Materiały konferencyjne - pobierz

Transkrypt

Materiały Konferencyjne
XLIV OGÓLNOPOLSKA SZKOŁA CHEMII
„POZNAJ NASZĄ CHEMIĘ!”
Koszuty, woj. Wielkopolskie
30 kwietnia – 4 maja 2016 r.
Materiały Konferencyjne
XLIV Ogólnopolskiej Szkoły Chemii „Poznaj Naszą Chemię!”
Redakcja:
Miłosz Piechocki
Aleksandra Florkowska
Katarzyna Wolska
Maciej Skrodzki
Aleksandra Skoczeń
ISBN: 978-83-944876-0-7
Projekt okładki i oprawy graficznej:
Dawid Frąckowiak
Miłosz Piechocki
Nakład:
160 egz.
Naukowe Koło Chemików UAM
Poznań 2016
Wydanie drugie poprawione
Niniejsze materiały konferencyjne zostały przygotowane na podstawie abstraktów
nadesłanych przez uczestników XLIV OSCh. NKCh UAM nie ponosi odpowiedzialności za
ich treść.
ORGANIZATORZY XLIV OGÓLNOPOLSKIEJ SZKOŁY CHEMII
Prezes Akademickiego Stowarzyszenia Studentów Chemii
Miłosz Piechocki
Wiceprezes Akademickiego Stowarzyszenia Studentów Chemii
Oskar Kubiczek
Opiekun naukowy NKCh UAM
Dr hab. Mariusz Pietrowski
Administratorzy strony www
Marcin Konopka
Miłosz Piechocki
Komitet organizacyjny
Julia Duszczak
Anna Wychowaniec
Łukasz Dziedzic
Patrycja Kuźma
Aleksandra Florkowska
Patrycja Mała
Dawid Frąckowiak
Filip Perlitius
Malwina Gabryel
Miłosz Piechocki
Magdalena Grzelak
Aleksandra Skoczeń
Natalia Gurlaga
Maciej Skrodzki
Marcin Konopka
Mikołaj Szymański
Oskar Kubiczek
Katarzyna Wolska
PATRONI HONOROWI
Rektor Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza
Prof. zw. dr hab. Bronisław Marciniak
Dziekan Wydziału Chemii UAM
Prof. zw. dr hab. Henryk Koroniak
PATRONI HONOROWI
SPONSORZY
Nadleśnictwo Międzychód
PATRONI MEDIALNI
Z matki obcej; krew jego dawne bohatery,
A imię jego będzie czterdzieści i cztery
Adam Mickiewicz „Dziady cz. III”
Większości bywalców ostatnich Ogólnopolskich Szkół Chemii
zapewne trudno sięgnąć pamięcią do czasów założenia Akademickiego
Stowarzyszenia Studentów Chemii. Zagadką pozostanie, w czyjej dokładnie
głowie pojawił się zalążek pomysłu zjednoczenia ścisłych umysłów Polski.
Niemniej jednak, faktem jest, że życie byłoby niezaprzeczalnie uboższe
o wiele niezapomnianych chwil, gdyby ASSChem nie zostało powołane do
życia. Przez lata celebrowano naukę, realizując podstawowe cele
organizacji: pogłębianie współpracy pomiędzy kołami naukowymi
studentów chemii uczelni wyższych oraz poszerzanie wiedzy przyrodniczej
członków organizacji.
Można powiedzieć, że wybór Naukowego Koła Chemików UAM
jako organizatorów już 44. Ogólnopolskiej Szkoły Chemii jest dziełem
przypadku. Jakakolwiek byłaby prawda, OSChem czterdzieści i cztery będzie
wyjątkowym wydarzeniem, a symbolika owej liczby daje do zrozumienia,
że oczekiwania są ogromne; oczywiście, postaramy się im wszystkim
sprostać. Towarzyszy nam zapał i entuzjazm, które w połączeniu
z pomysłowością powinny dać oczekiwane owoce pracy. Jednak trzeba
przyznać, że najlepszy plan nie znajdzie spełnienia bez Waszego wsparcia
i udziału, dlatego, bracia, przybywajcie wkrótce tłumnie na wielkopolską
ziemię.
Formułując ostatnią już myśl, zdradzę, że pozostaje nam nadzieja, iż
na pytanie skąd wracają chemicy, odpowiecie bez cienia wątpliwości –
z udanego OSChemu czterdzieści i cztery, bogatsi w wiedzę oraz w więzi
przyjaźni. Życzymy Wam, abyście pewnego dnia, patrząc na własny
dorobek naukowy, z największym przekonaniem byli w stanie wykrzyknąć:
„Ja czuję nieśmiertelność, nieśmiertelność tworzę!”.
Ze studenckim pozdrowieniem,
Miłosz Piechocki
Prezes Akademickiego Stowarzyszenia Studentów Chemii
Spis prelegentów i tytułów wystąpień
Referaty – badania własne
Mikołaj Dembek SKNCh UMK Badanie kinetyki wypełniania porów w makroporowatych
monolitach węglowych
Magdalena Gądek KNSCh „Esprit” PRz Katalizator palladowy na nośniku polimerowym
z układem dendrytycznym w reakcji Sonogashira
Mikołaj Janicki KNWCh „Allin” PWr Modelowanie solwatowanego protonu metodami pól
siłowych
Szymon Jarzyński SKNCh UŁ Synteza oraz zastosowanie optycznie czystych
2-(aminometylo)azirydyn w katalizie asymetrycznej
Patryk Kasza NKCh UJ Cząsteczko, pokaż się! Efektywne znakowanie azydotymidyny synteza i badania spektroskopowe
Marcin Konopka NKCh UAM Synteza i analiza stereochemiczna chiralnych alkoholi
trytylowych
Patrycja Kuźma NKCh UAM Badanie techniką XPS immobilizowanych kompleksów Pt(II)
na zmodyfikowanej aminosilanem powierzchni krzemionki
Marcin Małecki KNCh „Jeż” UWr Heterofenantriszafiryny – synteza i właściwości
Krystyna Masłowska SKNCh „Fulleren” UW Nowe receptory anionów: synteza i badania
właściwości kompleksotwórczych
Paweł Maszota SSOGPTChem „Hybryda” PG Hydratacja mocznika i 1,1-dimetylomocznika
na podstawie symulacji metodą dynamiki molekularnej
Liliia Moshniaha KNCh „Jeż” UWr Badania teoretyczne wpływu temperatury na trwałość
wybranych kompleksów z potrójnym wiązaniem wodorowym
Michał Sawczyk SKN „SANA” UW Oddziaływania molekuł i suprastruktur w ograniczonych
przestrzeniach
Paweł Szubarga SKNCh UMK Synteza kompleksów irydoorganicznych o właściwościach
fluorescencyjnych
Referaty - popularnonaukowe
Piotr Dzwoniarek SKNCh „Fulleren” UW Krystalografia – z czym to się je i czy trzeba
wypluwać pestki?
Łukasz Kołodziej KNCh „Koronan” UO Ftalocyjaniny metali jako fotosensybilizatory
w reakcjach otrzymywania reaktywnych form tlenu
Magdalena Legendziewicz KN „Kiwon” PWr Algi jako źródło energii i substancji
chemicznych. Ograniczenia w ich wykorzystaniu na skalę przemysłową.
Małgorzata Lewińska SKNCh „Fulleren” UW Różne oblicza kapsuł molekularnych
Miłosz Piechocki NKCh UAM Samosortowanie kompleksów hydrazonowych
Artur Stępnik SSOGPTChem „Hybryda” PG Imitacje bursztynu bałtyckiego i metody ich
wykrywania
Mikołaj Szymański NKCh UAM Przez głowę do serca
Grzegorz Ścibisz SKNCh „Fulleren” UW Biologiczne inspiracje nanotechnologii. Materiały
i maszyny.
Krzysztof Świderski KNWCh „Allin” PWr Zastosowanie APGD-OES w chemii analitycznej
Katarzyna Wolska NKCh UAM „Tam sięgaj, gdzie wzrok nie sięga” - czyli o łamaniu praw
fizyki
Jan Albert Zienkiewicz SKNCh UMK Pirotechniczna zupa z gwoździa, czyli o wodzie
w materiałach wybuchowych
―XLIV Ogólnopolska Szkoła Chemii―
11
Postery – badania własne
Damian Bińkiewicz SKNCh „Fulleren” UW Analiza próbek stałych za pomocą metody
LA-ICP-MS
Kamila Butowska NKCh UG Na drodze do rozwiązania zagadki radiosensybilizującego
działania metronidazolu
Majka Duda NKCh UJ Zastosowanie grupy N,N-dimetylopirydyloetylenodiaminowej jako
grupy jonoforowej we fluorescencyjnym rozpoznawaniu jonów cynku i gadolinu
Julia Duszczak NKCh UAM Etynylopodstawione silseskwioksany jako molekularne
prekursory materiałów hybrydowych
Łukasz Gołuński KN „Soliton” PG Optimization of polycrystalline CVD diamond nucleation
with the use of sp3/sp2 Raman band ratio
Zuzanna Jańczuk SKN „SANA” UW Synteza ciekłokrystalicznych ligandów do modyfikacji
powierzchni nanocząstek tlenku żelaza
Magdalena Kasza NKCh UJ Chemiczny krawiec – jak „szyć” katalizatory na miarę? Czy
metanol i badania in situ przyjdą z pomocą?
Grzegorz Kołodziej SKN „SANA” UW Nanocząstki złota modyfikowane eterem koronowym
– synteza i właściwości
Kinga Kowerczuk KN „Kiwon” PWr Biopaliwa drugiej generacji
Patrycja Mała NKCh UAM Synteza (5S)-5-benzylo-5-(N-izopropylo)-amino-1,2-Oizopropylideno-3-O-metylo-α-d-ksylofuranozy na drodze stereoselektywnej reakcji addycji
Grignarda
Łukasz Marecki SKNCh UMK Synteza folii chitozanowych z betuliną oraz optymalizacja
procesu ekstrakcji betuliny
Bartosz Matysiak SKN „SANA” UW Antiparallel dynamic covalent chemistries
Adam Nowatkowski SSOGPTChem „Hybryda” PG Mikroekstrakcja do fazy stacjonarnej
z zastosowaniem cieczy jonowych
Michał Okraska SKN „Nano” PŁ Plazmochemiczna modyfikacja nanorurek węglowych
z wykorzystaniem związków metaloorganicznych do zastosowania w zaawansowanych
kompozytach polimerowych
Marzena Pander KNCh „Jeż” UWr Alkilidenowe kompleksy rutenu jako inicjatory reakcji
dimeryzacji i cyklotrimeryzacji alkinów
Filip Perlitius NKCh UAM Synteza i charakterystyka fotoaktywnych związków
kompleksowych
Kamila Piec KNCh „Jeż” UWr Funkcjonalizowanie klatkowych silseskwioksanów
Aleksander Promiński SKN „SANA” UW Samoorganizacja w nanoskali
Izabella Radziuk-Śliwińska NKCh UG Polon 210Po w wodach jeziora żarnowieckiego,
miejscu potencjalnej budowy elektrowni jądrowej w Polsce
Arkadiusz Rybak SKN „Nano” PŁ Organiczne ogniwa fotowoltaiczne z heterozłączem
objętościowym
Patrycja Sikorska NKCh PG Projektowanie poliuretanu nienasyconego pod kątem
samoleczenia materiału
Agnieszka Sobiepanek SKN „SANA” UW Synteza ligandów promezogenicznych do
modyfikacji powierzchni nanocząstek tlenku żelaza
Elżbieta Szczepańska NKCh UG Otrzymywanie oraz badanie uwalniania nanocząstek srebra
z różnych form kosmetycznych
Magdalena Turowska SKNCh UMK Fotoprotekcyjne działanie tlenków na bazie metali
12
Agata Zug KNCh „Koronan” UO Polimeryzacja etylenu wobec katalizatora wanadocenowego
z udziałem cieczy jonowych
Postery – popularnonaukowe
Aleksandra Abu Nahia SKNCh UMK Konserwanty w kosmetykach
Krystian Baran KNSCh „Esprit” PRz Kannabinoidy - właściwości i zastosowanie
Estera Bojek KN „Kiwon” PWr Paliwa otrzymane w syntezie fischera-tropscha jako
alternatywa dla paliw otrzymanych z ropy naftowej
Anna Drapsa SKN „Bioaktywni” UMCS Efekty matrycowe w chromatografii gazowej
sprzężonej ze spektrometrią mas
Dawid Drozdowski KNWCh „Allin” PWr Historia ludzkim włosem szyta
Klaudia Dziąg SKNCh „Fulleren” UW Dla zasady kwaśne kwiatki
Łukasz Dziedzic NKCh UAM Synteza polimerów metodą post-polimeryzacyjnej modyfikacji
Malwina Gabryel NKCh UAM Denga – choroba diabła
Sara Gawarkiewicz SSOGPTChem „Hybryda” PG Szerokie spektrum zastosowań zasad
Schiffa
Izabela Goryńska SKNCh UMK Wpływ warunków prowadzenia hodowli na produkcję
substancji bioaktywnych u kocanki piaskowej (Helichrysum arenarium L.) w kulturze in vitro
Natalia Gurlaga NKCh UAM Molekularny montaż czyli samoorganizacja oraz
samorozpoznanie kaliksalenów
Joanna Hager KNCh „Jeż” UWr Nanografeny – rozszerzone policykliczne węglowodory
aromatyczne
Angelika Haniszewska KNWCh „Allin” PWr Kwas bursztynowy surowcem przyszłości
Andrea Harnos KN „Kiwon” PWr Bioremediacja gruntów skażonych ropą naftową oraz
produktami jej przeróbki
Gabriela Huszcza SKNCh UMK Eliksiry młodości
Dorota Jachura NKCh PG Alternatywne środki konserwujące w produktach kosmetycznych.
Zamienniki parabenów
Justyna Karpowicz SKN „Bioaktywni” UMCS Substancje chemiczne aktywnie czynne
stosowane w kosmetykach
Izabela Kasza KNWCh „Allin” PWr Nożyce do DNA
Urszula Kozłowska SSOGPTChem „Hybryda” PG Krystalochemia w kokryształach
cząsteczek o symetrii trójkrotnej
Joanna Kuligowska SKNCh UMK Leki prosto od MARII - czyli produkcja
radiofarmaceutyków
w Polsce
Antoni Marciniak NKCh PG Kuban i jego nitropochodne: najsilniejsze znane środki
wybuchowe
Inna Mashevska KNWCh „Allin” PWr Spektroskopia oscylacyjna w walce z bioterroryzmem
Paulina Mieldzioć SKNCh „Fulleren” UW Entropia – wszechświata sposób na chaos i
porządek
Justyna Mielnik KNWCh „Allin” PWr Czy ktoś lubi „plastik”?
Monika Miszta SKN „Bioaktywni” UMCS Emulgatory - substancje stabilizujące emulsje
Maria Nowaczyk NKCh PG Wpływ bakterii na funkcjonowanie organizmu człowieka
13
Jolanta Oczak KNSCh „Esprit” PRz „Recykling Antybiotyków” dzięki zastosowaniu
inhibitorów kwasów tejchojowych
Maciej Ostrowski SKNCh UŁ Elektrochemiczna redukcja chinonów w różnych środowiskach
Krystian Pankowski SKNCh UMK Zastosowanie ditlenku tytanu domieszkowanego
wybranymi metalami w implantologii
Marta Porwoł KN „Kiwon” PWr Alternatywne żródła pozyskiwania wody pitnej
Marcin Pryczek KN „Kiwon” PWr Pogłębiona przeróbka ropy naftowej na przykładzie
krakingu katalitycznego
Katarzyna Radzikowska SKN „Bioaktywni” UMCS Substancje szkodliwe w kosmetykach
Natalia Rubach SKNCh UMK Red Hot Chili Peppers czyli kapsaicyna
Bianka Sieredzińska SKNCh „Fulleren” UW Ksenoestrogeny i ksenohormony – zło
konieczne?
Aleksandra Skoczeń NKCh UAM Trwałość pozbiorcza, czyli działanie odżywek do kwiatów
i zieleni ciętej
Maciej Skrodzki NKCh UAM Powrót do epoki żelaza
Alicja Szalkiewicz NKCh PG Nieśmiertelne komórki
Anna Szlapa KNCh „Koronan” UO Zastosowanie polimerów cyklodekstrynowych do
usuwania mikrozanieczyszczeń wód
Damian Tarasek KNCh „Koronan” UO Znaczenie reakcji następczych w przypadku
rutynowego badania reakcji katalizowanych przez tyrozynazę
Katarzyna Tomczak SKN „Nano” PŁ Plazma niskociśnieniowa - kamień milowy w przemyśle
bezodpadowym i medycynie
Zuzanna Wąsowicz SSOGPTChem „Hybryda” PG Kiedy Twoje Laboratorium staje się
kuchnią
Agata Wojna SKNCh UŁ Struktura i funkcje kolagenu oraz lokalizacja różnych typów
kolagenu w ludzkim organizmie
Karina Wrzeszcz SKNCh UMK Naturalne związki polifenolowe – na zdrowie!
Dorota Zembrzuska ChKN UKSW Naśladując naturę – polimery wdrukowane molekularnie
jako selektywne warstwy wykrywające w sensorach
Doktorzy i doktoranci
Dorota Bartkowiak Humboldt-Universität zu Berlin, NKCh UAM Porous MgF2-over-goldnanoparticles as plasmonic substrate for surface enhanced Raman scattering
Sylwia Berbeć SKNCh „Fulleren” UW Wykorzystanie powierzchni modyfikowanych nanozłotem i tlenkiem grafenu jako podłoża do badań fizykochemicznych układów biologicznych
Urszula Budniak SKNCh „Fulleren” UW Analiza termiczna i rentgenograficzna kryształów
2,6-diaminopuryny
Robert Dec SKNCh „Fulleren” UW Nowa metoda detekcji białkowych fragmentów
proteolitycznego trawienia wykorzystująca powierzchniowo wzmocnioną spektroskopię
Ramana (SERS)
Dawid Frąckowiak WCZT Metateza krzyżowa winylopochodnych germanu: wydajna metoda
syntezy nienasyconych mono- i difunkcyjnych germasilseskwioksanów
Magdalena Grzelak NKCh UAM Synteza i reaktywność germasilseskwioksanów
Anna Jenczak NKCh UAM Synteza i analiza supramolekularnych kompleksów
diketonowych
Tomasz Klucznik IChO PAN Chematica – komputerowo planowana synteza totalna
14
Barbara Mikulak IChO PAN Dronedarone - pierwsza w historii synteza leku zaprojektowana
przez komputer
Marta Pakiet NKCh UAM Gemini surfaktanty jako multifunkcjonalne inhibitory korozji
Dominika Pawcenis NKCh UJ Ocena wpływu warunków zewnętrznych na degradację
jedwabiu za pomocą chromatografii żelowej
Paulina Pikosz KNWCh „Allin” PWr Plastikowe S.O.S. dla kręgosłupa, czyli
poli(węglanouretanowy) krążek międzykręgowy
Damian Rosiak SSOGPTChem „Hybryda” PG Wpływ zamiany grupy metylowej przez atom
chloru w ligandach benzoilotiomocznikowych na sposób ich koordynacji do halogenków
rtęci (II)
Sebastian P. Sitkiewicz University of Valencia Atmospheric chemistry under a loupe theoretical study on light absorption by halogen compounds
Bartosz Szulczyński SSOGPTChem „Hybryda” PG Sensoryczne algorytmy analizy
podobieństwa
Marcin Walczak NKCh UAM Synteza monofunkcyjnych silseskwioksanów w oparciu o
reakcję hydrosililowania olefin
Grzegorz Wilkowski NKCh UAM Reakcja sililującego sprzęgania jako efektywna metoda
syntezy nowych pochodnych silseskwioksanów
Adam Zarecki IChB PAN Małe cząsteczki, wielkie możliwości
Aleksander Zięcina INTiBS PAN Teranostyczne nanocząstki typu rdzeń-powłoka
otrzymywane metodą mikroemulsyjną
Krzysztof Żukowski NKCh UAM Sondy bioanalityczne z kowalencyjnie przyłączoną heminą
jako DNAzymy o aktywności peroksydazowej
15
Wykłady zaproszonych Gości
Wykład Gościa
NANOSCALED METAL FLUORIDES:
SYNTEHSIS, MECHANISM, APPLICATIONS
Erhard Kemnitz
Humboldt-Universität zu Berlin, Chemistry Department
Brook-Taylor-Str. 2, 12489 Berlin
[email protected]
This presentation will focus on nanoscopic metal fluorides and hydroxide fluorides prepared
via a recently explored fluorolytic sol-gel synthesis approach [1]. Metal fluoride phases
obtained via this route exhibit distinctly different properties as compared with their
classically prepared homologues [2][3].
Due to their unique optical and catalytic properties nanoscopic metal fluorides are of great
interest for several applications in optical materials, photonics, catalysis, ophthalmology,
ceramics, etc. An essential pre-condition for their use in these fields is their homodispersed
particle sizes on a low nanometer scale. MFn-materials fitting these requirements can be
obtained according the so-called “fluorolytic” sol gel synthesis (eq. 1 and 2) [1]:
M-OR + HF
M-F + ROH (fluorolysis) (1)
2n M-F
(-M-F-M-F-)n (bridging) (2)
Metal fluorides obtained according eq.1 exhibit particle sizes below 10 nm, high specific
surface areas ranging from 200 up to 600 m2 g-1 due to an extremely high degree of structural
disorder, and hence, show chemical and physical behaviour distinctly different from their
classical counterparts.
Based on such nano-metal fluorides, excellent catalytic performances have been achieved in
several reactions for the synthesis of fine chemicals [4]; corundum ceramics with improved
mechanical and optical properties [5], antireflective layers with almost 100% transmission
[6], and new inorganic-organic composite materials [5] can be obtained.
References:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
18
E. Kemnitz, U. Groß, St. Rüdiger, S. Chandra Shekar, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 4251
S. Rüdiger, U. Groß, E. Kemnitz, J. Fluorine Chem. 128 (2007) 353-368.
S. Rüdiger, E. Kemnitz, Dalton Trans. (2008) 1117-1127.
E. Kemnitz, St. Wuttke, S. M. Coman; Eur. J. Inorg. Chem. 2011, 4773
Ch. Stosiek, H. Ludwig, U. Reichel, G. Scholz, E. Kemnitz, J. Ceram. Sci. Technol., 2011, 2, 31
H. Krüger, A. Hertwig, U. Beck, E. Kemnitz, Thin Solid Films 2010, 518, 6080
Wykład Gościa
CHEMIA ZWIAZKÓW FLUOROORGANICZNYCH
DLACZEGO TO TAKIE PASJONUJĄCE?
Henryk Koroniak
Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
[email protected]
Otrzymanie w roku 1886 na drodze elektrolizy fluorku potasu pierwiastkowego fluoru przez
Henri Moissana było odkryciem bardzo ważnym, tak ważnym ze doceniono to przyznaniem
mu w roku 1906 Nagrody Nobla. Fakt ten musi budzić pewne refleksje, gdyż zaledwie kilka
lat później, bo w roku 1889 Henri Becqurel i Maria Skłodowska obserwują pierwsze
eksperymenty promieniotwórcze.
Dlaczego więc tyle czasu należało czekać na wyizolowanie pierwiastkowego fluoru?
Odpowiedzią jest przede wszystkim ogromna reaktywność fluoru. Może przypadek, a może
swoisty znak czasu spowodował że chemicznie (a nie elektrochemicznie jak tego dokonał
Henri Moissan) otrzymano fluor w sto lat po tym pierwszym odkryciu. Dokonał tego Karl
Christe w reakcji heksafluoromanganianu(IV)potasu z fluorkiem antymonu(V) w temp.
150°C:
2KMnO4 + 2KF + 10HF + H2O2 → 2K2MnF6↓ + 8H2O + 3O2
SbCl5 + 5HF → SbF5 + 5HCl
2K2MnF6 + 4SbF5 → 4KSbF6 + 2MnF3 + F2↑
Skoro jednak Matka Natura stworzyła tylko bardzo nieliczne przykłady organicznych
związków fluoru, tym większe pole popisu dla badaczy, syntetyków dla których tworzenie
nowej materii jest wyzwaniem i celem jako takim. Pierwszym niezwykle ważnym
odkryciem, który spowodował pojawienie się sporej gamy pochodnych zbudowanych
z atomów węgla, fluoru i innych halogenów były Freony, które pojawiły się w latach 20.
ubiegłego stulecia.
Organiczne związki fluoru mają swoje ogromne, wzrastające w sposób ciągły zastosowanie
w farmakologii, terapii wielu schorzeń, itp. Wydaje się, że fluorowane anestetyki
zrewolucjonizowały procedury narkozy, usypiania pacjentów itp. Anestetyki to leki do
znieczulenia ogólnego. Niektóre z nich działają przede wszystkim nasennie podczas
operacji, w celu zniesienia bólu, świadomości, wywołania niepamięci. Fluorowane
anestetyki stosowane obecnie wykazują dużą trwałość, nie ulegają lub ulegają
w minimalnym stopniu metabolizmowi w organizmie pacjenta, co jest niezwykle ważne
w terapii.
Ostatni akcent to związki fluoroorganiczne stosowane w terapii jako leki. Wiadomo, że co
roku jest ich na rynku coraz więcej. Nie oznacza to, że są to koncepcyjnie zupełnie nowe leki,
ale wiele z nich to sprawdzone już specyfiki, które po wbudowaniu do nich atomów fluoru
lub grup fluorowanych wykazują znacznie wzmocnione działanie.
Przedstawione zostaną także oryginalne wyniki uzyskane przez Autora i jego grupę
badawczą. Będą to prace dotyczące syntezy, badań mechanistycznych w kilku istotnych
tematach realizowanych przez ostatnie kilkanaście lat. Niektóre z tych wyników doczekały
się odniesień w podręcznikach.
Kenji Uneyama, znany badacz w zakresie chemii zwiazków fluoroorganicznych,
w swojej książce napisał , ze Fluor to mały atom o bardzo dużym ego. I to jest pasjonujące.
