Graduate / 0485

This Thesis describes the synthesis and characterisation of titanium imido compounds supported by pendant arm functionalised amidinate ligands. Reactivity studies of cyclopentadienyl amidinate-imido compounds with CO2 are presented. Chapter 1 introduces transition metal imido chemistry, with a particular emphasis on imido complexes of titanium. Chapter 2 describes recent developments in the chemistry of functionalised amidinate ligands. The synthesis and characterisation of new titanium imido compounds with pendant amine functionalised amidinate ligands is described. The preparation of an amidinate ligand with a pendant propyl arm is reported. Reactions of a selection of these complexes with small molecules are presented. Chapter 3 reviews recent developments in the chemistry of cyclopentadienyl amidinate-imido compounds. The preparation of cyclopentadienyl-supported titanium imido compounds bearing pendant arm amidinate ligands is described andthereactionsofthesecompoundswithCC>2arediscussed. Kineticanddensity functional theory studies of these reactions are presented. Chapter 4 describes the synthesis and characterisation of alkyl and aryloxide titanium amidinate-imido compounds. The preparation of cationic derivatives is also described and reactions of these cationic derivatives with small molecules are discussed. Chapter 5 presents full experimental procedures for all of the syntheses and reactivity studies outlined in Chapters 2 to 4. Chapter 6 contains characterising data for all of the new compounds reported. Appendices A - K contain tables of selected crystallographic data for all new crystallographically characterised complexes described in this Thesis. Appendices L - O contain kinetics data relating to work discussed in Chapter 3.

A number of organometallic transformations related to proposed elementary steps in the reductive polymerization of carbon monoxide are discussed. The use of isonitrile as model ligands for carbon monoxide, with which they are isoelectronic, is proposed. Investigations show that alkyl migration to isonitrile is preferred over migration to carbon monoxide. Iminoformyl products due to hydride migration to isonitrile are not, however, observed. Syntheses of a range of cationic complexes of the type [ (η⁵-C₅H₅)M(L)₂(CNR)]⁺, [(η⁵-C₉H₇)Ru(L)₂(CNR)]⁺ and [(η⁵-C₉H₇)M(L)₂(CO)]⁺ (M = Fe, Ru; L = CO, phosphine) are described. In two cases, addition of hydride to the isonitrile cations is followed by protonation on work-up to give aminocarbene complexes. These are inert to further reduction under the conditions employed. The majority of isonitrile cations lose the isonitrile ligand to give good yields of metal hydride complexes. A mechanism involving ring-slippage of the hydrocarbon ligand is implicated. Hydride addition to η⁵-C₉H₇ complexes results, in the majority of cases, in loss of the hydrocarbon ligand from the complex and recovery of indane. Evidence for the intermediacy of metal formyl complexes in a number of hydride donation reactions is presented. These formyl complexes are formed from carbonyl hydride complexes either under moderate CO pressure or in THF solution. Hydride complexes lacking a carbonyl ligand are found to be inert. Finally, two reactions, one involving an alkyl migration reaction catalyzed by silver(I) salts, and the other involving the reduction of a metal acyl ligand to metal alkyl, are combined to demonstrate a model for carbon chain growth at a metal centre. The synthesis of an iron pentanoyl complex, followed by a decomplexation reaction, gives pentanoic acid in which all the catbon atoms are potentially directly derived from carbon monoxide. This is the first synthesis of a single homologous acid from carbon monoxide.

