Bis(diphenylphosphino)amine (PNP) ligands, prepared from (S)-(-)-1-methylbenzyl amine, (-)-cis-myrtanylamine, (S)-(-)-1,1-napthyl(ethyl)amine (PNP1 1a, PNP2 1b, and PNP3 1c respectively) and their cobalt carbonyl complexes are reported. In the absence of alkynes the PNP ligands chelate to the cobalt rather than bridging the two cobalt centers. Although the PNP ligands are chiral the crystal structures are best solved in centrosymmetric space groups with disorder at the chiral carbon with the exception of (PNP3)Co2(CO)6, 2c, which is solved in a non-centrosymmetric space group. When the PNP ligand chelates to cobalt, as in 2, the compounds show activity for the catalytic Pauson-Khand reaction, whereas when the PNP ligand bridges, as in 3, the reaction precedes stiochiometrically. The use of these chiral ligands has not yet resulted in enantioselective catalytic Pauson-Khand cycloadditions. However, a small 15% e.e. was detected for the stiochiometric Pauson-Khand cycloaddition with 3c as the metal substrate. / Master of Science

Yes / Ligands like alkanethiol (e.g. dodecanethiol, hexadecanethiol, etc.) and polymers (e.g. poly(vinyl pyrrolidone), polyethylene glycol-thiol) capped to the gold nanoparticles (AuNPs) are widely used in biomedical field as drug carriers and as promising materials for probing and manipulating cellular processes. Ligand functionalised AuNPs are known to interact with the pulmonary surfactant (PS) monolayer once reaching the alveolar region. Therefore, it is crucial to understand the interaction between AuNPs and PS monolayers. Using coarse-grained molecular dynamics simulations, the effect of ligand density, and ligand length have been studied for two classes of ligands on a PS model monolayer consisting of DPPC, POPG, cholesterol and SP-B (mini-peptide). The ligands considered in this study are alkanethiol and polyethylene glycol (PEG) thiol as examples of hydrophobic and hydrophilic ligands, respectively. It was observed that the interaction between AuNPs and PS changes the biophysical properties of PS monolayer in compressed and expanded states. The AuNPs with hydrophilic ligand, can penetrate through the monolayer more easily, while the AuNPs with hydrophobic ligand are embedded in the monolayer and participated in deforming the monolayer structure particularly the monolayer in the compressed state. The bare AuNPs hinder to lower the monolayer surface tension value at the interface, however introducing ligand to the bare AuNPs or increasing the ligand length and density have an impact of lowering of monolayer surface tension to a minor extent. The simulation results guide the design of ligand protected NPs as drug carriers and can identify the nanoparticles' potential side effects on lung surfactant. / ZEH thanks the Royal Society of Chemistry (RSC) Research Fund grant R19-0326 for providing funding. NSG acknowledges support from Advance Queensland Industry Research Fellowship.

