540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
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The invention relates to compounds that include peptide and peptidomimetics that inhibit estrogen receptor dependent cell proliferation. The compounds of the invention are useful for treating cell proliferative disorders or physiological conditions characterized by undesirable or unwanted estrogen induced cell proliferation, including breast cancer.
Modeling of magic water clusters (H2O)20 and (H2O)21H+ with the PM3 quantum-mechanical method
(1993)
The analysis of used engine oils from industrial engines enables the study of engine wear and oil degradation in order to evaluate the necessity of oil changes. As the matrix composition of an engine oil strongly depends on its intended application, meaningful diagnostic oil analyses bear considerable challenges. Owing to the broad spectrum of available oil matrices, we have evaluated the applicability of using an internal standard and/or preceding sample digestion for elemental analysis of used engine oils via inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP OES). Elements originating from both wear particles and additives as well as particle size influence could be clearly recognized by their distinct digestion behaviour. While a precise determination of most wear elements can be achieved in oily matrix, the measurement of additives is performed preferably after sample digestion. Considering a dataset of physicochemical parameters and elemental composition for several hundred used engine oils, we have further investigated the feasibility of predicting the identity and overall condition of an unknown combustion engine using the machine learning system XGBoost. A maximum accuracy of 89.6% in predicting the engine type was achieved, a mean error of less than 10% of the observed timeframe in predicting the oil running time and even less than 4% for the total engine running time, based purely on common oil check data. Furthermore, obstacles and possibilities to improve the performance of the machine learning models were analysed and the factors that enabled the prediction were explored with SHapley Additive exPlanation (SHAP). Our results demonstrate that both the identification of an unknown engine as well as a lifetime assessment can be performed for a first estimation of the actual sample without requiring meticulous documentation.
Multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) were easily and efficiently functionalised with highly cross-linked polyamines. The radical polymerisation of two bis-vinylimidazolium salts in the presence of pristine MWCNTs and azobisisobutyronitrile (AIBN) as a radical initiator led to the formation of materials with a high functionalisation degree. The subsequent treatment with sodium borohydride gave rise to the reduction of imidazolium moieties with the concomitant formation of secondary and tertiary amino groups. The obtained materials were characterised by thermogravimetric analysis (TGA), elemental analysis, solid state 13C-NMR, Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), transmission electron microscopy (TEM), potentiometric titration, and temperature programmed desorption of carbon dioxide (CO2-TPD). One of the prepared materials was tested as a heterogeneous base catalyst in C–C bond forming reactions such as the Knoevenagel condensation and Henry reaction. Furthermore, two examples concerning a sequential one-pot approach involving two consecutive reactions, namely Knoevenagel and Michael reactions, were reported.
Development and Validation of a Rapid and Reliable Method for TPMT Genotyping using real-time PCR
(2012)
Discrimination and classification of eight strains related to meat spoilage microorganisms commonly found in poultry meat were successfully carried out using two dispersive Raman spectrometers (Microscope and Portable Fiber-Optic systems) in combination with chemometric methods. Principal Components Analysis (PCA) and Multi-Class Support Vector Machines (MC-SVM) were applied to develop discrimination and classification models. These models were certified using validation data sets which were successfully assigned to the correct bacterial genera and even to the right strain. The discrimination of bacteria down to the strain level was performed for the pre-processed spectral data using a 3-stage model based on PCA. The spectral features and differences among the species on which the discrimination was based were clarified through PCA loadings. In MC-SVM the pre-processed spectral data was subjected to PCA and utilized to build a classification model. When using the first two components, the accuracy of the MC-SVM model was 97.64% and 93.23% for the validation data collected by the Raman Microscope and the Portable Fiber-Optic Raman system, respectively. The accuracy reached 100% for the validation data by using the first eight and ten PC’s from the data collected by Raman Microscope and by Portable Fiber-Optic Raman system, respectively. The results reflect the strong discriminative power and the high performance of the developed models, the suitability of the pre-processing method used in this study and that the low accuracy of the Portable Fiber-Optic Raman system does not adversely affect the discriminative power of the developed models.
This work presents the development of a measuring system for the quality control of ultrapure water. The new systems combines ozonation and UV radiation for the oxidation of organic substances. The change in conductivity caused by the oxidation is furthermore correlated with the TOC of the solution.