Um das Verhalten von Actiniden im Menschen (Stoffwechsel), in geologischen und in biologischen Systemen vorherzusagen, ist es erforderlich deren Speziation genau zu kennen. Zur Bestimmung dieser wird das chemische Verhalten des Urans hinsichtlich Komplexbildungsreaktionen und Redoxreaktionen in Modellsystemen untersucht. Anhand der gewonnenen thermodynamischen Konstanten und dem Redoxverhalten können Risikoabschätzungen für das jeweilige untersuchte System getroffen werden. Das umweltrelevante Uran(IV)-Uran(VI)-Redoxsystem besitzt mit der metastabilen fünfwertigen Oxidationsstufe einen zumeist kurzlebigen Zwischenzustand. Innerhalb dieser Arbeit gelang es erstmalig die Uran(V)-Fluoreszenz mittels laserspektroskopischer Methoden nach zu weisen. Beispielsweise konnte das Bandenmaximum von aquatischem Uranyl(V) im perchlorhaltigem Medium (λex = 255 nm) mit 440 nm, bei einer Fluoreszenzlebensdauer von 1,10 ± 0,02 μs bestimmt werden. Die fluoreszenzspektroskopische Untersuchung eines aquatischen [U(V)O2(CO3)3]5--Komplexes (λex= 255 nm und 408 nm) zeigte bei Raumtemperatur keine Fluoreszenz. Durch Anwendung der Tieftemperaturtechnik wurden bekannte Quencheffekte des Carbonats unterdrückt, so dass bei beiden Anregungswellenlängen ein für Uran(V) typisches Fluoreszenzspektrum im Bereich von 375 nm bis 450 nm, mit Bandenmaxima bei 401,5 nm (λex = 255 nm) und 413,0 nm (λex = 408 nm) detektiert werden konnte. Darüber hinaus konnte bei 153 K (λex = 255 nm) eine Fluoreszenzlebensdauer von 120 ± 0,1 μs bestimmt werden. Untersetzt wurden diese fluoreszenzspektroskopischen Nachweise durch mikroskopische Studien verschiedener Uran(IV)-Festphasen (Uraninit…UO2, Uran(IV)-Tetrachlorid…UCl4) und einer sulfathaltigen Uran(IV)-Lösung (UIVSO4). Diese wurden durch kontinuierliche Sauerstoffzufuhr zu Uran(VI) oxidiert. Die ablaufende Oxidation wurde mit dem konfokalen Laser Scanning Mikroskop (CLSM) verfolgt, wobei die Proben mit einer Wellenlänge von 408 nm zur Fluoreszenz angeregt wurden. Die auftretenden Bandenmaxima bei 445,5 nm (UO2), bei 445,5 nm (UCl4) und bei 440,0 nm (UIVSO4) konnten eindeutig der Uran(V)-Fluoreszenz zugeordnet werden. Zur Bestimmung thermodynamischer Konstanten mit Hilfe der Tieftemperaturfluoreszenz wurde zunächst der Einfluss der Temperatur auf das Fluoreszenzverhalten des freien Uranyl(VI)-Ions näher betrachtet. Es zeigte sich, dass mit Erwärmung der Probe (T>298 K) die Fluoreszenzlebensdauer von 1,88 μs (298 K) deutlich absinkt. Die Fluoreszenzintensität verringerte sich dabei um 2,3 % pro 1 K zwischen 273 K und 313 K. Im Gegensatz dazu, steigt die Fluoreszenzlebensdauer um das 150-fache auf 257,9 μs bei einer Verminderung der Temperatur (T <298 K) auf 153 K. Das weitere Absenken der Temperatur (T <153 K) zeigte keinen Einfluss auf die Fluoreszenzlebensdauer. Die Lage der Hauptemissionsbanden des freien Uranyl(VI)-Ions (488,0 nm, 509,4 nm, 532,4 nm, 558,0 nm, 586,0 nm) zeigte bei diesen Untersuchungen keine temperaturabhängige Verschiebung. Die Validierung der Tieftemperaturtechnik zur Bestimmung thermodynamischer Konstanten mittels zeitaufgelöster laserinduzierten Fluoreszenzspektroskopie erfolgte anhand des Uran(VI)-Citrat-Systems. Im Gegensatz zu bisherigen fluoreszenzspektroskopischen Betrachtungen bei Raumtemperatur wurde das Fluoreszenzsignal bei tiefen Temperaturen mit einsetzender Komplexierung nicht gequencht, woraus die Ausprägung einer gut interpretierbaren Fluoreszenz resultierte. Die Analyse der spektralen Daten mit SPECFIT ergaben mit log β 101 = 7,24 ± 0,16 für den [UO2(Cit)]--Komplex und log β 202 = 18,90 ± 0,26 für den [(UO2)2(Cit)2]2--Komplex exakt die in der Literatur angegebenen Stabilitätskonstanten. Zudem konnten Einzelkomponentenspektren mit Bandenmaxima bei 475,3 nm, 591,8 nm, 513,5 nm, 537,0 nm und 561,9 nm für den 1:0:1-Komplex und 483,6 nm, 502,7 