Mathematical Modeling of Tidal Effects in Groundwater

This paper presents a special use of the linear poroelasticity theory to describe tidally induced groundwater oscillations. Two models of oscillation inducing mechanism make use of this theory to predict groundwater level fluctuations. The numerical solutions of both models are presented and compared with well water level measurement obtained in Police Basin, north-east Bohemia.     

PHOSPHORORGANISCHE VERBINDUNGEN 921

Abstract

Optisch aktive Phosphinigsäureamide R¹R²PNR₂ 4 (R¹ [dbnd] Ph, R² [dbnd] Me bzw. Et, R [dbnd] Et) sind durch kathodische Spaltung bzw.Cyanolyse optisch aktiver Amidophosphoniumsalze [R¹R²R³PNR₂]X (R¹ [dbnd] Ph. R² [dbnd] Me bzw. Et. R³ [dbnd] Bz bzw. All, R [dbnd] Et) unter Erhaltung der Konfiguration in hohen Ausbeuten zugänglich.

Optisch aktive Amidophosphoniumverbindungen, z.B. Ethyl-methyl-phenyl-diethylamido-phosphoniumiodid 10 oder Benzyl-ethyl-phenyl-diethylamido-phosphoniumbromid 12 werden erhalten:

a) aus den optisch aktiven tertiären Phosphinen, z.B. R-(+)Benzyl-methyl-phenyl-phosphin 6 bzw. S-(-)Ethyl-methyl-phenyl-phosphin 13 durch Umsetzung mit Alkyl- oder Arylaziden über die Phosphinimine 7 mit anschließender Alkylierung.

b) durch Alkylierung der optisch aktiven Phosphinigsäureamide 4. Die unter a) und b) genannten Umsetzungen verlaufen unter Erhaltung der Konfiguration.

c) Bei der Umsetzung optisch aktiver tertiärer Phosphine mit N-Halogenaminen entstehen nur racemische Amidophosphoniumsalze.

Optisch aktive Amidophosphoniumsalze, z.B. S(+)-Benzyl-methyl-phenyl-diethylamido-phosphoniumbromid 8 oder R-(-)-Ethyl-methyl-phenyl-diethylamido-phosphoniumiodid 10 werden bei der Einwirkung wäßriger Alkalien unter Inversion zu den entsprechenden Phosphinoxiden 9 bzw. 11 abgebaut. Optisch aktive Amidophosphoniumsalze, z.B. S(+)-Benzyl-ethyl-phenyl-diethylamido-phosphoniumbromid 12, werden mit LiAlH₄ retentiv unter Abspaltung des Aminliganden in die zugrundeliegenden optisch aktiven tertiären Phosphine übergeführt. Die Olefinierung von Benzaldehyd mit S(+)-Benzyl-ethyl-phenyl-diethylamido-phosphoniumbromid 5 ergibt unter Retention Stilben und optisch aktives Ethyl-phenyl-phosphinsäure-diethylamid 17, das auch durch Oxidation von R(-)-4 mit H₂O₂ erhalten wird. Schwefelung von R(-)-4 liefert das optisch aktive Ethyl-phenyl-thiophosphinsäure-diethylamid 18.

Das optisch aktive Phosphinigsäure-diethylamid 4 racemisiert allein und in Kohlenwasserstoffen gelöst bei 130°C nach einer Reaktion nullter Ordnung. Die Racemisierung wird durch Austausch der sekundären Aminogruppe über cyclische Assoziate verursacht. Beweis: Verbindungen mit unterschiedlichen. Substituenten am Phosphor- und Stickstoff tauschen beim dreistündigen Erhitzen auf 200°C die sekundären Aminogruppen aus. Es entstehen neue Phosphinigsäureamide in annähernd äquivalenten Mengen.

In Nitrobenzol bildet sich mit Phosphinigsäureamiden ein Charge-Transfer-Komplex, der im Falle des optisch aktiven Ethyl-phenyl-phosphinigsäure-diethylamids 4 bereits bei Zimmertemperatur eine schnelle Racemisierung bewirkt.

Optisch aktives Ethyl-phenyl-phosphinigsäure-diethylamid 4 liefert als Co-Katalysator bei der Homogenhydrierung von α-Ethylstyrol mit (RhCl-Hexadien-1,5)₂ 2-Phenylbutan mit einer optischen Ausbeute von 34%.     