The investigation of N,N'bis(salicylidene)-1,7-diamino-4-azaheptane, SALLDIPN, N,N'bis(salicylidene)-1,5-diamino-3-azaheptane, SALDIEN, and N,N'bis(salicylidene)-1,5-diamino-3-thiopentanane, SALUAES, as pentadentate ligands is logical in that they offer an analogy to the environment around the cobalt atom in Vitamin B₁₂, I [see Figure I], represented below. These complexes might be expected to give some insight as to the behavior and role of the metal ion as it interacts with the five-donor atoms and hence an insight into the role of the metal ion in Vitamin B₁₂. [See Figure I] Compounds formed by the reaction of Ni(XSAL)₂·2H₂0 with 1,5-diamino-3-azaheptane, DlEN, and Ni(OAc)₂·4H₂O with X-SALDAES were isolated and characterized. In addition to these, alkyl σ-bonded derivatives formed by the reaction of reduced Co(SALDIPN) with R-X were also isolated and characterized. Mass spectra, magnetic moments; X-ray powder patterns, infrared, visible, and near infrared spectra were obtained on the majority of the compounds. Nuclear magnetic resonance spectra were obtained on the majority of the σ-bonded alkyl complexes. It was concluded that the Ni(X-SALDIEN) complexes are square planar whereas the Ni(X-SALDAES) complexes are distorted square planar or possibly a five-coordinate species. Spin state changes were observed for both complexes when they were dissolvea in pyridine which is in contrast to Ni(X-SALEN). The alkyl derivatives were all primary in nature and very stable to light, air, and H₂0 which in contrast to the alkyl derivatives of Co(X-SALEN) which happen to be photolabile. The geometry around the cobalt atom in R-Co-(SALDIPN) was concluded to be pseudo-octahedral. Reasons for certain anomalies (i.e., magnetic moments, etc.) were discussed in detail. / Master of Science

En catalyse asymétrique, des efforts considérables ont été portés à la meilleure compréhension du processus énantiosélectif à l'état de transition via la proposition de conformations possibles adoptées par le substrat dans l'environnement chiral du catalyseur. L'architecture moléculaire de plusieurs complexes organométalliques inspire la conception de nouveaux ligands chiraux de manière à profiter de fonctionnalités particulières intégrées avec le but d'améliorer leur efficacité en synthèse énantiosélective. Dans cette optique, la présente thèse de doctorat vise à établir de nouvelles applications de systèmes catalytiques formés de ligands chiraux de type 2,2'-bipyridinediol de symétrie C₂ et d'acides de Lewis bénins pour l'environnement, et ce, pour des réactions classiques de la chimie organique. Ces complexes organométalliques chiraux à base de Feᴵᴵ, de Feᴵᴵᴵ , de Biᴵᴵᴵ et de Znᴵᴵ , générés in situ, ont été employés en catalyse énantiosélective pour les réactions d'aldolisation de Mukaiyama, d'addition de Michael de thiols, de Diels-Alder, d'oxydation de sulfures aromatiques et d'alkylation d'aldéhydes avec le diéthylzinc. La réaction d'addition conjuguée de thiols catalysée par des sels de Feᴵᴵ a permis la synthèse de β-thioéthers obtenus soit sous la forme d'un énantiomère majoritaire (23 exemples, jusqu'à 98% de rendement et 96:4 er), soit sous la forme d'un mélange racémique (27 exemples, jusqu'à 99% de rendement). Aussi, le processus d'optimisation pour la catalyse d'oxydation d'un sulfure aromatique effectuée par un complexe chiral de Biᴵᴵᴵ a permis d'obtenir le sulfoxyde correspondant avec 72% de rendement et une sélectivité de 83:17 er. Outre le développement de nouvelles méthodologies de synthèse stéréosélective, la conception de nouveaux ligands 2,2'-bipyridinediols analogues, conduisant à des propriétés stériques et/ou électroniques modifiées, a aussi été étudiée. Avec les connaissances acquises sur les résultats obtenus avec le ligand 2,2'-bipyridine-α,α՚-tert-butyldiol modèle, les motifs de substitution 3,3'-diméthyle (99% de, >99.5% ee; énantiomère S,S), α,α'-1-adamantyle (98% de, >99.5% ee; énantiomère S,S) et α,α'-trifluorométhyle (97% de, >99% ee et >99.5% de, >99.5% ee; énantiomères R,R et S,S) ont été judicieusement choisis avec l'ambition de moduler positivement l'induction chirale. Les étapes réactionnelles, les intermédiaires de réaction et les configurations absolues des centres asymétriques sont détaillés et discutés pour chaque processus synthétique menant à l'obtention du ligand 2,2'-bipyridinediol ciblé. Des informations structurelles sur l'environnement chiral de complexes de Feᴵᴵ (2) et de Znᴵᴵ (1) formés par ces ligands originaux ont été obtenues