מחקר זה נתמך על ידי אוניברסיטת קורנל. עבודה זו עשוי להשתמש במרכז קורנל עבור חומרים משותפים מכוני מחקר, אשר נתמכים באמצעות תוכנית ה-NSF MRSEC (גרנט DMR-1120296). S.R.N. מאשר תמיכה של ה-NSF בוגר מחקר לאגודה (גרנט DGE - 1650441), ד ר דייב Holowka לקבלת סיוע עם הניסויים סידן. כל דעה, ממצאים, מסקנות או המלצות לידי ביטוי בחומר זה הם אלה של המחברים (s), אינן משקפות בהכרח את הנופים של הקרן הלאומית למדע.

הערה : מרוכז חומצות ובסיסים המשמשים סינתזה זו. השתמש כל נוהלי בטיחות המתאים בעת ביצוע התגובה כולל השימוש של פקדים הנדסה (fume הוד), ציוד מגן אישי (עיקרון השוויון הפוליטי) כולל בטיחות משקפיים, כפפות, חלוק המעבדה, באורך מלא מכנסיים ונעליים סגורות.
 1-הכנת [(או 2) (NH 3) 4 Ru (ממוצע-O) Ru (NH 3) 4 (או 2)] Cl 5 <ol><li>סינתזה של Cl [Ru (NH 3) 5 קלרנית] 2 12 <ol><li>g 1.00 התמוססות של RuCl 3 · n H 2 O (40% Ru לפי משקל, 4.1 mmol) ב 5 מ של H 2 O. מגניב הפתרון חום כהה 0 ° C באמבט קרח. להוסיף 11 מ ל (0.23 mol) של 80% הידרזין מימה פתרון באופן dropwise. התגובה הראשונית תהיה נמרצת עם הגז האבולוציה, וכתוצאה מכך פתרון חום. תן הפתרון שיתקבל מערבבים בטמפרטורת החדר במשך 16 שעות; הפתרון הסופי יהיה כהה חא 
		זהירות: הידרזין היא בחריפות רעילים ומסרטנים. בנוסף, נטול מים צורות של ריאגנט הזה הם חומר נפץ. כמו תמיד, השתמש וקולטי עיקרון השוויון הפוליטי, fume המתאימה בעת הטיפול. לא להתרכז אלה פתרונות ליובש.</li>
		<li>כדי פתרון זה, להוסיף כ 5-10 מ של HCl מרוכזת כדי להתאים את ה-pH ל- 2. בשלב זה, הפתרון יהיה צהוב-חום בצבע.</li>
		<li>חום פתרון זה ב 105 ° C תוך ערבוב במשך 1-2 h. מוצק צהוב לזרז מתוך פתרון. כאשר אין יותר לזרז בעליל טפסים, מסירים מהאש.</li>
		<li>לאפשר תערובת התגובה כדי להתקרר לטמפרטורת החדר, ולאחר מכן מקם באמבט קרח 0 מעלות צלזיוס במשך 10 דקות לאסוף את המוצק צהוב על-ידי סינון ואקום לשטוף עם 5 מ ל כל אחד אתנול וביו -דיאתיל אתר.</li>
		<li>נמסים לחלוטין את המוצר הגולמי ב- 15-25 מ של מים חמים. מקררים 10 מ"ל של פתרון HCl מרוכזת בבקבוקון מסנן על-ידי הצבתו באמבט קרח. לסנן את הפתרון צהוב בתוך תמיסת HCl צוננת לזירוז משקעים של מוצק טהור צהוב חיוור. לסנן את התמיסה ולשטוף עם 5 מ ל כל אחד של 0.5 M HCl, אתנול ואתר.</li>
		<li>Characterize מתחם באמצעות IR ספקטרוסקופיה. לאמת טוהר על ידי זיהוי תדרי מתיחה-3226 ס מ -1 ס מ 1604 -1, 1297 ס מ -1, 801 ס מ -1. הטומאה קטין נפוצים ב 2069 ס מ -1 מוקצה [Ru (NH 3) 5 N 2] Cl 3.</li>
	</ol></li> <li>סינתזה של Cl [(או 2) (NH 3) 4 Ru Ru (ממוצע-O) (NH 3) 4 (או 2)] 5 <ol><li>להמיס 100 מ ג (0.34 mmol) [Ru (NH 3) 5 קלרנית] Cl 2 ב- 50 מ של 1 מ' NH 4 או מגרגרי לחץ עגול עם תחתית הקיר כבד 200 מ. ברפיון שווי הבקבוק עם פקק, לחמם את תערובת התגובה ב 75 מעלות צלזיוס במשך 6-אייץ להסיר מהאש ומערבבים בטמפרטורת החדר במשך 4 ימים להניב פתרון ירוק כהה- 
		זהירות! חימום של תוצאות כלי אטום שיצטברו לחץ. הקפד להשתמש כלי זכוכית לחץ-בטוח המתאים. התגובה הזו, המטרה של איטום הספינה היא למזער אובדן של NH גז 3. לכן, למקם את פקק באופן רופף כדי לאפשר את שחרורו של לחץ עודף.</li>
	</ol></li> <li>טיהור באמצעות כרומטוגרפיה קטיונים <ol><li>בגביע, 25 מ ל להשעות 5 g-קטיון שרף (למשל, Dowex 50WX2 200-400 מחוט (טופס H +) 10 מ ל 0.1 M HCl.</li>
		<li>טען הזה slurry לתוך עמודה 10 מ"ל (בקוטר 10 מ מ, גובה 15 ס מ) מודבקת עם מאגר הממס 50 מ. לשטוף את השרף כ 20-30 מ של 0.1 M HCl, עד eluate חסר צבע.</li>
		<li>להחזיר הפתרון הירוק התגובה מבודד בשלב 1.2.1. כדי פתרון זה, להוסיף HCl מרוכזת כדי להתאים את ה-pH ל- 2, ובשלב צבע פתרון משתנה לחום.</li>
		<li>טען הפתרון acidified אל העמודה שרף-קטיון שהכין בשלב 1.3.2 בעדינות pipetting זה על גבי השרף. תן את eluate לחלוטין לנקז, להמשיך לטעון את הפתרון. חזור על תהליך זה עד הפתרון כולו נוספה. החלק העליון של השרף יהיה חום כהה/שחור. השרף תגרום להקטנת נפח מעט.</li>
		<li>שימוש חרוזי זכוכית כדי לכסות את החלק העליון של השרף. אלה ימנע השרף שמפריעים כאשר פתרונות חדשים מתווספים.</li>
		<li>Elute את העמודה עם 20 מ של 1 M HCl.</li>
		<li>Elute את העמודה עם ריכוז HCl מוגברת 1.5 M (&#8776; 50 מ ל). פתרון צהוב יתחיל להוריד את העמודה. להעלות את ריכוז HCl עד 2 מ' ולהמשיך eluting עד eluate חסר צבע או ירוק-צהוב חיוור מאוד. הנפח הכולל של 150-200 מ ל יידרש לתהליך זה.</li>
		<li>להגדיל את ריכוז HCl עד 2.5 מ' (20-50 מ"ל). לאסוף את eluate כשברים במבחנות. להגדיל את 3 M HCl. המוצר elute עמודה כמו פתרון ירוק-חום. שבר אדום-חום יכול גם להתחיל תיפרדי העמודה. כמו שברים אלה הם זיהומים האדומים מחומצן רותניום, לא בריכה עם שברים ירוק-חום.</li>
	</ol></li> <li>איפיון ואימות של טוהר [(או 2) (NH 3) 4 Ru Ru (ממוצע-O) (NH 3) 4 (או 2) Cl 5 <ol><li>מבחן כל השברים מן שלב 1.3.8. על ידי UV-vis ספקטרוסקופיה. כדי לבצע משימה זו, להוסיף 100 µL של השבר נתון לתוך 2 מ"ל של 3 מ' NH3, לנתח ידי UV-vis ספקטרוסקופיה. שברים המכיל מוצר טהור תהיה להקה גדולה ספיגת ב 360 nm ו של ספיגת פחות אינטנסיבי על 600 ננומטר. ספיגת-480 או 533 ננומטר הוא מרמז על האדומים מחומצן רותניום וזוהמה רותניום אדום, בהתאמה.</li>