STUDIEN ZUM VORGANG DER WASSERSTOFFÜBERTRAGUNG 511 RANEY-NICKEL ALS REAGENS ZUR HYDRIERENDEN ABSPALTUNG DES CHALKOGENATOMS AUS SCHWEFEL-, SELEN- UND TELLUR-VERBINDUNGEN

Abstract

Thioäther, Sulfoxide, Sulfone, organische Selenide und Telluride (R – Y – R': R, R', = Alkyl, Aryl, Y=S, SO, SO₂, Se, Te) werden an der Grenzfläche von Raney-Nickel hydrogenolysiert. Als Spaltprodukte entstehen die Verbindungen RH und R'H sowie eine Grenzflächenverbindung (Raney-Nickel-Y) (Y=S, Se, Te; S auch aus Sulfoxiden und Sulfonen. Letztere entbinden ebenfalls mit Mineralsäuren YH₂).

Die Größe und ‘Struktur’ der Oberfläche des Raney-Nickels entscheidet über die Hydrogenolysekapazität. Bei einer technischen Raney-Nickel-Probe liegt bei Diphenylsulfid die Sättigungsausbeute an Benzol bei 1,1 mmol/g Raney-Nickel. Die Sättigungskapazität hängt ab von der Struktur von R bzw. R' und dem Heteroatom Y. (Auch Benzylether können–wenn auch langsamer als Thioether–zu Toluol aufgespalten werden). Auf Grund bekannter Daten werden Vorstellungen entwickelt, die ein Bild über den topochemischen Verlauf der Hydrogenolyse von R–Y–R' vermitteln sollen.

Vergiftetes Raney-Nickel ist im Gegensatz zum aktivierten Raney-Nickel nicht mehr oder nur stark vermindert zur Isomerisierung, Disproportionierung und zum H-D-Austausch befähigt. Bei diesen Prozessen spielt offenbar der im Nickel strukturgebundene Wasserstoff eine wichtige Rolle.

Some thioethers, sulphoxides, sulphones, organoselenium and tellurium compounds (R–Y–R' R, R'= Alkyl, Aryl, Y?S, SO, SO₂, Se, Te) have been reductively cleaved on the surface of Raney-nickel. The products comprise RH and R'H, and a surface bound material (Raney-nickel-Y) (Y?S, also from sulphoxides and sulphones, Se, Te. The latter may be released as YH₂ on treatment with mineral acids).

The area and ‘structure’ of the surface determines the hydrogenolysis capacity of the catalyst. For technical quality Raney-nickel, the limiting yield of benzene from diphenylsulphide is 1.1 mmol/g. The limiting yield is dependent on the structure of R and R' and also the nature of Y. (Benzyl ethers may also be reduced to toluene, if somewhat slower than the corresponding thioether).

Proposal for the processes possibly involved at the surface during hydrogenolysis of R–Y–R' are put forward in the basis of consideration of the available experimental data.

Poisoned Raney-nickel (in contrast to the activated catalyst) is practically inactive as agent for isomerization, disproportionation, or H–D exchange, and hence surface bound hydrogen clearly plays an important role in these processes.     

Towards a receptor-free immobilization and SERS detection of urinary tract infections causative pathogens

Based on molecular-specific surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy we were able to discriminate between rough and smooth strains of Escherichia coli and Proteus mirabilis bacteria. For this purpose, bacteria have been immobilized through electrostatic forces by inducing a positive charge on the glass slide. This way, SERS spectra on bacterial biomass and also on single bacteria could be recorded in less than 2 h, by using concentrated silver nanoparticles as SERS-active substrate. Single-bacterium SERS spectral fingerprints showed to be sensitive to the presence of the O-antigen at strain level and to the microorganisms growth phase. By using principal component analysis (PCA) on the SERS spectra recorded from E. coli and P. mirabilis, these two uropathogens could be fairly discriminated.     

Pyrimidoquinazolinophenanthroline Opens Next Chapter in Design of Bridging Ligands for Artificial Photosynthesis**

The synthesis and detailed characterization of a new Ru polypyridine complex containing a heteroditopic bridging ligand with previously unexplored metal-metal distances is presented. Due to the twisted geometry of the novel ligand, the resultant division of the ligand in two distinct subunits leads to steady state as well as excited state properties of the corresponding mononuclear Ru(II) polypyridine complex resembling those of prototype [Ru(bpy)₃]²⁺ (bpy=2,2'-bipyridine). The localization of the initially optically excited and the nature of the long-lived excited states on the Ru-facing ligand spheres is evaluated by resonance Raman and fs-TA spectroscopy, respectively, and supported by DFT and TDDFT calculations. Coordination of a second metal (Zn or Rh) to the available bis-pyrimidyl-like coordination sphere strongly influences the frontier orbitals, apparent by, for example, luminescence quenching. Thus, the new bridging ligand motif offers electronic properties, which can be adjusted by the nature of the second metal center. Using the heterodinuclear Ru−Rh complex, visible light-driven reduction of NAD⁺ to NADH was achieved, highlighting the potential of this system for photocatalytic applications.