Le financement a été reçu par le Conseil européen de la recherche sous septième programme-cadre de la Communauté européenne (FP7/2007-2013) / ERC convention de subvention ne [239603]

<ol><li> Préparation de la V (V) complexe (figure 2); 18 conduite étapes 1.1-1.4 dans une boîte à gants, si une boîte à gants n&#39;est pas disponible, passez à l&#39;alternative étapes 2 (2.1-2.6). <ol><li> Dissoudre 0,42 mmol des ligands H 2 L dans le THF sec et l&#39;ajouter à une solution sous agitation de quantités équivalentes de VO (O i Pr) 3 dans le THF. </li><li> On agite le mélange réactionnel à la température ambiante pendant 15 minutes, et retirer les substances volatiles sous vide. </li><li> Ajouter hexane froid et retirer sous vide. Une poudre violet foncé doit être obtenu avec un rendement quantitatif. </li><li> Peser 8 mg du composé obtenu dans un flacon Eppendorf. Passer à l&#39;étape 3. </li></ol></li><li> Préparer le complexe V (V) en utilisant un tube de Schlenk. <ol><li> Dissoudre 0,42 mmol du ligand H 2 L dans du THF sec dans un ballon de Schlenk sec avec un bouchon à septum, attacher à une ligne de Schlenk et s&#39;applique vide / gaz inerte (N 2 ou Ar) environnements alternatif, il est recommandé d&#39;appliquer trois sette tours et attendre 2-5 minutes sur les étages de vide. </li><li> Ajouter THF sec via une seringue à travers le septum. </li><li> Ajouter des quantités équivalentes de VO (O i Pr) 3 dans une solution de THF, qui a été préparé de manière similaire en l&#39;accrochant un ballon de Schlenk sec propre à la ligne, application d&#39;un milieu inerte et en ajoutant les réactifs par l&#39;intermédiaire d&#39;une seringue à partir de la solution de vanadium à celle de la le ligand. </li><li> Incorporer le mélange de réaction à température ambiante pendant 15 minutes et enlever les substances volatiles sous vide, si il ya une préoccupation de produits instables, effectuer le type Schlenk distillation des substances volatiles sous atmosphère inerte; utiliser les flux de gaz inerte pour fixer la verrerie nécessaire qui avait été préalablement séché . </li><li> Ajouter hexane froid et retirer sous vide. Une poudre violet foncé doit être obtenu avec un rendement quantitatif. </li><li> Peser 8 mg du composé obtenu dans un flacon Eppendorf. </li></ol></li><li> Préparation du Ti (IV) complexe (Figure 2), 28 </sup&gt; conduite étapes 3.1 à 3.3 dans une boîte à gants, et si une boîte à gants n&#39;est pas disponible, ajuster les étapes alternatives examinées pour l&#39;analogue de vanadium (étape 2) qui utilisent à la place un tube de Schlenk. <ol><li> Dissoudre 0,35 mmole du ligand L 2 H dans du THF sec, et l&#39;ajouter à une solution sous agitation de quantités équivalentes de Ti (O i Pr) 4 dans du THF. </li><li> On agite le mélange réactionnel à la température ambiante pendant 2 h. Retirer les substances volatiles sous vide pour donner un produit jaune avec un rendement quantitatif. </li><li> Peser 8 mg du composé obtenu dans l&#39;Eppendorf flacon. </li></ol></li><li> Préparation des cellules HT-29 plaque de 96 puits <ol><li> Culture cellules HT-29 dans un flacon de 75 cm2 avec du milieu RPMI-1640 contenant 1% de pénicilline / antibiotiques streptomycine, 1% de L-glutamine et 10% de sérum bovin fœtal (FBS), à 37 ° C avec 5% de CO 2 . </li><li> Retirez le support lorsque les cellules HT-29 atteignent la confluence maximale (90-100%, tous les 3-4 jours sans sous-culture). Laver avec 1 mlde trypsine (0,25%) / EDTA (0,05%) solution et le retirer. </li><li> Ajouter 1 ml de trypsine (0,25%) / EDTA (0,05%) et incuber la solution pendant 5 min. </li><li> Détacher les cellules HT-29 de la fiole et ajouter 10 ml du milieu de désactiver l&#39;activité de la trypsine. Transférer 5 ml du mélange de cellules dans un tube. </li><li> Utilisez la pipette pour transférer quelques gouttes du mélange de cellules dans la chambre de compteur. La chambre de compteur comporte 5 x 5 carrés. </li><li> Compter les cellules à 5 places représentatives à l&#39;aide d&#39;un microscope: les 4 carrés dans les coins et celui qui est au milieu. </li><li> Calculer le montant estimé de