		<li>מאגר שברים המכיל מוצר טהור, מתאדים הפתרון ליובש אידוי רוטרי. המוצר יהיה מבודד כמו מוצק ירוק-חום. התשואות הם בדרך כלל גודל 5-15 מ ג (10-20% תשואה). יחיד-גבישים, מתאים עקיפה של קרני רנטגן, יכולה להיות מושגת על ידי פעפוע אדי אתנול לתוך פתרונות מימית של המתחם-</li>
		<li>כדי לוודא טוהר, לנתח את המתחם על ידי UV-vis ספקטרוסקופיה בפתרון של תמיסת באגירה פוספט pH 7.4 (PBS). טוהר עשויים להידרש, על ידי לקיחת היחס בעוצמה של 360 nm ו 600 nm פסגות. יחס זה הוא 31 עבור תרכובת טהורה. עבור תרכובות טמא, היחס יהיה קטן יותר.</li>
		<li>לנתח את הדגימה בתוך המדינה מוצק ידי ספקטרוסקופיית אינפרא-אדום. להקות האבחון הינם 3234 ס מ -1 ס מ 3151 -1, 1618 ס מ -1, 1313 ס מ -1, 815 ס מ -1. להקות הטומאה נפוצים הם ראו ב 1762 ס מ -1 ו- 1400 ס מ -1, האופייניים NH 4 Cl. רותניום אדום ניתן לזהות על ידי להקות 1404 ס מ -1, 1300 ס מ -1, 1037 ס מ -1 ו ס מ 800 -1.</li>
	</ol></li> <li>הערכה של עיכוב ספיגת סידן מיטוכונדריאלי על-ידי קרינה פלואורסצנטית ספקטרוסקופיה זהירות! ההליכים הבאים שימוש בתרבית של תאים. העבודה צריכה להתבצע בברדסים זרימה שכבתית המתאימה שאושרו עבור בטיחות ביולוגית ברמה 2 מחקר (BSL2). 
	&#8203; הערה: [(או 2) (NH 3) 4 Ru Ru (ממוצע-O) (NH 3) 4 (או 2) Cl 5 להתייחס כמו [Ru] בסעיף זה <ol><li>להפוך buffered גלוקוז המכיל תמיסת מלח (BGSS) התקשורת וזמינותו. BGSS הוא פתרון הכוללת 110 מ מ אשלגן כלורי, 2 PO 1 מ מ ח' 4, 1 מ MgCl 2, 20 מ מ 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic חומצה (HEPES), succinate נתרן 5 מ מ, 30 מיקרומטר אתילן גליקול-bis(β-aminoethyl ether)-N, N , N &#39;, N &#39;-חומצה tetraacetic (EGTA). לשלב את הכל חוץ EGTA, להתאים את ה-pH ל 7.4. להוסיף EGTA והתאם pH ל 7.4. עבור 50 מ של מדיה assay להוסיף 0.5 מ"ל של גלוקוז 1 מ"ג/מ"ל.</li>
		<li>הלה התרבות התאים ב- 500 ס מ 2 צלחות פטרי ב- Dulbecco &#39; s בינוני נשר שונה (DMEM) עם 10% עוברית שור סרום (FBS) ב חממה humidified עם 5% CO 2-37 ° C. להגביר את הלה גדל התאים ב- 100 מ מ פטרי על ידי זריעה אותם בצלחת פטרי 2 ס מ 500. 115 מ ל שאמצעי האחסון מדיה סה כ צלחת גדולה. כל מנה גדולה תניב כ-18 מיליון תאים, מספיק בשביל שני ניסויים ספקטרוסקופיה של זריחה.
		<ol><li>לגדל את התאים עד שיגיעו 90-95% confluency. להסיר מדיה, ולשטוף את התאים עם 15 מ"ל pH 7.4 PBS. להוסיף 15 מ"ל חומצה ethylenediaminetetraacetic (EDTA) של 1 מ מ ב- PBS, תקופת דגירה של 10 דקות לנתק את התאים. להעביר את התאים 14 מ"ל סביב צינורות בז התחתון</li></ol></li> <li>לספור תאים באמצעות trypan blue ו- hemocytometer עם מיקרוסקופ הפוכה, ולחשב את המספר הכולל של תאים ונפח של התקשורת צריכה להגיע 7.5 מיליון תאים לכל אמצעי אחסון 1.8 mL בינוני. Centrifuge התאים 10 דקות ב × 5310 ג'י Decant תגובת שיקוע והוסף את הנפח מחושב של BGSS. Resuspend תאים בעדינות.
		<ol><li>בשביל זה assay, הכנת מלאי פתרונות של 40 מ מ digitonin ב דימתיל סולפוקסיד (דימתיל סולפוקסיד), 1 מ מ סידן ירוק-5N H 2 O, ו- 10 מ"מ CaCl 2 H 2 O. [Ru] מניות פתרונות, מוכן במים טהורים, נע בין 1-3 מ מ. 
			&#8203; הערה: סידן ירוק-5N הוא רגישים לאור. לאחסן בחושך, למזער חשיפה קלה.</li>
		</ol></li> <li>התקנה של fluorimeter כדי לרגש-506 nm וקריאה הפליטה-532 ננומטר עם cuvette-מחזיק נשלטת על 37 ° C. הכן cuvette אקריליק עם בר מערבבים או גלגל, ההשעיה תא 1.8 mL מ 1.5.2 לעיל, 1.8 µL digitonin פתרון, 3.6 & #181; L סידן ירוק-5N (פתרון), µL 9 [Ru] (עבור פתרון מניות 1 מ"מ, 5 מיקרומטר הריכוז הסופי). דגירה תאים למשך 15 דקות fluorimeter.
		<ol><li>לקרוא את הנתונים כיחס עירור/פליטה במקום בליעת raw. פרקטיקה זו ממזערת את השגיאות המשויכות תנודות עוצמת מקור האור.</li>
			<li>לבצע את הניתוח הראשון מדגם בהיעדר [Ru] כדי למדוד את ההשפעה של התוספת של CaCl 2 על התגובה של התאים.</li>
			<li>בגין ניתוח על fluorimeter עם ההגדרות המתוארות 1.5.4. חכו כ 2 דקות כדי ליצור בסיס יציב פליטה, ולאחר מכן להוסיף µL 1.8 CaCl 2 (10 מיקרומטר ריכוז סופי). עוצמת הפליטה יגדיל מיידית על התוספת של CaCl 2 ולאחר מכן תרקב במשך דקות יוני הסידן הזנת המיטוכונדריה. המתן לסיום הריקבון (&#8776; 5 דקות). להוסיף בולוסים סידן נוספים כדי לקבוע את התגובה ספיגת סידן מיטוכונדריאלי של תאים לא שטופלו [Ru].</li>