19
Wykład Gościa
KATALIZA METALONIEORGANICZNA - NOWA STRATEGIA SYNTEZY
ZWIĄZKÓW METALOORGANICZNYCH, POLIMERÓW
I (NANO)MATERIAŁÓW
Bogdan Marciniec1,2
1Centrum
2Wydział
Zaawansowanych Technologii UAM, ul. Umultowska 89c, 61-614 Poznań
Chemii, Uniwersytet im. A. Mickiewicza, ul. Umultowska 89b, 61-614 Poznań
[email protected]
Głównym kierunkiem światowych badań chemicznych jest poszukiwanie oryginalnych
dróg syntez (w oparciu o procesy katalityczne) molekularnych i makromolekularnych
związków chemicznych o specjalnych właściwościach, tzw. fine chemicals (również
biochemicals) i chemical specialties, które są podstawą materiałów (biomateriałów) bądź ich
prekursorami. O ile tworzenie lub rozerwanie wiązania TM-węgiel (zw. metaloorganiczne)
odgrywa decydującą rolę w katalizie związków organicznych, która w II połowie XX wieku
okazała się kamieniem milowym w syntezie organicznej, reaktywność wiązania TMheteroatom (zw. metalonieorganiczne) decyduje o większości transformacji pochodnych
pierwiastków bloku p katalizowanych kompleksami metali przejściowych [1]. Prowadzą
one do selektywnych syntez wielu molekularnych i makromolekularnych związków heteroi metaloorganicznych (tj. tworzących wiązanie węgiel-heteroatom) [2]. Celem badań zespołu
poznańskiego jest poszukiwanie nowych katalitycznych reakcji i nowych katalizatorów
znanych reakcji w chemii związków krzemu, a także boru i germanu oraz innych
pierwiastków bloku p, zmierzających do opracowania syntez i mikrotechnologii wysoce
wydajnych i selektywnych procesów mających zastosowanie w chemii organicznej i syntezie
(nano)materiałów. W wykładzie zaprezentowane zostaną wyniki badań ostatnich lat
(projekt „Maestro”) z syntez związków metaloorganicznych opartych na reakcjach
katalitycznych odkrytych w Poznaniu (metalacja wiązania Csp2-H, Csp-H, X-Si, heteroatomwodór [3] i metateza winylosilanów) oraz na procesach hydrosililowania [4].
Przedmiotem szczególnego zainteresowania zespołu są funkcjonalizowane silseskwioksany
stanowiące podstawę nowoczesnych materiałów hybrydowych o wielostronnych
zastosowaniach. Oryginalne syntezy i technologie w skali wielkolaboratoryjnej tych
atrakcyjnych monomerów są opracowywane w ramach projektów realizowanych w WCZT
we współpracy z Poznańskim Parkiem Naukowo-Technologicznym, a także innymi
uczelniami oraz firmą „Unisil”, która będzie pierwszym w Europie producentem
funkcjonalizowanych silseskwioksanów.
Zgodnie z koncepcją Wielkopolskiego Centrum Zaawansowanych Technologii aktywność
badawcza zespołu jest skoncentrowana na szerokiej współpracy z ekspertami zajmującymi
się badaniem właściwości fizyko-chemicznych otrzymanych produktów i nanomateriałów
metaloorganicznych, a także ich zastosowaniu w optoelektronice, medycynie, farmacji,
rolnictwie i wielu gałęziach gospodarki.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
20
B. Marciniec, P. Pawluć, C. Pietraszuk, Inorganometallic Chemistry, in Inorganic Chemistry and BioInorganic Chemistry, Ed. I. Bertini, in Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS),
[http://www.eols.net], 2007
B. Marciniec, C. Pietraszuk, I. Kownacki w Comprehensive Organic Functional Group Transformations II,
ed. A. R. Katritzky, R. J. K. Taylor, Elsevier, 2005
B. Marciniec, Acc. Chem. Res. 2007, 40, 943–952
B. Marciniec, H. Maciejewski, C. Pietraszuk, P. Pawluć, Hydrosilylation A Comprehensiive Review on Recent
Advances, Springer 2009
Wykład Gościa
DRUGA MŁODOŚĆ AZOTKU WĘGLA
Mariusz Pietrowski, Emilia Alwin, Michał Zieliński
Wydział Chemii
[email protected]
Terminem azotek węgla określa się grupę związków zbudowanych z azotu i węgla, którym
odpowiada stechiometria C3N4. Jego podstawową jednostką strukturalną jest tri-s-triazyna
(heptazyna), tworząca polimerowe struktury połączone poprzez trzeciorzędowy atom azotu
(Rys. 1). Historia azotku węgla liczy sobie ponad 180 lat. Po raz pierwszy został
zsyntezowany przez Berzeliusa w latach 30-tych XIX wieku i nazwany przez Liebiga
terminem „melon”.
W wieku XIX metody eksperymentalne nie
pozwalały na poznanie struktury azotku
węgla, stąd odszedł on w zapomnienie na
ponad 150 lat. Jednak lata 90-te XX wieku
rozpoczęły erę renesansu azotku węgla.
W 1989 roku w Science ukazał się artykuł Liu
i Cohena [1], w którym zasugerowano
możliwość tworzenia przez azotek węgla
struktur typu diamentu o równie dużej,
a może nawet większej niż diament
Rys.1. Struktura grafitowego azotku węgla
twardości. Doniesienie to wyzwoliło lawinę
publikacji, w których naukowcy z całego
Świata próbowali otrzymać materiał „twardszy od diamentu”. Niestety, próby te były
bezowocne i do dziś nie udało się potwierdzić istnienia supertwardej odmiany azotku węgla.
Jednak wysiłek tysięcy badaczy nie poszedł na marne. Wiedza o azotku węgla, jego budowie,
możliwych drogach syntezy i właściwościach, znacznie się wzbogaciła. Stała się ona
fundamentem kolejnego przełomowego odkrycia, jakim było stwierdzenie, że grafitowy
azotek węgla, jako półprzewodnik, posiada właściwości fotokatalityczne. Praca Wanga
i współpracowników [2], która ukazała się w Nature Materials w 2008 roku wyzwoliła
kolejną, jeszcze większą falę zainteresowania tym niezwykłym materiałem. Obecnie,
każdego roku ukazuje się około 1000 prac dotyczących azotku węgla, jego zastosowań w
fotokatalizie jak i w klasycznej katalizie heterogenicznej. Podejmowane są próby modyfikacji
jego struktury, tekstury, dotowania innymi pierwiastkami czy tworzenia struktur
hybrydowych. Przykładem tej ostatniej jest opracowana w naszym zespole metoda syntezy
kompozytu azotku węgla i fluorku magnezu. Pomysł wypłynął z naszego wieloletniego
doświadczenia w badaniach nad katalitycznymi zastosowaniami fluorku magnezu. Jedną
z jego najcenniejszych właściwości jest przepuszczalność dla fal elektromagnetycznych,
w zakresie od ultrafioletu przez światło widzialne aż do bliskiej podczerwieni.
Postanowiliśmy zatem wykorzystać przepuszczalny dla światła MgF2 w roli matrycy dla
azotku węgla, uzyskując układ o ciekawych właściwościach katalitycznych.
Literatura:
[1]
[2]
Liu A.Y., Cohen M.L., Science, 1989, 245, 841
Wang X.C., Maeda K., Thomas A., Takanabe K., Xin G., Carlsson J.M., Domen K., Antonietti M., Nat. Mater.,
2009, 8, 76
21
Wykład Gościa
DYNAMICZNA CHEMIA KOMBINATORYCZNA JAKO NARZĘDZIE W
OTRZYMYWANIU NOWYCH NANOSTRUKTUR FUNKCJONALNYCH
Artur R. Stefankiewicz1,2
1Wydział
Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Umultowska 89b, 61-614, Poznań
Centrum Zaawansowanych Technologii, Umultowska 89c, 61-614, Poznań
[email protected]
2Wielkopolskie
Dynamiczna chemia kombinatoryczna (DCC) zajmuje się badaniem systemów chemicznych
oraz złożonych architektur zbudowanych z prostych bloków budulcowych (komponentów
molekularnych) połączonych ze sobą za pomocą niekowalencyjnych oddziaływań
międzycząsteczkowych
(poziom
supramolekularny) lub odwracalnych wiązań
kowalencyjnych
(poziom
molekularny)
umożliwiając nieustanną wymianę między nimi
w warunkach równowagi termodynamicznej.
Nieustanny rozwój tej dziedziny spowodowany
jest ogromnym potencjałem aplikacyjnym
funkcjonalnych
nanoarchitektur
otrzymywanych
poprzez
zastosowanie
odwracalnych/dynamicznych (kowalencyjnych
i niekowalencyjnych) połączeń pomiędzy
komponentami
molekularnymi.
Jednak
kontrolowana synteza wielokomponentowych
architektur molekularnych i supramolekularnych (2D i 3D), o określonych właściwościach
fizykochemicznych nadal pozostaje dużym wyzwaniem.
Biorąc pod uwagę niezwykle interesujące właściwości fizykochemiczne i aplikacyjne
supramolekularnych i molekularnych nanoarchitektur w mojej grupie badawczej pracujemy
nad otrzymywaniem złożonych systemów chemicznych (2D i 3D) przy wykorzystaniu
dynamicznych
wiązań
kowalencyjnych
(estry
boronowe,
disulfidy,
iminy,
acetylohydrazony) i niekowalencyjnych (wiązania wodorowe, koordynacyjne, π-π). Celem
naszych badań jest otrzymanie nowych funkcjonalnych nanostruktur supramolekularnych i
molekularnych o dynamicznej (odwracalnej) strukturze (topologii), właściwościach
absorpcyjnych i ciekawych właściwościach fizykochemicznych (magnetycznych, redox,
optycznych). Badanie wpływu bodźców zewnętrznych (chemicznych oraz fizycznych) oraz
zastosowanego wiązania odwracalnego na właściwości strukturalne, fizykochemiczne oraz
funkcje otrzymanych nanostruktur stanowi główny nurt naszych zainteresowań
naukowych.
Literatura:
[1]
[2]
Pace G., Stefankiewicz A. R., Functional Metallosupramolecular Materials, RSC-Smart Materials 2015, 246-268.
D. M. Wood, W. Meng, T. K. Ronson, A. R. Stefankiewicz, J. K. M. Sanders, J. R. Nitschke; Angew. Chem. Int.
Ed., 2015, 54, 3988-3992.
22
Referaty – badania własne
Referat – badania własne
POROUS MGF2-OVER-GOLD-NANOPARTICLES AS PLASMONIC
SUBSTRATE FOR SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING
Dorota Bartkowiak1,2, Virginia Merk1,2, Ulrich Gernert3, Janina Kneipp1, Erhard Kemnitz1
1Department
of Chemistry, Humboldt-University in Berlin, Brook-Taylor-Str. 2, 12489
Berlin, Germany
2 School of Analytical Sciences Adlershof (SALSA), Humboldt-University in Berlin, AlbertEinstein-Str, 12489 Berlin, Germany
3 Technical University Berlin, ZELMI, Straβe des 17. Juni 135, D-10623 Berlin, Germany
[email protected], [email protected],
[email protected]
Surface enhancement Raman scattering (SERS) is a technique which expands the range of
Raman applications to very dilute samples, trace analysis and even single molecule analysis
[1]. Strong enhancement of the Raman signal (up to 1014 [2]) is achieved by applying special
substrates. Numerous materials such as electrochemically roughened surfaces,
nanoparticles, functionalized nanoparticles and composite nanostructures were
investigated. [3]
In order to create a unique, stable and homogeneous substrate we decided to combine the
plasmonic properties of gold nanoparticles with the optical and mechanical properties of
nanoscopic magnesium fluoride. Gold nanoparticles are stable and easy to synthesize, their
plasmonic properties can be easily tuned by changing the size, shape and aggregation state.
Surface of gold nanoparticles may be functionalized by linkers containing thiol or amino
groups. Magnesium fluoride has a very low refractive index (1.38) and exhibits high
transparency in UV-Vis –IR range. [4] Moreover, porosity of magnesium fluoride layers can
be controlled by calcination temperature. Magnesium fluoride films are mechanically very
resistant (even against steel wool). [5]
In our approach, nanoparticles were immobilized on the glass surface using
3-aminopropyltriethoxysilane as a linker, and coated with a magnesium fluoride layer via
dip-coating. Figure 1 presents SEM images of the obtained samples.
A
B
C
Fig1. SEM images of 26 nm sized gold nanoparticles: A: uncoated particles immobilized on glass, B: immobilized
particles coated with magnesium fluoride, C: cross section image of immobilized and coated gold nanoparticles .
Literature:
[1]
[2]
[3]
[4]
Lee H. M., Jin S. M., Kim H. M., Suh Y. D., Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 5276
Kneipp K., Wang Y., Kneipp H., Perelman L., Itzkan I., Dasari R., Feld M., Phys. Rev. Letters, 1997, 78, 1667
Joseph V., Gensler M., Seifert S. , Gernert U., Rabe J. P., Kneipp J., J. Phys. Chem. C, 2012, 116, 6859
Noack J., Fritz C., Flügel , Hemmann F., Gläsel H-J., Kahle O., Dreyer C., Bauer M., Kemnitz E. , Dalton Trans.,
2013, 42, 5706
[5] Scheurell K., Kemnitz E., Garcia-Juan P., Eicher J., Lintner B., Hegmann J., Jahn R., Hofmann T., Löbmann P., J.
Sol-Gel Sci Technol., 2015, 76, 82
Acknowledgement
Funding by DFG GSC 1013 SALSA is gratefully acknowledged. J.K. and V.M. acknowledge funding by ERC grant
259432. We thank Jürgen P. Rabe and Valentin Reiter for providing AFM data.
25
ANALIZA TERMICZNA I RENTGENOGRAFICZNA KRYSZTAŁÓW
2,6 DIAMINOPURYNY
Urszula A. Budniak, Paulina M. Dominiak
Uniwersytet Warszawski
Wydział Chemii, ul. Pasteura 1, 02-093 Warszawa
[email protected]
Celem projektu była charakterystyka temperaturowa monokryształów hydratu
2,6-diaminopuryny (DAP) metodami analizy termicznej oraz rentgenograficznymi. Badany
związek to modyfikowana zasada azotowa, analog adeniny naturalnie występującej
w kwasach nukleinowych organizmów żywych. Krystalizuje on w układzie trójskośnym
oraz zawiera po dwie cząsteczki DAPu i wody w jednostce asymetrycznej. Dla kryształów
DAPu zaobserwowano dwie różne komórki elementarne w zależności od temperatury
wykonywania pomiaru.
Serię pomiarów rentgenowskich przeprowadzono stopniowo zwiększając temperaturę
w zakresie od 100 K do 300 K. Wraz ze wzrostem temperatury obserwuje się m. in. zmianę
parametrów komórki elementarnej czy zmiany w drganiach sieci kryształu manifestujące się
przez zwiększenie parametrów elipsoid drgań termicznych. Przedstawiona zostanie analiza
uzyskanych wyników. Zaobserwowano nietrywialne, subtelne zmiany w obrazie
dyfrakcyjnym wywołane modyfikacją temperatury pomiaru sugerujące występowanie
superstruktury.
Badania
rentgenograficzne
zostały
uzupełnione
analizą
termograwimetryczną (TGA) oraz skaningową kalorymetrią różnicową (DSC). Dzięki tym
eksperymentom wykryto przejście fazowe w fazie krystalicznej wywołane zmianami
temperatury oraz pokazano moment odłączania się cząsteczki wody.
26
NOWA METODA DETEKCJI BIAŁKOWYCH FRAGMENTÓW
PROTEOLITYCZNEGO TRAWIENIA WYKORZYSTUJĄCA
POWIERZCHNIOWO WZMOCNIONĄ SPEKTROSKOPIĘ RAMANA (SERS)
Robert Dec, Wojciech Dzwolak
Naukowe Koło Chemików Fulleren
[email protected]
Technika spektroskopowa SERS bazuje na zjawisku wzmocnienia promieniowania
rozproszonego Ramana w wyniku zaadsorbowania się cząsteczek na chropowatej
powierzchni niektórych metali lub na powierzchni cząstek metalicznego zolu [1]. Jako
metale najczęściej wykorzystywane są te szlachetne, głównie złoto i srebro.
Proteazy są enzymami katalizującymi hydrolizę wiązań peptydowych. W wyniku działania
enzymu proteolitycznego powstają specyficzne dla danego substratu i enzymu fragmenty
łańcucha białkowego. Niekóre z tych fragmentów mogą zawierać aminokwas cysteinę
z siarką o wysokim powinowactwie do metali szlachetnych.
W przypadku białek i polipeptydów źródłem sygnału ramanowskiego są ugrupowania
amidowe, mostki dwusiarczkowe i reszty boczne aromatycznych aminokwasów [2]. Jeśli
trawienie enzymatyczne białka zachodziłoby w obecności chropowatej powierzchni metalu
szlachetnego i niektóre z fragmentów trawienia zawierałyby cysteinę, to mogłoby zachodzić
zjawisko wiązania się tych fragmentów z metalicznym podłożem. Oznaczałoby to silne
wzmocnienie sygnału ramanowskiego – zajście zjawiska SERS – w obszarze tej części
łańcucha białkowego, który znajduje się w pobliżu związanej ze złotem siarką. Szczególnie
atrakcyjne w tym przypadku byłyby fragmenty zawierające sekwencję WC, YC lub FC
(gdzie: W- tryptofan, Y – tyrozyna, F – fenyloalanina, C-cysteina), ze względu na
charakterystyczne dla aromatycznych aminokwasów pasma. Prezentowane wyniki badań
miały na celu sprawdzenie tej hipotezy i dotyczą kilku układów białko – enzym
proteolityczny na podłożu chropowatej powierzchni złota oraz stopu złota ze srebrem.
Literatura:
[1]
[2]
Xu, X., et al., Adv. Funct. Mater., 2013, 23, 4332-4338
Rygula, A., et al., Raman Spectrosc., 2013, 44, 1061
27
BADANIE KINETYKI WYPEŁNIANIA PORÓW W MAKROPOROWATYCH
MONOLITACH WĘGLOWYCH
Mikołaj Dembek, Adam Bieniek, Marek Wiśniewski, Artur P. Terzyk
Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii
Katedra Chemii Materiałów, Adsorpcji i Katalizy
ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń
[email protected]
Wśród materiałów porowatych wyróżniamy trzy rodzaje, zależne od wielkości porów, a
mianowicie makro-, mezo- oraz mikroporowate. Rozmiar porów ma ogromny wpływ na
właściwości fizykochemiczne materiału. W zależności od porowatej budowy materiału
znaczne różnice występujące między takimi parametrami jak powierzchnia adsorpcyjna czy
reaktywność, które wpływają bezpośrednio na kinetykę wypełniania porów oraz mechnizm
adsorpcji.
Celem przeprowadzonych badań jest sprawdzenie wpływu przygotowania i obróbki MPC
(ang. macroporous carbon) oraz doboru rozpuszczalnika, na kinetykę wypełniania porów. Do
doświadczeń wykorzystano makroporowaty węgiel przygotowany metodą miękkiego
templatowania. Część próbek poddano procesowi utleniania w celu funkcjonalizacji
powierzchni węgla. Wypełnianie porów zostało przeprowadzone dla takich
rozpuszczalników jak woda, metanol, mieszaniana woda/metanol, benzen, DMSO.
Przeprowadzone badania wykorzystane zostaną w przyszłości do wykonania jak najbardziej
efektywnej syntezy nowych monolitycznych kompozytów MOF/MPC, służących jako
implanty kości. Dzięki wynikom będzie można w optymalny sposób dobrać rozpuszczalnik
oraz oszacować szybkość wnikania i uwalniania reagentów do i z wnętrza struktury
porowatej badanych materiałów.
28
METATEZA KRZYŻOWA WINYLOPOCHODNYCH GERMANU: WYDAJNA
METODA SYNTEZY NIENASYCONYCH MONO- I DIFUNKCYJNYCH
GERMASILSESKWIOKSANÓW
Patrycja Żak, Dawid Frąckowiak, Magdalena Grzelak, Małgorzata Bołt, Maciej Kubicki,
Bogdan Marciniec
Centrum Zaawansowanych Technologii UAM, Umultowska 89c, 61-614 Poznań
[email protected]
Reakcja metatezy krzyżowej olefin z winylopochodnymi pierwiastków bloku, p takimi jak
bor, krzem, fosfor oraz siarka jest dobrze zbadana i dokumentowana. Jak dotąd,
w literaturze nie pojawiły się żadne doniesienia o tego typu procesie z udziałem
winylogermananów.
W niniejszym komunikacie omówiona zostanie reakcja metatezy krzyżowej olefin
z
winylopochodnymi
germanu,
będącymi
kubicznymi
monowinylogermasilseskwioksanami
[1,
2]
oraz
pierwszym
zsyntezowanym
diwinylopodstawionym digermasilseskwioksanem typu-double decker (Ryc. 1).
Ryc.1. Metateza krzyżowa olefin z winylogermasilseskwioksanami.
Ponadto,
zostanie
przedyskutowana
reatywność
diwinylopodstawionego
digermasilseskwioksanu typu-double decker z diolefinami w procesie ADMET.
Literatura:
[1]
[2]
Frąckowiak, D.; Żak, P.; Spólnik, G.; Pyziak, M.; Marciniec, B.; Organometallics, 2015, 34 (16), 3950–3958.
Frąckowiak, D.; Żak, P.; Marciniec, B.; “Monovinylgermasilsesquioxanes”, US9249167 B1.
29
KATALIZATOR PALLADOWY NA NOŚNIKU POLIMEROWYM
Z UKŁADEM DENDRYTYCZNYM W REAKCJI SONOGASHIRA
Magdalena Gądek
Koło Naukowe Studentów Chemii Esprit
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza
[email protected]
Katalizowany palladem proces tworzenia wiązań węgiel-węgiel (Csp2–Csp) pomiędzy
terminalnymi alkinami, a halogenkami arylowymi (Cl, Br, I, OTf) jest powszechnie określany
jako sprzęganie Sonogashira (Schemat 1). Nazwa reakcji pochodzi od nazwiska jednego
z odkrywców tej przemiany dokonanego w 1975 roku przez Sonogashira, Tohda i Hagihara
[1]. Dobór odpowiedniego katalizatora jest istotnym elementem syntezy i ma ogromny
wpływ na jej wydajność, która zależy nie tylko od aktywności katalizatora, ale również jego
selektywności, która pozwala na otrzymanie założonego produktu i uniknięcie reakcji
ubocznych.
Układy
katalityczne
mogą
być
heterogeniczne
oraz homogeniczne. Te pierwsze są znacznie częściej używane. Tworzą odrębną fazę, przez
co znacznie łatwiej wyodrębnić je z mieszaniny reakcyjnej. Wykazują też często większą
aktywność, ponieważ występują na nośniku, co zwiększa powierzchnię aktywną, na której
zachodzi reakcja.
W pracy podjęto badania nad doborem optymalnych warunków sprzęgania Sonogashira.
W pierwszym etapie przeprowadzono syntezę heterogenicznego katalizatora palladowego
immobilizowanego na żywicy metakrylanowo-styrenowej zmodyfikowanej za pomocą
dendrymeru typu PAMAM. Następnie przetestowano otrzymany katalizator w syntezie
Sonogashira pomiędzy jodobenzenem, a nadmiarem fenyloacetylenu. Zastosowano
1%-mol. katalizatora w stosunku do jodobenzenu. Nadmiar fenyloacetylenu miał zapewnić
całkowitą konwersję halogenku. Zbadano wpływ zasady oraz rozpuszczalnika na przebieg
reakcji [2].
kat. Pd (0) kokat.Cu(I)
R X+
R'
R
R'
amina/nieorg. zasada
X = Cl, Br, I, OTf
R = grupa arylowa
R' = grupa alkilowa; arylowa
Schemat 1. Schemat reakcji Sonogashira.
Literatura:
[1]
[2]
30
Sonogashira K., Tohda Y., Hagihara N., Tetrahedron Lett., 1975, 16, 4467.
Gądek M., Katalizator palladowy na nośniku polimerowym z układem dendrytycznym w reakcji Sonogashira,
praca inżynierska, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów 2016
SYNTEZA I REAKTYWNOŚĆ GERMASILSESKWIOKSANÓW
Magdalena Grzelak, Dawid Frąckowiak, Bogdan Marciniec
Zakład Chemii Metaloorganicznej, Wydział Chemii,
Centrum Zaawansowanych Technologii
[email protected]
Poliedryczneoligomerycznesilseskwioksany
(POSS)
są
szeroką
klasą
dobrze
zdefiniowanych chemicznie i strukturalnie materiałów nieorganiczno-organicznych, które
ze względu na swoje rozmiary i nietypową trójwymiarową strukturę krzemowo-tlenowego
rdzenia stanowią dobry element układów hybrydowych[1].
Oprócz budowy rdzenia cząsteczek silseskwioksanów, na liczbę możliwych do otrzymania
struktur wpływają organiczne grupy w narożach POSS. Możliwość wprowadzenia wielu
grup funkcyjnych sprawiło, że spośród wszystkich znanych związków chemicznych, chemia
silseskwioksanów jest jedną z najbardziej bogatych i rozwijanych w ostatnich latach. Metody
ich syntezy, właściwości chemiczne, jak i zastosowania zostały opisane w wielu publikacjach
i książkach naukowych [1],[2],[3].
Przedmiotem wystąpienia są germasilseskwioksany, które należą do szerszej grupy
heterosilseskwioksanów. Związki temają odmienną budowę od symetrycznych układów
sześciennych klatek silseskwioksanów o wzorze (RSiO3/2)n, gdzie n=8. Są to analogi
silseskwioksanów, w których jeden lub więcej atomów krzemu zastąpiony jest atomem
germanu. Pierwszy związek z tej klasy otrzymał i scharakteryzował Feher [4].
Obecne metody syntezy pozwalają na wprowadzenie grupy funkcyjnej połączonej
bezpośrednio z atomem germanu, co umożliwia dalszą modyfikacje układów. Związki te
zawierają w swojej strukturze wiązania Ge-O-Si, a zatem łączą cechy znanych
silseskwioksanów z właściwościami związków zawierających ugrupowanie Ge-O-Si, dzięki
czemu mogą znaleźć wiele nowych zastosowań.
Autorzy dziękują za wsparcie finansowe z Narodowego Centrum Nauki - Projekt 'Maestro'
No. UMO - 2011/02/A/ST5/00472.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
Hartmann-Thompson C. (Ed.).,Applications of Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes-Advances in Silicon Science
3, Springer, 2011
Cordes D. B., Lickiss P. D., Rataboul F., Chem. Rev.2010, 110, 2081–2173
Scheschkewitz D. (Ed.), Functional Molecular Silicon Compounds I- Structure and Bonding 1, Springer, 2014
Feher F. J., NewmanD. A., WalzerJ. F.,J. Am. Chem. Soc. 1989, 111 (5), 1741–1748
31
MODELOWANIE SOLWATOWNEGO PROTONU METODAM PÓL
SIŁOWYCH
Mikołaj Janicki, Paweł Kędzierski
Koło Naukowego Wydziału Chemicznego „Allin”
Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny
[email protected]
Woda, jako jedna z niezwykle prostych struktur chemicznych, od dekad jest poddawana
rozważaniom teoretycznym, jak i badaniom eksperymentalnym, jednak wciąż pozostaje
zagadką dla naukowców. W szczególności, znaczne zmiany w ostatnich latach dotyczyły
poglądu na solwatację protonu - oprócz H3O+, zaproponowano m.in. struktury Zundela [1]
oraz Eigena [2] (Ryc. 1.). Wciąż, nie całkiem zrozumiany pozostaje ruch protonów pomiędzy
cząsteczkami wody [3]. Kationy wodorowe spełniają kluczową rolę w fundamentalnych
procesach biologicznych i chemicznych [4],[ 5]. Głównym elementem w mechanizmie wielu
reakcji jest przeskok protonów pomiędzy cząsteczkami wody i innymi związkami. Obecnie,
jon Eigena wskazuje się jako dominującą strukturę solwatacyjną w wodzie, natomiast uważa
się, że jon Zundela tworzy się w momencie przeskoku protonu między cząsteczkami.
