In organic-inorganic hybrid compounds an organic and an inorganic component are combined to form either a coordination or an ionic material. Relevant to the current study are hybrid materials composed of an organic part that contains one or more functional groups, for example amine, amide or carboxylic acid functional groups, and a metal halide inorganic portion. These functional materials display a range of interesting and desired properties, as evidenced from numerous literature reports on their properties. In order to utilise these properties in applications, a detailed understanding of the way that the crystal structure influences the properties of a material is required. However, before this step can be achieved, it is necessary to obtain information on the structural trends of the materials, and to use the approach of crystal engineering to identify robust supramolecular synthons that may afford structural control and prediction. The aim of the current study was to investigate the synthesis and crystal structures of hybrid materials, both ionic and coordination, composed of divalent transition metal halides and the organic components 4-aminobenzoic acid, 4-aminobenzamide and isonicotinic acid, and to identify the structural trends and crystal engineering synthons displayed by these materials. A secondary objective was the preliminary identification of properties exhibited by selected materials, in order to decide on the suitability of the materials for detailed future property investigations. Part of the work describes the investigation of the structural characteristics of coordination materials prepared by the combination of the organic and inorganic components. Five novel crystal structures of coordination materials were determined, and these are compared with six related coordination structures reported in the literature. Two of the novel structures display interesting one-dimensional coordination polymers, one of which has never been reported previously in the literature. The molecular and structural characteristics of both the novel and the literature coordination structures are presented in detail, and this discussion includes a description of the coordination geometry, the molecular geometry, packing trends, hydrogen bonding interactions and aromatic interactions. A comparison study across the three families of organic components in which the structural trends, hydrogen bonding interactions, aromatic interactions, ligand geometry and coordination modes are compared, is included. The results of the synthesis of the coordination materials by means of a mechanochemical method are presented, and the products afforded by this method are compared with those prepared via solution crystallisation. Finally, the results of preliminary studies of the thermal and electronic propertries of the materials are presented and interpreted. The combination of the hybrid components as cations and anions to form ionic materials yielded nine novel structures, and these were compared with five related ionic structures reported in the literature. The novel structures include three polar structures that contain the 4-ammoniumbenzamide cation, and to our knowledge no structures containing this cation have ever been reported in the literature, hence a significant contribution to the structural knowledge of perhalometallate salts of 4-ammoniumbenzamide is made by this study. In addition two novel structures display interesting one-dimensional and two-dimensional polymeric anions, respectively, are reported. The discussion of the novel and literature ionic structures includes a description of the molecular geometry of each of the components, the identification of packing trends, and an analysis of the hydrogen bonding and aromatic interactions occurring in the structures. The structures of all three families of organic components are compared, and trends in structural type, anion geometry, water inclusion, hydrogen bonding and functional group recognition are presented. In addition, a detailed analysis of robust crystal engineering synthons occurring in these structures is presented. Lastly the results of preliminary property investigations of the thermal and electronic properties of the materials are presented and discussed / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2011. / Chemistry / unrestricted

Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Luiz Oliveira Rodrigues Cunha / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2014. / Errata: Folha 4, linha 20. Onde se lê "Figura 1. Imagem de microscopia evidanciando o anel trofozoíta (no centro em destaque), leia-se Figura 1. Imagem de microscopia evidanciando o anel trofozoíta (no centro, em destaque). Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/ficheiro:Plasmodium_ovale_01.png / As doenças tropicais negligenciadas (DTNs), características de regiões menos desenvolvidas do planeta com baixos níveis de escolaridade, habitação e saneamento básico estão sujeitas às opções terapêuticas limitadas e ineficientes. A cada ano, cerca de 250 milhões de casos de malária são diagnosticados e aproximadamente um milhão de pessoas morre desta doença. A baixa eficácia, elevada toxicidade e a emergência de cepas de parasitas resistentes à fármacos, são fatores que determinam a necessidade da síntese de novos fármacos e programas de investimentos e inovação em pesquisa e desenvolvimento (P&D). A proposta de compostos híbridos ou funcionalização de moléculas, como também pode ser chamada, é uma abordagem bem estabelecida para síntese de fármacos. Moléculas híbridas ganham destaque com o uso em várias áreas terapêuticas, tais como inflamação, alergia, depressão, propostas quimioterápicas contra o câncer e parasitemia. Recentemente as atividades biológicas de compostos de Selênio têm recebido crescente atenção, em especial os derivados hipervalentes de Selênio (IV) que têm sido estudados por nosso grupo de pesquisas como inibidores de cisteína peptidases. O merecido destaque dos compostos de Selênio hipervalentes, avaliados como inibidores enzimáticos aumentam as chances de encontrar inibidores mais eficientes e seletivos para enzimas envolvidas em infecções parasitárias. Neste sentido, esse trabalho propôs a junção de duas propriedades químicas que atuam contra o desenvolvimento do Plasmodium falciparum (protozoário responsável pela Malária): a inibição da heme-polimerase através da ação de sistemas hetrocíclicos nitrogenados (como bases fracas), e a inibição de cisteína peptidases com a atuação das selenuranas, as quais reduzem o efluxo da droga em cepas resistentes a outros fármacos. Os compostos sintetizados foram submetidos a testes biológicos para a avaliação de seu potencial como quimioterápicos para a malária. Os compostos foram eficientes na inibição do desenvolvimento dos parasitas in vitro e mostraram interferir na homeostase celular. Além disso, não causaram hemólise e nem diminuição significativa da viabilidade de células endoteliais. Juntos, os resultados obtidos mostram que esses compostos são potenciais candidatos para desenvolvimento de novos fármacos, uma vez que é letal ao parasita e contém os benefícios de composto híbrido. / Neglected tropical diseases (NTDs), typical of less developed regions of the world with low levels of education, habitation and sanitation are subject to limited and ineffective treatment options. Each year, about 250 million cases of Malaria are diagnosed and about 1 million people die of this disease. The low efficacy, high toxicity and the emergence of chloroquine resistant in Plasmodium falciparum strains are factors that determine the necessity for synthesis of new drugs and investments and innovations programs in research and development (R&D). The proposed of hybrid compounds, or they are also called functionalization of molecules, is a well-established approach to synthesis of drugs. Hybrid molecules are highlighted on use in various therapeutic areas such as inflammation, allergy, depression, proposals for cancer and parasitosis chemotherapy. Recently the biological activities of selenium compounds has received great attention, particularly hypervalent derivatives of selenium (IV) that it has been studied by our research group as inhibitors of cysteine peptidases. The worth prominence of hypervalent selenium compounds evaluated as enzyme inhibitors, which increase the chances of finding more efficient and selective for enzymes involved in parasitic infections inhibitors . In this way, this work proposed the addition of two chemical properties that act against the development of Plasmodium falciparum (protozoan responsible for Malaria). Inhibition of heme polymerase by way of the action of amino groups (such as weak bases), and inhibition of cysteine peptidases with the performance of selenuranes reduces the efflux of drug in resistant strains to other drugs. The synthesized compounds were subjected to biological evaluation of their potential as chemotherapeutic agents for Malaria tests. The compounds were effective in inhibiting the development of parasites in vitro and interference on cellular homeostasis. In addition, didn¿t cause hemolysis or a significant decrease in viability of endothelial cells. Together, the results show that these compounds are good candidates for development of new drugs since it is lethal to the parasite, does not harm the host and has the benefits of a hybrid compound.

