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Facilitating Nitrification Inhibition through Green, Mechanochemical Synthesis of a Novel Nitrapyrin Complex

  • Nitrapyrin (NP) is applied to cultivated soils to inhibit the enzymatic activity of ammonia monooxygenase (AMO), but its poor aqueous solubility and high volatility severely limit its application. β-Cyclodextrin (β-CD) is commonly used to form inclusion complexes with hydrophobic molecules, improving water solubility and stability upon complexation. Here we report on the mechanochemical synthesis of the inclusion complex β-CD·NP, characterized via a combination of solid-state techniques, including exsitu and in situ X-ray diffraction, Raman and NMR spectroscopies, transmission electron microscopy, and energy dispersive X-ray spectroscopy. The pure inhibitor NP was also structurally characterized. The β-CD·NP complex presents improved solubility and thermal stability, and still inhibits the enzymatic activity of AMO with high efficacy. All results indicate that the inclusion of NP into β-CD represents a viable route for the preparation of a novel class of inhibitors, with improvedNitrapyrin (NP) is applied to cultivated soils to inhibit the enzymatic activity of ammonia monooxygenase (AMO), but its poor aqueous solubility and high volatility severely limit its application. β-Cyclodextrin (β-CD) is commonly used to form inclusion complexes with hydrophobic molecules, improving water solubility and stability upon complexation. Here we report on the mechanochemical synthesis of the inclusion complex β-CD·NP, characterized via a combination of solid-state techniques, including exsitu and in situ X-ray diffraction, Raman and NMR spectroscopies, transmission electron microscopy, and energy dispersive X-ray spectroscopy. The pure inhibitor NP was also structurally characterized. The β-CD·NP complex presents improved solubility and thermal stability, and still inhibits the enzymatic activity of AMO with high efficacy. All results indicate that the inclusion of NP into β-CD represents a viable route for the preparation of a novel class of inhibitors, with improved properties related to stability, water solubility, and good inhibition activity.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:L. Casali, V. Broll, S. Ciurili, D. Braga, Franziska EmmerlingORCiD, F. Gepioni
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Crystal Growth and Design
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.0 Abteilungsleitung und andere
6 Materialchemie / 6.3 Strukturanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:ACS Publications
Jahrgang/Band:21
Ausgabe/Heft:10
Erste Seite:5792
Letzte Seite:5799
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Mechanochemistry; Nitrification
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialdesign
DOI:10.1021/acs.cgd.1c00681
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-537154
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:10.11.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:10.11.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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