Reported in Chapter 2 of this thesis is the reliable and tolerant synthesis of a small library of pyrazole and triazole heterocycles. This synthesis was achieved in two steps in good yields from the reaction of acetophenone and benzamide derivatives with dimethyl formamide-dimethyl acetal followed by a cyclization with hydrazine. Also reported is the synthesis and characterization of their corresponding scorpionate ligands. Preliminary co ordination chemistry was done with a variety of lanthanide metals and was studied by standard spectroscopic methods as well as variable temperature 1H NMR, which revealed that Curie-Weiss behaviour was followed for these complexes in solution. An X-ray crystal structure of a nine co-ordinate ytterbium metal centre with eight nitrogen atom (four pyrazole, four pyridine) donors and one chloride atom was obtained, which may have been a product of decomposition during crystal growth. The bond lengths of this structure were compared with other lanthanide complexes of similar structural motifs. This comparison supported the theory of decomposition as the pyridine nitrogen atom-ytterbium bond lengths were longer than the average ytterbium-nitrogen atom bond length. Reported in Chapter 4 of this thesis is the synthesis and partial characterization of a new organic dye named perinaphthindigo. Perinaphthindigo was synthesized with adapted iv Baeyer-Drewson reaction conditions for the synthesis of indigo which involved the treatment of 1,8-nitronaphthaldehyde with acetone under basic conditions, and was found to be an intense green colour in solution. Perinaphthindigo was produced in poor yields, so efforts were undertaken to improve the yields through an alternative two-step synthesis, first between 1,8-nitronaphthaldehyde and nitromethane in a Henry reaction followed by oxidative coupling. The synthesis of perinaphindigo was adapted so as to structurally modify the final compound, either through incorporation of solubilizing tert-butyl groups or bromine atoms for future cross-coupling chemistry. The brominated derivatives of perinaphthindigo were also synthesized in low yields so cross-coupling conditions were scanned on model precursor compounds. The brominated perinaphthindigo compounds were found to have a bathochromically shifted absorbance maximum from the parent perinaphthindigo. This bathochromic shift was more pronounced in our compounds than in the comparison of indigo and 6.6’-dibromoindigo which indicates our compounds are more sensitive to perturbation by substitution. Reported in Chapter 5 of this thesis is the study of the acid and base chemistry of Nindigo, a previously reported compound. The treatment of Nindigo with a series of strong acids led to an interesting “protoisomerization”, or trans to cis isomerization of the central olefin, with ultimate structural determination through X-ray crystallographic methods. This isomerization was studied through absorbance stopped-flow methods which identified a probable pathway of the isomerization through a neutral, cis species. The investigation of neutral Nindigo was undertaken to attempt to identify two peaks which are red-shifted from the π-to-π transition at 586 nm. These two peaks appear at 657 nm and 741 nm and are present in all solvents. The preparative acid chemistry allowed us to assign the first red shifted peak at 657 nm to the cationic species. Aggregation studies showed concentration dependent behaviour of the ratio between the peaks at 586 nm and 657 nm with little effect on the species at 741 nm. In order to probe whether an autoionization process was occurring, variable temperature NMR and UV-Vis experiments were performed which did not provide a definitive answer to the species at 741 nm. / Graduate