		</ol></li> <li>ב cuvette אחר המכיל 5 מיקרומטר [Ru], חזור על הניסוי כמתואר לעיל ב- 1.5.4.3. בנוכחות החומר המדכא, עוצמת הפליטה להגדיל, אבל לא ריקבון. התבוננות זו מרמזת על חסם ספיגת הסידן מיטוכונדריאלי.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>De Stefani, D., Rizzuto, R., Pozzan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enjoy+the+trip:+Calcium+in+mitochondria+back+and+forth.">Enjoy the trip: Calcium in mitochondria back and forth.</a> Annu. Rev. Biochem. 85, 161-192 (2016).</li><li>Contreras, L., Drago, I., Zampese, E., Pozzan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondria:+the+calcium+connection.">Mitochondria: the calcium connection.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1797 (6-7), 607-618 (2010).</li><li>Giorgi, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+calcium+homeostasis+as+potential+target+for+mitochondrial+medicine.">Mitochondrial calcium homeostasis as potential target for mitochondrial medicine.</a> Mitochondrion. 12 (1), 77-85 (2012).</li><li>De Stefani, D., Raffaello, A., Teardo, E., Szab&#242;, I., Rizzuto, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+forty-kilodalton+protein+of+the+inner+membrane+is+the+mitochondrial+calcium+uniporter.">A forty-kilodalton protein of the inner membrane is the mitochondrial calcium uniporter.</a> Nature. 476 (7360), 336-340 (2011).</li><li>Baughman, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrative+genomics+identifies+MCU+as+an+essential+component+of+the+mitochondrial+calcium+uniporter.">Integrative genomics identifies MCU as an essential component of the mitochondrial calcium uniporter.</a> Nature. 476 (7360), 341-356 (2011).</li><li>Kamer, K. J., Mootha, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+era+of+the+mitochondrial+calcium+uniporter.">The molecular era of the mitochondrial calcium uniporter.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 16 (9), 545-553 (2015).</li><li>Ying, W. -. L., Emerson, J., Clarke, M. J., Sanadi, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+mitochondrial+calcium+ion+transport+by+an+oxo-bridged+dinuclear+ruthenium+ammine+complex.">Inhibition of mitochondrial calcium ion transport by an oxo-bridged dinuclear ruthenium ammine complex.</a> Biochemistry. 30 (20), 4949-4952 (1991).</li><li>Emerson, J., Clarke, M. J., Ying, W. -. L., Sanadi, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+component+of+"ruthenium+red"+responsible+for+inhibition+of+mitochondrial+calcium+ion+transport.+Spectra,+electrochemistry,+and+aquation+kinetics.+Crystal+structure+of+&#181;-O-[(HCO2)(NH3)4Ru]2Cl3.">The component of "ruthenium red" responsible for inhibition of mitochondrial calcium ion transport. Spectra, electrochemistry, and aquation kinetics. Crystal structure of &#181;-O-[(HCO2)(NH3)4Ru]2Cl3.</a> J. Am. Chem. Soc. 115 (25), 11799-11805 (1993).</li><li>Matlib, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen-bridged+Dinuclear+Ruthenium+Amine+Complex+Specifically+Inhibits+Ca2++Uptake+into+Mitochondria+in+Vitro+and+in+Situ+in+Single+Cardiac+Myocytes.">Oxygen-bridged Dinuclear Ruthenium Amine Complex Specifically Inhibits Ca2+ Uptake into Mitochondria in Vitro and in Situ in Single Cardiac Myocytes.</a> J. Biol. Chem. 273 (17), 10223-10231 (1998).</li><li>Oxenoid, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Architecture+of+the+mitochondrial+calcium+uniporter.">Architecture of the mitochondrial calcium uniporter.</a> Nature. 533 (7602), 269-273 (2016).</li><li>Nathan, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+Methods+for+the+Preparation+of+a+Functional+Analogue+of+Ru360,+a+Potent+Inhibitor+of+Mitochondrial+Calcium+Uptake.">Synthetic Methods for the Preparation of a Functional Analogue of Ru360, a Potent Inhibitor of Mitochondrial Calcium Uptake.</a> Inorg Chem. 56 (6), 3123-3126 (2017).</li><li>Allen, A. D., Senoff, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+infrared+spectra+of+some+ammine+complexes+of+ruthenium(II)+and+ruthenium(III).">Preparation and infrared spectra of some ammine complexes of ruthenium(II) and ruthenium(III).</a> Can. J. Chem. 45 (12), 1337-1341 (1967).</li><li>Murphy, A. N., Bredesen, D. E., Cortopassi, G., Wang, E., Fiskum, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bcl-2+potentiates+the+maximal+calcium+uptake+capacity+of+neural+cell+mitochondria.">Bcl-2 potentiates the maximal calcium uptake capacity of neural cell mitochondria.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93 (18), 9893-9898 (1996).</li><li>Deak, A. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+mitochondrial+Ca&#8314;+uptake.">Assessment of mitochondrial Ca&#8314; uptake.</a> Meth. Molec. Biol. 1264, 421-439 (2015).</li></ol>