Wykorzystując aktualne wyniki pomiarów eksperymentalnych [6], podjęto próbę
parametryzacji modelu jonu hydroniowego, w polu siłowym CHARMM [7], w kierunku
optymalnego odtworzenia oddziaływań z modelem wody TIP3P [8]. Zachowując parametry
Lennard-Jones TIP3P [8] i dodając symetrycznie trzecie wiązanie O-H, spróbowano
z użyciem takiego modelu, jak najlepiej odtworzyć eksperymentalną entalpię swobodną
solwatacji protonu w przeliczeniu na H3O+. Przygotowany model jonu H3O+ w sposób
prawidłowy odtwarza eksperymentalną wartości ∆𝐺𝑠𝑜𝑙𝑣, co stanowi punkt wyjścia do
dalszych badań z uwzględnieniem biocząsteczek.
(a)
(b)
Ryc. 1. Modele: kation Zundela – (a), kation Eigena – (b)
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
32
Zundel G., Angew. Chem. Int. Ed., 1969, 8: 499−509
Eigen M.,Angew. Chem. Int. Ed., 1964, 3: 1-19
Grotthuss C. J. T., Ann. Chim., 1806, 58: 54–73
Wraight C.A., Biochim. Biophys. Acta, 2006, 1757(8): 886–912
Kreuer K.D. et al., Chem. Rev., 2004, 104 (10): 4637-4678
Palascak M. W., Shields G. C., J. Phys. Chem. A, 2004, 108: 3692 – 3694
MacKerell Jr. A. D. et al., J. Phys. Chem. B, 1998, 102: 3586-3616
Mahoney M. W. et al., J. Chem. Phys., 2000, 112: 8910-8922
SYNTEZA ORAZ ZASTOSOWANIE OPTYCZNIE CZYSTYCH
2-(AMINOMETYLO)AZIRYDYN W KATALIZIE ASYMETRYCZNEJ
Szymon Jarzyński, Stanisław Leśniak , Michał Rachwalski
Studenckie Koło Naukowe Chemików UŁ
Uniwersytet Łódzki, Wydział Chemii
[email protected]
Otrzymywanie związków optycznie czynnych jest intensywnie rozwijanym kierunkiem
badań w nowoczesnej syntezie organicznej ze względu na olbrzymie znaczenie w wielu
dziedzinach przemysłu. Substancje te, można uzyskiwać z substratów prochiralnych lub
form mezo na drodze procesów zwanych ogólnie desymetryzacją lub z racemicznych
materiałów wyjściowych na drodze deracemizacji. W wielu przypadkach proces
desymetryzacji wymaga zastosowania chiralnego katalizatora, dlatego też ważne jest
otrzymywanie nowych, chiralnych ligandów, będących jednocześnie efektywnymi
katalizatorami.
Celem przeprowadzonych badań była synteza nowej grupy związków organicznych –
aminoazirydyn oraz zbadanie ich właściwości stereoróżnicujących. Zastosowanie
pierścienia azirydyny jako kluczowego elementu strukturalnego projektowanych układów,
wynika z badań przeprowadzonych w naszym zespole, które pokazują ich szczególnie duże
powinowactwo do jonów cynku [1-3]. Kluczowym związkiem do otrzymania odpowiednich
pochodnych 2-(aminometylo)azirydyn był enancjomerycznie czysty ester kwasu Ntrityloazyrydyno-2-karboksylowego. W kolejnym etapie badań przeprowadzono reakcje
z odpowiednimi aminami w wyniku czego otrzymano drugo- lub trzeciorzędowe amidy.
Redukcja grupy karbonylowej za pomocą trietoksysilanu w obecności octanu cynku
prowadziła do optycznie czystych aminoazirydyn.
Rys.1. Otrzymane optycznie czyste pochodne 2-(aminometylo)azirydyn.
Badania zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki z Grantu 2014/15/N/ST5/02897
Literatura:
[1]
[2]
[3]
S. Jarzyński, S. Leśniak, A. M. Pieczonka, M. Rachwalski, Tetrahedron: Asymmetry 2015, 26, 35
A. M. Pieczonka, S. Leśniak, S. Jarzyński, M. Rachwalski, Tetrahedron: Asymmetry 2015, 26, 148
S. Jarzyński, M. Rachwalski, A. M. Pieczonka, Z. Wujkowska, S. Leśniak, Tetrahedron:Asymmetry 2015, 26,
924-927
33
LIGANDY NA BAZIE POCHODNYCH KWASU NIKOTYNOWEGO
W SYNTEZIE KOMPLEKSÓW METALO-SUPRAMOLEKULARNYCH
Anna Jenczak1,2, Artur. R. Stefankiewicz1,2
1Laboratorium
Nanostruktur Funkcjonalnych, Wydział Chemii, Uniwersytet im. Adama
Mickiewicza w Poznaniu, ul. Umultowska 89b, 61-614, Poznań, Polska
2Laboratorium Nanostruktur Funkcjonalnych, Wielkopolskie Centrum Zaawansowanych
Technologii, ul. Umultowska 89c, 61-614, Poznań, Polska
[email protected]
Kompleksy metalo-supramolekularne to trójwymiarowe organiczno-nieorganiczne
szkielety, zbudowane z bloków organicznych połączonych narożami przez kationy metali.
Ze względu na swoja porowatą i regularną strukturę, posiadają między innymi właściwości
katalityczne, separacyjne oraz absorpcyjne. W związku z tym cechują się dużym potencjałem
aplikacyjnym i szerokim spektrum innowacyjnych zastosowań.[1-3]
Celem pracy jest synteza nowych sfunkcjonalizowanych, dynamicznych szkieletów
metaliczno-organicznych oraz zbadanie ich właściwości fizyko-chemicznych. Pierwszym
etapem pracy jest synteza MOF-ów z wykorzystaniem hierarchicznego procesu samoasocjacji o zaprojektowanych właściwościach np. magnetycznych, elektronowych oraz
o określonych właściwościach kompleksujących.[4]
Główną grupą związków, którą wykorzystuję są ligandy organiczne zawierające grupę
diketonową zdolną do kompleksowania kationów nieorganicznych. Ligandy są oparte na
pochodnych kwasu nikotynowego, który oprócz ugrupowania diketonowego posiadają azot
pirydynowy zdolny do N-koordynacji.
W swojej pracy przedstawię syntezę i analizę ligandów oraz kompleksów na bazie palladu
(II) oraz miedzi (II).
Badania finansowane z grantu : Lider/024/391/L-5/13/NCBR/2014
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
34
B. Civalleri, F. Napoli, Y. Noël, C. Roettia, R. Dovesia, CrystEngComm, 2006,8, 364-371
V. Guillerm; D. Kim; J. F. Eubank; R. Luebke; X. Liu; K. Adil, M. S. Lah; M. Eddaoudi, Chem. Soc. Rev., 2014,
43, 6141
A. Schneemann,a V. Bon,b I. Schwedler,a I. Senkovska,b S. Kaskel, R. A. Fischer, Chem. Soc. Rev., 2014, 43,
6062
Caskey, S. R; Matzger, A.J. Material Matters, 2009, 4, 111
CZĄSTECZKO, POKAŻ SIĘ!
EFEKTYWNE ZNAKOWANIE AZYDOTYMIDYNY- SYNTEZA I BADANIA
SPEKTROSKOPOWE
Patryk Kasza1,2, Przemysław Szafrański3, Mariusz Kępczyński2, Katarzyna Wójcik-Pszczoła3,
Elżbieta Pękala3, Marek Cegła3
1Naukowe
Koło Chemików UJ
Jagielloński w Krakowie
3Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie
[email protected]
2Uniwersytet
Azydotymidyna (AZT), znana komercyjnie jako Zydowudyna jest potwierdzonym przez
amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA) nukleozydowym lekiem
przeciwwirusowym, który może być używany w leczeniu zespołu nabytego niedoboru
odporności (AIDS).[1]
Aktualnie AZT jest stosowana jako składnik w HAART (wysoko aktywnej terapii
przeciwwirusowej).[2] Leczenie przy użyciu azydotymidyny obarczone jest istotnymi
działaniami niepożądanymi. Jednym z głównych kierunków badań nad nukleozydowymi
lekami jest minimalizacja ryzyka związanego z długoterminową terapią.[3] Przyszłość
azydotymidyny jest skoncentrowana na efektywnym monitorowaniu poziomu AZT
u pacjenta, co także jest związane z indywidualnym dopasowaniem dawki.
W literaturze są znane hybrydy zawierające nukleozydowe pochodne połączone ze
znacznikiem
fluorescencyjnym.
Jednakże
dotychczasowe
wyniki
znakowań
fluorescencyjnych nie rozwiązują problemu z uwagi na skomplikowaną strukturę samych
znaczników lub niskie wydajności otrzymywania hybryd. [4]
Głównym aspektem prezentowanych badań jest zaprojektowanie i otrzymanie nowego
znacznika fluorescencyjnego, synteza fluorescencyjnych 1,2,3-triazolowych pochodnych
azydotymidyny przy użyciu nowego liganda AMTC[5] oraz badania spektroskopowe
otrzymanych pochodnych azydotymidyny.[5]
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
K. Wright, Nature, 1986, 323, 283.
S. M. Hammer et al., Journal of the American Medical Association, 2006, 296, 827-843.
V. R. Sirivolu et al, Journal od Medicinal Chemistry, 2013, 21, 8765-8780.
D. Baraniak, K. Kacprzak, L. Celewicz, Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters, 2011, 21, 723-726.
P. W. Szafrański, P. Kasza, M. T. Cegła, polskie zgłoszenie patentowe, No P.412594, 2015.
P. W. Szafrański, P. Kasza, M. Kępczyński, M. T. Cegła, Heterocyclic Communications, 2015, 21, 263-267.
35
CHEMATICA – KOMPUTEROWO PLANOWANA SYNTEZA TOTALNA
T. Klucznik1,2,S. Szymkuć1, E. Gajewska1, K. Molga1, P. Dittwald1, M. Bajczyk1, M. Startek4,
B. Mikulak1,2, A. Wołos1, B. A. Grzybowski1,3
1 Institute
of Organic Chemistry, Polish Academy of Sciences, Warsaw
“Hybryda”, Gdansk University of Technology, Gdansk
3 Chemistry, UNIST, Ulsan, Korea (the Republic of)
4 Mathematics and computer Science, University of Warsaw, Warsaw
[email protected]
2 SSOGPTChem
Współczesne programy komputerowe już dawno przewyższyły człowieka w grze
w szachy (Deep Blue, 1997), z kolei w grze w Go dzieje się to na naszych oczach (DeepMind,
2016). Synteza organiczna zdawała się być jednym z ostatnich bastionów ludzkiej
kreatywności. Wieloetapowe syntezy, totalne cząsteczek o skomplikowanej budowie
wymagają uwzględniania konfliktów reaktywności, wymogów stereochemicznych,
regiochemicznych, sterycznych, anchimerycznych - taka złożoność problemów
syntetycznych,
zdawała
się,
wykluczać
komputer
ze
współzawodnictwa
z człowiekiem. Do dzisiaj. Program Chematica [1] uwzględnia wszystkie powyższe wymogi,
proponując eleganckie, poprawne syntezy wieloetapowe w czasie kilkudziesięciu sekund.
Przedstawione i omówione zostanie kilka syntez, złożonych związków naturalnych,
zaprojektowanych przez program Chematica.
Ryc.1. Schematyczna retrosynteza takamonidyny (7 kroków) uzyskana za pomocą programu Chematica.
Literatura:
[1]
36
Szymkuć S., Gajewska E., Klucznik T., Molga K., Dittwald. P., Startek M., Bajczyk M., Grzybowski B. A.,
Angew. Chem. Int. Ed., 2016 [accepted]
SYNTEZA I ANALIZA STEREOCHEMICZNA NOWYCH,
CHIRALNYCH ALKOHOLI TRYTYLOWYCH
Marcin Konopka1,2, Marcin Kwit2
1Naukowe Koło Chemików
2Pracownia Stereochemii Organicznej
Wydział Chemii
61-614 Poznań, ul. Umultowska 89b
[email protected]
Kiedy dwa lub więcej pierścieni aromatycznych (Ar) związanych ze wspólnym atomem
centralnym (C) obraca się wokół osi wiązania C-Ar, to jeden z pierścieni ArnC oddziałuje
z pozostałymi. W tego typu układzie, obracanie się n pierścieni jest zależne w taki sposób, iż
żaden z nich nie może obracać się bez wpływu na inne.[1]
W ostatnich latach grupa trifenylometylowa, zwana również trytylową (Tr), mająca opisane
wyżej właściwości, znajduje zastosowanie w raportowaniu chiralności z wykorzystaniem
spektroskopii elektronowego dichroizmu kołowego (ECD).[2,3] Zachodzi bowiem związek
pomiędzy centrum stereogenicznym, a grupą trytylową działającą jak sonda chromoforowa.
Wpływ ten, nazwany transferem chiralności, został przebadany na układach takich jak etery
i tioetery pozwalając na wyznaczenie konfiguracji absolutnej tych związków.[4,5]
Mało znaną grupą związków są pochodne kwasu trifenylooctowego, z centrum
stereogenicznym w bezpośrednim sąsiedztwie grupy trytylowej.[6,7] Nieznany jest dotąd
efekt raportowania i transferu chiralności w układach tego typu.
Celem prezentowanej pracy jest synteza nowych, chiralnych alkoholi trytylowych, próba
bezpośredniej indukcji chiralności poprzez syntezę asymetryczną oraz analiza
stereochemiczna otrzymanych związków.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
Mislow K., Accounts Chem. Res. 1976, 9 (1), 26.
López-Gutiérrez N., et. al., Analytical Methods 2013, 5 (14), 3434.
Gawroński J., Skowronek P., Chiral Analysis 2011, 397.
Ściebura J.; et. al., Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48 (38), 7069.
Skowronek P.; et.al., RSC Adv. 2015, 5 (85), 69441.
Prelog V., et. al. Helvetica Chimica Acta 1956, 39 (4), 1086.
Seebach D., et. al., Helvetica Chimica Acta 1985, 68 (1), 264.
37
BADANIE TECHNIKĄ XPS IMMOBILIZOWANYCH KOMPLEKSÓW PT (II)
NA ZMODYFIKOWANEJ AMINOSILANEM POWIERZCHNI KRZEMIONKI
Patrycja Kuźma1,2, Piotr Kirszensztejn2, Waldemar Nowicki2, Zbigniew Piskuła2
1Naukowe Koło Chemików
2Zakład Chemii Koordynacyjnej
Wydział Chemii
[email protected]
Technika XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) jest jedną z najbardziej efektywnych
metod eksploracji obszaru powierzchniowego.
Badanie to umożliwia detekcję i przegląd ilościowy pierwiastków. Rentgenowska
spektrometria fotoelektronów pozwala na identyfikację stanów chemicznych atomów.
Analiza potwierdza oraz wyznacza rodzaje wiązań chemicznych, w których biorą udział
pierwiastki znajdujące się na powierzchni nośnika. Na podstawie uzyskanych rezultatów
można zaproponować modelową strukturę analizowanej substancji.
Celem referatu jest przedstawienie i omówienie otrzymanych wyników analizy XPS dla
układów uzyskanych poprzez kompleksowanie jonami Pt (II) immobilizowanego
aminosilanu na powierzchni krzemionki.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
38
W. Nowicki, A. Gąsowska, P. Kirszensztejn, Investigation of interaction between the Pt(II) ions and
aminosilane-modified silica surface in heterogenous system, Aplied Surface Science Elsevier 371. (2016) 494503
W. Nowicki, G.Rypka, A. Kawałko, A. Tolińska, P. Kirszensztejn, Synthesis and characterization of SiO2 La2O3 gels obtained in water-free environment, J.Mater. Sci. 49 (2014) 4416-4422
P. Kirszensztejn, A. Kawałko, A. Tolińska, R. Przekop, Synthesis of SiO2 - SnO2 gels in water free
conditions, J. Porous Mater. 18. (2011) 241-249
I.M. El-Nahhal, M.M. Chehimi, C. Cordier, G. Dodin, J. Non-Cryst. Solids 275 (2000) 142
I.M. El-Nahhal, H.M. El-Kurd, R.V. Parish, Asian J. Chem. 11 (4) (1999) 1217
C.D. Wagner, W.M. Riggs, L.E. Davis, J.F. Moulder, G.E. Muilenberg; Handbook of X-ray Photoelectron
Spectroscopy; Perkin Elmer Corporation (1979)
HETEROFENANTRISZAFIRYNY – SYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI
Bartosz Szyszko2, Marcin Małecki1,2, Anna Berlicka2, Michał J. Białek2, Agata Białońska2, Kamil
Kupietz2, Ewa Pacholska-Dudziak2, Lechosław Latos-Grażyński2
1Naukowe
Koło Chemików „Jeż”
Uniwersytet Wrocławski
[email protected]
2Wydział Chemii, Uniwersytet Wrocławski, F. Joliot-Curie 14, 50-383 Wrocław
Według definicji Sesslera rozszerzone porfiryny to związki, które posiadają, co najmniej
siedemnaście atomów w ich najmniejszym pierścieniu makrocyklicznym [1]. Jedną z metod
rozbudowy układu makrocyklicznego jest wprowadzeniedodatkowych atomów w pozycje
mezo. Inną metodą konstrukcji rozszerzonych makrocykli jest formalna zamiana pierścienia
pirolowego makrocyklu na podjednostkę bipirolu. Takie makrocykle noszą nazwę szafiryn.
Ich synteza została ogłoszona przez Woodwarda w 1966 r.) [2]. Innymi przykładami
rozszerzonych porfiryn są szmaragdyny i ametyryny, które w swoich cząsteczkach
zawierają sześć pierścieni heterocyklicznych. Związki te zawdzięczają swoje nazwy
kolorom, przypominającym barwy odpowiednich kamieni szlachetnych [3].
Celem projektu było otrzymanie i charakterystyka heterofenantriszafiryn. Związki
otrzymano w wyniku kondensacji [3+1] 3,6-bis(fenylo(2-pirolilo)metylo)-9,10dimetoksyfenantrenu
z
bis(fenylohydroksymetylo)heterocyklopentiadenami
(Schemat 1) [4]. Makrocykle zostały scharakteryzowane w roztworze za pomocą
spektroskopii elektronowej i jądrowego rezonansu magnetycznego, wysokorozdzielnczej
spektrometrii mas, a także w ciele stałym przy pomocy metod rentgenostrukturalnych.
Schemat 1. Synteza heterofenantriszafiryn
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
Sessler J.L., WeghornS.J. Tetrahedron Organic Chemistry Series, Vol. 15, Pergamon Press, Oxford, 1997
Woodward R.B. Aromaticity: An International Symposium, Sheffield, U.K., 1966
Osuka A., Saito S., Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4342 – 4373.
Szyszko B., Małecki M., Berlicka A, Białek M.J., Białońska A., Kupietz K., Pacholska-Dudziak E.,LatosGrażyński L., Chem. – A Eur. J., 2016, w druku.
39
NOWE RECEPTORY ANIONÓW: SYNTEZA
I BADANIA WŁAŚCIWOŚCI KOMPLEKSOTWÓRCZYCH
Krystyna Masłowska
Studenckie Koło Naukowe Chemików UW „Fulleren”
Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski
[email protected]
Aniony odgrywają bardzo ważną rolę w wielu procesach biologicznych i chemicznych,
dlatego ich selektywne wiązanie przez proste cząsteczki organiczne może pozwolić
na lepsze zrozumienie i kontrolę szeregu zjawisk. Na przykład, jedna z najczęstszych chorób
genetycznych – mukowiscydoza – prowadzi do dezaktywacji białek transportujących
chlorki i zaburzenia gospodarki tego anionu w organizmie [1]. Z kolei obecność SO42w odpadach nuklearnych znacznie utrudnia proces ich utylizacji. Nowe receptory, które
wiążą aniony silnie i selektywnie, mogą znaleźć zastosowanie w konstrukcji sensorów
molekularnych, transporcie przez błony biologiczne, ekstrakcji, katalizie oraz syntezie
złożonych struktur supramolekularnych [2].
1,8-Diaminokarbazol jest doskonałym blokiem budulcowym do konstrukcji receptorów
anionów [3]. Charakteryzuje się on: łatwością syntezy i dalszej funkcjonalizacji, obecnością
silnych donorów wiązań wodorowych, płaskim, sztywnym szkieletem umożliwiającym
preorganizację donorów wiązań wodorowych oraz obecnością chromoforu i fluoroforu,
które mogą sygnalizować wiązanie anionów za pomocą zmian w widmach UV-Vis
i fluorescencji.
Proste pochodne 1,8-diamidokarbazolu tworzą trwałe kompleksy z oskoanionami np. SO42lub H2PO4- w silnie konkurującym medium jak np. DMSO/H 2O 9:1. Pojedyncza cząsteczka
takiego receptora nie jest jednak w stanie wysycić całej sfery koordynacyjnej tetraedrycznych oksoanionów [4]. Połączenie dwóch jednostek karbazolu za pomocą długiego
i elastycznego łącznika (Rys.1) pozwoliło otrzymać receptory, które wiążą aniony jeszcze
mocniej dzięki efektowi chelatowemu. Otrzymane przeze mnie receptory mogą znaleźć
zastosowanie jako sensory molekularne i transportery anionów przez błony biologiczne.
Rys.1. Modelowy receptor składający się z dwóch jednostek karbazolu połączonych elastycznym łącznikiem
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
40
S. M. Rowe, J.P. Clancy, E. J. Sorscher, Świat Nauki, 2011, 9 (241), 51-53
N. Busschaert, C. Caltagirone, W. Van Rossom, P. A. Gale, Chem. Rev., 2015, 115, 8038
M. J. Chmielewski, M. Charon, J. Jurczak, Org. Lett., 2004, 6 (20), 3501–3504
K. M. Bąk, M. J. Chmielewski, Chem. Commun., 2014, 50, 1305
HYDRATACJA MOCZNIKA I 1,1-DIMETYLOMOCZNIKA NA PODSTAWIE
SYMULACJI METODĄ DYNAMIKI MOLEKULARNEJ
Paweł Maszota1, Maciej Śmiechowski2
1Sekcja
Studencka Oddziału Gdańskiego
Polskiego Towarzystwa Chemicznego „Hybryda”
2Katedra Chemii Fizycznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska
[email protected]
Mocznik i 1,1 - dimetylomocznik należą do klasy substancji zwanych osmolitami. Są to małe
organiczne związki, których dodatek drastycznie wpływa na stabilność rozpuszczonych
białek (ich proces denaturacji) [1]. Istnieją dwie hipotezy odnośnie możliwego mechanizmu:
pierwsza mówi, iż jest to bezpośrednie wiązanie wodorowe białko – osmolit [2], druga,
że pośrednie oddziaływanie poprzez zmianę struktury rozpuszczalnika (wody) [3].
Wiązanie wodorowe według definicji IUPAC to przyciągające oddziaływanie między
atomem wodoru związku lub tego fragmentu X-H, w którym X jest pierwiastkiem bardziej
elektroujemnym niż H oraz atomem lub grupą atomów tego samego lub innego związku,
w którym istnieje dowód tworzenia wiązania [4]. W metodach obliczeniowych
wykorzystujemy kryteria (energetyczne lub geometryczne) do określenia czy istnieje między
danymi atomami wiązanie wodorowe [5].
W swoim wystąpieniu zaprezentuję wyniki analizy funkcji rozkładu radialnego
oraz radialno-kątowego sfer hydratacyjnych uzyskanych za pomocą symulacji metodą
dynamiki molekularnej ab initio cząsteczek modelowych osmolitów: mocznika i 1,1 dimetylomocznika w środowisku wodnym. Dowiodę, że zarówno struktura, jak i dynamika
wiązań wodorowych wokół grupy karboksylowej i aminowej różnią się znacząco dla obu
moczników.
Ryc.1. Schemat możliwych konformacji wiązań wodorowych mocznik/1,1-dimetylomocznik – woda
Projekt został sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na
podstawie decyzji numer DEC-2013/11/B/NZ1/02258
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Kuffel A., Zielkiewicz J., The Journal of Chemical Physics, 2010, 133
Hua L., Zhou R., Thirumalai D., Berne B., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2008, 105
Bennion B. J., Daggett V., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2004, 101
Arunan E. i inni, Pure Appl. Chem., 2011, 83
Kumar R., Schmidt J. R., Skinner J. L., J. Chem. Phys., 2007, 126
41
DRONEDARONE - PIERWSZA W HISTORII SYNTEZA LEKU
ZAPROJEKTOWANA PRZEZ KOMPUTER
Barbara Mikulak1,2, Tomasz Klucznik1,2, Sara Szymkuć1, Bartosz Grzybowski1,3
Instytut Chemii Organicznej PAN, Warszawa
SSOGPTChem “Hybryda”, Politechnika Gdańska, Gdańsk
3 Chemistry, UNIST, Ulsan, Korea (the Republic of)
[email protected]
1
2
Już w latach 80-tych, wraz z gwałtownym rozwojem komputeryzacji, chemicy postawili
sobie za zadanie „nauczenie” komputera chemii. Po wielu próbach i szeregu niepowodzeń
problem ten szybko zyskał miano niemożliwego do zrealizowania. Aż do teraz.
W 2005 r. rozpoczęto pracę nad Chematicą – programem służącym do inteligentnego
planowania syntezy organicznej. Dzięki dużej mocy obliczeniowej współczesnych
komputerów, specjalnie zaprojektowanym algorytmom oraz bazie reguł chemicznych
zakodowanej przez specjalistów dziś możemy śmiało powiedzieć, że jesteśmy w stanie
nauczyć komputer chemii.
W swoim wystąpieniu chciałabym przedstawić pierwszą w historii ścieżkę syntezy złożonej
cząsteczki
leku
w
całości
zaplanowaną
przez
komputer
i
wykonaną
w laboratorium - syntezę Dronedaronu.
Ryc.1. Schemat syntezy leku Dronedarone zaproponowany przez Chematicę.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
42
Grzybowski, B. A., Bishop, K. J., Kowalczyk, B., Wilmer, C. E. Nature Chemistry, 2009, 1(1), 31-36
Cadeddu, A., Wylie, E. K., Jurczak, J., Wampler‐Doty, M., Grzybowski, B. A., Angewandte Chemie, 2014,
126(31), 8246-8250
Szymkuć S., Gajewska E., Klucznik T., Molga K., Dittwald P., Startek M., Bajczyk M., Grzybowski B. A.,
Angewandte Chemie, 2016 (w druku)
BADANIA TEORETYCZNE WPŁYWU TEMPERATURY NA TRWAŁOŚĆ
WYBRANYCH KOMPLEKSÓW Z POTRÓJNYM WIĄZANIEM
WODOROWYM
Liliia Moshniaha
Naukowe Koło Chemików „Jeż”
[email protected]
Oddziaływania międzycząsteczkowe mają elektrostatyczną naturę. W najbardziej szerokim
sensie, pod tym pojęciem można rozumieć takie oddziaływania pomiędzy cząsteczkami,
przy których nie tworzą się wiązania chemiczne, to znaczy wiązania jonowe, kowalencyjne,
metaliczne. Innymi słowami, te oddziaływania są znacznie słabsze od na przykład
kowalencyjnych i nie prowadzą do znacznej zmiany już istniejącej budowy elektronowej
cząsteczek. Specjalnym przypadkiem jest wiązanie wodorowe. Jest to przypadek wiązania
typu dipol-dipol lub jon-dipol wynikający na małych odległościach pomiędzy protonem
a negatywnie naładowanym atomem cząsteczek.