par des analyses par la diffraction des rayons X de leurs monocristaux. Pour des réactions de référence sélectionnées, les stéréosélectivités obtenues par ces nouveaux catalyseurs ont permis la comparaison de leur efficacité et la vérification de l'hypothèse initiale visant à bonifier les événements stéréosélectifs. Les hauts niveaux de stéréosélectivité atteints par l'utilisation du ligand 2,2'-bipyridine-α,α'-tBu-diol modèle ont été surpassés par l'utilisation d'un de ces ligands nouvellement synthétisés pour l'une des quatre réactions asymétriques étudiées: i) aldolisation de Mukaiyama, ii) addition de thia-Michael, iii) Diels-Alder et iv) éthylation d'aldéhydes. Finalement, le projet ambitieux d'arrimer la 2,2'-bipyridine-α,α'-tBu-diol chirale sur un matériau silice pour des applications en catalyse hétérogène a été initié. Malgré des essais préliminaires non fructueux, le jumelage potentiel des conditions réactionnelles respectueuses de l'environnement, développées en catalyse homogène, avec le caractère recyclable et l'efficacité accrue des catalyseurs hétérogènes s'insère parfaitement dans une approche de synthèse énantiosélective axée vers le développement durable. / In asymmetric catalysis, considerable efforts have been made for the better understanding of a stereoselective event at the transition state by postulating possible conformations of the substrate in the chiral environment brought up by the catalyst. The molecular architecture of many organometallic complexes inspires new designer chiral ligands to benefit from unlocked key features that improve their efficiency in enantioselective synthesis. In this perspective, this thesis aims to establish new synthetics applications of chiral catalysts made from the complexation of C₂-symmetric 2,2'-bipyridinediol type of ligands with environmentally benign Lewis acids in classical reactions of organic chemistry. In situ generated chiral Feᴵᴵ-, Feᴵᴵᴵ-, Biᴵᴵᴵ-, and Znᴵᴵ-catalysts were employed for asymmetric catalysis in Mukaiyama aldol, thia-Michael addition, Diels-Alder, aromatic sulfide oxidation and aldehyde alkylation reactions. Feᴵᴵ-catalyzed thia-Michael addition reaction led to the synthesis of β-thioethers obtained either as one major enantiomer (23 examples, up to 98% yield and 96:4 er) or as a racemic mixture (27 examples, up to 99% yield). Also, the optimization study for the catalytic oxidation of an aromatic sulfide by a chiral Bᴵᴵᴵ catalyst afforded the corresponding sulfoxide in 72% yield and 83:17 er. In addition to the development of new asymmetric synthetic methodologies, the ligand design towards the synthesis of 2,2'-bipyridinediol analogs, leading to modified steric and/or electronic properties, was studied. Based on the results obtained using the model 2,2'-bipyridine-α,α'-tert-butyl-diol ligand, three analogs bearing the 3,3-dimethyl (99% de, >99.5% ee; S,S enantiomer), the α,α'-1-adamantyl (98% de, >99.5% ee; S,S enantiomer), and the α,α'-trifluoromethyl (97% de, >99% ee and >99.5% de, >99.5% ee; R,R and S,S enantiomers) substitution motifs were selected to modulate the chiral induction positively. All reaction steps, reaction intermediates, and absolute configurations were detailed and discussed for each synthetic process leading to the targeted 2,2'-bipyridinediol ligand. Structural insights of the chiral environment of Feᴵᴵ- (2) and Znᴵᴵ-based (1) catalysts made from these original ligands were obtained from X-ray diffraction analyses of single crystals. For selected model reactions, the stereoselectivities observed using these new chiral catalysts allowed the comparison of their efficiency and the bonification of the chiral induction at the stereoselective event, initially hypothesized, was verified accordingly. The high levels of stereoselectivity reached by using the model 2,2'-bipyridine-α,α'-tBu-diol were outperformed by using one of the newly synthesized ligands in one of the four tested reactions: i) Mukaiyama aldol, ii) thia-Michael addition, iii) Diels-Alder, and iv) ethylation of aldehydes. Finally, the ambitious project of grafting the chiral 2,2'-bipyridine-α,α'-tBu-diol ligand onto mesoporus silica for applications in heterogeneous catalysis was initiated. Despite the unsuccessful preliminary trials, the combination of the green reaction conditions developed in homogeneous catalysis with the inherent recyclability of highly efficient heterogeneous catalysts fits perfectly in an asymmetric synthesis approach oriented towards sustainable chemistry.