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit Wachstum und Aufbau von Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositaggregaten. Diese Aggregate werden im sogenannten Doppeldiffusionsversuch biomimetisch erzeugt und ihre äußere Form bzw. Formentwicklung lässt sich anhand eines fraktalen Modells bis ins Detail nachvollziehen. Sie zeigen einen komplexen inneren Aufbau, in dem die Makromoleküle der organischen Komponente einerseits im Zentrum jeder Nanoeinheit und andererseits zu Strängen, den sogenannten Fibrillen, zusammengelagert am Aufbau der Kompositaggregate beteiligt sind. Im Fall des Kompositkeims ist die innere Architektur in hoher Detailstufe verstanden, auch wenn -- insbesondere bezüglich der späteren Wachstumsphasen -- eine Reihe ungeklärter Fragestellungen verbleibt. Ein zentrales Ergebnis der vorliegenden Arbeit bildet die Entdeckung eines weiteren Wachstumstypen, der im Vergleich zu den bekannten, fraktalen Kompositaggregaten grundsätzliche Unterschiede bezüglich des inneren und äußeren Aufbaus zeigt. Der Grund für die andersartige Formentwicklung liegt in der Versteifung der organischen Komponente durch eine vorangegangene Einlagerung von Calciumionen, wie sowohl experimentell als auch mit atomistischen Computersimulationen gezeigt werden konnte. Aufgrund der hohen Komplexität des Systems ist es bislang allerdings nicht möglich, lokale Ionen-Konzentrationen und pH-Werte vor bzw. während Nukleation und Wachstum der Kompositaggregate im Doppeldiffusionsversuch zu bestimmen. Deshalb wurde ein Ersatzversuch -- der sehr ähnlich strukturierte Aggregate erzeugt, sich aber mit rechnerischen Methoden analysieren lässt -- entworfen und untersucht. Anhand dieser Ergebnisse konnte erstmals die "Geschichte" von Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositaggregaten detailliert nachvollzogen werden. Da über die Rolle der Gelatine beim Wachstum der Kompositaggregate nur wenig bekannt ist, wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, in denen Gelatinen mit verschiedenen Molekülmassenverteilungen eingesetzt wurden. Es stellte sich heraus, dass für selbstorganisiertes und insbesondere fraktales Wachstum der Kompositaggregate lange, möglichst wenig gestörte Makromoleküle von zentraler Wichtigkeit sind. Um die Funktion der organischen Komponente für das Kompositwachstum näher zu untersuchen, wurden Oberflächen von Kompositkeimen mit rasterkraftmikroskopischen Methoden studiert. Durch Säuberung der Oberflächen konnten Austrittsstellen der organischen Komponente durch die Oberfläche der Kompositkeime identifiziert werden. Damit konnte gezeigt werden, dass die organische Komponente aus dem Inneren des Festkörpers teilweise durch die Oberfläche dringt und somit während des Wachstums weit in das Gel hineinreichen sollte. Für die mesoskopische Strukturbildung der Kompositaggregate spielen intrinsische elektrische Felder eine essenzielle Rolle. Deshalb wurde bislang eine Wirkung externer elektrischer Felder auf das Wachstum der Kompositaggregate vermutet. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde herausgearbeitet, dass es zwar zu keiner direkten Beeinflussung kommen kann, jedoch in den elektrodennahen Bereichen des Gels eine Ordnung der organischen Moleküle durch externe elektrische Felder zu erwarten ist. Dies könnte eine Wirkung auf wachsende Kompositaggregate zeigen. Da diese Effekte auch aufgrund der elektrischen Felder um die dipolaren Kompositaggregate zu erwarten sind, könnte eine ähnliche Strukturierung der Gelatine in der Nähe der wachsenden Kompositaggregate stattfinden. Insgesamt wurden in dieser Arbeit eine Reihe grundlegender Beiträge zur Erforschung der biomimetisch erzeugten Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositaggregate geleistet. Es konnten neue Erkenntnisse zur inneren und äußeren Architektur der Kompositaggregate, zu Mechanismen der Morphogenese und deren wichtigsten Einflussgrößen sowie zum Verständnis der chemisch-physikalischen Vorgänge auf atomarer Größenskala gewonnen werden. Als besonders fruchtbar erwies sich die Verbindung von Experimenten mit theoretischen Untersuchungen, so dass dieser Weg auch in Zukunft grundlegende Erkenntnisse bei der Erforschung der Biomineralisation verspricht und weiterhin verfolgt werden sollte.