Résumé Par leur capacité de moduler la réponse immune, les rayons ultraviolets (UV) ont trouvé des applications dans le traitement de diverses maladies immunes. Leurs mécanismes d’action sont encore incomplètement définis. L’un d’entre eux comporte l’induction de cytokines immunosuppressives et antiinflammatoires. Ce processus peut être provoqué par la phagocytose de corps apoptotiques, l’apoptose constituant une des lésions cellulaires élémentaires provoquée par les UV. Le but de notre travail a été de préciser les cytokines impliquées dans la réponse aux UV, de définir certains mécanismes de leur production et de la potentialiser par des agents pharmacologiques. Notre étude a comporté deux parties: (1) l’une in vivo chez des malades souffrant de GVH chronique résistante aux traitements conventionnels et traités par photochémothérapie extracorporelle, procédure dans laquelle les leucocytes du malades, prélevés par leucaphérèse puis traités par un psoralène et par UVA lui sont finalement réinjectés; (2) l’autre in vitro où des PBMC de volontaires sains ont été irradiés avec 10J/m2 de rayons UVC qui ne nécessitent pas de photosensibilisation par psoralène. Deux cytokines, l’IL-10 et l’IL-1Ra ont été évaluées par RT-PCR dans un système de coculture autologue entre PBMC et PBL rendus apoptotiques par irradiation. L’évolution du processus apoptotique déclenché par les UV a été mesurée par cytomètrie de flux. Celui-ci concernait essentiellement les lymphocytes, les monocytes/macrophages révélant une résistance relative à l’apoptose, il était progressif, culminant entre la 24ème et la 48ème heures. Lors des cocultures entre PBMC et PBL irradiés, un accroissement très significatif du nombre de copies d’ARNm, concernant les deux cytokines étudiées, l’IL-10 et l’IL-1Ra était observé. L’induction d’IL-1Ra était dépendante de l’IL-10. Une préactivation par du LPS était nécessaire pour la révélation du phénomène. Ensuite, nous avons évalué l’implication sur la synthèse de cytokines du processus de phagocytose de lymphocytes rendus apoptotiques par irradiation UV et divers moyens pharmacologiques pour la potentialiser. La préincubation du matériel irradié pendant une nuit (16h) à 37° dans le but d’accroître la proportion de cellules en voie d’apoptose avant mise en contact avec les PBMC a permis d’obtenir un accroissement très marqué sans nécessiter de LPS, portant essentiellement sur la production d’IL-1Ra tant sur l’ARNm que la protéine secrétée; l’induction d’IL-10 était cette fois négligeable. L’implication de la phagocytose dans le processus a été démontrée par deux agents bloquants (a) l’anticorps monoclonal anti-CD36 (corécepteur avec l’intégrine V3 de la thrombospondine) activant la production d’IL-1Ra et mimant par ce fait le processus phagocytaire et (b) la cytochalasine E la bloquant. Nous avons testé diverses substances pharmacologiques dont l’action activatrice de l’IL-1Ra est connue, en l’occurrence les immunoglobulines G à usage IV (IgIV) et le GM-CSF. L’adjonction d’IgIV (1mg/ml) ou GM-CSF (10 ng/ml) une heure après le début de la coculture exerce sur la sécrétion d’IL-1Ra un effet additif avec les UV. Selon la concentration utilisée, les IgIV peuvent agir par deux mécanismes. Outre l’effet d’activation macrophagique lié au récepteur Fc, nous avons démontré à haute concentration un mécanisme nouveau, du à la présence dans les IgIV d’anticorps naturels antiFas induisant l’apoptose des lymphocytes. Une incubation de 16h des lymphocytes avec 25 mg/ml d’IgIV avant mise en culture provoque outre une apoptose importante une augmentation significative de l’IL-1Ra. Dans ce cas, le processus est indépendant du fragment Fc, la fraction F(ab’)2 gardant la capacité d’induire l’apoptose et de provoquer la production d’IL-1Ra. En conclusion, nous avons mis en évidence un mécanisme nouveau d’induction d’IL-1Ra, non décrit auparavant et défini diverses modalités qui pourraient accroître sa production: - L’incubation de 16h du matériel irradié permet d’orienter le système en accroissant la production de l’IL-1Ra sans que la production de l’IL-10 soit modifiée et sans nécessiter de LPS. Nous attribuons cet effet à l’accroissement du processus apoptotique qui en résulte. - Nous avons potentialisé la production d’IL-1Ra par deux agents pharmacologiques, le GM-CSF et les IgIV. Les mécanismes d’action des IgIV dépendent de la concentration utilisée. 1. Aux concentrations de l’ordre de 1mg/ml, les IgIV exercent, avec les UV un effet additif sur l’induction d’IL-1Ra par une action dépendant du fragment Fc. 2. Aux concentrations élevées de 25mg/ml, un effet apoptotique attribuable à l’action d’anticorps anti-Fas agonistes est observé. Une préincubation de 16h de lymphocytes avec cette concentration d’ IgIV avant mise en culture avec les PBMC autologues provoque outre l’apoptose importante des lymphocytes un accroissement significatif de la production d’IL-1Ra. Le processus est indépendant du fragment Fc, la fraction F(ab’)2 gardant la capacité d’induire l’apoptose et la production d’IL-1Ra.

<p>This Licentiate thesis presents research accomplished at theSection of Atomic and Molecular Physics at the Royal Instituteof Technology in Stockholm using photon induced fluorescencespectroscopy (PIFS) during the last two years.</p><p>The main results presented are summarized:</p><p>- Neutral photodissociation in CO was observed aftersynchrotron photon excitation in the range 19-26 eV bycollecting dispersed fluorescence from excited neutral C atoms.Follow-up ab initio calculations point out CO Rydberg seriesconverging to the CO+ C and D states as precursors.</p><p>- The branching ratio between N2 + (B-X)(v’=1,v’’=2) and (v’=0,v’’=1)transitions in the 20-46 eV energy range reveals strongnon-Franck-Condon effects. Ab initio calculations indicate thatthe autoionization of certain superexcited states areresponsible for some of the structures present in the branchingratio curve, confirming the important role of non-Rydbergdoubly excited resonant states (NRDERS) in de-excitationprocesses above the ionization potential.</p><p>- Photon induced neutral dissociation processes in NO arereported. Neither Rydberg series nor other molecular states inNO known so far can account for the collected data. From abinitio calculations more information regarding the NO precursorstates and the mechanism behind the observed neutraldissociation were obtained.</p><p>- The details of a new experimental set-up for gas phasefluorescence measurements using synchrotron radiation aredescribed. It is able to perform simultaneous measurements ofdispersed and total fluorescence in the visible range. Thefirst results obtained with this set-up are presented,concerning fluorescence after excitation of the N2 molecules inthe N 1s edge.</p><p>These four studies conform the set of papers enclosed in theLicentiate thesis.</p><p>Finally a pre-study to further apply PIFS to speciespreviously excited by microwave discharge is included as futureplans.</p>

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