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%.     

Surface reduction of freely floating smectic bubbles

Elongated freely floating smectic bubbles are observed during their relaxation to equilibrium sphere shape. Unlike soap bubbles that perform weakly damped oscillations into equilibrium, this relaxation is overdamped in smectics by internal structure reorganisation processes. The bubble area reduction of centimetre-sized freely floating bubbles with few nanometres film thickness is recorded with high-speed optical imaging in microgravity and analysed quantitatively. We find a nearly linear reduction of the film area with time, driven by capillary forces and inhibited by smectic layer reorganisations. Characteristic times are in the milliseconds range, with little correlation to the film thickness and bubble size. Instead, the homogeneity of the films and the number and sizes of islands of excess layers that spontaneously form on the films appear to have crucial influence on the dynamics. The efficiency of this process sets the time scale of the film area shrinkage. We discuss the limitations of a minimalistic model that captures smectic layer reorganisation processes.     

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.     

Dimerisation and complexation of 6-(4′-t-butylphenylamino)naphthalene-2-sulphonate by β-cyclodextrin and linked β-cyclodextrin dimers

This study shows that stereochemical factors largely determine the extent to which 6-(4′-t-butylphenylamino)-naphthalene-2-sulphonate, BNS^?  and its dimer, (BNS^? )₂, are complexed by β-cyclodextrin, βCD, and a range of linked βCD dimers. Fluorescence and ¹H NMR studies, respectively, show that BNS^?  and (BNS^? )₂ form host–guest complexes with βCD of the stoichiometry βCD.BNS^?  (10^? 4 K ₁ = 4.67 dm³ mol^? 1) and βCD.BNS₂ ^2 ?  (10^? 2 K ₂′ = 2.31 dm³ mol^? 1), where the complexation constant K ₁ = [βCD.BNS^? ]/([βCD][BNS^? ]) and K ₂′ = [βCD. (BNS^? )₂]/([βCD.BNS^? ][BNS^? ]) in aqueous phosphate buffer at pH 7.0, I = 0.10 mol dm³ at 298.2 K. (The dimerisation of BNS^?  is characterised by 10^? 2 K _d = 2.65 dm³ mol^? 1.) For N,N-bis((2^AS,3^AS)-3^A-deoxy-3^A-β-cyclodextrin)succinamide, 33βCD₂su, N-((2^AS,3^AS)-3^A-deoxy-3^A-β-cyclodextrin)-N′-(6^A-deoxy-6^A-β-cyclodextrin)urea, 36βCD₂su, N,N-bis(6^A-deoxy-6^A-β-cyclodextrin)succinamide, 66βCD₂su, N-((2^AS,3^AS)-3^A-deoxy-3^A-β-cyclodextrin)-N′-(6^A-deoxy-6^A-β-cyclodextrin)urea, 36βCD₂ur, and N,N-bis(6^A-deoxy-6^A-β-cyclodextrin)urea, 66βCD₂ur, the analogous 10^? 4 K ₁ = 11.0, 101, 330, 29.6 and 435 dm³ mol^? 1 and 10^? 2 K ₂′ = 2.56, 2.31, 2.59, 1.82 and 1.72 dm³ mol^? 1, respectively. A similar variation occurs in K ₁ derived by UV–vis methods. The factors causing the variations in K ₁ and K ₂ are discussed in conjunction with ¹H ROESY NMR and molecular modelling studies.     

Purified oxygen- and nitrogen-modified multi-walled carbon nanotubes as metal-free catalysts for selective olefin hydrogenation

Oxygen- and nitrogen-functionalized carbon nanotubes (OCNTs and NCNTs) were applied as metal-free catalysts in selective olefin hydrogenation. A series of NCNTs was synthesized by NH₃ post-treatment of OCNTs. Temperature-programmed desorption, N₂ physisorption, Raman spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were employed to characterize the surface properties of OCNTs and NCNTs, aiming at a detailed analysis of the type and amount of oxygen- and nitrogen-containing groups as well as surface defects. The gas-phase treatments applied for oxygen and nitrogen functionalization at elevated temperatures up to 600 °C led to the increase of surface defects, but did not cause structural damages in the bulk. NCNTs showed a clearly higher activity than the pristine CNTs and OCNTs in the hydrogenation of 1,5-cyclooctadiene, and also the selectivity to cyclooctene was higher. The favorable catalytic properties are ascribed to the nitrogen-containing surface functional groups as well as surface defects related to nitrogen species. In contrast, oxygen-containing surface groups and the surface defects caused by oxygen species did not show clear contribution to the hydrogenation catalysis.     

Impact of Dye‐Protein Interaction and Silver Nanoparticles on Rose Bengal Photophysical Behavior and Protein Photocrosslinking

The role of recombinant Type‐I human collagen in the free form or forming AgNP@collagen on the photophysical and photochemical behavior of rose Bengal was analyzed. The formation of dye aggregates on the protein surface was experimentally observed and corroborated by docking calculations. The formation of such aggregates is believed to change the main oxidative mechanism from Type‐II (singlet oxygen) to Type‐I (free radical) photosensitization. Remarkably, the presence of AgNP in the form of AgNP@collagen altered the dynamics of dye triplet deactivation, effectively preventing the dye degradation and reducing the extent of protein crosslinked. Both crosslinked rHC and AgNP@collagen were able to support fibroblasts proliferation, but only the material containing silver was resistant to S. epidermidis infection.