Układy zawierające wielokrotne wiązania wodorowe stały się jednym z zainteresowań
chemików kiedy w 1953 odkryto podwójną helisę DNA. Ze względu
na skomplikowaną syntezę, od tego czasu otrzymano niewiele układów
z wielokrotnym wiązaniem wodorowym, a zwłaszcza typu AAA-DDD (czyli takich, które
mają wszystkie protonoakceptory z jednej, a donory z innej cząsteczki) [1],[2]. Dlatego
różnego rodzaju badania teoretyczne odgrywają ważną rolę w analizie wpływu czynników
strukturalnych na długości wiązań i stabilność kompleksów.
W swojej prezentacji omówię sposoby obliczeń termodynamicznych, różnicę pomiędzy
energią dysocjacji a energią oddziaływań na przykładzie układów z potrójnym wiązaniem.
Przybliżę pojęcia baz funkcyjnych, błędu superpozycji.
Literatura:
[1]
[2]
Hong-Bo Wang, Double Helical Hydrogen-Bonded AAA-DDD Complexes and Supramolecular Polymers,
THE UNIVERSITY OF WESTERN ONTARIO, Ontario, 2011
Barry A. Blight, Amaya Camara-Campos, SmiljaDjurdjevic, Martin Kaller, David A. Leigh, Fiona M.
McMillan, Hamish McNab, Alexandra M. Z. Slawin, AAA-DDD Triple Hydrogen Bond Complexes, J. AM.
CHEM. SOC. 2009, 131, 14116–14122
43
GEMINI SURFAKTANTY JAKO MULTIFUNKCJONALNE INHIBITORY
KOROZJI
Marta Pakiet, Iwona Kowalczyk, Bogumił Brycki
Pracownia Chemii Mikrobiocydów
Wydział Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza
[email protected]
Opracowanie nowych materiałów biobójczych oraz antykorozyjnych ma fundamentalne
znaczenie z punktu widzenia ochrony zdrowia, jak również ograniczenia strat wywołanych
przez korozję. Podwójne czwartorzędowe sole amoniowe, są grupą gemini surfaktantów,
których aktywność powierzchniowa, międzyfazowa, przeciwdrobnoustrojowa oraz
antykorozyjna jest od dwóch do trzech rzędów wielkości lepsza od analogicznych
monomerycznych kationowych związków powierzchniowo czynnych [1,2] co ma
fundamentalne
znaczenie
z
punktu
widzenia
ekologii
i zrównoważonego rozwoju [3,4]. Uzyskanie w tym zakresie najlepszych efektów, tzn.
najwyższej skuteczności przy najniższym stężeniu, wymaga zoptymalizowania efektów
hydrofobowo-hydrofilowych (HLB) w cząsteczce.
Dlatego też aktualnym wyzwaniem dla naukowców jest szukanie inhibitorów, które będą
wysoce efektywne przy niskim stężeniu, rozpuszczalne w wodzie, biodegradowalne
i spełniające wymagania bezpieczeństwa ekologicznego. Takie właściwości można otrzymać
m.in. poprzez wprowadzenie do struktury gemini surfaktantu grup polarnych, takich jak:
estrowa,
amidowa
lub
hydroksylowa.
Czynnikami
wpływającymi
na właściwości powierzchniowo czynne gemini surfaktantów są również: długość łańcucha
alkilowego, rodzaj łącznika, ilość czwartorzędowych atomów azotów, rodzaj grupy
funkcyjnej występującej w cząsteczce oraz struktura molekularna [5-7].
Projekt TANGO1/266340/NCBR/2015 pt. „Wykorzystanie nowoczesnych środków powierzchniowo
czynnych – gemini surfaktantów – jako substancji dyspergujących i hamujących korozję”
Literatura:
[1] Badr E.A., J. Ind. Eng. Chem., 2014, 20, 3361
[2] El Maghraby A.A., Soror T.Y., Adv. Appl. Sci. Res., 2010, 1, 143
[3] Menger F.M., Keiper J.S., Angew. Chem. Int. Edit., 2000, 39, 1906
[4] Zana R., Benrraou M., Rueff R., Langmuir, 1991, 7, 1072
[5] Hegazy M.A., Badawi A.M., Abd El Rehim S.S., Kamel W.M., Corros. Sci., 2013, 69, 110
[6] Deng S., Li X., Xie X., Corros. Sci., 2014, 80, 276
[7] Hegazy M.A., Abdallah M., Awad M.K., Rezk M., Corros. Sci., 2014, 81, 54
44
WPŁYW ZAMIANY GRUPY METYLOWEJ PRZEZ ATOM CHLORU
W LIGANDACH BENZOILOTIOMOCZNIKOWYCH NA SPOSÓB ICH
KOORDYNACJI DO HALOGENKÓW RTĘCI(II)
Damian Rosiak, Andrzej Okuniewski, Barbara Becker, Jarosław Chojnacki
Katedra Chemii Nieorganicznej
Politechnika Gdańska
[email protected]
Związki kompleksowe utworzone z ligandami tiomocznikowymi i jonami metali
dwuwartościowych z konfiguracją elektronową d10 (Zn2+, Cd2+, Hg2+) już od dawna cieszą
się zainteresowaniem w świecie naukowców, nie tylko chemików, ale także fizyków
i inżynierów materiałowych oraz biochemików. Wykazują one często nieliniowe
właściwości optyczne [1, 2], a ich rozkład termiczny jest stosowany jako metoda
otrzymywania półprzewodników typu MS (np. M = Cd, Zn) [3, 4].
W celu sprawdzenia, jak wymiana grupy metylowej na podobny objętościowo atom chloru
[5] wpłynie na sposób koordynacji do halogenku rtęci(II), jako ligandy wybrałem
i zsyntezowałem metylowe pochodne 1-benzoilo-3-fenylotiomocznika oraz ich chlorowe
analogi.
Rys. 1 Ogólna struktura ligandów: gdzie R = Me lub Cl, A – pierścień fenylowy grupy benzoilowej, B – pierścień powstały w
wyniku utworzenia wewnątrzcząsteczkowego wiązania wodorowego N−H···O, C – pierścień aromatyczny pochodzący od
reszty aminowej.
Podczas prezentacji przedstawię metodę syntezy powyższych związków, omówię struktury
krystalograficzne otrzymanych połączeń kompleksowych, oraz podejmę dyskusję
otrzymanych wyników.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Venkataramanan V., Srinivasan M.R., Bhat H.L.,J. Raman Spectrosc., 1994, 25, 805
Venkataramanan V., Bhat H.L., Srinivasan M.R., Ayyub P., Multani M.S., J. Raman Spectrosc., 1997, 28 , 779
Stoev M., Ruseva S., Keremidchieva B., Monatsh. Chem., 1994, 125, 1215
Stoev M., Ruseva S., Monatsh. Chem., 1994, 125, 599
Pauling L., The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: An Introduction to
Modern Structural Chemistry 3rd ed., Cornel University Press, 1960, 259-264
45
ODDZIAŁYWANIA MOLEKUŁ I SUPRASTRUKTUR W OGRANICZONYCH
PRZESTRZENIACH
Michał Sawczyk1,2, Hui Zhao1, Michał M. Wójcik2, Rafał Klajn1
Studenckie Koło Naukowe „SANA”
1Weizmann Institute of Science, Department of Organic Chemistry,
Herzl St. 234, 76100 Rehovot, Israel
2Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii
Pasteura 1, 02-093 Warszawa
[email protected]
Dynamiczna samoorganizacja nanocząstek otwiera drogę do poznania oddziaływań
molekuł w syntetycznych, odwracalnie tworzących się ograniczonych przestrzeniach [1],[2].
Pozwala ona również badać reaktywność w ściśle zamkniętym środowisku, będącym
analogiem struktur występujących w naturze [3].
W niniejszej pracy przedstawiamy kontrolowaną światłem, odwracalną samoorganizację
nanocząstek Au, Fe3O4 i SiO2 pokrytych odpowiednimi ligandami na bazie azobenzenu.
Zorganizowane struktury są zdolne do selektywnego wychwytywania różnych molekuł
z roztworu, które następnie można poddawać transformacjom chemicznym. Wykorzystując
niekowalencyjne oddziaływania w ograniczonych przestrzeniach, jesteśmy także w stanie
prowadzić
stereoselektywne
cykloaddycje
czy
rozdzielać
enancjomery
za pomocą nanocząstek. Dzięki słabemu przyciąganiu struktur aromatycznych
w zamkniętych układach, możemy też indukować światłem samoorganizację nanostruktur
nie reagujących na światło.
Ryc.1.Schemat samoorganizacji nanocząstek i wychwytywania molekuł z roztworu.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
46
P. K. Kundu, D. Samanta, R. Leizrowice, B. Margulis, H. Zhao, M. Börner, T. Udayabhaskararao, D. Manna,
R. Klajn*, Nature Chem. 2015, 7, 646-652.
G. Singh, H. Chan, A. Baskin, E. Gelman, N. Repnin, P. Král*, R. Klajn*, Science2014, 345, 1149-1153.
H. Zhao, S. Sen, T. Udayabhaskararao, M. Sawczyk, K. Kučanda, D. Manna, P. K. Kundu, J.-W. Lee, P. Král,
R. Klajn*, Nature Nanotech. 2016, 11, 82–88.
ATMOSPHERIC CHEMISTRY UNDER A LOUPE - THEORETICAL STUDY
ON LIGHT ABSORPTION BY HALOGEN COMPOUNDS
Sebastian P. Sitkiewicz, Daniel Roca Sanjuán
Institute for Molecular Science
University of Valencia, Valencia, Spain
[email protected]
For the past few decades, the phenomena that occur in the atmosphere have brought much
more attention because of the increasing amount of threats that weigh on our planet. Most
of them come from the increased human activity in the industrial sector - the depletion
of the ozone layer in the arctic regions, the oxidation of gaseous mercury and its further
accumulation in snows– those are just the basic examples of them [1,2]. Great part of
the reactions that are involved in those processes are driven by the force that has
a photochemical nature. The absorption of the electromagnetic waves from the UV-VIS
spectrum range leads to highly reactive excited states of the compounds present in
the different parts of the atmosphere. Therefore, the knowledge of the electronic excitations
nature is highly demanded, which is a great opportunity for the computational branch
of modern chemistry.
Nowadays, many accurate and sophisticated quantum chemical theories are able to properly
describe the excited states of the molecular systems. Among them, the Complete-ActiveSpace Self-Consisted Field (CASSCF) and its perturbative correction – CASPT2 [3,4], have
been most widely used. This is due to the huge possibilities that those methods provide: the
solutions of higher roots/states are obtained during the same procedures. Moreover, in
contrast to the "golden-standard" method of CCSD(T), CASSCF and CASPT2 are suitable for
systems which ground-state wavefunctions have multi-configurational character and also
for excited states dominated by multiply excited configurations.
In the present work, carried out with the multistate (MS)-CASPT2 method [5],
the electronic spectra of nearly 20 representative, halogen-containing molecules are
presented. The studied group consisted of inorganic systems involved in atmospheric
reactions, which complexity ranged from simple diatomic molecules like Br2/ICl, through
oxides like Br2O/BrOCl, to nitrates BrONO/INO2 or even linear mercury halogens (HgBr2
and HgCl2). Within the selected set of molecules, the nature of excitations differs
significantly. Therefore, in order to characterize all of the experimentally observed
transitions on UV-VIS spectra, different approaches in accounting electron correlation and
interaction between states had to be applied. Beside presenting the obtained electronic
spectra of high accuracy, the discussion will be focused on the significance of additional
issues that are usually omitted during such spectroscopic analyses –the relativistic effects
of core electrons of heavy elements (like bromine, iodine or mercury) or the importance
of accounting Spin–Orbit coupling of states with different multiplicity.
Literature:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Simpson W. R. et al., Atmos. Chem. Phys., 2007, 7, 4375-4418
Lindberg S. E. et al., Environ. Sci. Technol., 2002, 36, 1245-1256
Andersson K. et al., J. Phys. Chem., 1990, 94, 5483-5488
Andersson K., Malmqvist P. A., Roos B. O.., J. Phys. Chem., 1992, 96, 1218
Finley J., Malmqvist P. A., Roos B. O., Serrano-Andres L., Chem. Phys. Lett., 1998, 288, 299-306
47
SYNTEZA KOMPLEKSÓW IRYDOORGANICZNYCH O WŁAŚCIWOŚCIACH
FLUORESCENCYJNYCH
Paweł Szubarga, Tadeusz Muzioł
Studenckie Koło Naukowe Chemików UMK, Koło Naukowe Studentów Chemii i
Technologii Żywności oraz Chemii
Uniwersytet Mikołaja Kopernika
[email protected]
Fosforescencja kompleksów metali ciężkich odgrywa ważną rolę w rozwoju urządzeń
emitujących światło, gdyż wykazują dobrą stabilność termiczną, fotostabilność oraz wydajną
fluorescencję i łatwość zmiany barwy poprzez dobór liganda. Bardzo ciekawe właściwości
wykazują tutaj związki irydu kompleksowanego przez 2-fenylopirydynę(ppy).
Przeprowadzono syntezy kompleksów w układach: [Ir(ppy)2Cl]2 [Ir(ppy)2(AA)]Cl
(AA=fenantrolina, 1,2-diaminopropan, 1,3-diaminopropan) oraz w innych połączeniach.
Zsyntezowane związki wykazują bardzo intensywną fluorescencję w ciele stałym, które
pozwalają na dalsze wykorzystanie tych związków do budowy nowoczesnych materiałów
elektronicznych[1],[2].
Literatura:
[1]
[2]
48
N.Tian, Phosphorescentiridium(III) complexes, copolymers and theirapplications, Wuppertal, Tianjin, 2011
Y.Ohsawa, S.Sprouse, K.A.King, M.K.DeArmond, K.W.Hanck, R.J.Watts, JournalPhysycalChemistry 1987, 91,
1047-1054
SENSORYCZNE ALGORYTMY ANALIZY PODOBIEŃSTWA
Bartosz Szulczyński, Jacek Gębicki, Marian Kamiński
Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej
Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska
[email protected]
W codziennej pracy chemika coraz częściej występuje potrzeba określenia wzajemnego
podobieństwa dwóch lub więcej obiektów. Podstawowym przykładem takiego działania jest
określanie punktu końcowego miareczkowania z wykorzystaniem roztworu odniesienia,
tzw. „świadka”. Taki sposób określania podobieństwa nazywany jest sensoryczną analizą
podobieństwa. Zgodność dwóch obiektów określa się na podstawie obserwacji
dokonywanych organoleptycznie, czyli za pomocą ludzkich zmysłów.
W przypadku bardziej złożonych problemów do wykrywania podobieństwa stosuje się
algorytmy analizy danych, które są opisane skomplikowanymi zależnościami
matematycznymi. Do takich metod zalicza się między innymi analizę głównych składowych
(PCA) [1], analizę wiązkową, diagramy odległości [2], algorytm k-najbliższych sąsiadów [3]
lub dendryty.
Niewątpliwie pierwszy kontakt z takimi metodami może zniechęcić początkującego
chemometrystę. Dlatego też na przestrzeni lat stworzono algorytmy, które stanowią
połączenie metod matematyczno-statystycznych oraz sensorycznych. Początkową analizę
danych przeprowadza się z wykorzystaniem zależności matematycznych, jednak końcowy
efekt określenia podobieństwa obiektów zostaje przedstawiony w formie dostępnej dla
zmysłów człowieka (zazwyczaj w postaci obrazu). Do metod hybrydowych należą m.in.
diagramy Czekanowskiego, twarze Chernoffa [4] i wykresy biegunowe szeregów
trygonometrycznych.
W swojej prezentacji przedstawię i krótko scharakteryzuję wymienione metody, a także
zaproponuję dwa własne algorytmy wykorzystujące różne zmysły.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
Gębicki J., Szulczyński B., Kamiński M., Meas. Sci. Technol., 2015, 26, 1-11
Mazerski J., Chemometria praktyczna - Interpretuj wyniki swoich pomiarów, Wyd. Malamut, 2016
Altman N. S., Am. Stat., 1992, 46, 175-185
Chernoff H., JASA, 1973, 68, 361-368
49
TERANOSTYCZNE NANOCZĄSTECZKI TYPU RDZEŃ-POWŁOKA
OTRZYMYWANE METODĄ MIKROEMULSJĄ
Aleksander Zięcina, Robert Pązik
Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych
PAN
[email protected]
Nanostruktury o właściwościach optycznych[1], już od dawna kuszą naukowców
wachlarzem zastosowań. Od codziennych systemów oświetleniowych, elementów paneli
słonecznych, aż do zastosowań bio-medycznych[2], wśród których na piedestale stoją
terapie przeciwnowotworowe. Walka z komórkami rakowymi czerpie również
z możliwości jakie dają nanocząstki o właściwościach magnetycznych[3]. Mariaż tych dwóch
różnych światów daje szerokie pole zastosowań.
Synteza mikro- oraz nanoemulsyjna polega na wykorzystaniu tworzących się w układzie
dwufazowym miceli bądź odwróconych miceli jako mikro-/nanoreaktorów. Problemem
syntezy jest konieczność kontrolowania wielu parametrów, takich jak temperatura
i ciśnienie, składy poszczególnych faz (stężenia, dodatki surfaktantów, kosurfaktantów), czy
szybkość mieszania. Pomimo skomplikowania takie podejście pozwala osiągać struktury
o bardzo małej dyspersji rozmiarów i morfologii[4].
Podczas wystąpienia przybliżone zostaną główne założenia metody syntetycznej oraz
fenomenologia właściwości nanocząstek, a także dotychczasowe postępy badań i tendencje
ich rozwoju.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
50
Pązik, R., Mączka, M., Małecka, M., Marciniak, Ł., Ekner-Grzyb, A., Mrówczyńska, L., Wiglusz, R. J.,
Dalt. Trans., 2015, 44, 10267–10280
Xin, Y., Jiang, J., Huo, K., Hu, T. & Chu, P. K., ASC Nano, 2009, 3, 3228–3234
Pązik, R., Zięcina, A., Zachanowicz, E., Małecka, M., Poźniak, B., Miller, J., Śniadecki, Z., Pierunek, N.,
Idzikowski, B., Mrówczyńska, L., Ekner-Grzyb, A., Wiglusz, R. J., Eur. J. Inorg. Chem., 2015, 28, 4750–4760
Foroughi, F., Hassanzadeh-Tabrizi, S. A., Amighian, J., J. Mag. Mag. Mater., 2015, 382, 182–187
Referaty – popularnonaukowe
Referat – popularnonaukowy
KRYSTALOGRAFIA – Z CZYM TO SIĘ JE I CZY TRZEBA WYPLUWAĆ
PESTKI?
Piotr Dzwoniarek
Studenckie Koło Naukowe Chemików „Fulleren”
[email protected]
Wydaje się, że krystalografia jest nadal niedocenianym i niezbyt lubianym działem chemii.
Z czego to wynika? Dlaczego, nawet w szkole ponadgimnazjalnej, praktycznie nie
wspomina się o głównym zainteresowaniu krystalografów, czyli o strukturze materii
skondensowanej? Czyżby sprawcą był zaawansowany aparat matematyczny
i niezrozumiałe pojęcia? Odpowiedź wydaje się bardziej prozaiczna. Wszystkiemu winne są
krzemiany… i nadgorliwi chemicy organicy. W trakcie swojego wystąpienia, ilustrowanego
pokazami
doświadczeń
chemicznych,
autor
spojrzy
na
krystalografię
z innego, niestandardowego punktu widzenia. Przedstawiona zostanie historia badań nad
strukturą cząsteczek i kryształów oraz współczesne osiągnięcia krystalografii widziane
oczyma przeciętnego chemika – niekrystalografa. Zostanie zwrócona uwaga na kilka
kuriozalnych i błędnych wyobrażeń na temat struktury ciał stałych. Na koniec poruszona
zostanie niedaleka przyszłość tej dziedziny nauki – krystalografia bez kryształów.
53
FTALOCYJANINY METALI JAKO FOTOSENSYBILIZATORY W REAKCJACH
OTRZYMYWANIA REAKTYWNYCH FORM TLENU
Łukasz Kołodziej
Naukowe Koło Chemików „Koronan”
Uniwersytet Opolski w Opolu
[email protected]
Ftalocyjaniny (ryc.1) to związeki będące strukturalnymi analogami porfiryn. Ich cząsteczki
składają się z czterech fragmentów izoindolowych połączonych czterema mostkami
azometinowymi. W środku makrocyklu ftalocyaninowego (Pc) można umieścić jony
różnych metali, natomiast do pierścieni benzenowych mogą zostać przyłączone podstawniki
(R), których rodzaj, ilość oraz rozmieszczenie wpływa na właściwości fizykochemiczne
uzyskanych związków. Makrocykl Pc jest aromatyczny i stanowi układ sprzężonych wiązań
podwójnych. Ftalocyjaniny absorbują światło w szerokim zakresie długości fal, od
ultrafioletu próżniowego, aż do bliskiej podczerwieni. Ftalocyjaniny niektórych metali
wykazują fluorescję. Pozwala to na pochłonięcie energii np. z zakresu UV i przekazanie jej
następnie do otoczenia. Odbiorcą tej energii może być tlen trypletowy (3O2), który zostaje
przekształcony w tlen singletowy (1O2), czyli wzbudzoną, reaktywną formę tlenu.
Wytwarzane mogą być również rodniki hydroksylowe ( •OH) lub anionorodniki
ponadtlenkowe (O2•-). Powstające bardzo reaktywne formy tlenu mogą mieć wiele
zastosowań np. w procesie uzdatniania wód [1], w przeciwnowotworowej terapii
fotodymanicznej (PDT) [2] lub fotodegradacji polimerów [3].
Ryc.1. Schemat wytwarzania tlenu singletowego z udziałem metaloftalocyjaniny.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
54
DeRosa M.C.,Crutchley R.J., Coordination Chemistry Reviews, 2002, 233-234, 351-371
Trytek M., Makarska M., Polska K., Radzki S., Fiedurek J., Biotechnologia, 2005, 4 (71), 109-127
Zhao X., Li Z., Chen Y., Shi L., Zhu Y., Applied Surface Science, 2008, 254, 1825-1829
ALGI JAKO ŹRÓDŁO ENERGII I SUBSTANCJI CHEMICZNYCH.
OGRANICZENIA W ICH WYKORZYSTANIU NA SKALĘ PRZEMYSŁOWĄ.
Magdalena Legendziewicz
Koło Naukowe „Kiwon”
Politechnika Wrocławska
[email protected]
Algi są organizmami wodnymi, które podobnie jak rośliny, prowadzą konwersję CO 2
w biomasę przy udziale energii światła słonecznego, czyli proces fotosyntezy. Nie są one
jednoznacznie zdefiniowanymi organizmami, ponieważ pochodzą z kilku niezależnych faz
ewolucyjnych. Do grupy tej należą zarówno jednokomórkowce, jak i organizmy
wielokomórkowe sięgające długości nawet 65 cm.
Nie od dziś wiadomo, że algi stanowią potencjalny odnawialny surowiec dla gospodarki.
Znajdują one zastosowanie nie tylko jako dodatki do kosmetyków, czy żywności, ale także
jako chemikalia specjalistyczne (np. leki, lakiery, surfaktanty, nawozy, pigmenty). Glony
charakteryzują się szeregiem zalet, które sprawiły, że wiele firm petrochemicznych
zainteresowało się możliwością otrzymywania biopaliw zużyciem ich jako surowca, do tych
zalet należą: szybki wzrost – cykl wzrostu ich komórek wynosi 1-10 dni i dzięki temu plony
glonów mogą być zbierane przez cały rok w odróżnieniu od roślin oleistych, których nasiona
uzyskuje się 1-2 razy w ciągu roku; dzięki modyfikacji hodowanych gatunków można
wpływać na ilość zawartych w nich lipidów; hodowla alg może być prowadzona
w stawach zlokalizowanych na bezużytecznych gruntach (dzięki czemu nie konkuruje
z uprawą zbóż i roślin oleistych) lub w fotobioreaktorach, w środowisku wód zasolonych
oraz pochodzących ze ścieków, a także w pobliżu zakładów emitujących gazy spalinowe
bogate w CO2. Mimo tak wielu zalet biodiesel otrzymywany z glonów nie wyparł
tradycyjnych paliw. Jest to związane z niełatwym do rozwiązania problemem hodowli, która
znacząco wpływa na cenę paliw otrzymywanych z glonów. Istnieją dwa podstawowe
sposoby hodowli: w otwartych stawach lub w zamkniętych fotobioreaktorach. Pierwszy
sposób jest tańszy, jednakże wiąże się z utrudnioną kontrolą warunków hodowli, tej wady
pozbawiony jest sposób drugi, lecz jest on niezwykle kosztowny. Krążą opinie, że uzysk
z alg energii, zmagazynowanej w paliwach ciekłych, będzie opłacalny jedynie dzięki
integracji z procesami otrzymywania cennych chemikaliów lub z odpadowej biomasy
powstałej w oczyszczalni ścieków. Rozwiązanie tego problemu pozwoli na produkcję
taniego, dobrej jakości paliwa i częściowe uniezależnienie się od źródeł nieodnawialnych.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Chojnacka Katarzyna,Przemysł Chemiczny, 2006, 5, 414-417
Burczyk Bogdan, Biomasa. Surowiec do syntez chemicznych i produkcji paliw, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Wrocławskiej,Wrocław,2011, 177-196; 240-246
Igliński B., Buczkowski R., Piechota G., Przemysł Chemiczny,2011,6, 1186-1189
55
RÓŻNE OBLICZA KAPSUŁ MOLEKULARNYCH
Małgorzata Lewińska
Naukowe Koło Chemików „Fulleren”
Instytut Chemii Organicznej PAN
[email protected]
Procesy samoorganizacji leżą u podstaw procesów biologicznych jak i podstaw chemii
supramolekularnej. Ciekawym podejściem do procesów samoorganizacji oraz reakcji
stechiometrycznych i katalitycznych w układach zamkniętych jest chemia kapsuł
molekularnych, które mogą dostarczać otoczenia dla katalitycznych reakcji z udziałem
małych cząsteczek podobnych do procesów enzymatycznych[1]. Molekularna enkapsulacja
związana jest z zamknięciem molekuły w supramolekularnej cząsteczce gospodarza.
Chemię kapsuł molekularnych charakteryzuje wysokie zróżnicowanie, ze względu rodzaje
jednostek budulcowych i różnorodność oddziaływań. W wyniku enkapsulacji możliwe jest
stabilizowanie metastabilnych połączeń[2], a także molekularne klatki mogą stanowić
środowisko reakcji chemicznych[3] i kontrolowanych procesów dynamicznych, dzięki
wykorzystaniu całego spektrum oddziaływań kowalencyjnych i niekowalencyjnych[4].