המחברים אין לחשוף

סידן מיטוכונדריאלי ספיגת מעכב [(או2) (NH3)4Ru Ru (ממוצע-O) (NH3)4(או2) Cl5 יכול להיות מסונתז מן [Ru (NH3)5קלרנית] Cl2, ruthenium(III) ידועה החל חומר, כפי שמתואר בהליך זה. הסינתזה של [Ru (NH3)5קלרנית] Cl2 מושגת בקלות עם קושי קלה. לאחר ערבוב RuCl3</su...

סידן מיטוכונדריאלי הוא מווסת מפתח עבור מספר תהליכים חיוניים לתפקוד תאים נורמליים, כולל הפקת אנרגיה אפופטוזיס. 1 , 2 , 3 uniporter סידן מיטוכונדריאלי (MCU), חלבון טרנספורטר יון ונותק מיטוכונדריאלי ממברנה פנימית, מווסת זרם של יונים של סידן לתוך המיטוכונדריה. 4 , 5 , 6 מעכבי כימי של לפשעים חמורים הם כלי רב ערך עבור המשך המאמצים לחקור את תפקוד ואת תפקידי הסלולר לשנע חלבון וסידן מיטוכונדריאלי הזה. מתחם [(HCO2) (NH3)4Ru Ru (ממוצע-O) (NH3)4(O2CH)]3 +, Ru360, הוא אחד מעכבי סלקטיבי ידוע רק עבור לפשעים חמורים עם ערךד K המדווחת של 24 מיקרומטר.7 ,8,9,10 מתחם זה ממוקם הטומאה נפוצה מצאו ניסוחים מסחרי של רותניום אדום (RuRed), di triruthenium-ממוצע-אוקסו לגשר hexacation של הנוסחה [(NH3) 5 (ממוצע-O) Ru Ru (NH3)4(ממוצע-O) Ru (NH3)5)]6 +, אשר שימש גם בתור מעכב ספיגת סידן. למרות Ru360 זמין מסחרית, זה מאוד יקר. יתר על כן, סינתזה של בידוד של Ru360 קוראים תיגר על ידי טיהור קשה נהלים ושיטות אפיון דו-משמעי
לאחרונה דיווחנו הליכים חלופיים כדי לגשת Ru360 אנלוגי, [(או2) (NH3)4Ru Ru (ממוצע-O) (NH3)4(או2) Cl5. 11 מתחם זה מעכב לפשעים חמורים עם זיקה גבוהה, הדומה Ru360. ב פרוטוקול זה, נתאר שלנו סינתזה היעיל ביותר של מתחם זה, המתחיל [Ru (NH3)5קלרנית] Cl2. טיהור של המוצר באמצעות שרף קטיונים חומציים מאוד מפורט, יחד עם מלכודות נפוצות עבור הליך זה. אנחנו גם להציג שיטות אפיון והערכת טוהר מורכבים, ניסחו בגישה פשוטה לבדיקת יעילותה על חסימת ספיגת הסידן מיטוכונדריאלי.