cellules présentes. Additionner les cellules dans les 5 carrés représentatifs et diviser par 20. </li><li> Diviser par 0,6 la suite de l&#39;étape 4.7. Le nombre obtenu est la quantité de mélange de cellules requis par plaque. Ce calcul repose sur un plateau qui contient de 0,6 x 10 6 cellules (9.000 cellules par puits). </li><li> Utilisez la pipette pour transférer la quantité de mélange de cellules requises par pfin (tel que calculé à la section 4.8) et ajouter 13,2 ml du milieu (200 pi par puits × 66 puits). </li><li> Ajouter le mélange à la plaque de 96 puits par 11 canaux pipette (200 pi par puits, 6 lignes, 66 puits au total). Un puits de chaque ligne doit rester vide pour contrôle à blanc. </li><li> Incuber la plaque à 37 ° C avec 5% de CO2 pendant 24 heures pour permettre aux cellules de se fixer à la plaque. </li></ol></li><li> Insertion des composés <ol><li> Ajouter 200 ul (ou quantité différente en fonction de la plage de concentration souhaitée) de THF sec à 8 mg de chaque composé pesé comme décrit dans l&#39;étape 1.4 (ou 2.6) ou 3.3. Peser 8 mg du ligand L 2 H, aussi. </li><li> Diluer chaque solution de composé plus loin en ajoutant 60 pl de THF dans 9 des tubes Eppendorf différentes. </li><li> Aide d&#39;une pipette 60 ul du mélange à la section 5.1 de la première fiole Eppendorf, remettre en suspension et le transfert de 60 pi à l&#39;autre flacon, et ainsi de suite jusqu&#39;à 10 concentrations différentes sont obtained (y compris le mélange de parent dans la section 5.1). </li><li> Diluer 20 ul de chaque concentration dans le THF avec 180 ul de milieu. </li><li> Préparer une solution de contrôle uniquement avec du THF; 20 ul de THF avec 180 ul de milieu dans chaque mesure. </li><li> Ajouter 10 ul de la solution résultante (y compris le contrôle de THF), à chaque puits contenant déjà 200 ul de la solution mentionnée ci-dessus de cellules dans le milieu pour obtenir des concentrations finales du composé de jusqu&#39;à 200 mg / L (la plage de concentration peut être modifiée en fonction de l&#39;activité de composé). </li><li> Vous pouvez observer une certaine précipitation à la concentration maximale appliquée en fonction de la solubilité du composé. </li><li> Répéter chaque mesure des 3x composés (3 conducteurs de la plaque du même composé); chaque ligne contient: cellules traitées avec le composé à 10 concentrations différentes, une des cellules et contenant traités avec le solvant seul pour le contrôle et 1 puits sans cellules pour flan contrôle. </li><li> Incuber la plaque chargée pendant 3 jours à 37 ° C dans 5% de CO 2, atmosphère. </li></ol></li><li> la mesure de la cytotoxicité en utilisant l&#39;essai au MTT <ol><li> Préparer la solution de MTT en ajoutant 1 g de poudre de MTT à une solution de 200 ml de milieu RPMI-1640 sans rouge de phénol. La solution mère peut être divisée pour tubes de 15 ml et stocké à -20 ° C. </li><li> Ajouter 20 ul de solution de MTT à chaque canal de 11 puits en utilisant une pipette (sauf pour les puits témoins à blanc sans les cellules de l&#39;étape 4.10), et incuber la plaque pendant 3 heures supplémentaires. </li><li> Retirer la solution de milieu de chaque puits. </li><li> Ajouter 200 pi d&#39;isopropanol à chaque puits pour dissoudre le formazan. Incorporer la plaque pendant 0,5 heure jusqu&#39;à homogénéité est atteint. </li><li> Mesurer l&#39;absorbance à 550 nm de 200 pl de la solution mentionnée ci-dessus par un spectrophotomètre lecteur de microplaques. </li><li> Répétez chaque mesure (qui comprend 3 répétitions, voir étape 5.8) sur 3 jours différents. </li><li> Calculer til pourcentage de viabilité cellulaire en déduisant la valeur d&#39;absorbance de contrôle à blanc à partir de la valeur mesurée, en divisant le résultat par l&#39;absorbance de la valeur de commande de solvant THF et en multipliant par 100%. </li><li> Calculer les valeurs de CI50 en utilisant le logiciel GraphPad Prism (ou équivalent). </li><li> L&#39;IC 50 rapportée est la moyenne de toutes les valeurs de CI50 collectées sur au moins trois jours différents, et la valeur d&#39;erreur est la déviation standard. </li></ol></li></ol>