Ciekawym przykładem są chiralne kapsuły molekularne zbudowane z części
rezorcynarenowej i łańcuchów tworzonych z pojedynczych aminokwasów jak
i peptydowych. Dzięki wykorzystaniu różnych aminokwasów, możliwe modyfikować
hydrofobowe i hydrofilowe właściwości kapsuł.[5]
Ryc.1. Schematyczna prezentacja formowania się kapsuł w procesie samoorganizacji
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
56
Ajami D., Liu L. and Rebek Jr J., Chem. Soc. Rev.,2014, 2015, 44, 490-499
Mal P., Breiner B., Rissanen K. and Nitschke J.R.,Science 2009, 324, 1697-1699,
Salles Jr A. G.,Zarra S., Turner R. M. and. NitschkeJ. R,J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 19143
HeinzT., Rudkevich D. M., Rebek JrJ.,Nature, 1998, 394, 764–766
Jędrzejewska H., Wierzbicki M., Cmoch P., Rissanen K..,Szumna A., Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 2014, 53,
13760-13764,
MIKROPLASTIK W WODZIE - ANALIZA TECHNIKĄ IR-ATR
I MIKROSKOPIĄ IR
Maurycy Menke
PE Polska sp. z o.o.
[email protected]
Rozwój chemii pozwolił na opracowanie szeregu nowych materiałów, w tym syntetycznych
polimerów,
popularnie
zwanych
plastikami.
Możliwość
ich
formowania
i szeroki zakres właściwości ogromnie rozpowszechniły ich użycie. Rocznie produkuje się
miliony ton plastikowych przedmiotów, obecnych praktycznie w każdej gałęzi przemysłu
i dziedzinie życia.
Tak wielka popularność plastiku stwarza znane już zagrożenie w postaci ogromnej ilości
odpadów. Ostatnio dostrzeżono jego nową odmianę, tzw. mikroplastik. Powstaje on w
wyniku mechanicznego uszkodzenia makroprzedmiotu, po czym w sposób
niekontrolowany przenosi się do środowiska. Bardzo często jego końcowym etapem migracji
jest środowisko wodne. W nim przedostaje się on do organizmów, w których pozostaje do
końca ich życia. Przy spożyciu zanieczyszczonej w ten sposób tkanki potrafi on przenieść się
od żywiciela do konsumenta. Ponadto, taka akumulacja prowadzi do wadliwego
funkcjonowania zainfekowanego organizmu, jest przyczyną chorób lub nawet
nowotworów.
Zagrożenie to nie pozostało bez odpowiedzi ze strony badaczy. We współpracy z firmą
PerkinElmer rozpoczęto wstępnie rozpoznawać problem – miejsca występowania, rodzaj,
sposób analizy mikroplastiku.
Literatura:
[1]
[2]
Robertson I., nota aplikacyjna PerkinElmer, 2015, wyd. 1
Tagg A.S., Sapp M., Harrison J.P., Ojeda J.J., Anal. Chem., 2015, 87, 6032 – 6040
57
SAMOSORTOWANIE KOMPLEKSÓW HYDRAZONOWYCH
Miłosz Piechocki
Naukowe Koło Chemików
[email protected]
Samosortowanie i kontrolowana samoorganizacja są niezbędne do otrzymywania
zaprojektowanych makromolekularnych struktur. Klasycznym przykładem w naturze jest
selektywna asocjacja komplementarnych par zasad w DNA czy składanie łańcuchów
białkowych w struktury czwarorzędowe.
Wysokoselektywne, narcystyczne samosortowanie można uzyskać w procesie samoasocjacji
kationów metali ziem rzadkich z wieloanionowymi ligandami hydrazonowymi. Proces
asocjacji jest bardzo czuły na długość liganda oraz geometrię koordynacyjną. Co najbardziej
zaskakuje, duża czułość sortowania jest możliwa pomiędzy ligandami różniącymi się
jedynie pojedynczą grupą funkcyjną wystającą z rdzenia liganda, a co nawet bardziej istotne,
nie uczestniczącą w koordynacji do metalu.
W referacie zostaną przybliżone Państwu wyniki badań dotyczących samosortowania oraz
samoskładania kompleksów hydrazonowych z metalami takimi jak: Ce3+, Y3+, La3+.
Przedstawione zostaną procedury syntezy ligandów, ich charakterystyka oraz reakcje
kompleksowania z wybranymi metalami wraz z analizą otrzymanych produktów.
Ryc.1. Samosortowanie pomiędzy ligandami o identycznym kącie i długości, różniące się jedynie grupą funkcyjną
w wierzchołku wewnętrznego kąta
Literatura:
[1]
[2]
58
Johnson M.,C. Wiley A., Young M. C., Zhang X., Lyon Y., Julian R. R., Hooley R. J., Angew. Chem. 2015, 54, 1
Y. Liu, X. Wu, C. He,Y. Jiao, C. Duan, Chem. Commun., 2009, 7554–755
IMITACJE BURSZTYNU BAŁTYCKIEGO I METODY ICH WYKRYWANIA
Artur Stępnik
Sekcja Studencka Oddziału Gdańskiego
[email protected]
Bursztyn Bałtycki jest popularnym kamieniem półszlachetnym, którego piękno i estetykę
ceni się na całym świecie. W dobie jego popularności w krajach dalekiego wschodu wraz
z ceną kamienia znacznie wzrosła liczba prób jego imitacji, które narażają ludzi na kupno
wadliwego towaru w cenie dużo wyższej niż jego wartość rzeczywista[1]. Faktyczny
bursztyn zastępuje się kopalem, plastikiem, szkłem, żywicą syntetyczną, szkłem, czy też
bursztynem prasowanym [2].
W obronie przed fałszerstwem opracowano szereg metod pozwalających na mniej bądź
bardziej skuteczne rozróżnienie bursztynu bałtyckiego od jego substytutów. Mogą być to
proste metody organoleptyczne lub metody bardziej zaawansowane wykorzystujące
techniki spektroskopowe (IR, FTIR)[3], czy mikroskopowe (SEM) dokładnie obrazujące
strukturę materiału.
Ryc.1.Widma FTIR 1) Kopalu kolumbijskiego 2) Kopalu madagaskarskiego 3) Bursztynu bałtyckiego 4) BursztynuLa Mede `
5) Bursztynu Saint Etienne LesOrgues.[3]
Wykrywanie falsyfikatów dla statystycznego użytkownika biżuterii nie jest sprawą prostą,
dlatego też celem prezentacji jest wyjaśnienie tych metod i przekazanie wiedzy, która może
choćby częściowo uświadomić istnienie problemu lub przestrzec wielbicieli bursztynu przed
nieuważnym kupowaniem.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Grimaldi D.A, Schredinsky Curator: The Museum Journal 37, 1994, 251-274
Kosmowska-Ceranowicz B. Acta Zoologica Cracovinessia 46, 2003, 411-421
Guliano.M et.al Spectrochimica Acta Part A 67, 2007, 1407–1411
59
PRZEZ GŁOWĘ DO SERCA
Mikołaj Szymański
[email protected]
I stała się światłość, a wraz z nią wyewoluowały rozmaite fotoreceptory i chromofory, aby
odczuwać i oddziaływać z nowym dynamicznie zmieniającym się środowiskiem. Początek
tej burzliwej historii zaczyna się wraz z odkryciem genu kodującego białko GFP i udanym
przeniesieniem go z organizmu meduzy do nicienia. Mnogość zastosowań białek
fluorescencyjnych wynika ze zmiany stopnia i koloru fluorescencji wraz ze zmianą otoczenia
chromoforu. W momencie gdy celem naszych białek stają się pojedyncze komórki,
a wzbudzenia ich dokonujemy z największą precyzją w wymiarze czasu
i przestrzeni wkraczamy na pole optogenetyki. Powstała fotokontrola aktywności
biomolekuł in vivo z jednoczesnym rejestrowaniem parametrów fizjologicznych stwarza
niezrównane możliwości do studiowania procesów zachodzących na poziomie
komórkowym w żywym organizmie [1]. Idąc krok dalej, nie rejestrujemy, lecz jesteśmy
w stanie kontrolować fizjologie komórki! Dzieje się to dzięki kanałowi rodopsynowemu jest to jedyny dotąd poznany w naturze kanał jonowy bramkowany światłem [2].
To narzędzie pozwoliło zrewolucjonizować neuronaukę i przyznać nagrodę „Metoda roku”
dla optogenetyki, ponieważ w zaledwie 2 lata, dzięki niej określono mapy szlaków
neuronowych podczas takich czynności jak: nauka, widzenie, oddychanie, ruch,
przebudzenie, czucie[2]. Kolejną dziedziną, w której regulacja potencjału czynnościowego
stanowi zasadniczą rolę jest kardiologia, a odpowiada za to węzeł zatokowoprzedsionkowy, który narzuca rytm pracy serca dzięki spontanicznym wyładowaniom.
Ogromną pokusą jest próba stworzenia optycznego rozrusznika, gdzie kanały rodopsynowe
byłyby zdolne do modulacji kardiomiocytów[3]. Badania elektromechaniki pracy serca
z użyciem
modyfikowanych
białek
pozwoliły
zrozumieć
hierarchię
serca
w skali od poziomu molekularnego do całego organu[4]. Stosowanie wzbudzenia
z ogromną precyzją daje szanse na lepsze poznanie pracy serca oraz stwarza nowe
możliwości na bezpieczne i efektywne terapie.
W pracy zostaną omówione i scharakteryzowane białka stosowane w powyższych
badaniach, aoptogenetyka przedstawiona jako alternatywna metoda generowania impulsów
bioelektrycznych oraz nadzwyczaj precyzyjne narzędzie neuronauki.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
60
Gautier A., Gauron C., Volovitch M., Bensimon D., Jullien L., Vriz S.,Nat. Chem. Bio., 2014, 10, 533-541
Boyden S. E., F1000 Bio. Reports, 2011, 3, 11
Arrenberg A. B., Stainer D. Y., Baier H., Huisken J., Science,2010, 330, 971-974
Boyle P. M., Williams J. C., Ambrosi C. M., Entcheva E., Trayanova N. A., Nat., 2013, 4, 2370
BIOLOGICZNE INSPIRACJE NANOTECHNOLOGII. MATERIAŁY I
MASZYNY.
Grzegorz Ścibisz
Studenckie Koło Naukowe Chemików “Fulleren”
[email protected]
“Nanotechnologią” nazywamy materiały, których przynajmniej jeden z wymiarów jest
mniejszy niż 100 nm, oraz technologie ich otrzymywania i zastosowania. Faktycznie,
dzisiejsza nanotechnologia koncentruje się na poszukiwaniu takich materiałów, nie musi być
do nich jednak ograniczona. W pierwszych dniach rozwoju tej dziedziny wydawało się, że
tuż za rogiem znajduje się rozwój nanomaszyn, które miały odmienić nasze życia [1]. Rozwój
napotkał jednak duże trudności. Wiele z tych problemów zostało już rozwiązanych. Nie
przez ludzi jednak, tylko przez organizmy żywe. Do tej pory biologia bywała już inspiracją
dla inżynierii, tak biologia molekularna mogłaby stać się inspiracją dla nanoinżynierii.
Ryc.1. Schemat budowy kompleksu białkowego kotwiczącego wić bakteryjną w błonie komórkowej [2]
Od syntazy ATP i motorów molekularnych [2], przez tubuliny, dyneiny i kinezyny [3]
i przędzę pajęczą [4], aż do origami DNA [5] i maszyn RNA [6], biofizyka, biologia
strukturalna i molekularna są bogatym źródłem inspiracji dla inżynierii; trudno
przewidzieć, jakie postępy w nanotechnologii można by uzyskać naśladując naturę
ożywioną w jej najmniejszej skali.
W mojej prezentacji chcę przybliżyć zasady działania kilku maszyn molekularnych
pochodzących z żywych organizmów, oraz wskazać, gdzie w przyszłości można szukać
nanoinspiracji.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
Regis E., Nanotechnologia. Narodziny nowej nauki, czyli świat cząsteczka po cząsteczce, Prószyński i S-ka,
Warszawa, 2001
Fabienne F. V., Nature Reviews Microbiology, 2008, 6, 455-465
Hirowaka N., Nature Reviews, 2009, 10, 682-696
van Beek J. D., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99, 10266-10271
Dunn K. E., Nature, 2015, 525, 82-86
Novikova I. V., Journal of Molecular Biology, 2013, 425, 3731-3746
61
ZASTOSOWANIE APGD-OES W CHEMII ANALITYCZNEJ
Krzysztof Świderski
Koło Naukowe Wydziału Chemicznego „Allin”
[email protected]
Wyładowania jarzeniowe, zachodzące między elektrodami, z których jedna jest roztworem,
a druga substancją stałą umieszczoną kilka milimetrów nad powierzchnią cieczy, były znane
w elektrochemii i stosowane w procesach elektrolitycznych od końca XIX wieku. Procesy
emisji widm pierwiastków w klasycznym wyładowaniu jarzeniowym również były znane
od dawna jednak na wykorzystanie tych dwóch zjawisk w chemii analitycznej trzeba było
czekać do lat dziewięćdziesiątych XX wieku.
W 1993 roku zespół węgierskichuczonych pod kierownictwem T. Cservalvi’ego
zaproponował zastosowanie zminiaturyzowanego układu pomiarowego wykorzystującego
jako źródło wzbudzenia wyładowanie jarzeniowe pod ciśnieniem atmosferycznym
generowane w kontakcie z ciekłą katodą (APGD) w optycznej spektrometrii emisyjnej (OES).
Koncepcja ta okazała się na tyle obiecująca, iż bardzo szybko zyskała zainteresowanie innych
grup badawczych na całym świecie.
Na sukces metody APGD-OES oraz przede wszystkim na jej przydatność w analizie
spektrochemicznej miał wpływ szereg czynników takich jak niskie granice wykrywalności
pierwiastków, szerokie zakresy liniowości krzywych wzorcowych jak również wysoka
precyzja i dokładność pomiarów. Nie bez znaczenia jest także dość dobra odporność
na efekty matrycowe, która jest szczególnie istotna przy analizie próbek środowiskowych.
Niewątpliwym atutem tego rodzaju układów są ich niewielkie rozmiary i prostota
konstrukcji, co stwarza możliwości zastosowania ich jako mobilnych urządzeń badawczych
między innymi w analizie środowiska.
W swoim wystąpieniu przedstawię dotychczasowe osiągnięcia naukowców w obszarze
aplikacji metody APDG-OES w analizie pierwiastkowej.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
62
Cserfalvi T., Mezei P., Apai P., J. Phys. D: Appl. Phys. 1993, 26, 2184-2188
Webb M.R., Andrade F.J., Gamez G.,McCrindle R., Hieftje G.M., J. Anal. At. Spectrom., 2005, 20, 1218-1225
Gręda K., Jamróz P., Dzimitrowicz A., Pohl P., J. Anal. At. Spectrom., 2015, 30, 154-161
Bencs L., Laczai N., Mezei P., Cserfalvi T., Spectrochimica Acta Part B,2015, 107, 139-145
Shekhar R., KarunasagarD., Ranjit M., Arunachalam J., Anal. Chem., 2009, 81, 8157-8166
„TAM SIĘGAJ, GDZIE WZROK NIE SIĘGA”- CZYLI O ŁAMANIU PRAW
FIZYKI
Katarzyna Wolska
[email protected]
Możliwości obrazowania za pomocą mikroskopów optycznych przez długi czas były
ograniczone przez tzw. limit dyfrakcji Abbego. Skutkiem tego mikroskopia świetlna nie
pozwalała na obrazowanie struktur o rozmiarach mniejszych niż połowa długości fali
światła, tj. poniżej 0,2 μm, podczas gdy wiele interesujących struktur wewnętrznych
komórki posiada wymiary od 10 do 200 nm, czyli poniżej zdawałoby się nieprzekraczalnej
granicy.
Bariera ta została przełamana wraz z opracowaniem w 1994 roku przez S. Hell’a i jego
współpracowników metody mikroskopii fluorescencyjnej wysokiej rozdzielczości STED
(stimulatedemissiondepletionmicroscopy) [1,2]. Zastosowanie obok laserowej wiązki
wzbudzającej, drugiej wiązki wygaszającej fluorescencję na obrzeżach wzbudzanego punktu
(tzw. emisja wymuszona), w połączeniu z optymalną sekwencją impulsów wzbudzających
prowadzi
do
wygaszenia
całej
fluorescencji
poza
środkiem
plamki
o średnicy rzędu kilku nanometrów. Skutkiem tego uzyskujemy obraz o rozdzielczości
znacznie większej niż pozwala na to limit Abbego, co daje bezprecedensowe możliwości
badania struktur i funkcji organelli komórkowych oraz wgląd w molekularne podstawy
zjawisk fizjologicznych i patologicznych, takich jak m.in. plastyczność układu nerwowego
[4,5], starzenie się i nowotworzenie [3].
Dzięki mikroskopii STED, mikroskop optyczny może zajrzeć w nanoświat, a mikroskopia
staje się nanoskopią.
Ryc.1. Porównanie klasycznej mikroskopii optycznej (po lewej) i mikroskopii STED (po prawej)
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Hell S. W.,Wichman J., Optics Letters, 1994, 19, 780-782
Hell S., Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 8054-8066
Chojnacki J. et al., Science, 2012, 338, 524-528
Westphal V. et al., Science, 2008, 320, 246-249
Berning S. et al., Science, 2012, 335, 551
63
PIROTECHNICZNA ZUPA Z GWOŹDZIA, CZYLI O WODZIE
W MATERIAŁACH WYBUCHOWYCH
Jan Albert Zienkiewicz
Studenckie Koło Naukowe Chemików
Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu
[email protected]
Woda jest substancją o wielu ciekawych i anomalnych właściwościach. Jako substancja
powszechnie uznawana za niepalną i niepodtrzymującą palenia stosuje się ją często do
gaszenia pożarów. Woda jest bardzo niepożądanym składnikiem materiałów wybuchowych
i mas pirotechnicznych –z życia codziennego wiemy, że rzeczy mokre zazwyczaj trudno jest
rozpalić. Nie zawsze musi być to jednak regułą. Przecież pomimo swojej niepalności w
pewnych
warunkach
może
inicjować
zapłon
pewnych
substancji
(np. mieszanina NH4NO3/Zn) lub gwałtownie reagować z nimi z utworzeniem palnych
bądź wybuchowych produktów (np. potas).
Wiele materiałów wybuchowych może zawierać pewne, nawet dość znaczne, ilości wody,
zachowując przy tym zdolność do wybuchu. Dobrym przykładem jest tutaj ważny materiał
wybuchowy inicjujący, azydek ołowiu. Niestety wraz ze wzrastającą wilgotnością, znacząco
zmniejsza się jego wrażliwość, co może prowadzić do powstawania niewybuchów.
Czy jednak istnieją materiały wybuchowe, w których woda jest składnikiem pożądanym
i niezbędnym? Na to pytanie postaram się odpowiedzieć w moim wystąpieniu.
64
Postery – badania własne
Poster – badania własne
WYKORZYSTANIE POWIERZCHNI MODYFIKOWANYCH NANO-ZŁOTEM
I TLENKIEM GRAFENU JAKO PODŁOŻA DO BADAŃ
FIZYKOCHEMICZNYCH UKŁADÓW BIOLOGICZNYCH
Sylwia Berbeć, Barbara Pałys
Naukowe Koło Chemików Fulleren
[email protected]
Wysokie przewodnictwo elektryczne grafenu zapewnia mu liczne zastosowania aplikacyjne
w konstrukcji układów biologicznych. Jest on znakomitym kandydatem do wykorzystania
w roli kontaktu elektrycznego między powierzchnią metaliczną a centrum redoks enzymu.
Zastosowanie takiej modyfikacji powierzchni pozytywnie wpłynęłoby na efektywność
transferu elektronów między elektrodą a biokatalizatorem. Hydrofobowy charakter grup
powierzchniowych grafenu może jednak stanowić przeszkodzę podczas immobilizacji
enzymów. Z kolei tlenek grafenu (GO) w swojej strukturze posiada grupy funkcyjne
zawierające atomy tlenu, które mogą pełnić kluczową rolę w unieruchamianiu cząsteczek.
Idealnym
rozwiązaniem
byłoby
stworzenie
materiału
hybrydowego
o właściwościach charakterystycznych zarówno dla grafenu (wysokie przewodnictwo) jak
i tlenku grafenu (obecność grup funkcyjnych zdolnych do tworzenia wiązań).
Dostosowanie charakteru powierzchni do optymalnych warunków eksperymentalnych jest
możliwe za pomocą metod elektrochemicznych. Elektrochemiczna redukcja tlenku grafenu
stanowi uniwersalny sposób wytworzenia warstw grafenu na powierzchni elektrody [1].
Takie podejście umożliwia wprowadzanie polarnych grup funkcyjnych na modyfikowaną
powierzchnię, dzięki czemu zyskuje ona częściowy charakter hydrofilowy. Utworzone
grupy powierzchniowe mogą służyć do unieruchamiania enzymu na powierzchni za
pomocą wiązań kowalencyjnych lub oddziaływań elektrostatycznych. Kluczowym
zadaniem polarnych grup funkcyjnych obecnych w strukturze zredukowanego GO jest
utworzenie wiązań wodorowych i peptydowych z hydrofilowymi resztami
aminokwasowymi białka. Hydrofobowe elementy powierzchni powinny zwiększyć
adsorpcję enzymu z fazy objętościowej ze względu na oddziaływanie z aminokwasami
aromatycznymi, które znajdują się w bocznych łańcuchach polipeptydowych
(oddziaływanie π-π). Hydrofobowo-hydrofilowe właściwości utworzonego podłoża mogą z
kolei wpływać na orientację zaadsorbowanych cząsteczek enzymu.
Literatura:
[1]
Świetlikowska A., Gniadek M., Electrochimica Acta, 98, 2013, 75–81
67
ANALIZA PRÓBEK STAŁYCH ZA POMOCĄ METODY LA-ICP-MS
Damian Bińkiewicz, Luiza Kępa, Barbara Wagner
Studenckie Koło Naukowe Chemików Fulleren Uniwersytetu Warszawskiego
[email protected]
LA-ICP-MS (ang. Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) jest bardzo
czułą, nowoczesną metodą analityczną, umożliwiającą prowadzenie bezpośrednich badań
składu pierwiastkowego próbek stałych. W metodzie LA-ICP-MS mikropróbkowanie polega
na wykorzystaniu efektów wywołanych poprzez oddziaływanie energii wiązki laserowej
skupionej na powierzchni obiektu. Proces ten nazywany jest ablacją laserową (LA). Aerozol
cząstek powstających w wyniku ablacji laserowej transportowany jest następnie do plazmy
indukcyjnie sprzężonej (ICP), w której następuje atomizacja i jonizacja atomów próbki.
Zjonizowane atomy są wprowadzane do spektrometru mas (MS), gdzie są rozdzielane
według swoich stosunków masy do ładunku [1].
Metoda LA-ICP-MS jest mikroniszcząca. Charakteryzuje się niskimi granicami
wykrywalności dla większości pierwiastków, a do jej podstawowych zalet zaliczana jest
możliwość prowadzenia bezpośrednich analiz próbek stałych, wielopierwiastkowość
oznaczeń, wysoka precyzja i dokładność. Dodatkowym atutem tej metody jest możliwość
uzyskania informacji izotopowych.
Jednymi z głównych wyzwań dla analityka stosującego metodę LA-ICP-MS jest konieczność
liczenia się z efektami frakcjonowania oraz niejednorodnością próbek. Efekt frakcjonowania
definiowany jest jako wyraźna zmiana zawartości pierwiastków w aerozolu w stosunku do
ich prawdziwej zawartości w próbce [2]. Spowodowane to jest różnymi właściwościami
fizycznymi np. różnymi temperaturami topnienia i wrzenia poszczególnych składników
próbki.
Ryc.1. Poszczególne etapy ablacji laserowej stopu metali.
Poprawność pomiarów wymaga szczegółowej optymalizacji warunków pracy układu
LA-ICP-MS oraz stosownej kalibracji [1] i temu zagadnieniu poświęcone były prowadzone
badania, w których badanymi obiektami były monety 1-złotowe. Na podstawie uzyskanych
wyników można stwierdzić, iż z biegiem lat skład pierwiastkowy monet
1-złotowych ulegał nieznacznej zmianie.
Literatura:
[1]
[2]
68
Walaszek D., Senn M., Wichser A., Faller M., Wagner B., Bulska E., Ulrich A., “Minimally-invasive
LA-ICP-MS analysis of model ancient copper alloys”, Spectrochim. Acta Part B, (2014) 99: 115-120
Gonzalez J. J., Liu C.., Wen Sy-Bor, Mao X., Russo R. E., “Metal particles produced by laser ablation for
ICP–MS measurements” ,Talanta, Volume 73, Issue 3, 30 September 2007, 567–576
NA DRODZE DO ROZWIĄZANIA ZAGADAKI
RADIOSENSYBILIZUJĄCEGO DZIAŁANIA METRONIDAZOLU
Kamila Butowska1,2, Magdalena Zdrowowicz2, Janusz Rak2
1Naukowe
2Pracowania
Koło Chemików Uniwersytetu Gdańskiego
Sensybilizatorów Biologicznych, Uniwersytet Gdański,
ul. Wita Stwosza 63, 80-308 Gdańsk
[email protected]
Kancerogeneza jest skomplikowanym procesem, w którym dominującą rolę odgrywają
czynniki zewnętrzne. Predyspozycję do nowotworzenia zwiększają także zmiany i mutacje
genetyczne [1].
Z faktu, iż promieniowanie jonizujące (PJ) może niszczyć guzy nowotworowe zlokalizowane
w dowolnej części ciała wynika duże zainteresowanie radioterapią, a od kilkudziecięciu lat
również
radiosensybilizatorami,
które
uczulają
żywe
komórki
na
PJ.
Do chwili obecnej stosowano szereg substancji radiouczulających, jednak gama dostępnych
związków jest dość uboga, m. in. cisplatyna czy 5-bromouracyl.
Interesującą grupę radiosensybilizatorów stanowią nitroimidazole, a w szczególności
metronidazol (MN). Związki te należą do tzw. mimetyków tlenu, czyli podobnie jak tlen
przekształcają odwracalne uszkodzenia DNA w relatywne trwałe rodnikowe produkty
przejściowe, które w wyniku dalszych przemian prowadzą do pęknięć nici biopolimeru [2].
Jednak mechanizm działania mimetyków tlenu wciąż pozostaje niejasny. Wcześniejsze
badania radiacyjne sugerują, że efektywność metronidazolu zależy od jego stężenia [3].
W celu potwierdzenia tego efektu wodne roztwory modelowych oligonukleotydów,
zawierające różne stężenia MN zostały poddane działaniu promieniowania gamma
w warunkach tlenowych i beztlenowych, a następnie zbadane za pomocą elektroforezy
natywnej i denaturującej oraz metody DHPLC.
