeneous catalytic reactions such as hydrogenations. The synthesis of a series of novel tridentate ruthenium complexes bearing the N-triphos ligand N(CH2PPh2)3 is reported. Additionally, the stoichiometric reaction of a dihydride Ru&#8211;N-triphos complex with levulinic acid is described.

La síntesis, caracterización y reactividad de una serie de rutenio<em&gt; N</em&gt; -triphos<sup&gt; Ph</sup&gt; Complejos

Herein we report the synthesis of a tridentate phosphine ligand N(CH2PPh2)3 (N-triphosPh) (1) via a phosphorus based Mannich reaction of the ...

Reverse Microemulsion-mediated Synthesis of Monometallic and Bimetallic Early Transition Metal Carbide and Nitride Nanoparticles

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The silica-encapsulated metal oxide nanoparticles are then carburized in a methane/hydrogen atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal carbide nanoparticles. During the carburization process, the silica shells prevent the sintering of adjacent carbide nanoparticles while also preventing the deposition of excess surface carbon. Alternatively, the silica-encapsulated metal oxide nanoparticles can be nitridized in an ammonia atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal nitride nanoparticles. By adjusting the reverse microemulsion parameters, the thickness of the silica shells, and the carburization/nitridation conditions, the transition metal carbide or nitride nanoparticles can be tuned to various sizes, compositions, and crystal phases. After carburization or nitridation, the silica shells are then removed using either a room-temperature aqueous ammonium bifluoride solution or a 0.1 to 0.5 M NaOH solution at 40-60 &#176;C. While the silica shells are dissolving, a high surface area support, such as carbon black, can be added to these solutions to obtain supported early transition metal carbide or nitride nanoparticles. If no high surface area support is added, then the nanoparticles can be stored as a nanodispersion or centrifuged to obtain a nanopowder.

A &#8220;removable ceramic coating method&#8221; is presented in visual format for the synthesis of non-sintered and metal-terminated monometallic and bimetallic early transition metal carbide and nitride nanoparticles with tunable sizes and crystal structures.

Síntesis microemulsión inversa mediada de monometálicos y bimetálico temprana de metal de transición de carburo y nitruro de nanopartículas

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as Ru(II), Pt(II), and Rh(III). The compound, named as a water-soluble metal-organic complex array (WSMOCA), is obtained through 1) the conventional solution-chemistry-based preparation of the corresponding metal complex monomers having a 9-fluorenylmethyloxycarbonyl (Fmoc)-protected amino acid moiety and 2) their sequential coupling together with other water-soluble organic building units on the surface-functionalized polymeric resin by following the procedures originally developed for the solid-phase synthesis of polypeptides, with proper modifications. Traces of reactions determined by mass spectrometric analysis at the representative coupling steps in stage 2 confirm the selective construction of a predetermined sequence of metal centers along with the peptide backbone. The WSMOCA cleaved from the resin at the end of stage 2 has a certain level of solubility in aqueous media dependent on the pH value and/or salt content, which is useful for the purification of the compound.

Synthesis of a Water-soluble Metal&amp;#8211;Organic Complex Array

A potential general method for the synthesis of water-soluble multimetallic peptidic arrays containing a predetermined sequence of metal centers is presented.

Síntesis de un conjunto complejo de metal-orgánico soluble en agua

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from benzimidazolium salts. Detailed and generalized protocols are also presented for testing the catalytic activity of such complexes in arylation and Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions. Representative results are shown for the catalytic activity of the four complexes in arylation and Suzuki-Miyaura type reactions. For each of the reactions investigated, at least one of the four complexes successfully catalyzed the reaction, qualifying them as promising candidates for catalysis of many carbon-carbon bond-forming reactions. The protocols presented are general enough to be adapted for the synthesis, purification and catalytic activity testing of new palladium N-heterocyclic carbene complexes.