Development of colored surfaces by formation of nano-structured aggregates is a widely used strategy in nature to color lightweight structures (e.g. butterflies) without the use of dye pigments. The deposition of nanoscale particles mimics nature in it’s approach coloring surfaces. This work presents sol-gel modification of cellulose surfaces used to form a template for growth of Cu/Cu2O core-shell particles with defined size-distributions. Besides improving the adhesion of the deposited particulate material, the sol-gel matrix serves as a template for the control of particle sizes of the Cu/Cu2O structures, and as a consequence of particle size variation the surface color is tunable. As an example, red color was achieved with an average particle size of 35 nm, and shifts gradually to blue appearance when particles have grown to 80 nm on the sol-gel modified fabric. The copper concentration on representative fabrics is kept low to avoid modifying the textile characteristics and were all in the range of 150–170 mg per g of cellulose material. As a result of copper deposition on the surface of the material, the cellulose fabric also became electrically conductive. Remarkably, the electrical conductivity was found to be dependent on the average particle sizes of the deposits and thus related to the change in observed color. The generation of color by growth of nano-sized particles on sol-gel templates provides a highly promising approach to stain surfaces by physical effects without use of synthetic colorants, which opens a new strategy to improve environmental profile of coloration.
The present thesis elucidates the development of (i) a series of small molecule inhibitors reacting in a covalent-irreversible manner with the targeted proteases and (ii) a fluorescently labeled activity-based probe as a pharmacological tool compound for investigation of specific functions of the mentioned enzymes in vitro. Herein, the rational design, organic synthesis and quantitative structure-activity-relationships are described extensively.
In dieser vorliegenden Arbeit wurde der photolytische und photokatalytische Abbau von Lignin untersucht. Eine Charakterisierung des verwendeten Photoreaktors wurde mittels Kalium-Ferrioxalat-Aktinometrie durchgeführt. Zur Analyse der abgebauten Lignine wurde eine Optimierung einer bereits bestehenden Methode zur Bestimmung des Hydroxylgehaltes erarbeitet. Die Bestimmung der Hydroxylgehalte erfolgte demnach bei Raumtemperatur nach einer Acetylierungsdauer von 72 h und zeigte eine Abnahme der Hydroxylgehalte mit andauernder UV-Bestrahlung. Selbige Beobachtung konnte mit Hilfe der ATR-IR-Spektroskopie gemacht werden. Zusätzlich konnte die Bildung von Carbonsäuren und der Abbau von aromatischen Strukturen detektiert werden. Der Abbau aromatischer Strukturen konnte ebenfalls durch UV-VIS-Spektroskopie gezeigt werden. Eine Vermutung, dass es sich bei dem Abbauprozess um einen oxidativen Mechanismus handelt, konnte mit dem Abbau von Hydroxylgruppen über eine Bildung von Carbonsäuren zu Kohlenstoffdioxid bestätigt werden. Eine Freisetzung von Kohlenstoffdioxid konnte durch eine Bestimmung des IC festgestellt werden. Die Ergebnisse der Gel-Permeations-Chromatographie zusammen mit einer TOC-Analyse zeigen einen Abbau der molaren Masse des Lignins auf. Es konnten Fragmente mit einer Molmasse ähnlich der Monomere des Lignins gefunden werden. Der eingesetzte Photokatalysator wurde via Röntgenbeugung untersucht und konnte als das hoch photokatalytisch aktive P25 von Degussa identifiziert werden. Trotz des Einsatzes verschiedener Katalysatorkonzentrationen in einem Bereich von 0-0,5 g L^(-1) konnte kein Einfluss des Photokatalysators auf den Abbauprozess des Lignins beobachtet werden.
In der vorliegenden Arbeit wurde Kraft-Lignin als Makromonomer für die Synthese von thermoplastischen Polyurethanen mit hoher molarer Masse durch acide Präzipitation aus Schwarzlauge isoliert. Die Charakterisierung des Rohstoffes bezüglich seiner Ausgangsmolmasse erfolgte mittels Gel-Permeations-Chromatographie mit Polystyren-Polymerstandard, welche sich als sehr hilfreiche Analysemethode erwies. Da das Kraft-Lignin die klassische Polyolkomponente bei der Synthese von Polyurethanen ersetzen sollte, war es notwendig, den Hydroxylgehalt des Kraft-Lignins zu bestimmen. Für diesen Zweck wurde eine bereits etablierte Prozedur zur nasschemischen Bestimmung des Hydroxylgehaltes von Polyolen für die Synthese von Polyurethanen einer Adaption unterzogen. Es wurde die Reaktionsdauer bei der Acetylierung des Kraft-Lignins variiert. Das Ergebnis war, dass die Messgenauigkeit durch eine Erhöhung der Reaktionsdauer von 1 h auf 3 h drastisch von 25,5 % auf 3,6 % reduziert werden konnte. Um abschätzen zu können, ob die erzielte Messgenauigkeit im Rahmen einer nasschemischen Prozedur mit manueller Titration liegt, wurden zusätzlich die Hydroxylgehalte von Ethandiol und Saccharose bestimmt. Diese dienten als Referenzsubstanz mit definierten und bekannten Hydroxylgehalten. Die Ermittlung der Hydroxylgehalte mit diesen Substanzen ergab für Ethandiol eine Messgenauigkeit von 2,2 % und für Saccharose eine Messgenauigkeit von 1,4 %. Eine Messgenauigkeit von 3,6 % ist in Anbetracht des Zeitaufwandes akzeptabel.