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit Wachstum und Aufbau von Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositaggregaten. Diese Aggregate werden im sogenannten Doppeldiffusionsversuch biomimetisch erzeugt und ihre äußere Form bzw. Formentwicklung lässt sich anhand eines fraktalen Modells bis ins Detail nachvollziehen. Sie zeigen einen komplexen inneren Aufbau, in dem die Makromoleküle der organischen Komponente einerseits im Zentrum jeder Nanoeinheit und andererseits zu Strängen, den sogenannten Fibrillen, zusammengelagert am Aufbau der Kompositaggregate beteiligt sind. Im Fall des Kompositkeims ist die innere Architektur in hoher Detailstufe verstanden, auch wenn -- insbesondere bezüglich der späteren Wachstumsphasen -- eine Reihe ungeklärter Fragestellungen verbleibt. Ein zentrales Ergebnis der vorliegenden Arbeit bildet die Entdeckung eines weiteren Wachstumstypen, der im Vergleich zu den bekannten, fraktalen Kompositaggregaten grundsätzliche Unterschiede bezüglich des inneren und äußeren Aufbaus zeigt. Der Grund für die andersartige Formentwicklung liegt in der Versteifung der organischen Komponente durch eine vorangegangene Einlagerung von Calciumionen, wie sowohl experimentell als auch mit atomistischen Computersimulationen gezeigt werden konnte. Aufgrund der hohen Komplexität des Systems ist es bislang allerdings nicht möglich, lokale Ionen-Konzentrationen und pH-Werte vor bzw. während Nukleation und Wachstum der Kompositaggregate im Doppeldiffusionsversuch zu bestimmen. Deshalb wurde ein Ersatzversuch -- der sehr ähnlich strukturierte Aggregate erzeugt, sich aber mit rechnerischen Methoden analysieren lässt -- entworfen und untersucht. Anhand dieser Ergebnisse konnte erstmals die "Geschichte" von Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositaggregaten detailliert nachvollzogen werden. Da über die Rolle der Gelatine beim Wachstum der Kompositaggregate nur wenig bekannt ist, wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, in denen Gelatinen mit verschiedenen Molekülmassenverteilungen eingesetzt wurden. Es stellte sich heraus, dass für selbstorganisiertes und insbesondere fraktales Wachstum der Kompositaggregate lange, möglichst wenig gestörte Makromoleküle von zentraler Wichtigkeit sind. Um die Funktion der organischen Komponente für das Kompositwachstum näher zu untersuchen, wurden Oberflächen von Kompositkeimen mit rasterkraftmikroskopischen Methoden studiert. Durch Säuberung der Oberflächen konnten Austrittsstellen der organischen Komponente durch die Oberfläche der Kompositkeime identifiziert werden. Damit konnte gezeigt werden, dass die organische Komponente aus dem Inneren des Festkörpers teilweise durch die Oberfläche dringt und somit während des Wachstums weit in das Gel hineinreichen sollte. Für die mesoskopische Strukturbildung der Kompositaggregate spielen intrinsische elektrische Felder eine essenzielle Rolle. Deshalb wurde bislang eine Wirkung externer elektrischer Felder auf das Wachstum der Kompositaggregate vermutet. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde herausgearbeitet, dass es zwar zu keiner direkten Beeinflussung kommen kann, jedoch in den elektrodennahen Bereichen des Gels eine Ordnung der organischen Moleküle durch externe elektrische Felder zu erwarten ist. Dies könnte eine Wirkung auf wachsende Kompositaggregate zeigen. Da diese Effekte auch aufgrund der elektrischen Felder um die dipolaren Kompositaggregate zu erwarten sind, könnte eine ähnliche Strukturierung der Gelatine in der Nähe der wachsenden Kompositaggregate stattfinden. Insgesamt wurden in dieser Arbeit eine Reihe grundlegender Beiträge zur Erforschung der biomimetisch erzeugten Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositaggregate geleistet. Es konnten neue Erkenntnisse zur inneren und äußeren Architektur der Kompositaggregate, zu Mechanismen der Morphogenese und deren wichtigsten Einflussgrößen sowie zum Verständnis der chemisch-physikalischen Vorgänge auf atomarer Größenskala gewonnen werden. Als besonders fruchtbar erwies sich die Verbindung von Experimenten mit theoretischen Untersuchungen, so dass dieser Weg auch in Zukunft grundlegende Erkenntnisse bei der Erforschung der Biomineralisation verspricht und weiterhin verfolgt werden sollte.