<table style="border-collapse:collapse;width:663pt" width="884">
	<colgroup>
		<col style="width:182pt" width="243" />
		<col style="width:227pt" width="302" />
		<col style="width:129pt" width="172" />
		<col style="width:125pt" width="167" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="23" style="height:17.25pt">
			<td class="xl69" height="23" style="width:182pt;height:17.25pt" width="243">Ruthenium Trichloride hydrate</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Pressure Chemical</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">3750</td>
			<td class="xl70" style="width:125pt" width="167"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Concentrated hydrochloric acid</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">J.T. Baker</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">9535</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="22" style="height:16.5pt">
			<td class="xl69" height="22" style="width:182pt;height:16.5pt" width="243">Concentrated ammonium hydroxide</td>
			<td class="xl71" style="width:227pt" width="302">Mallinckrodt Chemical Works</td>
			<td class="xl71" style="width:129pt" width="172">A669C-2 1</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="24" style="height:18.0pt">
			<td class="xl69" height="24" style="width:182pt;height:18.0pt" width="243">Dowex 50 WX2 200-400 Mesh</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Alfa Aesar</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">13945</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="25" style="height:18.75pt">
			<td class="xl69" height="25" style="width:182pt;height:18.75pt" width="243">Calcium Green 5N</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Invitrogen</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">C3737</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Digitonin</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Aldrich</td>
			<td class="xl71" style="width:129pt" width="172">260746</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">DMSO</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Aldrich</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">471267</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">EGTA</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Aldrich</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">E3889</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">KCl</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">USB</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">20598</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">KH2PO4</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Aldrich</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">P3786</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">MgCl2</td>
			<td class="xl77" style="width:227pt" width="302">Fisher Scientific</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">M33-500</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">HEPES</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Fluka</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">54466</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="22" style="height:16.5pt">
			<td class="xl69" height="22" style="width:182pt;height:16.5pt" width="243">Sodium Succinate</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Alfa Aesar</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">33386</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="22" style="height:16.5pt">
			<td class="xl69" height="22" style="width:182pt;height:16.5pt" width="243">EDTA</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">J.T. Baker</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">8993-01</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Glucose</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">Aldrich</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">G5000</td>
			<td class="xl70"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl69" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">200 Round bottom flask</td>
			<td class="xl69" style="width:227pt" width="302">ChemGlass</td>
			<td class="xl75">CG-1506-14</td>
			<td class="xl74" style="width:125pt" width="167"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Glass stopper</td>
			<td class="xl65" style="width:227pt" width="302">ChemGlass</td>
			<td class="xl65" style="width:129pt" width="172">CG-3000-05</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="42" style="height:31.5pt">
			<td class="xl65" height="42" style="width:182pt;height:31.5pt" width="243">10 mm x 15 cm glass column with reservoirs</td>
			<td class="xl77" style="width:227pt" width="302">Custom - similar to Chemglass columns</td>
			<td class="xl77" style="width:129pt" width="172">Similar to CG-1203-20</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="20" style="height:15.0pt">
			<td class="xl65" height="20" style="width:182pt;height:15.0pt" width="243">DMEM</td>
			<td class="xl77" style="width:227pt" width="302">Corning</td>
			<td class="xl77" style="width:129pt" width="172">10-017-CV</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">FBS</td>
			<td class="xl77" style="width:227pt" width="302">Gibco</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">10437028</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">PBS</td>
			<td class="xl77" style="width:227pt" width="302">Corning</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">21-040-CV</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Round bottom Falcon tubes</td>
			<td class="xl77" style="width:227pt" width="302">Fisher Scientific</td>
			<td class="xl69" style="width:129pt" width="172">14-959-11B&#160;</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">500 cm2 petri dishes</td>
			<td class="xl65" style="width:227pt" width="302">Corning</td>
			<td class="xl76" style="width:129pt" width="172">431110</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Trypan blue</td>
			<td class="xl65" style="width:227pt" width="302">ThermoFisher Scientific</td>
			<td class="xl76" style="width:129pt" width="172">15250061</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Hemacytometer</td>
			<td class="xl65" style="width:227pt" width="302">Aldrich</td>
			<td class="xl76" style="width:129pt" width="172">Z359629</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Acrylic Cuvettes</td>
			<td class="xl65" style="width:227pt" width="302">VWR&#160;</td>
			<td class="xl76" style="width:129pt" width="172">58017-875</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl72" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">UV-Vis spectrometer</td>
			<td class="xl68">Agilent Model Cary 8454&#160;</td>
			<td class="xl65" style="width:129pt" width="172"></td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl72" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Spectrofluorimeter</td>
			<td class="xl68">SLM Model 8100C</td>
			<td class="xl65" style="width:129pt" width="172"></td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl72" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">IR spectrometer</td>
			<td class="xl68">Bruker Hyprion FTIR with ATR attachment</td>
			<td class="xl65" style="width:129pt" width="172"></td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Centrifuge</td>
			<td class="xl65" style="width:227pt" width="302">ALC Model PM140R</td>
			<td class="xl65" style="width:129pt" width="172"></td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl65" height="21" style="width:182pt;height:15.75pt" width="243">Inverted light microscope</td>
			<td class="xl65" style="width:227pt" width="302">VWR&#160;</td>
			<td class="xl65" style="width:129pt" width="172">89404-462</td>
			<td class="xl68"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis and evaluation of a ruthenium-based mitochondrial calcium uptake inhibitor

אנו מפרטים את סינתזה ולטיהור סידן מיטוכונדריאלי מעכב ספיגת, [(או2) (NH3)4Ru Ru (ממוצע-O) (NH3)4(או2)]5 +. הסינתזה אופטימיזציה של מתחם זה מתחילה [Ru (NH3)5קלרנית] Cl2 ב 1 מ' NH4או במיכל סגור, מניב פתרון ירוק. טיהור מתבצע עם כרומטוגרפיה קטיונים. מתחם זה מאופיין, אומתו ספקטרוסקופיה מול UV ו- IR כדי להיות טהורים. המאפיינים המעכבת ספיגת סידן מיטוכונדריאלי הם העריכו בתאים הלה permeabilized על-ידי קרינה פלואורסצנטית ספקטרוסקופיה.