L'analyse de la structure cristallographique de l'hémoglobine tronquée N de Mycobacterium tuberculosis (trHbN) a mis en évidence deux tunnels hydrophobes reliant le site actif à l'extérieur de la protéine. TrHbN a la capacité de protéger la respiration aérobique en phase stationnaire de Mycobacterium bovis de l'inhibition par le NO, possiblement grâce à son activité NO-dioxygénase. De plus, trHbN présente une des affinités pour l'oxygène les plus élevées observées pour une globine (K<i = 9 nM). Ces caractéristiques pourraient dépendre des tunnels de trHbN qui, par leur topologie, leur taille et leur caractère hydrophobe, pourraient servir à la migration sélective de ligands apolaires. Pour étudier cette hypothèse, des mutants aux entrées des tunnels obstruées ont été conçus in silico dans un premier temps, par une approche rationnelle. L'effet de ces mutations a été étudié par dynamique moléculaire d'une part et par spectroscopie et enzymologie d'autre part. Cette approche a montré que ces mutations n'ont pas perturbé le repliement de la protéine, la dynamique des résidus impliqués dans la stabilisation de ligands exogènes ou les caractéristiques spectrales de trHbN. De plus, la stabilisation d'une molécule d'eau au site distal est demeurée l'étape limitante de l'association de ligands à Thème. L'obstruction partielle à l'addition du NO à trHbNFen02 pour les mutants du tunnel court indique que celui-ci, ainsi que des voies de migration autres que les tunnels cristallographiques sont impliqués dans la migration de substrats apolaires au site distal.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / Les ligands boratabenzènes et phospholyles ont été largement étudiés et leur chimie de coordination est riche. L'intérêt de ces espèces réside dans leurs potentielles applications en chimie des matériaux et en catalyse. Malgré le grand nombre de variantes apportées à ces ligands, aucun composé incluant simultanément les deux ligands n'a été synthétisé à ce jour. Cette étude s'est divisée en deux objectifs, soient la synthèse de ligands bora- et boratabenzène-phosphole et l'exploration des voies de synthèse de complexes ± hétéromixtes ¿ de zirconium comprenant à la fois un ligand phospholyl et un ligand boratabenzène. Pour le premier objectif, nous avons réussi à caractériser les espèces R-borabenzène-l-phényl-2,3,4,5-tétraméthylphosphole (R= i-Pr, H) par RMN muitinucléaire et les espèces 2-R'-4-R-boratabenzène-2,3,4,5(tétraméthyl)phosphole lithium TMEDA (R'= H, TMS; R = i-Pr, H) par diffraction des rayons X et par RMN muitinucléaire. Ces résultats ont confirmé le caractère donneur modéré des ligands phospholes et la forte propension du phosphore des complexes phospholyl à l'hybridation sp³, en dépit d'une perte d'aromaticité. Pour le deuxième objectif, nous avons préparé plusieurs composés (R-boratabenzène-NMe₂)Zr(NMe₂)xCl₃-x (R = /-Pr, H). Nous avons aussi réussi à démontrer le caractère labile des ligands boratabenzènes coordonnés au zirconium au cours de réactions de complexes mono(boratabenzènes)zirconium avec un phospholyllithium TMEDA. De plus, nous avons synthétisé et caractérisé les premiers complexes mono(êta⁵-phospholyl)zirconium. Enfin, nous avons préparé des complexes de type (phospholyl)Zr(NMe₂)Cl₃-x, où x < ou = 1, et avons démontré que ces espèces électroniquement insaturées subissaient facilement des échanges de ligands pour former le (phospholyl)₂ZrCl₂.