Otrzymane rezultaty sugerują, że (i) tlen pełni rolę efektywnego, naturalnego
radiosensybilizatora, co już wielokrotnie pokazano we wcześniejszych pracach [4],
a (ii) stężenie MN jest parametrem kluczowym dla uczulającego działania tego związku[5].
Przy stężeniach mniejszych od 5 µM i warunkach beztlenowych obserwuje się wyraźny
wzrost stopnia uszkodzenia DNA, zaś w stężeniach większych od 500 µM przejawiają się
radioprotekcyjne właściwości MN. Wyjaśnienie tego efektu wymaga dalszych badań
eksperymentalnych, wykorzystujących przede wszystkim spektrometrię mas sprzężną
z wysokosprawną chromatografią cieczową (LC-MS), co umożliwi zidentyfikowanie
produktów radiodegradacji badanych oligonukleotydów oraz teoretycznych, pozwalających
na scharakteryzowanie termodynamiki i kinetyki możliwych reakcji chemicznych
inicjowanych działaniem PJ.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Z. Bałturukiewicz, W. Bulski, L. Hahn, W. Nowatkowski, H. Siwicki, Z. Toth, A. Włodarski, Radioterapia i
diagnostyka radioizotopowa, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa, 1980
P. Wardman, Clinical Oncol., 2007, 19:397
J. Asqiuth, Brit. J. of Radio., 1974, 47:474-481
D. Katz, E. Ito, F. Liu, Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 2009, 73:988-996
G. E. Adams, E. D. Clarke, I. R. Flockhart, R. S. Jacobs, D. S. Sehmi, I. J. Stratford, P. Wardman, M. E. Watts, J.
Parrick, R. G. Wallace, Int. Radiat. Biol., 1979, 35, 133
69
ZASTOSOWANIE GRUPY N,NDIMETYLOPIRYDYLOETYLENODIAMINOWEJ JAKO GRUPY
JONOFOROWEJ WE FLUORESCENCYJNYM ROZPOZNAWANIU JONÓW
CYNKU I GADOLINU
Majka Duda, Piotr Goszczycki, Katarzyna Ostrowska
Naukowe Koło Chemików UJ
[email protected]
Wśród związków koordynacyjnych mających zastosowanie w medycynie, duże znaczenie
mają kompleksy gadolinu. Stanowią one główną grupę środków cieniujących stosowanych
w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego (MR) [1]. Zastosowanie środków
cieniujących wpływa na intensywność sygnału oraz kontrast obrazu, co poprawia czułość
i swoistość obrazowania [2]. Kompleksy gadolinu spełniają wszystkie kryteria jakie powinny
spełniać substancje cieniujące, takie jak: swoistość względem określonych tkanek, mała
toksyczność i stabilność podczas podawania, możliwość usuwania z organizmu w krótkim
czasie, dobra tolerancja i długi okres trwałości przed użyciem (in vitro) [3]. Obecnie w
diagnostyce stosowany jest szereg związków gadolinu. Należą do nich [4]: kwas
gadopentetowy
(V08CA01),
gadodiamid
(V08CA03),
gadoteridol
(V08CA04),
gadowersetamid (V08CA06) czy gadobutrol (V08CA09), lecz zapotrzebowanie na środki
cieniujące wciąż rośnie (Ryc.1).
Ryc.1. Przykładowe związki cieniujące zawierające gadolin w zestawieniu z badanym ligandem
Związki kontrastowe nie mogą ulegać wchłanianiu i powinny być całkowicie wydalane
z organizmu. Z tego powodu, niezwykle ważne jest zbadanie ich resorpcji zwrotnej.
Do określenia ilości jonów Gd3+, wydalonych z organizmu po zastosowaniu środków
kontrastowych, niezbędne jest znalezienie liganda wiążącego jony gadolinu w postaci
fluorescencyjnego kompleksu. Aby ligand skutecznie pełnił swoją rolę, musi być trwały
i selektywny, a tworzący się kompleks powinien charakteryzować się również dobrą
rozpuszczalnością w wodzie. W przypadku zdolności do tworzenia połączeń również
z innymi jonami metali, widma emisyjne kompleksów powinny różnić się długością fali,
przy której występuje maksimum emisji, aby można było odróżnić powstałe kompleksy.
Celem przeprowadzonych badań było zastosowanie grupy N,N-dimetylopirydyloetylenodiaminowej (Ryc.1), jako grupy jonoforowej wbudowanej do układu pirolochinoksaliny 1
we fluorescencyjnym rozpoznawaniu jonów cynku i gadolinu. Kompleks gadolinu, nie traci
właściwości fluorescencyjnych w roztworze z dodatkiem wody (CH 3CN:H2O 1:1), co otwiera
drogę do zastosowania fluorescencyjnego znacznika w układach biologicznych.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
70
Grobner T., Nephrol. Dial. Transplant, 2006, 21, 1104
Runge V. M., Rezonans magnetyczny w praktyce klinicznej, Elsevier Urban & Partner, Warszawa, 2007
Penfield J.G., Reilly R.F., Nat. Clin. Pract. Nephrol, 2007, 3, 654
Witkowicz J., Nefrologia i Dializoterapia Polska,2009,1,10-14
ETYNYLOPODSTAWIONE SILSESKWIOKSANY JAKO MOLEKULARNE
PREKURSORY MATERIAŁÓW HYBRYDOWYCH
Julia Duszczak1, Dariusz Brząkalski1, Beata Dudziec1, Monika Rzonsowska1, Bogdan Marciniec1,2
im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Wydział Chemii
Zakład Chemii Metaloorganicznej
2 Centrum Zaawansowanych Technologii UAM
[email protected]
1Uniwersytet
Wielościenne Silseskwioksany (ang. POSS) to nieorganiczno-organiczne układy o ogólnym
wzorze
(RSiO3/2)n,
zawierające
dobrze
zdefiniowany,
nieorganiczny
rdzeń
wiązań Si-O-Si [1, 2]. Najważniejsze materiały oparte na rdzeniu POSS to pochodne kostek
T8 o wzorze (RSiO3/2)8 oraz zyskujące w ostatnim czasie coraz więcej zainteresowania
silseskwioksany typu double-decker (DDSQ) z dwiema (lub czterema) reaktywnymi
grupami. Trójwymiarowa struktura tych układów, rozmiar w skali nano i wysoki stopień
modyfikacji oraz biokompatybilność czyni silseskwioksany obiecującymi składowymi
nanokompozytów. Ich nieorganiczny rdzeń jest odpowiedzialny za wysoką odporność
mechaniczną i termiczną tych układów, a możliwość podstawienia różnych grup
funkcyjnych rozszerza ich możliwości aplikacyjne ze względu na różnorodne właściwości
fizyczne i chemiczne tych związków. Etynylosiloksy podstawione silseskwioksany zarówno
T8 jak i DDSQ są rzadkością, a zarazem obiecującym materiałem budulcowym do syntezy
zarówno polimerów, dendrymerów, a przede wszystkim układów hybrydowych
o interesujących właściwościach fotofizycznych czy mechanicznych [1,2].
Celem pracy jest pokazanie nowych metod modyfikacji silseskwioksanów z reaktywną
grupą SiCCH za pomocą reakcji hydrosililowania i trans-metalacji.
Praca powstała w wyniku realizacji projektu badawczego o
nr 2012/05/D/ST5/03348 finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki.
Literatura:
[1]
[2]
Cordes D. B., Lickiss P. D., Rataboul F., Chem. Rev. 2010, 110, 2081– 2083
Cordes D. B., Lickiss P. D., Applications of Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes, Advances in Silicon
Science 3, C.Hartmann-Thompson Ed., Springer, 2011, 47–134
71
OPTIMIZATION OF POLYCRYSTALLINE CVD DIAMOND NUCLEATION
WITH THE USE OF SP3/SP2 RAMAN BAND RATIO
Łukasz Gołuński, Michał Sobaszek, Mateusz Ficek, Robert Bogdanowicz.
Koło Naukowe Soliton
[email protected]
The influence of various nanodiamond colloids used for seeding nondiamond substrates in
microwave plasma enhanced chemical vapour deposition diamond process was
investigated. Colloids based on deionized water, isopropanol alcohol and dimethyl sulfoxide
(DMSO) were used with diferent grain size dispersion: 150, 400 and 35 nm, respectively. The
influence of growth time was also taken into consideration and bias enhanced nucleation.
Microcrystalline diamond films were deposited on the seeded substrates in microwave
plasma chemical vapour deposition using hydrogen-methane gas mixture. Seeding
efficiency was investigated by means of scanning electron microscopy and Raman
spectroscopy. Authors defined the new factor called as diamond ideality factor (di) which
can give a quick estimation of quality of film and relative sp3 content. Few main peaks were
identified at the following wave numbers: diamond sp3 peak 1332 cm-1, D band peak 1355
cm-1, C-H bending peak 1440-1480 cm-1 and G band peak 1560 cm-1. The best di was achieved
for DMSO based colloid in all cases. The application of bias enhanced nucleation increases
the diamond crystals size and the sp3/sp2 ratio.
72
SYNTEZA CIEKŁOKRYSTALICZNYCH LIGANDÓW DO MODYFIKACJI
POWIERZCHNI NANOCZĄSTEK TLENKU ŻELAZA
Zuzanna Jańczuk, Michał Wójcik
Studenckie Koło Naukowe SANA
[email protected]
Nowe materiały hybrydowe oparte na połączeniu nieorganicznych nanocząstek
z organicznymi ligandami są coraz intensywniej badanymi układami. W materiałach tego
typu, można zaobserwować odmienne od makro-obiektów właściwości, charakterystyczne
dla nanocząstek, ponadto opłaszczanie ligandami organicznymi pozwala na znaczną
modyfikację struktury, ukierunkowaną do konkretnego zastosowania. Dzięki temu
połączenia tego typu mogą być stosowane w różnorodnych dziedzinach takich jak
elektronika, optoelektronika, fotonika[1] czy też medycyna[2].
W prowadzonych baniach wykorzystywane są organiczne ligandy mezogeniczne,
pozwalające na zmianę uporządkowania przestrzennego rdzeni nanocząstek, w zależności
od przyłożonej temperatury. W toku badań syntezowany jest szereg wielopierścieniowych
połączeń, opartych na bifenolu z różnymi grupami kotwiczącymi. Badania określają wpływ
poszczególnych ligandów na właściwości materiału. Do wykorzystanych technik
pomiarowych należą NMR, TEM, SAXS, POM, DSC.
Ryc.1. Przykładowy wzór liganda wraz z używanymi grupami kotwiczącymi.
Literatura:
[1]
[2]
Lal S., Link S., Halas N.J., Nature Photonics, 2007, 1, 641 - 648
Xing R., Bhirde A.A., Wang S., Sun X., Liu G., Hou Y., Chen Y., Nano Research, 2013, 6(1), 1–9
73
CHEMICZNY KRAWIEC- JAK „SZYĆ” KATALIZATORY NA MIARĘ?
CZY METANOL I BADANIA IN SITU PRZYJDĄ Z POMOCĄ?
Magdalena Kasza, Magdalena Chrzan, Joanna Łojewska
Uniwersytet Jagielloński
[email protected]
Katalizatory używane w przemyśle zazwyczaj wiążą się z dużymi kosztami i stosunkowo
niskimi wydajnościami lub selektywnościami. Przykłada się to na poszukiwanie nowych,
bardziej ekonomicznych oraz bardziej wydajnych katalizatorów.[1]
Standardowo prowadzone badania nad nowymi katalizatorami, przypominają błądzenie po
omacku, poszukiwanie oparte jest na „szukaniu na oślep”. W wyniku otrzymywanych
badań tworzone są liczne biblioteki potencjalnych katalizatorów dla danych procesów
chemicznych.[2] Jednak, gdyby na problem spojrzeć z drugiej strony, otóż co jeśli można by
zaprojektować doskonały katalizator dla konkretnych, ściśle określonych warunków? Co
zrobić aby projektowanie docelowe stało się to możliwe?
Z pomocą może przyjść dokładne i rzetelne zbadanie powierzchni wszystkich składowych
katalizatora. Tak jak krawiec, który ściąga miarę ze swoich klientów w celu uszycia dla niego
odpowiedniego stroju, tak nasze badania sięgają do podstaw pod wieloma kątami. Poznając
przy tym mechanizmy rządzące procesami i reakcjami chemicznymi. Poznanie właściwości
powierzchni oraz mechanizmów na niej zachodzących, pozwoli w przyszłości tworzyć
katalizatory idealnie dostosowane do każdego procesu.
Literatura:
[1]
[2]
74
Wierzbicki D., Dębek R., Szczurowski J., Basąg S., Włodarczyk M., Motak M., Baran R.,Comptes Rendus Chimie,
2014, 18, 1074-1083
Hoffmann M., Kreft S., Georgi G., Fulda G., Pohl M., Seeburg D., Berger-Karin C., Kondratenko E., Wohlrab
S., Applied Catalysis, 2015, 179, 313-320
NANOCZĄSTKI ZŁOTA MODYFIKOWANE ETEREM KORONOWYM –
SYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI
Grzegorz Kołodziej, Michał Wójcik, Michał Sawczyk
Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski,
Pasteura 1, 02-093 Warsaw
[email protected]
Sterowanie strukturą i uporządkowaniem przestrzennym nanomateriałów jest kluczowym
wyznacznikiem ich potencjalnego zastosowania w nauce i przemyśle. Jedną z metod
kontrolowania struktury nanocząstek może być oddziaływanie kationów z jonoforowymi
ligandami, takimi jak etery koronowe.
Porządkowanie przestrzenne odbyć się może za pomocą ciekłokrystalicznych cząsteczek
przyłączonych kowalencyjnie do nanocząstek złota. Tak przygotowane ciekłokrystaliczne
nanocząstki podlegają zmianie uporządkowania pod wpływem temperatury
(termotropowość).
Celem badań była synteza termotropowych nanocząstek złota modyfikowanych dibenzo-24koroną-8 oraz określenie struktury i stabilności otrzymanego układu w zależności od
obecności różnych kationów (K+, Na+, Li+, UO22+, NH4+ i innych).
Rys.1. Schemat syntezy ligandu: (a) p-TsCl, Et3N, DMAP, rt; (b) K2CO3, DMF, 100˚C; (c) p-TsCl, Et3N, DMAP, 020˚C; (d) Ph(OH)2, Cs2CO3, TBAI, DMF, Ar, 110˚C; (e) NaBH4, MeOH, CH2Cl2, 0-20˚C; (f) HSC10H20COOH, DCC,
DMAP, CH2Cl2, Ar, 0-20˚C.
Literatura:
[1]
[2]
S. J. Cantrill, G. J.Youn, J. F. Stoddart. Supramolecular Daisy Chains, J. Org. Chem. 2001, 66, 6857-6872
P. C. Chen, S. C. Mwakwari, A. K. Oyelere. Gold nanoparticles: From nanomedicine to nanosensing.
Nanotechnology, Science and Applications 2008, 1 45–66
75
BIOPALIWA DRUGIEJ GENERACJI
Kinga Kowerczuk
Naukowe Koło KIWON
[email protected]
W XX wieku duży nacisk kładziono na badania rozwoju ropy naftowej, węgla i gazu
ziemnego, tak aby jak najtaniej wykorzystać dostępne zasoby. Surowce te, wykorzystuje się
w przemyśle do produkcji wielu produktów takich jak: paliwa, chemikalia, farmaceutyki,
detergenty, włókna syntetyczne, tworzywa sztuczne, pestycydy, nawozy, smary,
rozpuszczalniki, woski, koks, asfalt i wiele innych, aby sprostać rosnącemu
zapotrzebowaniu ludności. Obecne zasoby kopalne nie są traktowane jako niekończące się
źródło surowców oraz ze względów ekologicznych i ekonomicznych poszukuje się
zastępczych metod pozyskiwania wyżej wymienionych produktów. [1] Spalanie paliw
kopalnych w dużym stopniu przyczynia się do zwiększenia poziomu CO2 w powietrzu,
który jest bezpośrednio związany z globalnym ociepleniem, które zauważalne jest
w ostatnich dziesięcioleciach. Negatywne skutki emisji gazów cieplarnianych na środowisko
wraz ze spadkiem rezerw ropy naftowej, zmusza nas do poszukiwań zrównoważonych
i łagodnych
dla
środowiska
źródeł
energii
dla
gospodarek
i społeczeństw przemysłowych.[2]
Biopaliwa produkowane z surowców odnawialnych mogą zminimalizować produkcję
spalania paliw kopalnych i wydzielenie CO2. Biopaliwa produkowane z biomasy, czyli
z roślin lub odpadów organicznych, może przyczynić się do zmniejszenia na świecie,
wykorzystywania ropy naftowej oraz emisję CO2.[3]
Wyróżnia się biopaliwa stałe, ciekłe oraz gazowe. Produkuje się je z biomasy, którą poddaje
się szeregowi przemian biologicznych biochemicznych i termochemicznych.
Ze względu od rodzaju surowców zostały podzielone na cztery generacje. [4]
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
76
Klimiuk E., Pawłowska M., Pokój T., Biopaliwa- technologie dla zrównoważonego rozwoju, Wyd. Naukowe PWN,
W-wa, 2012
Burczyk B., Biomasa- surowiec do syntez chemicznych i produkcji paliw. Oficyna Wydawnicza Politechniki
Wrocławskiej, Wrocław, 2011
Lewandowski W., Ryms M.,Biopaliwa- proekologiczne odnawialne źródła energii,Wyd. WNT, W-wa, 2013
Sitnik L. J.: Ekopaliwa silnikow, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2004
SYNTEZA (5S)-5-BENZYLO-5-(N-IZOPROPYLO)-AMINO1,2-O-IZOPROPYLIDENO-3-O-METYLO-Α-D-KSYLOFURANOZY
NA DRODZE STEREOSELEKTYWNEJ REAKCJI ADDYCJI GRIGNARDA
Patrycja Mała, Monika Bilska-Markowska, Henryk Koroniak
[email protected]
Reakcja chiralnych imin ze związkami Grignarda stanowi cenny przykład syntezy
prowadzącej do enancjomerycznie czystych amin. Pochodne aminowe, szczególnie chiralne,
otrzymywane na drodze stereoselektywnej addycji Grignarda są wyjątkowo pożądanymi
związkami organicznymi, ze względu na ich szerokie zastosowanie [1,2].
Przebieg stereoselektywnej addycji reagentów metaloorganicznych do iminowych
pochodnych może być determinowany przez oddziaływania międzycząsteczkowe
iminowego substratu zawierającego heteroatom ze związkiem Grignarda. W rezultacie
powstaje diastereoizomer, będący wynikiem ataku nukleofila od strony mniej stłoczonej
sterycznie [2-4].
Przykładem
stereoselektywnej
syntezy
Grignarda
jest
addycja
bromku
benzylomagnezowego do 5-(N-izopropylo)imino-1,2-O-izopropylideno-3-O-metylo-α-Dksylofuranozy (Schemat 1), której jedynym produktem reakcji jest diastereoizomer 2
(Schemat 1) o konfiguracji S atomu węgla C5.
Schemat 1.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
Bloch R. Additions of Organometallic Reagents to C=N Bonds: Reactivity and Selectivity, 1998, Chemical Reviews
98:1407-1438
Silverman G.S., Rakita P.E., Handbook of Grignard Reagents, CRC Press, 1996
Knochel P., Molander G.A., Comprehensive organic synthesis, Elsevier, 2014, Volume 1
Jagadeesh Y., Chandrasekhar B., Venkateswara Rao B., The synthesis of (1S,8aS)-1-hydroxyindolizidine using a
stereoselective Grignard addition to an N-benzyl-3-deoxy sugar imine derived from D-Glucose, 2010, Tetrahedron:
Asymmetry 21: 2314-2318
77
SYNTEZA FOLII CHITOZANOWYCH Z BETULINĄ ORAZ OPTYMALIZACJA
PROCESU EKSTRAKCJI BETULINY
Łukasz Marecki, Dorota Chełminiak, Marta Ziegler-Borowska
Uniwersytet im. Mikołaja Kopernika w Toruniu
[email protected]
Betulina jest związkiem należącym do grupy triterpenów i występuje w wielu gatunkach
roślin. W największej ilości dochodzącej do 35% jest obecna w zewnętrznej warstwie kory
brzozy, występuje tam obok lupeolu i kwasu betulinowego [1]. Betulina jest związkiem
biologicznie czynnym, posiada właściwości przeciwalergiczne, przeciwnowotworowe,
antywirusowe i hepatochronne. Ponadto jest prekursorem syntezy kwasu betulinowego,
który posiada udowodnione właściwości przeciwnowotworowe ukierunkowane dla
czerniaka ludzkiego (melanoma) linii MEL-1, -2, -3, i -4 [2]. Ze względu na swoje cechy
betulina może być użyta w przemyśle medycznym oraz jako substrat do tworzenia nowych
materiałów o interesujących właściwościach. Jako dodatek emulgujący przy produkcji
kosmetyków i przy wytwarzaniu polimerów naturalnych o właściwościach pianek
poliuretanowych. Przedmiotem badań było zbadanie wpływu przygotowania kory
brzozowej oraz miejsca jej pozyskania na ilość i jakość uzyskanej betuliny oraz uzyskanie
folii z chitozanu z dodatkiem betuliny. Badano materiał suszony oraz mrożony, próbki kory
pochodziły z terenu miejskiego i zamiejskiego. Ekstrakcję prowadzono w aparacie Sokshleta
doświadczalnie wyznaczając czas ekstrakcji. Ekstrakty oczyszczano na drodze krystalizacji.
Tak przygotowaną betulinę wykorzystano jako dodatek do folii chitozanowych. Czystość
betuliny
potwierdzono
za
pomocą
analiz
FTIR
ATR
oraz
NMR
i TLC. Folie chitozanowe z betuliną zbadano za pomocą spektroskopii FTIR oraz wykonano
zdjęcia ich powierzchni metodą SEM.
Ryc.1. Zdjęcia SEM folii chitozanowej z betuliną tworzącą krystaliczne skupiska
Literatura:
[1]
[2]
78
Kratusky P. Natural Product Reports, 2006, 23, str 921
Janeczko Z. Biologiczna aktywność triterpenów pentacyklicznych, publikacje firmy Sylveco
ANTIPARALLEL DYNAMIC COVALENT CHEMISTRIES
Bartosz M. Matysiak,1,2Piotr Nowak,1Ivica Cvrtila,1Sijbren Otto1
1Centre for Systems Chemistry, Stratingh Institute, University of Groningen,
Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen (The Netherlands)
2Faculty of Chemistry, University of Warsaw,
Pasteura 1, 02-093 Warsaw
[email protected]
Recently growing field of systems chemistry focuses its attention on the study of complex
systems, or networks, of molecules. The popularity of the issue is caused by the questions
that it might possibly find an answer for, such as “how collections of molecules self-assemble
into complex structures” [1].
Dynamic combinatorial chemistry (DCC) is a clever tool for the design and study of ligands
and substrates for biomolecules, synthetic receptors, self-assembling materials, selfreplicators, sensors, catalysts, and many more. In a dynamic combinatorial library (DCL) all
the members continuously exchange building blocks with each other, thus resulting in a
product distribution which is (generally) under thermodynamic control. Because of
interconnectedness of DCLs, they have found their use in the systems chemistry [2].
The following poster presents our approach for the design of DCL comprising multiple
DCCs utilizing same compounds, which act mutually antiparallel. For such system, disulfide
and thio-Michael exchange reactions were chosen and examined in series of externally
controllable DCLs based on only two building blocks.
Scheme 1. In a DCL based on two building blocks, namely thiol and Michael acceptor, two types of bonds might be formed.
Mutual ratio between them (thereby composition of DCL) can be controlled by reduction or oxidation.
Literatura:
[1]
[2]
Nitschke J. R.,Nature, 2009, 7274, 736-738
Li J., Nowak P., Otto S.,J. Am. Chem. Soc., 2013, 25, 9222-9239
79
MIKROEKSTRAKCJA DO FAZY STACJONARNEJ Z ZASTOSOWANIEM
CIECZY JONOWYCH
Adam Nowatkowskia, Łukasz Marcinkowskib, Adam Kloskowskib
aSekcja Studencka Oddziału Gdańskiego
bKatedra Chemii Fizycznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska
[email protected]
Naukowcy dążą do tego, aby techniki analityczne z roku na rok umożliwiały uzyskiwanie
pomiarów o większej czułości i dokładności. Równie istotnym aspektem każdej procedury
laboratoryjnej jest wykorzystywanie jak najbardziej przyjaznych dla środowiska
odczynników oraz prowadzenie doświadczeń w łagodnych warunkach. Szczególnie
młodsze pokolenie chemików staje się coraz bardziej świadome, jak ważne jest stosowanie
zasad zielonej chemii oraz jej praktyczne wykorzystanie w laboratorium [1].
Mikroekstrakcja spełnia wszystkie kryteria rozwoju współczesnych technik analitycznych,
począwszy od ilości stosowanych odczynników, poprzez stosowanie przyjaznych dla
środowiska substratów, aż do wprowadzania innowacyjnych metod [2].
Dodatkowo, właściwym wydaje się zastosowanie wyjątkowo prostej techniki
mikroekstrakcji do fazy stacjonarnej, która przy wykorzystaniu cieczy jonowej jako
ekstrahenta wpasowuje się idealnie w trendy rozwoju chemii analitycznej.
Ryc.1. Włókna pokryte żelem z cieczą jonową (A i B), włókna poddane ekstrakcji (C i B) [3].
Jak zrobić włókna do tego typu mikroekstrakcji? Do czego mogą one mieć zastosowanie?
Z jakiego powodu ciecze jonowe są świetnymi ekstrahentami? Dlaczego warto interesować
się tą tematyką?
Odpowiedzi na te i inne pytania udzielę w trakcie prezentacji.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
80
Anastas J.C., Warner J.C., Green Chemistry: Teory and Practice, Oxford University Press, New York, 1998
Stepnowski P., Synak E., Szafranek B,. Kaczyński Z., Techniki Sepraracyjne, Wydawnictwo Uniwersytetu
Gdańskiego, 2010
Marcinkowski Ł., Pena-Pereira F., Kloskowski A., Namieśnik J., Analytical Chemistry, 2015, 86, 23,
11640-11648
PLAZMOCHEMICZNA MODYFIKACJA NANORUREK WĘGLOWYCH Z
WYKORZYSTANIEM ZWIĄZKÓW METALOORGANICZNYCH DO
ZASTOSOWANIA W ZAAWANSOWANYCH KOMPOZYTACH
POLIMEROWYCH
1,2Michał
Okraska, 2Mariusz Siciński, 2Tomasz Gozdek
1Studenckie
Koło Naukowe NANO
Politechnika Łódzka
2Instytut Technologii Polimerów i Barwników
Modyfikacja plazmochemiczna jest metodą modyfikacji właściwości powierzchni różnych
materiałów. Polega na „bombardowaniu” materiału zjonizowanym gazem i indywiduami
powstałymi wskutek rozpadu obojętnych cząsteczek. Efektem jest zmiana energii
powierzchni materiału oraz zwiększenie podatności na sprzęganie parami innych
związków. W zależności od zadanych parametrów pracy reaktora plazmowego i użytego
gazu możliwe jest uzyskanie warunków utleniających, redukujących bądź obojętnych.