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Les auteurs déclarent qu&#39;ils n&#39;ont aucun intérêt financier concurrents.

La méthode décrite dans ce manuscrit combine synthèse chimique biologique avec dosage de la viabilité cellulaire. Comme avec toutes les méthodes biologiques concernant les cellules viables, il est essentiel de travailler sous une hotte laminaire, et de maintenir des conditions stériles, y compris l&#39;utilisation de solvants organiques stériles. De plus, la préparation et le stockage de médicaments à base métallique hydrolytiquement instables doivent être effectuées dans des conditions inertes, pour lequel...

La chimiothérapie est encore l&#39;un des principaux cours de traitements utilisés dans la clinique pour diverses maladies cancéreuses, et donc grande quantité de recherche est menée dans le monde entier dans le but de développer de nouvelles et améliorées des médicaments anticancéreux. Ces études commencent surtout au niveau chimique, la conception et la préparation de composés, suivie par l&#39;évaluation biologique des propriétés cytotoxiques in vitro. La viabilité cellulaire peut être évaluée par des dosages différents qui fournissent des informations sur l&#39;activité cellulaire 2.1. Le cisplatine est un exemple d&#39;un complexe de platine qui est largement utilisé comme un médicament chimiothérapeutique, qui est considéré comme un traitement efficace surtout pour les cancers testiculaires et ovariennes 4.3. Toutefois, son domaine d&#39;activité étroit et des effets secondaires graves déclenchent des études d&#39;autres complexes de métaux de transition puissant 5-8. Entre autres, le titane (IV) et de vanadium (V) complexes ont montré des résultats prometteurs de haute activité et de réduire9-16 toxicité. Ti (IV) complexes ont été les premiers à entrer en essais cliniques après le cisplatine en raison de ces propriétés, mais ils ont échoué les essais en raison de difficultés de formulation et de l&#39;instabilité à l&#39;hydrolyse. Il existe donc un besoin de développer des dérivés de courant améliorées de ces complexes métalliques qui peuvent combiner une forte activité anti-cancéreuse de la résistance à l&#39;eau 15,17-21. Un défi dans la préparation de Ti (IV) et V (V) se réfère à des complexes de l&#39;instabilité hydrolytique des réactifs précurseurs et, par conséquent, une atmosphère inerte doit être maintenue. La préparation de Ti (IV) et V (V) est effectuée dans des composés N 2 ou Ar conditions dans une boîte à gants ou en utilisant des techniques de ligne de Schlenk. Une méthode courante pour l&#39;évaluation de l&#39;activité anti-cancer est basée sur le MTT (3 - (4,5-dimethylthiazolyl) de bromure -2,5-diphényltétrazolium) dosage. Ce test est un test de viabilité colorimétrique qui a été présenté en 1983 par Mosmann22. Il est très bien étudié et caractérisé, et il est considéré comme très efficace pour évaluer l&#39;efficacité de nouveaux composés cytotoxiques en raison de sa précision, de rapidité, et sa capacité à être appliqué sur la variété de lignées cellulaires. Ce test de viabilité est basé sur le changement de couleur de la molécule de MTT quand il est exposé à des cellules viables. La mesure de l&#39;absorbance, qui est proportionnelle au nombre de cellules viables, et la comparaison à des témoins non traités, l&#39;évaluation de la capacité d&#39;inhibition de croissance des cellules du composé testé permet. Le test colorimétrique MTT est conduite dans un format de plaque à 96 puits 23. Les cellules peuvent nécessiter une pré-incubation dans les puits avant l&#39;ajout du médicament testé. Les temps de pré-incubation peut varier de 0 à 24 heures en fonction des propriétés de la ligne de cellule. Les cellules sont généralement exposés à la drogue pour 24-96 heures en fonction de l&#39;activité du médicament. Solution de MTT est ensuite ajouté à des cellules traitées, où le hurlentow MTT est réduit en formazan pourpre par une variété d&#39;enzymes mitochondriales et cytosoliques qui sont opérationnels dans les cellules viables (figure 1) 24. La molécule MTT n&#39;est pas réduite par les cellules mortes ou des cellules rouges du sang (cellules métaboliquement inactives), des cellules de rate (cellules au repos) et la concanavaline A lymphocytes stimulés par les cellules activées (22). Après 3-4 heures d&#39;incubation avec les MTT Les précipités formazan. La formation de formazan commence après 0,5 h d&#39;incubation, mais pour des résultats optimaux, il est préférable d&#39;exposer les cellules à du MTT pendant au moins 3 heures 22. Par conséquent, le milieu de culture est éliminé et le formazan est solubilisé dans un solvant organique, de préférence l&#39;isopropanol 25, bien que le DMSO peut également être utilisé 26. L&#39;élimination du milieu est crucial pour l&#39;obtention de résultats précis puisque le rouge de phénol, qui est largement commun dans le milieu de croissance, et en précipitant les protéines peuvent interférer avec la mesure de l&#39;absorbance 25. Lorsque la formazan solution homogène atteint, l&#39;absorbance de la solution est mesurée en utilisant un spectrophotomètre lecteur de microplaques. L&#39;absorbance à 550 nm est directement proportionnelle au nombre de cellules dans la gamme de 200-50,000 cellules par puits, et donc de très petites quantités de cellules peut être détectée 22. L&#39;absorbance indique la quantité de cellules viables qui reste après le traitement avec le médicament, et est comparée à l&#39;absorbance des cellules témoins qui n&#39;ont pas été exposés au médicament. L&#39;analyse des résultats par un logiciel approprié fournit la (concentration d&#39;inhibition; 50%) IC 50 valeurs et leurs erreurs statistiques basées sur plusieurs répétitions de la mesure. Le test MTT est largement commun dans des études de cytotoxicité pour le criblage de nouveaux composés anti-cancéreux, en raison de sa précision et sa relative simplicité. Cependant, lors de l&#39;utilisation du test MTT, qui est dépend de la réaction enzymatique, on doit considérer que les différents inhibiteurs d&#39;enzymes peuvent affecter la réduction du MTT und conduire à des résultats erronés 27. En outre, le test MTT ne fournit pas d&#39;informations sur le mécanisme moléculaire de l&#39;activité cytotoxique du médicament 2.