שיטה זו מתארת סינתזה של סידן מיטוכונדריאלי ספיגת מעכב [(או2) (NH3)4Ru Ru (ממוצע-O) (NH3)4(או2)] Cl5 החל מ [Ru (NH3)5קלרנית] Cl2, חומר המוצא ידועה ruthenium(III). [Ru (NH3)5קלרנית] Cl2 מאופיין ספקטרוסקופיית אינפרא-אדום, עם הלטראל...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis and Evaluation of a Ruthenium-based Mitochondrial Calcium Uptake Inhibitor at JoVE.com

Synthesis and Evaluation of a Ruthenium-based Mitochondrial Calcium Uptake Inhibitor

סינתזה והערכה של מעכב ספיגת סידן מיטוכונדריאלי מבוססי רותניום

פרוטוקול עבור סינתזה, טיהור, אפיון מעכב מבוססי רותניום של ספיגת הסידן מיטוכונדריאלי מוצג. הליך כדי להעריך את יעילותה בתאים בתרבית של permeabilized הוא הפגין.

We detail the synthesis and purification of a mitochondrial calcium uptake inhibitor, [(OH2)(NH3)4Ru(&#181;-O)Ru(NH3)4(OH2)]5+. The optimized synthesis of ...

synthesis-evaluation-ruthenium-based-mitochondrial-calcium-uptake

Research

JoVE Journal

Chemistry

7.8K Views.  Cornell University. פרוטוקול עבור סינתזה, טיהור, אפיון מעכב מבוססי רותניום של ספיגת הסידן מיטוכונדריאלי מוצג. הליך כדי להעריך את יעילותה בתאים בתרבית של permeabilized הוא הפגין.

Video: Synthesis and Evaluation of a Ruthenium-based Mitochondrial Calcium Uptake Inhibitor

Preparation and Use of Samarium Diiodide (SmI2) in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and Ni(II) Salts in the Samarium Barbier Reaction

Although initially considered an esoteric reagent, SmI2 has become a common tool for synthetic organic chemists. SmI2 is generated through the addition of molecular iodine to samarium metal in THF.1,2-3 It is a mild and selective single electron reductant and its versatility is a result of its ability to initiate a wide range of reductions including C-C bond-forming and cascade or sequential reactions. SmI2 can reduce a variety of functional groups including sulfoxides and sulfones, phosphine oxides, epoxides, alkyl and aryl halides, carbonyls, and conjugated double bonds.2-12 One of the fascinating features of SmI-2-mediated reactions is the ability to manipulate the outcome of reactions through the selective use of cosolvents or additives. In most instances, additives are essential in controlling the rate of reduction and the chemo- or stereoselectivity of reactions.13-14 Additives commonly utilized to fine tune the reactivity of SmI2 can be classified into three major groups: (1) Lewis bases (HMPA, other electron-donor ligands, chelating ethers, etc.), (2) proton sources (alcohols, water etc.), and (3) inorganic additives (Ni(acac)2, FeCl3, etc).3
Understanding the mechanism of SmI2 reactions and the role of the additives enables utilization of the full potential of the reagent in organic synthesis. The Sm-Barbier reaction is chosen to illustrate the synthetic importance and mechanistic role of two common additives: HMPA and Ni(II) in this reaction. The Sm-Barbier reaction is similar to the traditional Grignard reaction with the only difference being that the alkyl halide, carbonyl, and Sm reductant are mixed simultaneously in one pot.1,15 Examples of Sm-mediated Barbier reactions with a range of coupling partners have been reported,1,3,7,10,12 and have been utilized in key steps of the synthesis of large natural products.16,17 Previous studies on the effect of additives on SmI2 reactions have shown that HMPA enhances the reduction potential of SmI2 by coordinating to the samarium metal center, producing a more powerful,13-14,18 sterically encumbered reductant19-21 and in some cases playing an integral role in post electron-transfer steps facilitating subsequent bond-forming events.22 In the Sm-Barbier reaction, HMPA has been shown to additionally activate the alkyl halide by forming a complex in a pre-equilibrium step.23
Ni(II) salts are a catalytic additive used frequently in Sm-mediated transformations.24-27 Though critical for success, the mechanistic role of Ni(II) was not known in these reactions. Recently it has been shown that SmI2 reduces Ni(II) to Ni(0), and the reaction is then carried out through organometallic Ni(0) chemistry.28
These mechanistic studies highlight that although the same Barbier product is obtained, the use of different additives in the SmI2 reaction drastically alters the mechanistic pathway of the reaction. The protocol for running these SmI2-initiated reactions is described.

Preparation and Use of Samarium Diiodide SmI2 in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and NiII Salts in the Samarium Barbier Reaction

A straightforward procedure for the preparation of samarium diiodide (SmI2) in THF is described. The role of two main additives namely hexamethylphosphoramide (HMPA) and Ni(acac)2 in Sm mediated reactions is demonstrated in the Sm-Barbier reaction.

הכנה ושימוש של סמריום Diiodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) בסינתזה אורגנית: התפקיד מכניסטית של HMPA ומלחי ניקל (השני) בתגובת Barbier סמריום

Although initially considered an esoteric reagent, SmI2 has become a common tool for synthetic organic chemists. SmI2 is generated through the addition of ...

Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded synthesis strategy is used in which spherical seeds of CdSe are prepared first using a hot-injection technique. By controlling the crystal structure of the seed to be either wurtzite or zinc-blende, the subsequent hot-injection growth of CdS off of the seed results in either a rod-shaped or tetrapod-shaped nanocrystal, respectively. The phase and morphology of the synthesized nanocrystals are confirmed using X-ray diffraction and transmission electron microscopy, demonstrating that the nanocrystals are phase-pure and have a consistent morphology. The extinction coefficient and quantum yield of the synthesized nanocrystals are calculated using UV-Vis absorption spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. The rods and tetrapods exhibit extinction coefficients and quantum yields that are higher than that of the bare seeds. This synthesis demonstrates the precise arrangement of materials that can be achieved at the nanoscale by using a seeded synthetic approach.

A protocol for the seeded synthesis of rod-shaped and tetrapod-shaped multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe is presented.

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded ...