nm, 524,5 nm, 548,1 nm und 574,0 nm für den 2:0:2-Komplex und Fluoreszenzlebensdauern von 79 ± 15 μs (1:0:1) und 10 ± 3 μs (2:0:2) bestimmt werden. Zur Modellkomplexierung des Uran-Citrat-Systems wurde in dieser Arbeit auch das Komplexbildungsverhalten von U(IV) in Gegenwart von Citronensäure untersucht. Hierbei wurden über den gesamten pH-Wertbereich gelöste Uran-Citrat-Spezies spektroskopisch nachgewiesen und die Stabilitätskonstanten sowie die Einzelkomponentenspektren für die neu gebildeten Uran(IV) und (VI)-Spezies bestimmt. Für die neu gebildeten Citrat-Komplexe des sechswertigen Urans wurden Komplexbildungskonstanten von log β 203 = 22,67 ± 0,34 ([(UO2)2(Cit)3]5-) und log β 103 = 12,35 ± 0,22 ([UO2(Cit)3]7-) und für die Komplexe des vierwertigen Urans von log β 1-21 = -9,74 ± 0,23 ([U(OH)2Cit]-) und log β 1-31 = -20,36 ± 0,22 ([U(OH)3Cit]2-) bestimmt. Untersuchungen zum Redoxverhalten von Uran in Gegenwart von Citronensäure zeigten unter aeroben und anaeroben Versuchsbedingungen eine photochemische Reduktion vom U(VI) zu U(IV), welche spektroskopisch nachgewiesen werden konnte. Dabei zeigt speziell die Reaktion unter oxidierenden Bedingungen, welchen großen Einfluss vor allem organischen Liganden auf das chemische Verhalten des Urans haben können. Sowohl die Reduktion unter O2- als auch die unter N2-Atmosphäre, weisen ein Maximum bei einem pH-Wert von 3,5 bis 4 auf. Unter anaeroben Bedingungen reduziert die Citronensäure mit ca. 66 %, 14 % mehr Uran(VI) zu Uran(IV) als unter anaeroben Bedingungen mit ca. 52 %. Ab einem pH-Wert von 7 konnte eine Reduktion nur unter sauerstofffreien Bedingungen festgestellt werden. Die Wechselwirkung von U(VI) in Gegenwart von Glucose wurde hinsichtlich Reduktion und Komplexierung des Uran(VI) betrachtet. Mit Hilfe der zeitaufgelösten laserinduzierten Fluoreszenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen wurde dabei ein Uranyl(VI)-Glucose-Komplex nachgewiesen. Die Komplexierung wurde lediglich bei pH 5 beobachtet und weist eine Komplexbildungskonstante von log β I=0,1 M = 15,25 ± 0,96 für den [UO2(C6H12O6)]2+-Komplex auf. Mit einer Fluoreszenzlebensdauer von 20,9 ± 2,9 μs und den Hauptemissionsbanden bei 499,0nm, 512,1 nm, 525,2 nm, 541,7 nm und 559,3 nm konnte der Uranyl(VI)-Glucose-Komplex fluoreszenzspektroskopisch charakterisiert werden. Unter reduzierenden Bedingungen wurde, ab pH-Wert 4 eine auftretende Umwandlung vom sechswertigen zum vierwertigen Uran durch Glucose in Gegenwart von Licht beobachtet. Der Anteil an gebildetem Uran(IV) steigt asymptotischen bis zu einem pH-Wert von 9, wo das Maximum mit 16 % bestimmt wurde. Als Reaktionsprodukt der Redoxreaktion wurde eine Uran(VI)-Uran(IV)-Mischphase mit der Summenformel [UIV(UVIO2)5(OH)2]12+ identifiziert. Mit Hilfe der cryo-TRLFS wurde, durch Verminderung von Quencheffekten die Uranspeziation in natürlichen Medien (Urin, Mineralwasser) direkt bestimmt. Proben mit Uran-Konzentrationen von < 0,1 μg/L konnten dadurch analysiert werden. In handelsüblichen Mineralwässern wurde die zu erwartende Komplexierung durch Carbonat nachgewiesen. Im Urin zeigte sich in Abhängigkeit vom pH-Wert eine unterschiedliche Uranspeziation. Die fluoreszenzspektroskopische Untersuchung wies bei niedrigerem pH-Wert (pH<6) eine Mischung aus Citrat- und Phosphat-Komplexierung des U(VI) und bei höheren pH-Wert (pH>6) eine deutliche Beteilung von Carbonat an der Komplexierung auf. Diese Ergebnisse stehen in sehr guter Übereinstimmung mit theoretischen Modellrechnungen zur Uranspeziation im Urin. Die in dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass für eine zuverlässigere Prognose des Urantransportes in Geo- und Biosphäre in Zukunft nicht nur Betrachtungen zur Komplexchemie, sondern auch zum Redoxverhalten des Urans nötig sind, um die Mobilität in der Natur richtig abschätzen zu können.