Nanorurki węglowe (CNT – carbon nanotubes) są jedną z odmian alotropowych węgla. Mają
średnice od kilku do kilkunastu nanometrów a ich długość wynosi nawet kilka
mikrometrów. Ścianka nanorurki jest zbudowana z atomów węgla o hybrydyzacji sp2, i ma
grubość pojedynczego atomu. Nanorurki węglowe wykazują bardzo wysoką wytrzymałość
na rozciąganie. Można wśród nich wyróżnić struktury jedno- oraz wielościenne. CNT są
stabilne w warunkach pokojowych, posiadają znaczną odporność termiczną i chemiczną.
Stosuje się je między innymi jako napełniacz do kompozytów polimerowych. Ze względu na
małą polarność i niską energię powierzchni surowych nanorurek węglowych nadają się one
do ograniczonej grupy matryc polimerowych.
W badaniach wykorzystano reaktor pracujący w obniżonym ciśnieniu. Materiałem
modyfikowanym były komercyjne wielościenne nanorurki węglowe. Gazem aktywującym
powierzchnie argon (plazma obojętna). Na aktywowaną powierzchnię nanoszono pary
cyrkonianowego oraz tytanianowego środka sprzęgającego którego zadaniem jest
zwiększenie stabilności termicznej, wytrzymałości mechanicznej i poprawa dyspersji
napełniacza.
81
ALKILIDENOWE KOMPLEKSY RUTENU JAKO INICJATORY REAKCJI
DIMERYZACJI I CYKLOTRIMERYZACJI ALKINÓW
Marzena Pandera, Izabela Czeluśniakb
a Koło
Naukowe Chemików „Jeż”
Chemii, Uniwersytet Wrocławski
[email protected]
b Wydział
Reakcje dimeryzacji i cyklotrimeryzacji alkinów odgrywają ważną rolę w syntezie
organicznej. Dwupodstawione enyny stanowią cenne jednostki budulcowe dla wielu
związków biologicznie czynnych oraz syntetycznych polimerów sprzężonych [1].
Trójpodstawione izomery benzenu natomiast mogą posłużyć do konstrukcji nowych
struktur niezbędnych w syntezie produktów naturalnych i złożonych policyklicznych
układów aromatycznych [2]. Wśród katalizatorów stosowanych w tych procesach, warto
zwrócić uwagę na kompleksy rutenu(II), które charakteryzują się znaczną aktywnością,
stabilnością na powietrzu, a także wysoką tolerancją w stosunku do różnych grup
funkcyjnych [3]. Ponadto wykazano, że kompleksy Hoveydy-Grubbsa II generacji mogą
katalizować zarówno reakcje dimeryzacji, jak i cyklotrimeryzacji alkinów terminalnych
(Schemat 1) [4].
Schemat 1. Kompleks Hoveydy-Grubbsa II generacji oraz reakcje dimeryzacji i cyklotrimeryzacji alkinów terminalnych
W prezentowanym posterze przedstawione zostaną wyniki badań katalitycznych reakcji
fenyloacetylenu w obecności kompleksu Hoveydy-Grubbsa II generacji z dodatkiem lub bez
fosfiny, jako kokatalizatora. Omówione zostaną także produkty przeprowadzonych reakcji,
zidentyfikowane z wykorzystaniem chromatografii gazowej (GC-MS) oraz jądrowego
rezonansu magnetycznego (NMR).
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
82
Ge S., Meetsma A., Hessen B., Organometallics, 2009, 28, 719-726
Kotha S., Brahmachary E., Lahiri K., European Journal of Organic Chemistry, 2005, 22, 4741-4767
Scholl M., Ding S., Lee C. W., Grubbs R. H., Organic Letters, 1999, 6, 953-956
Czeluśniak I., Handzik J., Gierada M., Szymańska-Buzar T., J. Organomet. Chem., 2015, 786, 31-39
OCENA WPŁYWU WARUNKÓW ZEWNĘTRZNYCH NA DEGRADACJĘ
JEDWABIU ZA POMOCĄ CHROMATOGRAFII ŻELOWEJ
Dominika Pawcenis, Mariusz Smoleń, Monika A. Koperska, Tomasz Łojewski, Joanna Łojewska
Wydział Chemii
Uniwersytet Jagielloński
[email protected]
Jedwab jest stosowany od 3500 roku p. n. e. w przemyśle tekstylnym z uwagi na dobre
właściwości użytkowe. Współcześnie muzea posiadają w zbiorach obiekty o znaczeniu
historycznym wykonane z jedwabiu, takie jak jedwabne banery i arrasy. Jedwab w tych
obiektach ulega naturalnym procesom degradacji, której sprzyja nieodpowiednia wilgotność
względna, fluktuacje temperatury, promieniowanie UV. Zgodnie z ogólnymi trendami, dużą
uwagę przykłada się do zachowania i ratowania dziedzictwa kulturowego, stąd istnieje
zapotrzebowanie na określenie wytycznych dotyczących optymalnych warunków
przechowywania zbiorów.
W celu określenia wpływu warunków przechowywania na szybkość degradacji fibroiny
z jedwabiu wyznaczono rozkłady mas cząsteczkowych fibroiny z próbek jedwabnych, które
poddano procesowi przyspieszonego starzenia w różnych warunkach: w obecności tlenu,
różnej zawartości pary wodnej oraz lotnych związków organicznych w temperaturze 90 °C.
Warunki dobrano w taki sposób, aby naśladowały rzeczywiste warunki panujące podczas
przechowywania oraz ekspozycji tekstyliów, jednak umożliwiały zaobserwowanie zmian
zachodzących we włóknach polimeru w rozsądnym czasie. Równanie Ekenstama pseudo
zerowego rzędu zastosowano do wyznaczenia stałych szybkości degradacji fibroiny.
Wartości szybkości degradacji posłużyły do określenia trendów degradacji w zależności od
stosowanych warunków.
83
SYNTEZA I CHARAKTERYSTYKA FOTOAKTYWNYCH ZWIĄZKÓW
KOMPLEKSOWYCH
Filip Perlitius, Grzegorz Markiewicz, Anna Jenczak, Artur R. Stefankiewicz
Wydział Chemii
Laboratorium Nanostruktur Funkcjonalnych
[email protected]
Projektowanie oraz synteza materiałów organicznych posiadających zdolność
fotoizomeryzacji stała się przedmiotem znaczącego zainteresowania, ponieważ te materiały
mają potencjalne zastosowanie w obszarach począwszy od leków do optycznego zapisu
danych. Istnieje wiele fotochromowych ugrupowań w tym pochodnych spiropiranów,
stilbenów ale to pochodne azobenzenu cieszą się największym zainteresowaniem
ze względu na łatwość syntezy, wysoką stabilność oraz szeroki zakres absorbcji
promieniowania z zakresu UV-VIS. Azobenzen zwykle występuje jako izomer trans, który
ulega trans-cis izomeryzacji pod wpływem promieniowania UV, proces ten można odwrócić
przez ogrzewanie lub napromieniowanie światłem widzialnym. Procesowi fotoizomeryzacji
trans-cis towarzyszą zmiany strukturalne, w którym długość cząsteczki azobenzenu
zmniejsza się z 9 do 5,5 Å.
Rys.1. Fotoizomeryzacja azobenzenu
Ta strukturalna zmiana może prowadzić do zmiany właściwości fizycznych i chemicznych.
Synteza kompleksów metali przejściowych z ligandami zawierającymi ugrupowanie
azobenzenowe w celu połączenia niezwykłej właściwości fotoizomeryzacji azobenzenu
z magnetycznymi , elektrochemicznymi, katalitycznymi lub biologicznymi właściwościami
metalicznych kompleksów[1]. Zasady Schiffa (iminy) odegrały ważną role w rozwoju
chemii koordynacyjnej, znane są już od końca XIX wieku[2].
W wystąpieniu przedstawiona zostanie synteza związków koordynacyjnych zawierających
w strukturze liganda ugrupowanie azobenzenowe oraz wiązanie iminowe. Iminy tworzone
przez reakcje z aldehydem salicylowym tworzą kleszczowe ligandy, koordynujące w
formach zdeprotonowanej lub neutralnej. A następnie synteza kompleksów z metalami
przejściowymi takimi jak Zn, Fe, Cu. Kolejnym etapem jest charakterystyka otrzymanego
ligandu i kompleksów za pomocą spektroskopii NMR, spektrofotometrii UV-VIS, XRD oraz
ESI-MS.
Literatura:
[1]
[2]
84
Moustafa, M. E.; McCready, M. S.; Puddephatt, R. J., Switching by Photocemical trans-cis Isomerization of
Azobenzene Substituents in Organoplatinium complexes. Organometallics 2012, 31 (17), 6262-6269
Chen, Z. F.; Tang, Y. Z.; Liang, H.; Fun, H. K.; Yu, K. B., Synthesis, crystal structure and specrtoscopic
characterisation of silver(I) cadmium(II) complexes with the Schiff base derived from pyridine-2carboxaldehyde and 4-[(E)-phenyldiazenyl]aniline. Journal of CoordinationChemistry 2006, 59 (2), 207-214
FUNKCJONALIZOWANIE KLATKOWYCH SILSESKWIOKSANÓW
Kamila Piec
Koło Naukowe Chemików „Jeż”
Wydział Chemii, Uniwersytet Wrocławski
[email protected]
Klatkowe silseskwioksany to grupa związków hybrydowych, których właściwości wynikają
z ich budowy. Szkielet związku tworzy nieorganiczny rdzeń siloksanowy opierający się na
wiązaniach krzemu z tlenem -Si-O-Si-. Obecne są również boczne grupy organiczne, które
mogą być poddawane funkcjonalizowaniu.[1]
Ze względu na charakterystyczne właściwości, jakie wykazują poliedryczne oligomeryczne
silseskwioksany, takie jak odporność termiczna, wytrzymałość mechaniczna, stabilność
chemiczna, związki te mogą być szeroko wykorzystywane w gałęziach przemysłu - jako
wypełniacze w nanokompozytach, w katalizie, układach elektronicznych, optycznych czy
biomateriałach.
Możliwe jest zsyntezowanie pochodnych okta(3-aminopropylo)silseskwioksanów (POSS).
Substratem w reakcjach była sól chlorkowa okta(3-aminoproplo)silseskwioksanu, którą
poddawano reakcji z odpowiednim podstawnikiem, produktem były amidowe pochodne
oktaaminopropylosilseskwioksanu zawierające alkilowe lub arylowe grupy terminalne
przyłączone do naroży klatki krzemowej.[1] Struktura została potwierdzona za pomocą
wielu metod analitycznych, m.in. FT-IR, 1H, 13C, 29Si NMR, HR-MS, itd.
Ryc 1. Reakcja otrzymywania POSS katalizowana kwasem HCl.
Literatura:
[1]
[2]
Janeta, M.; John, Ł.; Ejfler, J.; Szafert, S. Chem. Eur. J. 2014, 20, 15966-15974
Cordes, D.; Lickiss, P.; Rataboul, F. Chem. Rev. 2010, 110, 2081-2173
85
SAMOORGANIZACJA W NANOSKALI
Aleksander Promiński
Koło Naukowe SANA
[email protected]
Samoorganizacja jest procesem tworzenia się uporządkowanych struktur wewnątrz układu
często jednorodnych składników. Proces ten jest niezwykle powszechny w naturze
i zachodzi między innymi w trakcie zwijania białek i kwasów nukleinowych lub
powstawaniu dużych struktur takich jak błony komórkowe czy kapsydy wirusów. Do
samoorganizacji dochodzi tylko wtedy, gdy informacja o niej jest inherentnie zakodowana
w budowie komponentów układu.[1]
Otrzymanie
zorganizowanych
nanostruktur
niewystępujących
w
naturze
(np. zbudowanych z nanocząstek metali) pozostaje wciąż ogromnym wyzwaniem.
Wykorzystując układy hybrydowe nanocząstek pokrytych funkcjonalnymi ligandami
organicznymi możliwe jest otrzymanie struktur zdolnych do samoorganizacji. Jednym
z najpopularniejszych sposobów jest wykorzystanie do tego celu odpowiednio
spreparowanych nici DNA. Ich wytwarzanie jest jednak kosztowne, a powstające struktury
są mało stabilne. W moich badaniach wykorzystałem ligandy o budowie inspirowanej
cząsteczkami ciekłych kryształów co pozwoliło na otrzymanie wytrzymałych materiałów
o wysokiej organizacji, a nawet zdolnych do dynamicznej odpowiedzi na działanie
światła.[2] Układy takie mogą zostać w przyszłości wykorzystane do budowy urządzeń
fotonicznych charakteryzujących się niewystępującymi w naturze właściwościami, m.in.
przenikalnością elektryczną bliską zeru.[3] Niniejsza praca stanowi przegląd przez
najważniejsze wyniki moich własnych badań nad samoorganizacją w nanoskali.
Ryc.1. a) Dyfraktogram wykonany techniką SAXRD ostre sygnały świadczą o wysokim stopniu uporządkowania
powstających nanostruktur b) zdjęcie nanocząstek złota organizujących się w struktury lamelarne wykonane przy pomocy
transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM)
Literatura:
[1]
[2]
[3]
86
Whitesides, G.M., Grzybowski, B., Science, 2002, 295, 2418-2421.
Zep, A., Wójcik, M.M., Lewandowski, W., Sitkowska, K., Prominski, A., Mieczkowski, J., Pociecha, D.,
Górecka, E., Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 13725-13728.
Lewandowsk, W., Fruhner, M., Mieczkowski, J., Rockstuhl, C., Górecka, E., Nat. Commun., 2015, 6, 6590.
POLON 210PO W WODACH JEZIORA ŻARNOWIECKIEGO, MIEJSCU
POTENCJALNEJ BUDOWY ELEKTROWNI JĄDROWEJ W POLSCE
Izabella Radziuk – Śliwińska a,b, Alicja Boryło b, Karolina Garbala b, Waldemar Nowicki c
Naukowe Koło Chemików Uniwersytetu Gdańskiego
Analityki i Radiochemii Środowiska, Uniwersytet Gdański
c Zakład Dydaktyki i Popularyzacji Nauki, Uniwersytet Gdański,
ul. Wita Stwosza 63, 80-308 Gdańsk
[email protected]
a
b Pracownia
W latach 70. zapadła decyzja o budowie elektrowni atomowej nad Jeziorem Żarnowieckim.
Trwała ona w latach 1982-1990, została jednak przerwana, na co wpływ miały zmiany
ekonomiczne (po roku 1989) oraz liczne protesty społeczeństwa. Polska Grupa Energetyczna
wskazała ponownie Żarnowiec na miejsce lokalizacji polskiej elektrowni atomowej. Według
planów ma ona powstać do 2020 roku. Fakt, iż Żarnowiec usytuowany jest nad jeziorem ma
kluczowe znaczenie. Zbiornik wodny posłuży jako element chłodzący reaktora. Powstały
nowy typ elektrowni będzie o wiele bardziej czysty dla środowiska, jednocześnie stanowiąc
najtańsze źródło energii. Wśród argumentów „przeciw” można by wymienić chociażby
wysokie koszty budowy takiej elektrowni oraz zmienność cen uranu. Potencjalny problem
dotyczy również utylizacji odpadów radioaktywnych, których szkodliwość mija dopiero po
300 latach. Aby ocenić faktyczne zmiany środowiskowe, jakie zaszły po budowie elektrowni
jądrowej, należy przeprowadzić badania uwzględniające oznaczenie pierwiastków
promieniotwórczych w wodzie, jak i na lądzie - w miejscu budowy potencjalnej elektrowni
atomowej.
Polon należy do rzadkich pierwiastków promieniotwórczych. Występuje w rudach uranu.
Dane literaturowe podają, że na 1 tonę U3O2 przypada 0,064 mg polonu. Jego zawartość
procentowa w skorupie ziemskiej wynosi 2*10-15 [1]. Celem niniejszych badań było m.in.
oznaczenie stężenia polonu w wybranych punktach wokół Jeziora Żarnowieckiego razem ze
wskazaniem potencjalnych źródeł zanieczyszczeń. Wykorzystano do tego celu metody takie
jak: współstrącenie na matrycy nieorganicznej, elektroosadzanie polonu oraz pomiar za
pomocą spektrometrii alfa, która jest techniką radiometryczną, dzięki której możliwy jest
pomiar promieniowania alfa, emitowanego przez nuklidy promieniotwórcze [2].
Literatura:
[1]
[2]
Niesmiejanow A.N., Radiochemia, PWN, Warszawa, 1975, 467
Skwarzec B., Raporty IChTJ, 2002, Seria A nr 1/2002, 183
87
ORGANICZNE OGNIWA FOTOWOLTAICZNE
Z HETEROZŁĄCZEM OBJĘTOŚCIOWYM
Arkadiusz Rybak1,2, Anna Stefaniuk-Grams1, Paulina Hibner-Kulicka1, Jarosław Jung1
1
Katedra Fizyki Molekularnej, Wydział Chemiczny, Politechnika Łódzka
2 Studenckie Koło Naukowe „NANO”, Politechnika Łódzka
[email protected]
Organiczne diody fotowoltaiczne (w j. ang Organic Photovoltaic Devices - OPVD) zyskują
coraz większe zainteresowanie dzięki swoim potencjalnym zastosowaniom. Pośród
najczęściej wymienianych zalet OPVD jest ich giętkość, niewielki ciężar i niski koszt
produkcji [1].
Poli(3-heksylotiofen-2,5-diyl (P3HT) wykazujący przewodnictwo dziurowe (półprzewodnik
typu p) oraz fuleren C60 modyfikowany estrem kwasu masłowego (PCBM) o przewodnictwie
elektronowym (półprzewodnik typu n) to substraty często wykorzystywane do budowy
organicznych ogniw słonecznych [2][3]. P3HT absorbuje światło w zakresie widzialnym
(od 400 nm do 650 nm), a PCBM pochłania światło w zakresie ultrafioletu (poniżej 400 nm).
Materiały te wymieszane w proporcji 1:1, odpowiednio rozcieńczone i wylane na podłoże,
po odparowaniu rozpuszczalnika tworzą cienkie warstwy. W objętości tych warstw
powstaje sieć wzajemnie przenikających się faz związków P3HT i PCBM, które na styku
formują heterozłącze p-n o rozbudowanej powierzchni. W układzie tym występuje efekt
fotowoltaiczny, który wywołany jest przeniesieniem elektronów ze wzbudzonych światłem
cząsteczek P3HT na cząsteczki PCBM oraz ułatwionym transportem elektronów
za pośrednictwem fazy PCBM i dziur za pośrednictwem fazy P3HT [4].
W pracy badano ogniwa OPVD, które zbudowane były kolejno z: elektrody wykonanej
z tlenku
indowo-cynowego
(anody),
warstwy
poli(3,4-etylenodioksytiofenu)
domieszkowanym poli(siarczanem styrenu) (PEDOT:PSS) ułatwiającej transport dziur,
warstwy aktywnej wykonanej z mieszaniny P3HT+PCBM w stosunku wagowym 1:1 oraz
katody aluminiowej (Al) napylonej próżniowo. Warstwę transportującą dziury i warstwę
aktywną naniesiono wylewając roztwory na wirujące podłoże (w j. ang. spin-coating).
Charakterystyki prądowo-napięciowe przygotowanych ogniw zmierzono w atmosferze
gazu obojętnego z wykorzystaniem komory rękawicowej. OPVD oświetlano za pomocą
symulatora światła słonecznego. Na podstawie charakterystyk prądowo-napięciowych
i pomiarów intensywności oświetlenia wyznaczono: sprawności konwersji mocy (od 1,5%
do 3%), gęstości prądu zwarcia (5-8 mA/cm2) i napięcie obwodu otwartego, które wynosiło
~ 0,44 V.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
88
Raja R., et all, Terthiophene–C60 dyads as donor/acceptor compatibilizers for developing highly stable P3HT/PCBM
bulk heterojunction solar cells, J. Mater. Chem. A, 2015, 3,14401
Kadem B., Hassan A., Cranton W., Efficient P3HT:PCBM bulk heterojunction organic solar cells; effect of post
deposition thermal treatment, J Mater Sci: Mater Electron, 2016, DOI 10.1007/s10854-016-4661-8
Yu Y., et all., Photovoltaic performance of PCBM analogs with different ester groups as acceptor in the polymer solar
cells, Synth. Met., 2016, 212, 44–50
Kandada A. et all, Ultrafast Energy Transfer in Ultrathin Organic Donor/Acceptor Blend, Sci. Rep. 3, 2013, Article
number: 2073, DOI: 10.1038/srep02073
PROJEKTOWANIE POLIURETANU NIENASYCONEGO POD KĄTEM
SAMOLECZENIA MATERIAŁU
Patrycja Sikorska1, Antoni Marciniak1, Damian Włodarczyk2, Anna Kamińska1
Naukowe Koło Chemików Studentów Politechniki Gdańskiej
1Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny
2Instytut Fizyki PAN,
Oddział ON 4.1, Al. Lotników 32/46, 02-668, Warszawa
[email protected]
Polimery – związki o szerokim spektrum zastosowań praktycznych, cieszą się ogromną
popularnością wśród naukowców. Prowadzone są liczne badania nad ich modyfikacjami.
Poliuretany są coraz częściej wykorzystywanymi tworzywami sztucznymi ze względu na
ich prostotę wytwarzania i dobre właściwości mechaniczne. Dodatek różnych napełniaczy
oraz nietypowych środków sieciujących pozwala otrzymać polimer, który będzie ulegał
procesowi samoleczenia pod wpływem bodźca, np. temperaturowego.
Obserwowany układ poliuretanowy składał się z metylodifenylodiizocyjanianu (segmenty
sztywne) i nienasyconego poliestru. Badania polegały na przedłużaniu łańcucha takimi
środkami sieciującymi, jak butanodiol, gliceryna, trietanoloamina. W celu otrzymania
właściwości regenerujących został dodany nadtlenek benzoilu w paście maleinianowej.
Z kolei domieszkowanie materiału zredukowanym tlenkiem grafenu miało poprawić
właściwości fizyczne tworzywa, jednak okazało się, że dodatek tej formy grafenu
powodował niezamierzony efekt sieciowania polimeru. Otrzymane próbki zbadano za
pomocą spektroskopii fourierowskiej w podczerwieni, analizy mechaniczno - dynamicznej
oraz różnicowej kalorymetrii skaningowej.
89
SYNTEZA LIGANDÓW PROMEZOGENICZNYCH DO MODYFIKACJI
POWIERZCHNI NANOCZĄSTEK TLENKU ŻELAZA
Agnieszka Sobiepanek, Michał Wójcik
Studenckie Koło Naukowe SANA
Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii
[email protected]
Nanotechnologia jest obiecującą w przyszłości dziedziną rozwoju nauki z pogranicza chemii
i fizyki, znajdującą zastosowanie w elektronice, farmacji i medycynie. Nanomateriały są
wykorzystywane m. in. w produkcji wyświetlaczy telefonów i pamięci masowych
komputerów. Jedną z metod kontrolowania właściwości nanocząstek jest modyfikacja ich
powierzchni za pomocą molekuł mezogenicznych.
Celem mojej pracy jest stworzenie układu hybrydowego nanocząstek tlenku żelaza
z ligandami ciekłokrystalicznymi. Innowacją w mojej pracy jest użycie ligandów
promezogenicznych z kotwicą fosfonową – co pozwoli na lepszą stabilizację wiązań
z nanocząstkami, a przez to lepsze i efektywniejsze wykorzystanie tych układów. Pochodne
kwasu fosfonowego zostały wybrane również z racji większej wydajności ich uzyskiwania
[1]. Moja praca jest częściowo przeglądowa, a częściowo dotyczy badań własnych. Udało mi
się do tej pory zsyntezować dwa ligandy promezogeniczne będące pochodnymi 4,4'bifenolu. Kolejnym etapem będzie synteza nanocząstek tlenku żelaza. Następnie w reakcji
częściowej wymiany ligandów będę podłączać ciekłokrystaliczne ligandy do nanomolekuł
tlenku żelaza. Charakterystyka fizykochemiczna związków będzie opierać się na MS, NMR,
a układy hybrydowe nanocząstek zbadam metodami rentgenograficznymi i za pomocą
mikroskopii polaryzacyjnej.
Literatura:
[1]
Demortiere A., Buathong S., Pichon B., Pannisod P., Guillon D., Begin-Colin S., Donnio B., Small, 2010, 6, 13411346
90
OTRZYMYWANIE ORAZ BADANIE UWALNIANIA NANOCZĄSTEK
SREBRA Z RÓŻNYCH FORM KOSMETYCZNYCH
Elżbieta Szczepańska, Paulina Zajączkowska, Aleksandra Bielicka- Giełdoń, Joanna Żebrowska,
Beata Grobelna
Uniwersytet Gdański
[email protected]
Na przełomie ostatnich lat wzrasta zainteresowanie wykorzystaniem aplikacyjnym
nanocząstek metali szlachetnych [1]. W porównaniu do ich odpowiedników w skali makro
wyróżniają je właściwości elektryczne, optyczne i magnetyczne [2]. W szczególności
na uwagę zasługują nanocząstki srebra, które znalazły szerokie zastosowanie
w dziedzinach takich jak medycyna czy farmacja. Srebro w skali manometrycznej wykazuje
silne właściwości bakteriobójcze. Jednym z głównych mechanizmów jego działania jest
utlenianie materiału genetycznego komórek bakteryjnych.
Wcześniej wspomniane nanocząstki srebra wprowadza się do kosmetyków, w celu
wzmocnienia właściwości mikrobiologicznych. Nanocząstki stosowane są w preparatach
kosmetycznych takich jak: kremy, płyny do płukania jamy ustnej, toniki antybakteryjne,
a także różne kosmetyki do walki z trądzikiem [3].
Mimo wielu zalet nanocząstki metali szlachetnych budzą wiele kontrowersji, ze względu na
niepełną charakterystykę dotyczącą ich przenikania do naczyń krwionośnych, a co za tym
idzie gromadzenie się ich w organach wewnętrznych.
Celem badań była obserwacja transportu nanocząstek przez konstrukt sztucznej skóry. Aby
zrealizować założenia eksperymentu otrzymano nanocząstki srebra o różnych rozmiarach,
a następnie włączono je do różnych preparatów kosmetycznych takich jak maski
hydrożelowe, emulsje typu woda w oleju oraz emulsje typu olej w wodzie. Używając komorę
dyfuzyjną typu Franz’a przeprowadzono badanie stopnia przenikania nanocząstek srebra.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
A.A. El- Kheshen, A.G. El-Rab, Der Pharma Chemica 4, 2012, 53.
I. Gryczynski, E.G. Matveeva, P. Sakar, S. Bahril, J. Borejdo, W. Mandecki, I. Akopowa, Z. Gryczynski,
Chem. Phys. Letters 462, 2008, 327.
A. Szlecht, G. Schroeder, Nanotechnologia, kosmetyki, chemia supramolekularna, Praca zbiorowa pod
redakcja Grzegorza Schroedera, Cursiva 2010.