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

Titanium (IV) and vanadium (V) complexes are highly potent anticancer agents. A challenge in their synthesis refers to their hydrolytic instability; therefore their preparation should be conducted under an inert atmosphere. Evaluation of the anticancer activity of these complexes can be achieved by the MTT assay.
The MTT assay is a colorimetric viability assay based on enzymatic reduction of the MTT molecule to formazan when it is exposed to viable cells. The outcome of the reduction is a color change of the MTT molecule. Absorbance measurements relative to a control determine the percentage of remaining viable cancer cells following their treatment with varying concentrations of a tested compound, which is translated to the compound anticancer activity and its IC50 values. The MTT assay is widely common in cytotoxicity studies due to its accuracy, rapidity, and relative simplicity.
Herein we present a detailed protocol for the synthesis of air sensitive metal based drugs and cell viability measurements, including preparation of the cell plates, incubation of the compounds with the cells, viability measurements using the MTT assay, and determination of IC50 values.

A method for synthesis of air-sensitive titanium and vanadium anticancer agents is described, along with the evaluation of their cytotoxic activity towards human cancer cell line by the MTT Assay.

מכלולים נגד סרטן מתכת: סינתזה וCytotoxicity הערכה על ידי assay MTT

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

Synthesis and Purification of Iodoaziridines Involving Quantitative Selection of the Optimal Stationary Phase for Chromatography

The highly diastereoselective preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines through reaction of diiodomethyllithium with N-Ts aldimines is described. Diiodomethyllithium is prepared by the deprotonation of diiodomethane with LiHMDS, in a THF/diethyl ether mixture, at -78 &#176;C in the dark. These conditions are essential for the stability of the LiCHI2 reagent generated. The subsequent dropwise addition of N-Ts aldimines to the preformed diiodomethyllithium solution affords an amino-diiodide intermediate, which is not isolated. Rapid warming of the reaction mixture to 0 &#176;C promotes cyclization to afford iodoaziridines with exclusive cis-diastereoselectivity. The addition and cyclization stages of the reaction are mediated in one reaction flask by careful temperature control.
Due to the sensitivity of the iodoaziridines to purification, assessment of suitable methods of purification is required. A protocol to assess the stability of sensitive compounds to stationary phases for column chromatography is described. This method is suitable to apply to new iodoaziridines, or other potentially sensitive novel compounds. Consequently this method may find application in range of synthetic projects. The procedure involves firstly the assessment of the reaction yield, prior to purification, by 1H NMR spectroscopy with comparison to an internal standard. Portions of impure product mixture are then exposed to slurries of various stationary phases appropriate for chromatography, in a solvent system suitable as the eluent in flash chromatography. After stirring for 30 min to mimic chromatography, followed by filtering, the samples are analyzed by 1H NMR spectroscopy. Calculated yields for each stationary phase are then compared to that initially obtained from the crude reaction mixture. The results obtained provide a quantitative assessment of the stability of the compound to the different stationary phases; hence the optimal can be selected. The choice of basic alumina, modified to activity IV, as a suitable stationary phase has allowed isolation of certain iodoaziridines in excellent yield and purity.

A protocol for the diastereoselective one-pot preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines is described. The generation of diiodomethyllithium, addition to N-Ts aldimines and cyclization of the amino gem-diiodide intermediate to iodoaziridines is demonstrated. Also included is a protocol to rapidly and quantitatively assess the most appropriate stationary phase for purification by chromatography.

סינתזה וטיהור של Iodoaziridines עירוב כמותי בחירת האופטימלית נייח השלב לכרומטוגרפיה

The highly diastereoselective preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines through reaction of diiodomethyllithium with N-Ts aldimines is described. ...

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.

מסגרות סינתזה ואפיון של פונקציונליות מתכת אורגנית

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

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and engineers. Growth of such anisotropic nanocrystals through a simple chemical method is a challenging task. In this study, we fabricate discotic nanodisks of zirconium phosphate [Zr(HPO4)2&#183;H2O] as a model material using hydrothermal, reflux and microwave-assisted methods. Growth of crystals is controlled by duration time, temperature, and concentration of reacting species. The novelty of the adopted methods is that discotic crystals of size ranging from hundred nanometers to few micrometers can be obtained while keeping the polydispersity well within control. The layered discotic crystals are converted to monolayers by exfoliation with tetra-(n)-butyl ammonium hydroxide [(C4H9)4NOH, TBAOH]. Exfoliated disks show isotropic and nematic liquid crystal phases. Size and polydispersity of disk suspensions is highly important in deciding their phase behavior.

A two dimensional model material of discotic zirconium phosphate was developed. The inorganic crystal with lamellar structure was synthesized by hydrothermal, reflux, and microwave-assisted methods. On exfoliation with organic molecules, layered crystals can be converted to monolayers, and nematic liquid crystal phase was formed at sufficient concentration of monolayers.

סינתזת קילוף של פוספטים זירקוניום Discotic להשיג קריסטלים קולואיד נוזלים

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

Synthesis and Structure Determination of &#181;-Conotoxin PIIIA Isomers with Different Disulfide Connectivities

Peptides with a high number of cysteines are usually influenced regarding the three-dimensional structure by their disulfide connectivity. It is thus highly important to avoid undesired disulfide bond formation during peptide synthesis, because it may result in a completely different peptide structure, and consequently altered bioactivity. However, the correct formation of multiple disulfide bonds in a peptide is difficult to obtain by using standard self-folding methods such as conventional buffer oxidation protocols, because several disulfide connectivities can be formed. This protocol represents an advanced strategy required for the targeted synthesis of multiple disulfide-bridged peptides which cannot be synthesized via buffer oxidation in high quality and quantity. The study demonstrates the application of a distinct protecting group strategy for the synthesis of all possible 3-disulfide-bonded peptide isomers of &#181;-conotoxin PIIIA in a targeted way. The peptides are prepared by Fmoc-based solid phase peptide synthesis using a protecting group strategy for defined disulfide bond formation. The respective pairs of cysteines are protected with trityl (Trt), acetamidomethyl (Acm), and tert-butyl (tBu) protecting groups to make sure that during every oxidation step only the required cysteines are deprotected and linked. In addition to the targeted synthesis, a combination of several analytical methods is used to clarify the correct folding and generation of the desired peptide structures. The comparison of the different 3-disulfide-bonded isomers indicates the importance of accurate determination and knowledge of the disulfide connectivity for the calculation of the three-dimensional structure and for interpretation of the biological activity of the peptide isomers. The analytical characterization includes the exact disulfide bond elucidation via tandem mass spectrometry (MS/MS) analysis which is performed with partially reduced and alkylated derivatives of the intact peptide isomer produced by an adapted protocol. Furthermore, the peptide structures are determined using 2D nuclear magnetic resonance (NMR) experiments and the knowledge obtained from MS/MS analysis.