Erratum pasted onto front-end paper. / Includes bibliographical references. / xi, 225 leaves : ill. ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Investigates alkali and alkaline earth complexes of pendant arm ligands. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Chemistry, 1999

Errata page pasted opposite title page. / Includes bibliographical references. / x, 147 leaves : ill. (chiefly col.) ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Addresses the structural, equilibrium and thermodynamic aspects of pendant arm donor triaza macrocyclic ligands and their alkali metal and zinc complexes. Involves ab initio molecular modelling, x-ray crystallographic studies, potentiometric stability constant determinations and NMR kinetic studies. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Chemistry, 2000?

Includes bibliographies / vi, 208 leaves : ill ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Physical and Inorganic Chemistry, 1986

Src Homology 3 (SH3) domains are small protein- protein interaction domains that bind to proline-rich peptides, mediating a range of important biological processes. Because the deregulation of events involving SH3 domains forms the basis of many human diseases, the SH3 domains are appealing targets for the development of potential therapeutics. Previously in the field, no examples of entirely small-molecule ligands for the SH3 domains have been identified. However, in our research group, we have discovered a class of heterocyclic compounds that bind to the Tec SH3 domain at conserved residues in the proline-rich peptide binding site, with weak to moderate affinity. The highest affinity of these was 2- aminoquinoline (Kd = 125 mM). In this thesis, a range of approaches are described, that were intended to contribute towards development of higher affinity small-molecule ligands for the Tec SH3 domain. Preliminary experiments, involving testing a variety of compounds structurally related to 2- aminoquinoline, provided new structure activity information, and led to a better understanding of the 2-aminoquinoline/SH3 domain binding event. The major component of this thesis is a thorough investigation into the synthesis of a range of 2- aminoquinoline derivatives. N-Substituted- 2-aminoquinolines were synthesised, however these compounds bound the SH3 domain with slightly lower affinity than 2-aminoquinoline. 6- Substituted-2-aminoquinolines were subsequently prepared, and ligands were identified with up to six-fold improved affinity relative to 2-aminoquinoline, and enhanced selectivity for the Tec SH3 domain. The techniques used for the ligand binding studies were Nuclear Magnetic Resonance (NMR) chemical shift perturbation and Fluorescence Polarisation (FP) peptide displacement assays. As part of the ligand binding studies, it was intended that the 3D tructure of a 2- aminoquinoline ligand/SH3 complex would be obtained using NMR methods, provided that a ligand was identified that bound the SH3 domain in slow exchange on the NMR timescale. However, this goal was not fulfilled. Despite this, the work presented in this thesis provides a solid foundation for the development of potent 2-aminoquinoline ligands for SH3 domains, with engineered specificity. / Thesis (Ph.D.)--School of Molecular and Biomedical Science, 2005.