Problématiques : 1) Mes travaux de maitrise ont démontré qu’il était possible de fusionner des hormones peptidiques avec la protéine fluorescente verte (EGFP) pour obtenir des ligands de haute affinité avec un haut poids moléculaire supportant des expériences d’imagerie. Cela a permis de détecter les deux récepteurs de la bradykinine (BK; B1R et B2R) ainsi que le récepteur PTH1 de la parathormone (PTH, PTH1R), trois récepteurs couplés aux protéines G (GPCR). Malgré la haute affinité de ces sondes, les applications restent limitées à des systèmes surexprimant le récepteur cible recombinant. Cela s’explique par les deux raisons suivantes : a) la faible abondance des récepteurs endogènes et b) le faible rendement de la fluorescence. 2) La génération de ligands de haut poids moléculaire et la démonstration que ceux-ci avaient toujours une activité pharmacologique pourrait permettre de résoudre une problématique majeure reliée à l’administration thérapeutique de BK. Malgré l’accumulation de preuves du rôle protecteur de la BK sur le système vasculaire, les récepteurs de la BK sont des cibles pharmacologiques quasi inexploitées, car les effets délétères causés par les agonistes de la BK, notamment au niveau de l’inflammation et de la génération de douleur, semblent limiter leur développement. Objectifs : 1) Étudier la pharmacologie de la maximakinine (MK), un analogue de la BK, et le potentiel de ce peptide comme module conférant l’affinité au récepteur B2 dans la conception de ligands biotechnologiques. 2) Générer des protéines de fusion ligands des deux principales familles de GPCRs (A : B2R; B : PTH1R). 3) Utiliser ces protéines de fusion pour permettre la détection de faibles niveaux de récepteurs difficilement détectables par les stratégies conventionnelles. 4) Évaluer l’activité pharmacologique de ces protéines de fusion. Résultats : Deux des trois protéines de fusion PTH générées (PTH-myc et PTHHRP) sont capables de détecter de manière spécifique les niveaux endogènes de PTH1R exprimés par les cellules HOS (ostéosarcome humain) grâce à leur domaine peroxydase intrinsèque ou assemblé. La protéine de fusion PTH-HRP est la plus prometteuse, et peut aussi être utilisée comme ligand non-isotopique dans un essai de compétition de liaison pour identifier de nouveaux ligands du PTH1R humain. La MK est un agoniste direct du récepteur B2 de rat, mais n’a qu’une affinité marginale pour le récepteur B2 humain. L’essai de contractilité de la veine ombilicale humaine a démontré que la MK était une pro-drogue pour le B2R humain, activée par des peptidases présentes dans ce tissu. La MK ne stimule pas la dégranulation des mastocytes via le récepteur MRGPRX2, malgré sa forte charge positive. Chez le rat, la MK est un agoniste persistant, résistant à la dégradation et de haute affinité pour le B2R. La protéine de fusion fluorescente EGFP-MK est un agoniste spécifique du B2R de rat, mais pas du B2R humain. Des études in vitro ont démontré qu’elle était aussi un agoniste persistant de haute affinité pour le B2R de rat. La protéine de fusion avec domaine peroxydase APEX2-(NG)15-MK permet la détection du récepteur B2 de rat recombinant de manière spécifique et efficace. De plus cette protéine de fusion peut être utilisée comme ligand non-isotopique dans des essais de compétition de liaison pour identifier de nouveaux ligands du B2R de rat. Il est possible de générer des protéines de fusion contenant la MK agoniste du B2R de rat de très haut poids moléculaire (>66 kDa), mais ceux-ci peuvent avoir une activité pharmacologique limitée par l’encombrement stérique entre la protéine de fusion et le récepteur. Conclusions et perspectives : Il est possible de générer des protéines de fusion avec des domaines enzymatiques agonistes des récepteurs B2 et PTH1. Cela permet une amplification significative du signal émis par les iv protéines de fusion comparativement aux protéines de fusion fluorescentes. La détection des niveaux endogènes de GPCRs par des protéines de fusion pourrait permettre de les utiliser dans des tests diagnostiques. Ces travaux, qui ont démontré qu’il était possible de générer des ligands biotechnologiques de haut poids moléculaire agonistes des principales classes de GPCRs (A et B), pourraient être appliqués aux autres ligands membres de ces familles en accord avec les modèles de liaisons de chaque ligand.