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			<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

Titane (IV) et de vanadium (V) les complexes sont des agents anticancéreux très puissants. Un défi dans leur synthèse se réfère à leur instabilité hydrolytique; par conséquent, leur préparation doit être effectuée sous une atmosphère inerte. Evaluation de l&#39;activité anti-cancéreuse de ces complexes peut être réalisée par le test MTT. Le test MTT est un test colorimétrique basé sur la viabilité de la réduction enzymatique de la molécule de MTT en formazan quand il est exposé à des cellules viables. Le résultat de la réduction est un changement de couleur de la molécule de MTT. Les mesures de l&#39;absorbance par rapport à un contrôle déterminent le pourcentage restant de cellules cancéreuses viables après leur traitement avec des concentrations variables d&#39;un composé testé, ce qui se traduit pour l&#39;activité anticancéreuse du composé et de ses valeurs de CI50. Le test MTT est largement commune dans les études de cytotoxicité en raison de sa précision, la rapidité et la simplicité relative. Ici nous avons préenvoyer un protocole détaillé pour la synthèse de médicaments à base d&#39;air en métal sensible et les mesures de viabilité cellulaire, y compris la préparation des plaques de la cellule, l&#39;incubation des composés avec des cellules, des mesures de viabilité en utilisant le test MTT, et la détermination des valeurs de CI50.

Les complexes ont été préparés sur la base de procédures établies 18,28 et leur pureté peut être évaluée par analyse RMN et élémentaire. Les données reçues à partir du test MTT est analysé pour évaluer la cytotoxicité du composé 18,21. Tout d&#39;abord, la soustraction de la valeur d&#39;absorbance de contrôle à blanc à partir de toutes les autres valeurs est réalisée. En second lieu, le solvant THF valeur de commande est réglée à 100% de viab...

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

Procédé pour la synthèse de titane et de vanadium agents anticancéreux sensibles à l&#39;air est décrite, ainsi que l&#39;évaluation de leur activité cytotoxique envers la lignée cellulaire de cancer humain par le test MTT.

Complexes métalliques anticancéreux: Synthèse et évaluation de la cytotoxicité par le dosage au MTT

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

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Research

JoVE Journal

Chemistry

57.1K vues.  The Hebrew University of Jerusalem.  Procédé pour la synthèse de titane et de vanadium agents anticancéreux sensibles à l'air est décrite, ainsi que l'évaluation de leur activité cytotoxique envers la lignée cellulaire de cancer humain par le test 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 ...

Recherche

Chimie

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.

Amide Réaction de couplage pour la synthèse de ligands à base de bispyridine et leur complexation Platinum comme dinucléaires agents anticancéreux

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.

Cadres de synthèse et la caractérisation de fonctionnalisé métal-organique

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.

Synthèse sans métal de Ynones de Acyl chlorures et du potassium Alkynyltrifluoroborate Sels

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 synthèse, la caractérisation et la réactivité d&#39;une série de ruthénium<em&gt; N</em&gt; -triphos<sup&gt; Ph</sup&gt; 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 ...

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.

Synthèse inverse de Microemulsion médiation de monométalliques et bimétalliques précoce de métal de transition Carbide et Nitrure de nanoparticules

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.

Synthèse d&#39;un métal-organique ensemble complexe soluble dans l&#39;eau

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.

Palladium<em&gt; N</em&gt; - Complexes de carbène hétérocyclique: synthèse des sels de benzimidazolium et activité catalytique dans les réactions de formation de liaison carbone-carbone

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.

Synthèse et caractérisation de la Performance de catalyseur seul atome de métal de Transition pour électrochimique CO2 réduction

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.

Synthèse d’un bloc de construction de Thiol pour la cristallisation d’un cadre de métal Gyroidal soufre semiconductrices

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