Doctor of Philosophy(PhD) / The present study deals with the synthesis and characterization of six tri-palladium complexes code named MH3, MH4, MH5, MH6, MH7 and MH8 that contained two planaramine ligands bound to the central or each of the terminal metal ions. The activity of the compounds against human cancer cell lines: A2780, A2780cisR and A2780ZD0473R, cell uptake, levels of DNA-binding and nature of interaction with salmon sperm and pBR322 plasmid DNA have also been determined. Whereas cisplatin binds with DNA forming mainly intrastrand GG adduct that causes local bending of a DNA strand, the tri-palladium complexes are expected to bind with DNA forming a number of long-range interstrand GG adducts that would cause a global change in DNA conformation. Among the designed complexes, MH6 that has two 2-hydroxypyridine ligands bound to each of the two terminal palladium ions is found to be most active. The compound also has the highest cell uptake and Pd-DNA binding levels. In contrast, MH8 which has two 4-hydroxypyridine ligands bound to each of the two terminal palladium ions is found to be least active. The results indicate that, as applied to the terminal metal centres, 2-hydroxypyridine would be more activating than 4-hydroxypyridine perhaps because of greater protection provided to the terminal centres from coming in contact with the solvent molecules. In contrast, when bound to the central metal centre, 4-hydroxypyridine appears to play a slightly greater activating role than 2-hydroxypyridine or 3-hydroxypyridine, suggesting that non-covalent interactions such as hydrogen bonding associated with the ligand rather than its steric effect may be a more important determinant of antitumour property. The results illustrate structure-activity relationships and suggest that the tri-palladium complex containing two 2-hydroxypyridine ligands bound to each of the three metal centres or the compound that contains two 2-hydroxypyridine ligands bound to each of the two terminal metal centres and two 4-hydroxypyridine ligands bound to the central metal centre, may be much more active than any of the designed complexes.

[Formulae and special characters can only be approximated here. Please see the pdf version of the abstract for an accurate reproduction.] Group 15 Lewis base adducts of Group 11 coinage metal salts of the form MX : L (1:n), where M=Cu(I),Ag(I),Au(I); X=(pseudo-)halide (Cl,Br,I,SCN,CN) and oxyanion; L-uni- or bi-dentate pnicogen ligand and n=1-4, may adopt monomeric, dimeric, oligomeric or polymeric structural forms. For the purpose of this study, the pnicogen bases are divided into two groups: the 'harder' nitrogen base ligands and 'softer' phosphine/arsine/stibine ligands. A sizeable body of structural data exits for adducts of silver(I) salts. Those with uni-dentate nitrogen base ligands are usually restricted to readily accessible liquid bases such as pyridine and its derivatives. The extension of such series to encompass ligands with more varied base characteristics may assist in the access of new bonding modes and stereochemistry, leading to control of these and of stoichiometry. Herein a number of complexes of copper(I) salts with uni-dentate nitrogen and bi-dentate phosphine/arsine/stibine adducts with differing degrees of complexity have been characterized, extending the known range of structural forms. Systematic variations in stoichiometry, halide, ligand and solvent of crystallization have provided a range of complexes whose structures have been determined by single crystal X-ray diffraction techniques. The structural relationship between these and other known adducts, often including their silver analogues, are considered, permitting comparisons of various common features and differences. The first section of this thesis (Chapter 3 and Chapter 4) reports a number of complexes of the form CuX : L (1:n) (CuX)Ln, L=uni-dentate nitrogen base ligand with n=1-3, the second section (Chapter 5 through Chapter 10) reports adducts with bi-dentate bis(diphenylpnicogeno)alkane ligands, Ph2E(CH2)xEPh2 (whereE=P,AS,Sb and x=1-6). The structural types and copper(I) coordination environments are influenced by CuX (salt) : ligand stoichiometry, the stereochemistry and basicity of the ligand, the type and size of the counter-ion (where applicable) and crystallization solvent. The structural types found for copper(I) (pseudo-)halide and oxyanion species are similar to those found for their silver(I) analogues, although the transitions between structural types may occur with different pnicogen and halide atoms, consequent on the smaller size of the copper(I) ion and differences in stereochemical preferences.