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from benzimidazolium salts. The complexes were tested for catalytic activity in arylation and Suzuki-Miyaura reactions. For each reaction investigated, at least one of the four complexes successfully catalyzed the reaction.

Paladio<em&gt; N</em&gt; -Heterocíclicos de los complejos de carburo: Síntesis a partir de sales de benzimidazolio y actividad catalítica en las reacciones de formación de enlaces carbono-carbono

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from ...

Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction

This protocol presents both the synthesis method of the Ni single atom catalyst, and the electrochemical testing of its catalytic activity and selectivity in aqueous CO2 reduction. Different from traditional metal nanocrystals, the synthesis of metal single atoms involves a matrix material that can confine those single atoms and prevent them from aggregation. We report an electrospinning and thermal annealing method to prepare Ni single atoms dispersed and coordinated in a graphene shell, as active centers for CO2 reduction to CO. During the synthesis, N dopants play a critical role in generating graphene vacancies to trap Ni atoms. Aberration-corrected scanning transmission electron microscopy and three-dimensional atom probe tomography were employed to identify the single Ni atomic sites in graphene vacancies. Detailed setup of electrochemical CO2 reduction apparatus coupled with an on-line gas chromatography is also demonstrated. Compared to metallic Ni, Ni single atom catalyst exhibit dramatically improved CO2 reduction and suppressed H2 evolution side reaction.

Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction

Here, we present a protocol for the synthesis and electrochemical testing of transition metal single atoms coordinated in graphene vacancies as active centers for selective carbon dioxide reduction to carbon monoxide in aqueous solutions.

Caracterizaciones de rendimiento del Metal de la transición solo átomo catalizador electroquímico CO2 reducción y síntesis

This protocol presents both the synthesis method of the Ni single atom catalyst, and the electrochemical testing of its catalytic activity and selectivity ...

Synthesis of a Thiol Building Block for the Crystallization of a Semiconducting Gyroidal Metal-sulfur Framework

We present a method for preparing thioester molecules as the masked form of the thiol linkers and their utilization for accessing a semiconducting and porous metal-dithiolene network in the highly ordered single crystalline state. Unlike the highly reactive free-standing thiols, which tend to decompose and complicate the crystallization of metal-thiolate open frameworks, the thioester reacts in situ to provide the thiol species, serving to mitigate the reaction between the mercaptan units and the metal centers, and to improve crystallization consequently. Specifically, the thioester was synthesized in a one-pot procedure: an aromatic bromide (hexabromotriphenylene) reacted with excess sodium thiomethoxide under vigorous conditions to first form the thioether intermediate product. The thioether was then demethylated by the excess thiomethoxide to provide the thiolate anion that was acylated to form the thioester product. The thioester was conveniently purified by standard column chromatography, and then used directly in the framework synthesis, wherein NaOH and ethylenediamine serve to revert in situ the thioester to the thiol linker for assembling the single-crystalline Pb(II)-dithiolene network. Compared with other methods for thiol synthesis (e.g., by cleaving alkyl thioether using sodium metal and liquid ammonia), the thioester synthesis here uses simple conditions and economical reagents. Moreover, the thioester product is stable and can be conveniently handled and stored. More importantly, in contrast to the generic difficulty in accessing crystalline metal-thiolate open frameworks, we demonstrate that using the thioester for in situ formation of the thiol linker greatly improves the crystallinity of the solid-state product. We intend to encourage broader research efforts on the technologically important metal-sulfur frameworks by disclosing the synthetic protocol for the thioester as well as the crystalline framework solid.

Here, we present a one-pot, transition-metal-free synthesis of thiols and thioesters from aromatic halides and sodium thiomethoxide, followed by the preparation of single crystals of a metal-dithiolene network using thiol species generated in situ from the more stable and tractable thioester.

Síntesis de un componente tiol para la cristalización de un semiconductor marco Gyroidal Metal-azufre

We present a method for preparing thioester molecules as the masked form of the thiol linkers and their utilization for accessing a semiconducting and ...