Für die Synthese von thermoplastischen Polyurethanen wurde Kraft-Lignin mit Methylendiphenyldiisocyanat in Dimethylacetamid mit Zinnoktoat als Katalysator zur Reaktion gebracht. Es wurde das NCO/OH-Verhältnis und die Reaktionsdauer variiert. Die Analyse der synthetisierten Polyurethane erfolgte mittels Ubbelohde-Kapillarviskosimetrie, Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie und Schmelzpunktbestimmung. Die FTIR-Spektren bestätigte eine erfolgreiche Synthese von Polyurethanen aus Kraft-Lignin und Methylendiphenyldiisocyanat und zeigte, dass die Variation des NCO/OH-Verhältnisses und der Reaktionsdauer keinerlei Einflüsse auf die chemische Grundstruktur des Polyurethans hat. Die Ubbelohde-Kapillarviskosimetrie belegte die thermoplastischen Eigenschaften des synthetisierten Polyurethans, die sich in einem thermoplastischen Nassprozess verarbeiten lassen. Sie zeigte auch die Abhängigkeit der Molmasse der synthetisierten Polyurethane von der Reaktionsdauer und vom NCO/OH-Verhältnis. So steigt die Molmasse des Polyurethans mit steigender Reaktionsdauer und sinkendem NCO/OH-Verhältnis. Letztere Beobachtung ist sogar praktisch hinsichtlich der gesundheitsgefährdenden Eigenschaft von Isocyanaten, da so der Einsatz von Isocyanaten reduziert werden kann. Um die schmelzflüssige Verarbeitbarkeit des synthetisierten Polyurethans zu untersuchen, wurden die Schmelzpunkte der Polymere bestimmt. Es konnte in einem Temperaturbereich von 25 °C-410 °C keine Aggregatzustandsänderung, sondern lediglich eine Zersetzungsreaktion beobachtet werden.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines, für die kontrollierte Freisetzung hydrophiler Wirkstoffe geeigneten, Verkapselungssystems mit dem Ziel die Freisetzung osteospezifischer P2-Liganden zu verzögern, um bei der Behandlung von Knochendefekten kritischer Größe die Bildung neuen Knochengewebes zu gewährleisten. Hierfür werden, unter Anwendung der immersiven Layer-by-Layer-Beschichtung, mit den Modell-Substanzen Adenosintriphosphat und Suramin versetzte, Alginat sowie κ-Carrageen-Kapseln mit Chitosan und Lignosulfonat beschichtet und auf ihr Freisetzungsverhalten hin untersucht.
Im Rahmen der Arbeit wurde Kraft-Lignin mit Natriumsulfit demethyliert, um den Gehalt an aromatischen Hydroxygruppen zu erhöhen und damit die Reaktivität des Lignins in Bezug auf Polyurethan-Synthesen zu erhöhen. Variiert wurden die Demethylierungstemperatur (72°C, 90°C) sowie der pH-Wert zur Isolierung des Kraft-Lignins (pH 2, 3, 4 und 5). Die Analyse der demethylierten Proben erfolgte mittels differentieller UV-Spektroskopie und der OH-Gehaltbestimmung via automatischer Titration (angelehnt an ISO 14900:2001(E)). Weitere Untersuchungen umfassten Löslichkeitstests sowie Strukturanalysen via FTIR- und UV/Vis-Spektroskopie.
Pozzolanic properties of Pennisetum purpureum grass ash were tested on Portland cement. Results show that the ash can be blended with cements without compromising binding strength of the cement. It was found that Portland cement could be blended with Pennisetum purpureum up to a ratio of 3:2 compromising compressive strength of mortar.Mortar with lower cement replacement took longer to set as evidenced by lower compressive strength within the 28-day aging time. Mortar with higher cement replacement had lower water absorption capacity, an indication that the test pozzolan was of smaller particulate size. XRF analysis and the FTIR spectrum showed that the ash has a higher content of silica. The XRD pattern of the ash showed that the ash was predominantly amorphous. SEM images showed that the ash produced at 600 o C had residual carbon material.