Les conséquences économiques, politiques et environnementales de la consommation énergétique galopante de nos sociétés nécessitent le développement d'énergies renouvelables. Le dihydrogène est un des principaux candidats à ce poste. Sa production par électro- ou photolyse de l'eau est réalisée par des catalyseurs métalliques. Dans le processus de la photosynthèse, cette réaction est réalisée par un agrégat d'ions manganèses liés par des ponts oxo, selon un mécanisme qui reste inconnu. Le développement de nouveaux catalyseurs de coût plus faible nécessite la compréhension des mécanismes fondamentaux de la réaction d'oxydation de l'eau. Notre travail de thèse a consisté à étudier les étapes élémentaires de cette réaction, à savoir, l'activation d'une molécule d'eau par des complexes de manganèse. Nous avons étudié pour cela la formation par voie électrochimique de complexes mononucléaires manganèse(IV) et (V)-oxo. Le premier chapitre traite de la problématique environnementale et énergétique actuelle. Le second chapitre décrit les éléments fondamentaux de la chimie du manganèse, ainsi que la structure et le fonctionnement de l'enzyme responsable de l'oxydation de l'eau. Une approche générale de la catalyse artificielle d'oxydation de l'eau est également présentée, ainsi que les objectifs de nos travaux. Le chapitre trois présente la synthèse et la caractérisation d'une nouvelle famille de ligands tétradente et des complexes de nickel(II) et de manganèse(III) correspondant. La préparation électrochimique de complexes de nickel(III) et manganèse(V) est présentée. Le chapitre quatre décrit la préparation d'un complexe mononucléaire manganèse(IV)- oxo par oxydation électrochimique d'un complexe manganèse(II)-aqua. Le complexe de manganèse(IV), ainsi que certains intermédiaires de manganèse(III) ont été caractérisés par différentes techniques spectroscopiques. Le chapitre cinq présente la synthèse d'une famille de ligands pentadentes et des complexes de manganèse(II) et (III) correspondant. La formation électrochimique de deux complexes de manganèse(IV) mononucléaire et (III/IV) dinucléaire nous renseigne sur les critères régissant la nucléarité au sein d'une même famille de ligands. Le chapitre six présente la synthèse d'un ligand possédant une double cavité, pour l'élaboration de complexes dinucléaires de manganèse en face-à-face.

This thesis describes the preparation and characterisation of a number of homochiral coordination and metallosupramolecular assemblies. These species were formed from the reaction of chiral pyridine and quinoline containing ligands and metal ions. The combination of traditional coordination chemistry and supramolecular interactions led to a range of polymeric and network structures being formed. The ligands used in this thesis can be divided into two broad categories: alkaloids and ligands derived from them, and amino acid-based ligands. In the first category three new ligands were synthesized, and a variety of routes towards alkaloid-based homochiral ligands were investigated. The second category focused on three ligand motifs, and resulted in the preparation of 16 ligands. These two categories of ligands were reacted with a range of metal salts to investigate their coordination and supramolecular chemistry. The structure of twenty complexes was determined by single crystal X-ray crystallography. The complexes had a range of structures, with discrete and polymeric species being formed. Hydrogen bonding was an important feature in the supramolecular chemistry of the complexes, playing a different role in different series of complexes. Two chiral coordination polymers and one chiral coordination network were synthesized. All three of these structures possessed directionality to some degree: in the coordination network and one of the polymers the directionality is counterbalanced by the opposite directionality being present in the crystal, while the second coordination polymer is generated by the screw axis present and has a high degree of overall directionality.