Cysteine-rich peptides fold into distinct three-dimensional structures depending on their disulfide connectivity. Targeted synthesis of individual disulfide isomers is required when buffer oxidation does not lead to the desired disulfide connectivity. The protocol deals with the selective synthesis of 3-disulfide-bonded peptides and their structural analysis using NMR and MS/MS studies.

סינתזה וקביעת מבנה ממוצע-Conotoxin Isomers PIIIA עם Connectivities דיסולפידי שונים

Peptides with a high number of cysteines are usually influenced regarding the three-dimensional structure by their disulfide connectivity. It is thus ...

Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of solid-phase synthesis, regenerating Michael (REM) linker strategies, and 1,3-dipolar cycloaddition, a library of structurally similar heterocycles, both with and without a spirocyclic center, can be constructed. The main advantages of the solid-support synthesis are as follows: first, each reaction step can be driven to completion using a large excess of reagents resulting in high yields; next, the use of commercially available starting materials and reagents keep the costs low; finally, the reaction steps are easy to purify via simple filtration. The REM linker strategy is attractive because of its recyclability and traceless nature. Once a reaction scheme is completed, the linker can be reused multiple times. In a typical solid-phase synthesis, the product contains either a part of or the whole linker, which can prove undesirable. The REM linker is &#34;traceless&#34; and the point of attachment between the product and the polymer is indistinguishable. The high diastereoselectivity of the intramolecular 1,3-dipolar cycloaddition is well documented. Limited by the insolubility of the solid support, the reaction progression can only be monitored by a change in the functional groups (if any) via infrared (IR) spectroscopy. Thus, the structural identification of intermediates cannot be characterized by conventional nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Other limitations to this method stem from the compatibilities of the polymer/linker to the desired chemical reaction scheme. Herein we report a protocol that allows for the convenient production of spirocyclic heterocycles that, with simple modifications, can be automated with high-throughput techniques.

Here we present a protocol to demonstrate an efficient method for the synthesis of spirocyclic heterocycles. The five-step process utilizes solid-phase synthesis and regenerating Michael linker strategies. Generally difficult to synthesize, we present a customizable method for the synthesis of spirocyclic molecules otherwise inaccessible to other modern approaches.

מוצק-שלב הסינתזה של Oximes Spirocyclic [4.4]

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of ...

Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile

The Steglich esterification is a widely-used reaction for the synthesis of esters from carboxylic acids and alcohols. While efficient and mild, the reaction is commonly performed using chlorinated or amide solvent systems, which are hazardous to human health and the environment. Our methodology utilizes acetonitrile as a greener and less hazardous solvent system. This protocol exhibits rates and yields that are comparable to traditional solvent systems and employs an extraction and wash sequence that eliminates the need for the purification of the ester product via column chromatography. This general method can be used to couple a variety of carboxylic acids with 1&#176; and 2&#176; aliphatic alcohols, benzylic and allylic alcohols, and phenols to obtain pure esters in high yields. The goal of the protocol detailed here is to provide a greener alternative to a common esterification reaction, which could serve useful for ester synthesis in both academic and industrial applications.

A modified Steglich esterification reaction was used to synthesize a small library of ester derivatives with primary and secondary alcohols. The methodology uses a non-halogenated and greener solvent, acetonitrile, and enables product isolation in high yields without the need for chromatographic purification.

סינתזה של אסטרים ויה Esterification Steglich ירוק יותר ב- Acetonitrile

The Steglich esterification is a widely-used reaction for the synthesis of esters from carboxylic acids and alcohols. While efficient and mild, the ...

Synthesis Method for Cellulose Nanofiber Biotemplated Palladium Composite Aerogels

Here, a method to synthesize cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented. Noble metal aerogel synthesis methods often result in fragile aerogels with poor shape control. The use of carboxymethylated cellulose nanofibers (CNFs) to form a covalently bonded hydrogel allows for the reduction of metal ions such as palladium on the CNFs with control over both nanostructure and macroscopic aerogel monolith shape after supercritical drying. Crosslinking the carboxymethylated cellulose nanofibers is achieved using 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) in the presence of ethylenediamine. The CNF hydrogels maintain their shape throughout synthesis steps including covalent crosslinking, equilibration with precursor ions, metal reduction with high concentration reducing agent, rinsing in water, ethanol solvent exchange, and CO2 supercritical drying. Varying the precursor palladium ion concentration allows for control over the metal content in the final aerogel composite through a direct ion chemical reduction rather than relying on the relatively slow coalescence of pre-formed nanoparticles used in other sol-gel techniques. With diffusion as the basis to introduce and remove chemical species into and out of the hydrogel, this method is suitable for smaller bulk geometries and thin films. Characterization of the cellulose nanofiber-palladium composite aerogels with scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, thermal gravimetric analysis, nitrogen gas adsorption, electrochemical impedance spectroscopy, and cyclic voltammetry indicates a high surface area, metallized palladium porous structure.

A synthesis method for cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented.The resulting composite aerogel materials offer potential for catalysis, sensing, and hydrogen gas storage applications.

שיטת הסינתזה של הננו-סיבים תאית ביותבניות פלדיום מרוכבים

Here, a method to synthesize cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented. Noble metal aerogel synthesis methods often ...