The graduate's thesis deals with analysis of anglicisms as neologisms on the border of 20th - 21st century in Czech and Russian. In this thesis, the explanation of the causes of the intensive adoption of loanwords from English has been presented. The analysis of anglicisms from the viewpoint of stucture, morphological adaptation and word-forming has been carried out. The secondary aim of this analysis is to trace the manners of integration of anglicims into the Czech language system in comparison with the Russian language.

Open–framework inorganic materials are an important class of compounds because of their many applications in the areas of ion–exchange, separation and catalysis. Ever since the discovery of microporous aluminophosphates by Flanigen and co–workers in the early 80’s, the field of open–framework compounds has witnessed explosive growth. It is now established that the open–framework compounds comprise of almost all the elements of the periodic table. In addition, it has been shown that the inorganic anions in the open–framework compounds can be partially substituted by rigid organic linkers such as the oxalate. The resulting inorganic–organic hybrid structures are interesting due to the variable nature of the binding properties of the organic and inorganic moieties. The present thesis consists of systematic studies on the formation of amine–templated inorganic open–framework structures and inorganic–organic hybrid compounds based on the main group, transition metal and actinide elements. In Chapter 1 of the thesis an overview of inorganic open-framework materials is presented, with an emphasis on the elements that have been employed in the present study. Chapter 2 has two parts (Parts A and B) describing the synthesis and structure of open-framework tin(II) containing compounds. In Part A, the syntheses and structures of amine–templated tin(II) phosphates are presented, and in Part B, the syntheses and structures of a family of tin(II) oxalate compounds are discussed. Weak intermolecular forces such as hydrogen-bond interactions, π•••π interactions, and lone-pair–π interactions have been observed in these compounds, and appear to lend structural stability. As part of this study, efforts have been made to evaluate the energies associated with the π•••π interactions and the lone-pair–π interactions using suitable theoretical models. In Chapter 3, a new family of organically templated hybrid materials based on indium, synthesized by partially substituting the inorganic anion (phosphite/phosphate/suphate) by the oxalate group, is presented. These compounds exhibit a wide range of structures in which the oxalates play a variety of roles. The observation of the first zero-dimensional molecular hybrid structure and the isolation of concomitant polymorphic compounds is noteworthy. The molecular hybrid structure is reactive and undergoes transformation reactions under both acidic and basic conditions. In Chapter 4, the synthesis and structural studies of five new open–framework phosphate and phosphite compounds of gallium are presented. All the compounds have three-dimensional structures, and the formation of a gallium phosphate based on only one type of building unit (spiro–5) is noteworthy. While a large number of organically templated transition metal phosphates have been synthesized, studies on transition metal phosphites are not many. In Chapter 5, the synthesis, structure and magnetic properties of a family of transition metal (cobalt, vanadium, manganese) phosphite structures templated by the organic amines are presented. A previously known vanadyl phosphite has also been isolated and investigated by temperature dependent ESR and magnetic susceptibility studies. All the transition metal compounds exhibit antiferromagnetic behavior. In Chapter 6, the synthesis, structure, and transformation reactions in amine-templated actinide phosphonoacetates are presented. The compounds, which are based on uranium and thorium, are built up from the connectivity between the metal polyhedra and the phosphonoacetate/oxalate units, forming two– and three–dimensional structures. It has been shown that the two–dimensional uranyl phosphonoacetate–oxalate compound can be prepared by two different synthetic approaches: (i) solvent–free solid state reaction at 150˚C and (ii) room temperature mechanochemical (grinding) route. The formation of oxalate hybrids using the phosphonocarboxylate ligand is a new approach in the synthesis of multi-component hybrid compounds.