This thesis considers methods which can be employed to increase the mass of copper transferred into and out of the organic phase during the load and strip stages of commercial solvent extraction processes. Conventional 5-alkylsalicylaldoxime reagents transfer 1 mol of divalent copper per 2 mol of ligand in a neutral complex of the type [Cu(L-H)2] via a pH-swing process. New triacidic ligands have been designed which triple the molar transport of copper to form [Cu3(L-3H)2]. Until recently copper recovery by solvent extraction has been confined to oxidic ores which are leached with sulfuric acid. New leaching technologies generate high tenor copper sulfate feed streams from sulfidic ores. The conventional 5- alkylsalicylaldoxime reagents do not work effectively in conjunction with these leach processes as they do not consume the acid which is generated on loading the oxime. To address this problem ditopic zwitterionic ligands have been designed which can transfer both metal cation and attendant anion. These new metal salt reagents are diacidic, therefore not only transfer metal salts but also increase the molar transport relative to the conventional reagents. Equilibrium-modifiers are often added to improve the mass transport efficiency of conventional solvent extraction processes. The nature of their interaction with the species in solution is poorly understood. This thesis investigates their interaction with the free ligands and copper complexes to gain an understanding of their mode of action in order to rationalise the design of future modifiers to optimise recovery efficiencies. Increased molar transport is addressed in Chapter 2. The diacidic ligand 5- methylsalicylaldehyde-pivaloylhydrazide (L2) and its dinuclear copper complex [Cu2(L2-2H)2] were synthesised and characterised to gain an understanding of their speciation in solution. X-ray structural analysis of [Cu2(L2-2H)2] confirmed that the phenolate oxygen atoms bridge the copper centres rather than the amidato oxygen atoms of the hydrazone. Variable temperature magnetic susceptibility data confirm that the copper centres are antiferromagnetically coupled as expected for the Cu-OCu angle (99.6(2)°). An understanding of the coordination geometry of the dinuclear systems lead to design of triacidic ligands. A series of 3-hydrazono- and 3- hydroxyanil- 5-alkylsalicylic acids were synthesised. The prototype ligand 5-methyl 3-octanoylhydrazonosalicylic acid (L6) was demonstrated to triple molar transport and increase mass transport by 2.5 fold. Solvent extraction results indicate that copper is sequentially loaded as pH is increased. The plateaux observed in loading curves suggest formation of stable mono-, di-, and tri-nuclear copper complexes within the pH-ranges 1.75 - 2.75, 3.25 - 4.0 and > 4.25 respectively. The triacidic ligands were also demonstrated to double the molar transport of the conventional salicylaldoximes when used in 1:1 blends by formation of a ternary complex. Chapter 3 describes the incorporation of two tertiary amine groups into diacidic salicylaldehydehydrazone ligands to form dinucleating metal salt extractants. Piperidinomethyl, piperazinomethyl and dihexylamino groups were incorporated into various positions of the ligand including 3- and/or 5- positions of the salicylaldehyde or incorporated into the hydrazone. Solvent extraction results obtained for 3,5- bis((dihexylamino)methyl)salicylaldehyde-octanoic hydrazone (L20) are consistent with transfer of 1 mol of copper sulfate per mol of ligand in the organic phase between pH 2.0 and 2.5. This result is indicative of the formation of [Cu2(L20)2(SO4)2]. Conventional salicylaldoximes are “strong” copper extractants which require concentrated acid electrolyte to efficiently strip the copper from the organic phase. However, as the use of concentrated acid affects the quality of the copper cathodes, oxygen-containing equilibrium modifiers are often added. These facilitate copper stripping without adversely affecting the loading. The affect of 2-ethylhexanol (2- EH) and trioctylphosphine oxide (TOPO) on the extractive ability of 5-toctylsalicylaldoxime (19) in n-heptane is reported. Both are found to decrease copper extraction more under stripping conditions than loading conditions. 2-EH shows little affect at pH greater than 2.5. TOPO does not significantly affect copper loading at pH greater than 3.0. Evidence for the formation of the adduct [Cu(19-H)2)(TOPO)] was obtained from UV/Vis, IR, EPR and sonic spray mass spectrometry.