91
FOTOPROTEKCYJNE DZIAŁANIE TLENKÓW NA BAZIE METALI
Magdalena Turowska1, Halina Kaczmarek2
1Studenckie
Koło Naukowe Chemików UMK
Chemii i Fotochemii Polimerów
Wydział Chemii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu
[email protected]
2Katedra
Substancje promieniochronne dodawane są do kosmetyków w celu ochronny przed
negatywnymi skutkami działania promieniowania ultrafioletowego na organizm człowieka.
Filtry UV dzielą się ze względu na zasadę działania, na filtry chemiczne
i fizyczne. Aktualnie substancjom promieniochronnym stawiane są wysokie wymagania:
szerokie spektrum działania (pochłanianie promieniowania z zakresu UVA i UVB), wysoka
efektywność przy małych stężeniach, fotostabilność oraz nietoksyczność i brak działania
alergizującego. Przykładem związków spełniających te wymagania są tlenki metali takie jak
tlenek cynku i ditlenek tytanu. Ich działanie opiera się na procesach fizycznych – odbiciu
i rozproszeniu
padającego
światła.
Dodatek
tych
stabilizatorów
zapobiega
i przeciwdziała negatywnym skutkom jakie niesie promieniowanie ultrafioletowe, takim jak
nowotwory skóry, immunosupresja, oparzenia czy fotostarzenie.
Celem badań była ocena skuteczności działania ditelnku tytanu i tlenku cynku jako
fizycznych filtrów UV. Badania przeprowadzone zostały na foliach polimerowych PVC,
który jest przykładem polimeru syntetycznego ulegającego fotodegradacji. Folie
z dodatkiem stabilizatorów zostały poddane działaniu promieniowania UV w czasie do
8 godzin. Przebieg procesów fotochemicznych w tak modyfikowanym PVC monitorowano
za pomocą spektroskopii absorpcyjnej w zakresie UV-Vis i porównywano ze zmianami
obserwowanymi dla próbki PVC bez dodatku filtrów.
Badane tlenki wykazały działanie fotoprotekcyjne na PVC, można zatem przewidywać
podobny efekt ich zastosowania w przypadku innych substancji wrażliwych na UV.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
92
Sarbak Z., Jachymska-Sarbak B., Sarbak A., Chemia w kosmetyce i kosmetologii, MedPharm, Wrocław, 2013
Nanotechnologia, kosmetyki, chemia supramolekularna, pod red. Grzegorza Schroedera, Cursiva, 2010
Pościk A., Wolska A., Owczarek G., Ocena narażenia na promieniowanie nadfioletowe z zastosowaniem
indywidualnych fotochromowych dozymetrów, CIOP-PIB, Warszawa, 2009
SYNTEZA MONOFUNKCYJNYCH SILSESKWIOKSANÓW W OPARCIU
O REAKCJĘ HYDROSILILOWANIA OLEFIN
Marcin Walczak1,2, Bogdan Marciniec2
1Zakład
Chemii Metaloorganicznej UAM
Centrum Zaawansowanych Technologii
[email protected]
2Wielkopolskie
Cel
pracy
dotyczy
procesu
hydrosililowania
funkcyjnych
olefin
mono(dimetylosiloksywodoro)heptaizobutylooktasilseskwioksanem (1) z wykorzystaniem
niezwykle aktywnych, autorskich siloksylowych kompleksów rodu. W roli katalizatora
wykorzystywane będą ich formy molekularne (homogeniczne)[1], jak i immobilizowane na
powierzchni nośników krzemionkowych [2], co umożliwia ich odzysk i ponowne użycie
w kolejnym cyklu katalitycznym.
Ryc. 1. Schemat prowadzonych syntez
Planowane jest opracowanie technologii produkcji pochodnych z gupami o szczególnym
znczeniu aplikayjnym, charakteryzującymi się dużą reaktywnością chemiczną lub
zdolnością do wytworzenia oddziaływań z szeroką grupą polimerów. Do najważniejszych
należy zaliczyć te z grupami epoksydowymi, metakroilowymi, hydroksypropylowymi, czy
izocyjanowymi [3].
Badania realizowane w ramach projektu PBS3/A1/16/2015
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Marciniec B., Szubert K., Potrzebowski M.J., Kownacki I., Łeszczak K. Angewandte Chemie, 2008, 120, 551-554
Szubert K., Marciniec B., Dutkiewicz M., Potrzebowski M.J., Maciejewski H. Journal of Molecular Catalysis A:
Chemical, 2014, 391, 150–157
Marciniec B., Hydrosilylation: A Comprehensive Review on Recent Advances, Springer, 2008
93
REAKCJA SILILUJĄCEGO SPRZĘGANIA JAKO EFEKTYWNA METODA
SYNTEZY NOWYCH POCHODNYCH SILSESKWIOKSANÓW
Grzegorz Wilkowski1, Marcin Walczak1, Mariusz Majchrzak1, Bogdan Marciniec2
1Zakład Chemii Metaloorganicznej, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, ul.
Umultowska 89b, 61-614 Poznań
2Centrum Zaawansowanych Technologii, ul. Umultowska 89c, 61-614 Poznań
[email protected]
Materiały hybrydowe, o strukturze złożonej z silseskwioksanowego, nieorganicznego
rdzenia oraz organicznych podstawników stanowią w ostatnich latach przedmiot
zainteresowania wielu naukowców z całego świata. Związki takie wykazują się bardzo
dobrą odpornością termiczną, mechaniczną i chemiczną. Ponadto w stosunkowo łatwy
i kontrolowany sposób można poddawać je modyfikacjom, między innymi wprowadzając
do naroży silseskwioksanów podstawniki inertne czy też reaktywne, mogące ulegać
dalszym reakcjom [1, 2].
Ze względu na swoje właściwości, materiały organiczno-nieorganiczne oparte
na silseskwioksanach mogą mieć szereg potencjalnych zastosowań, głównie w elektronice,
optoelektronice, mikroelektronice czy też biomedycynie [3].
Podczas prezentacji przedstawione zostaną nowe związki otrzymane na drodze reakcji
sililującego sprzęgania silseskwioksanów z olefinami (Ryc. 1).
Ryc.1. Schemat reakcji sililującego sprzęgania silseskwioksanów z olefinami.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Żak P., Majchrzak M., Wilkowski G., Dudziec B., Dutkiewicz M., Marciniec B., RSC Advances, 2016, 6, 1005410063
Żak P., Marciniec B., Majchrzak M., Pietraszuk C., Journal of Organometallic Chemistry, 2011, 696, 887-891
Zhang W., Müller A. H. E., Progress in Polymer Science, 2013, 38, 1121-1162
94
POLIMERYZACJA ETYLENU WOBEC KATALIZATORA
WANADOCENOWEGO Z UDZIAŁEM CIECZY JONOWYCH
Agata Zug
Koło Naukowe Chemików „Koronan”
Uniwersytet Opolski
[email protected]
Chloroglinianową ciecz jonową z kationem pirydyniowym [1] zastosowano
w polimeryzacji etylenu w układzie dwufazowym (ciecz jonowa/heksan) [2] oraz
w zawiesinie heksanu z udziałem systemu SILP [2,3], w których centrum katalityczne
stanowił katalizator wanadocenowy Cp2VCl2 [4]. Zbadano jego aktywność w zależności
od typu przeprowadzonej polimeryzacji oraz zastosowanego glinoorganicznego aktywatora
(AlEt2Cl, AlEtCl2). Wykazano, że katalizator wanadocenowy Cp2VCl2 jest aktywny zarówno
w procesie polimeryzacji dwufazowej oraz z zastosowaniem układu SILP.
VCl2
Ryc. 1 Struktura katalizatora Cp2VCl2 [4]
Immobilizowany katalizator wanadocenowy na krzemionkę (układ SILP) charakteryzuje się
dużo wyższą aktywnością w porównaniu do uzyskanej w polimeryzacji dwufazowej.
Wynika to z lepszego dostępu monomeru do centrum katalitycznego oraz lepszego
wykorzystania katalizatora, niż w przypadku polimeryzacji w układzie dwufazowym, gdzie
znaczną rolę odgrywały właściwości fizyczne cieczy jonowej, głównie lepkość
i gęstość, które limitowały zarówno dostęp etylenu do centrum wanadowego, jak
i przenoszenie polietylenu do fazy heksanowej. Bez względu na rodzaj procesu
polimeryzacji, większą ilość polietylenu otrzymano stosując jako aktywator AlEtCl2, przede
wszystkim z powodu uzyskania właściwego stopnia redukcji wanadu oraz zapewnienia
odpowiedniego środowiska reakcji.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
Ochędzan-Siodłak W., Wiad. Chem. 2009, 63, 9-10
Ochędzan-Siodłak W., Ionic Liquids in Biphasic Ethylene Polymerisation, rozdział w pracy zbiorowej Ionic
Liquids: Applications and Perspectives (red. Alexander Kokorin), InTech 2011, 29-44
Mehnert C. P., Chem. Eur. J. 2005, 11, 50-56
Wang L., Zhang P. Y., Feng L. F., Yuan Y. L., Pan J., Ye C. Y., Jiang S., Feng L. X., J. Appl. Polym. Sci, 2001, 79,
1188-1194
95
SONDY BIOANALITYCZNE Z KOWALENCYJNIE PRZYŁĄCZONĄ HEMINĄ
JAKO DNAZYMY O AKTYWNOŚCI PEROKSYDAZOWEJ
Krzysztof Żukowski, Joanna Kosman, Bernard Juskowiak
Pracownia Chemii Bioanalitycznej
[email protected]
Czteroniciowe struktury DNA są jednym z najciekawszych obiektów badań w dzisiejszych
czasach. Pionierem wśród nich jest G-kwadrupleks, który tworzony jest przez
oligonukleotydy bogate w swej sekwencji w reszty guanozyn. Struktura ta stabilizowana jest
wiązaniami wodorowymi Hoogsteena oraz przez jednowartościowy kation (najczęściej
potasu), który umiejscowiony jest w kanale między kwartetami guanozynowymi. [1,2].
Płaska struktura G-kwartetu jest w stanie oddziaływać (m.in. „end stacking”)
z innymi płaskimi cząsteczkami (np. cząsteczkami porfirynowymi). Dzięki tym
oddziaływaniom kompleks między strukturą G-kwadrupleksu, a porfirynową cząsteczką
heminy wykazuję zdolność do katalizowania reakcji peroksydacji. Tak utworzony DNAzym
w zależności od siły oddziaływania między atomami tlenu reszt guanozyn, a atomem żelaza
(pochodzącego od heminy- kofaktora danego DNAzymu) wykazuję rożną aktywność
katalityczną. Im silniejsze jest to oddziaływanie tym większa jest zdolność katalityczna
owych enzymów [1,3].
Ryc.1.Schemat tworzenia się DNAzymu o aktywności peroksydazy.
Ciekawym rozwiązaniem jest kowalencyjne przyłączenie heminy oligonukleotydu
tworzącego G-kwadrupleks. Jedną z metod jest przyłączenie aktywnego estru heminy do
zmodyfikowanego grupą alkiloaminową oligonukleotydu. [4] W ten sposób niweluję się
wartość sygnału pochodzącego od próby zerowej w której zawarta jest sama hemina.
Zwiększa to szanse na wykorzystanie owych DNAzymów w sensorach bioanalitycznych
o czułości znacznie wyższej od komercyjnie dostępnych testów ELISA opartych o reakcje
katalizowane przez peroksydazę chrzanową. Walorem owych sond bioanalitycznych jest
duża trwałość w wysokich temperaturach.Fakt, że są to układy oparte na oligonukleotydach,
wykorzystując zjawisko hybrydyzacji między komplementarnymi nicmi DNA, pozwala na
opracowanie nowych strategii sensorycznych.
Autorzy dziękują za wsparcie finansowe z Narodowego Centrum Nauki -Projekt „Harmonia”
2013/10/M/ST4/00490.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
Campbell N, Neidle S., Interplay between Metal Ions and Nucleic Acids, Springer, Netherlands, 2012, 119-134
Huppert J. L. , Chemical Society Reviews, 2008, 37(7), 1375-1384.
P. Travascio ,Y. Liu, D. Sen, Chemistry and Biology, 1998 505-517
Gribas A. V., Korolev S. P., Zatsepin T. S., Gottikh M. B., Sakharov, I. Y. RSC Advances, 2015, 5(64), 5167251677
96
Postery – popularnonaukowe
Poster – popularnonaukowy
KONSERWANTY W KOSMETYKACH
Aleksandra Abu Nahia
[email protected]
Obecnie konserwanty są nieodzownym elementem produktów kosmetycznych. Substancje
konserwujące są dodawane do kosmetyków w celu zabezpieczenia ich przez zakażeniem
mikrobiologicznym, przez co zwiększone zostaje bezpieczeństwo użytkowania preparatu
oraz wydłużona zostaje jego trwałość. Konserwanty stosowane w kosmetykach muszą
spełniać szereg wymagań m.in. muszą być bezpieczne i efektywne w niskich stężeniach, nie
powinny wchłaniać się przez skórę i błony śluzowe, nie powinny zaburzać naturalnej
mikroflory na powierzchni skóry oraz powinny być stabilne przez czas użytkowania
kosmetyku.
Popularnym środkiem konserwującym jest metyloparaben, należący do grupy parabenów,
czyli estrów kwasu p-hydroksybenzoesowego. Związki te, mimo licznych badań, wciąż
budzą sporo kontrowersji odnośnie ich szkodliwości.
Innym popularnym związkiem konserwującym jest silnie toksyczna substancja chemiczna,
jaką jest formaldehyd. Posiada on dużą skuteczność jako środek konserwujący, ale działa
z dużą szkodą na układ odpornościowy i nerwowy, jest czynnikiem rakotwórczym.
Konserwanty są niezbędnymi składnikami kosmetyków ze względu na swoje właściwości,
ale należy pamiętać o możliwych skutkach ubocznych ich stosowania.
To właśnie im poświęcone będzie moje wystąpienie.
99
KANNABINOIDY - WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE
Krystian Baran
Koło Naukowe Studentów Chemii ESPRIT
[email protected]
Od wielu lat trwa dyskusja na temat granicy pomiędzy wykorzystywaniem niektórych
substancji jako leki oraz środki odurzające. Jak powiedział Paracelsus „Wszystko jest
trucizną i nic nie jest trucizną, bo tylko dawka czyni truciznę.” Wiele substancji określanych
jako
środki
odurzające
posiadają
wiele
innych
zastosowań,
m.in. w medycynie. Przykładem takich substancji są kannabinoidy, obecne
m.in. w marihuanie i to właśnie one są podstawą mojej prezentacji.
Kannabinoidy to grupa organicznych związków chemicznych oddziałujących na receptory
kannabinoidowe. Substancje te po przyłączeniu się do receptorów wpływają na zmianę
metabolizmu komórek i uwalnianie hormonów oraz neuroprzekaźników[1]. Kannabinoidy
można podzielić na 3 grupy: naturalne, syntetyczne oraz endokannabinoidy. Związki
te wykazują działanie wielokierunkowe na organizm ludzki. Stosowane bez istotnej
potrzeby wywołują uzależnienie i wyniszczenie organizmu ale w określonych sytuacjach,
pod ścisłą kontrolą lekarską mogą być cennymi lekami[2]. Białka układu kannabinoidów
mogą stanowić punkt uchwytu działania dla nowych leków stosowanych w różnych
wskazaniach klinicznych, takich jak ból, immunosupresja, choroby naczyń obwodowych,
nasilenie lub hamowanie apetytu, choroby motoryczne. W ciągu ostatniego dziesięciolecia
udało się zsyntetyzować ligandy dla każdego z tych białek[3]. Otrzymanie leków o bardzo
selektywnym punkcie uchwytu działania może wreszcie doprowadzić do tego, że korzyści
z ich stosowania przeważą nad objawami ubocznymi kannabinoidów.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
100
Kączkowski J., Biochemia roślin , PWN Warszawa 1982
Kazula A., Zastosowanie naturalnych kanabinoidów i endokannabinoidów w terapii, Post Farmakoter 2009, 2, 147160
Tkaczyk M., Florek E., Piekoszewski W., Marihuana i kanabinoidy jako leki, Prz Lek 2012, 10, 1095-1097
PALIWA OTRZYMANE W SYNTEZIE FISCHERA-TROPSCHA JAKO
ALTERNATYWA DLA PALIW OTRZYMANYCH Z ROPY NAFTOWEJ
Estera Bojek
Koło Naukowe „Kiwon”
[email protected]
Bezpośrednią przyczyną poszukiwania nowych metod otrzymywania paliw płynnych są
kurczące się zasoby głównego surowca, z którego uzyskuje się frakcje paliwowe, czyli ropy
naftowej. Perspektywiczne metody, które mogą w przyszłości stanowić podstawę branży
paliwowej koncentrują się na wykorzystaniu gazu ziemnego lub węgla, jako surowców
wyjściowych, chociaż nie brak i metod opartych na wykorzystaniu surowców odnawialnych
jak bioetanol czy glicerol. Na chwilę obecną dominuje metoda parowego reformingu gazu
ziemnego
(SR
–
z
ang.
Steam
reforming),
choć
powraca
się
także
do zgazowania węgla, szczególnie widoczne jest to w krajach, które nie są w posiadaniu złóż
ropy naftowej. Krajem, który bezpośrednio związany jest z otrzymywaniem paliw
z gazyfikacji węgla jest RPA, ponieważ mają oni dostęp do taniego, wydobywanego
odkrywkowo węgla kamiennego.[1]Co więcej istnieją metody dzięki którym można
otrzymać paliwa z światła, wody i CO2. Niemożliwe? Możliwe. Metoda taka została
opracowana przez naukowców w ramach projektu SOLAR – JET. Jest ona związana
z syntezą Fischera-Tropscha, dzięki zastosowaniu tej technologii uzyskuje się paliwa
rakietowe. Inna ciekawą metodą uzysku paliw, jest metoda opracowana przez
NavalResearchLaboratory, w której paliwa otrzymuje się z wody morskiej. Możliwe jest to
dzięki dużej zawartości CO2(3% występuje jako kwas węglowy, 1% jako węglany, a 96-97%
jako wodorowęglany).
Dostępne metody koncentrują się na uzyskaniu gazu syntezowego (mieszanina tlenku węgla
i wodoru) z surowców energetycznych (węgiel, gaz ziemny) lub surowców odnawialnych.
Każda z metod, w wyniku której otrzymamy gaz syntezowy jest uzależniona od dostępności
do surowca. Synteza Fischera-Tropscha jest wykorzystywana w największym stopniu w
instalacjach
pracujących
w
RPA
(SASOL
I,
II,
III).[2]Jedną
z zalet tej syntezy jest otrzymanie paliw wolnych od związków siarki i azotu, przez co
chronione jest środowisko naturalne.
W pracy zaprezentowano metody otrzymywania paliw z różnych surowców wyjściowych,
jak i możliwości rozwoju syntezy Fischera-Tropscha w Polsce.[3] Przedstawione zostały
wnioski oparte o dostępne dane literaturowe.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Grzywa E., Molenda J., Technologia podstawowych syntez organicznych, WNT, Warszawa, 2008.
Derszer K., Więcław – Solny L., Produkcja paliw silnikowych z węgla poprzez zgazowanie i syntezę Fischera-Tropscha,
„Polityka energetyczna” 2007, tom 10, s. 189-201.
Derszer K., Więcław-Solny L., Zgazowanie węgla I synteza paliw silnikowych, “Gospodarka surowcami
mineralnymi”2007, tom 23, s. 93 – 103.
101
EFEKTY MATRYCOWE W CHROMATOGRAFII GAZOWEJ SPRZĘŻONEJ ZE
SPEKTROMETRIĄ MAS
Anna Drapsa, Justyna Karpowicz
Koło Naukowe Bioaktywni
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej
[email protected]
Chromatografia gazowa sprzężona ze spektrometrią mas jest obecnie coraz częściej
wykorzystywaną techniką do rutynowego oznaczania analitów w różnych próbkach
środowiskowych i biologicznych. Ekstrakty z takich matryc są bogate w różne składniki,
które są izolowane razem z analitem, przez co mogą one zakłócać przebieg analizy
ilościowej. Zmienność składu próbek może powodować rozbieżności w wynikach oznaczeń.
Spowodowane jest to zjawiskiem określanymjako „efekt matrycowy”, który może
powodować obniżenie lub podwyższenie wyniku oznaczenia ilościowego badanego analitu
[1].
W przypadku chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas efekty matrycowe
wpływają na wyniki analizy ilościowej. Mechanizm wpływu składników matrycy na wyniki
analizy polega na wzmocnieniu lub supresji jonizacji analitów, co powodowane jest
obecnością innych składników próbki w źródle jonów spektrometru mas. Jeśli chodzi
o chromatografię gazową sprzężoną ze spektrometrią mas to efekty matrycowe wynikają
z zupełnie innych mechanizmów wpływających na wyniki ilościowe, gdyż nie wynikają one
z zaburzenia procesów jonizacji, a zależą od kondycji układu chromatograficznego.
Związane są one głównie zatrzymywaniem składników próbki na aktywnych sorpcyjnie
powierzchniach w dozowniku lub wewnątrz kolumny kapilarnej [2].
W niniejszej pracy przeglądowej przedstawione zostały najważniejsze efekty matrycowe,
które towarzyszą technice chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas oraz
sposoby minimalizowania ich wpływu na wyniki analizy.
Literatura:
[1]
[2]
102
Caban M., Haliński Ł., Białek-Bielińska A., Kumirska J., Stepnowski P.,Analityka, 2015, 4, 4
www.zcha.pwr.wroc.pl/chc0140l/wyklad3.ppt
HISTORIA LUDZKIM WŁOSEM SZYTA
Dawid Drozdowski
[email protected]
Analiza ludzkich włosów znalazła już powszechne zastosowanie. W tani i nieinwazyjny
sposób uzyskujemy możliwość pomiaru ilości różnych pierwiastków oraz związków
chemicznych, które są obecne w najbliższym otoczeniu i mogą mieć na nasze organizmy
znaczny wpływ. Archeolodzy również wykorzystują włosy, ponieważ znalezione po 4000
latach wciąż zachowują w dużej mierze swój skład chemiczny[1].
Najczęściej stosuje się powyższą analizę w medycynie sądowej. Od lat na podstawie m.in.
koloru, grubości i krzywizny włosa określa siędomniemanego sprawcę zbrodni. Niestety
z raportu[2] opublikowanego przez FBI w kwietniu 2015 r. wynika, że aż 90% badań
(wykonanych do roku 2000) dotyczących analizy porównawczej włosów zawierają błędne
stwierdzenia. W praktyce oznacza to, że wielu oskarżonych na podstawie powyższych
badań było, najzwyczajniej w świecie, niewinnych. Czy to oznacza, że powinno się przestać
zwracać uwagę na znalezione włosy? A może by tak spojrzeć na nie inaczej?
Wraz z rozwojem medycyny (w tym sądowej) otrzymujemy nowe możliwości.Przedmiotem
badań nie jest już tylko graficzne porównanie włosa do osoby. Na podstawie tej małej części
ludzkiego ciała możemy z dużym prawdopodobieństwem określać wiek, wzrost, czy nawet
cechy charakteru lub miejsce zamieszkania.Uzyskujemy możliwość stworzenia pełnej
historii człowieka, o którym z pozoru nic nie wiemy[3].
W mojej pracy przedstawię chemiczne metody przeprowadzania analizy jakościowej
i ilościowej włosów oraz aparaturę potrzebną do wykonania badań. Przede wszystkim
skupię się na możliwościach opisu człowieka i jego środowiska na podstawie ilości
pierwiastków chemicznych (głównie metali ciężkich) znajdujących się w jego włosie.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Rasmussen M., Lindgreen S., Li Y., Nature, 2010, 463, 757-762
https://www.fbi.gov/news/pressrel/press-releases/fbi-testimony-on-microscopic-hair-analysis-containederrors-in-at-least-90-percent-of-cases-in-ongoing-review
Armitage H., Rogers N.,Science, 2016, 351, 1134
103
DLA ZASADY KWAŚNE KWIATKI
Klaudia Dziąg
Studenckie Koło Naukowe Chemików Fulleren Uniwersytetu Warszawskiego
[email protected]
Większość mężczyzn staje przed wyborem jakie kwiaty kupić kobiecie. Kwiaty doskonale są
w stanie przekazać nasze uczucia, nawet te najbardziej skrywane. Czasami znaczą więcej niż
nie jedno słowo. Rodzaj kwiatów to jedna rzecz, a kolor to druga sprawa. Nie właściwy kolor
kwiatów może wszystko popsuć. Otóż barwa kwiatu świadczy o intencji. Często kobieta
bardziej docenia kolor niż rodzaj kwiatów. Powszechnie wiadomo, iż kolor czerwony
utożsamiany jest z miłością. Żółte kwiaty zapowiadają rozłąkę, błękitne oznaczają wierność.
Róż z kolei
przeznaczony jest dla przyjaźni.
Zieleń oznacza szansę
i nadzieję. To tylko niektóre barwy z przypisanymi intencjami.
Dobrym rozwiązaniem dla mężczyzny, który często zmienia zdanie co do intencji jest
wręczanie kwiatów, które zmieniają barwę. Niektóre odmiany kwiatów zmieniają
zabarwienie pod wpływem pH. Przykładem są hortensje czy niezapominajki. Kwiaty te
mogą być dobrym wskaźnikiem pH gleby, co może być pożądaną własnością dla analityków
badających środowisko – biomonitoring. Na barwę kwiatów wpływa także temperatura,
wpływ jonów metali oraz działalność enzymów [1].
W kwiatach jest grupa związków organicznych zwanych antocyjanami, która w zależności
od pH może przyjmować barwę od czerwonej po fioletową.
Ryc.1. Antocyjany (pochodne flawonu) w zależności od pH.
Literatura:
[1]
104
Zalewski S., “Podstawy technologii gastronomicznej”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2009.
SYNTEZA POLIMERÓW METODĄ POST-POLIMERYZACYJNEJ
MODYFIKACJI
Łukasz Dziedzic
Naukowe Koło Chemików UAM
[email protected]
Polimery mają szerokie zastosowanie w przemyśle i coraz szersze w naukach chemicznych
i biologicznych. Dzięki ich niskiej cenie i szrerokich możliwościach modyfikacji są one
cennym źródłem nowych materiałów o pożądanych właściwościach fizykochemicznych.
Jedną z metod otrzymywania nowych polimerów jest post-polimeryzacyjna modyfikacja. Jej
początki sięgają lat 20. ubiegłego wieku, jednak w ostatnich dziesięciu latach jest coraz
częściej wykorzystywana. Polega ona na zastępowaniu lub reakcji z grupami funkcyjnymi,
które nie reagują podczas polimeryzacji. Największymi zaletami tej metody są jej
skuteczność i wydajność w warunkach łatwych do osiągnięcia, dobra ochrona grup
funkcyjnych oraz ich ortogonalność [1].
Ryc.1 Przykładowa reakcja modyfikacji post-polimeryzacyjnej- substytucja nukleofilowa aktywnych estrów.
Otrzymane w ten sposób polimery funkcjonalne mają zastosowanie w biotechnologii,
medycynie [2], jako czujniki chemiczne, nośniki białek czy katalizatory. Jednym z niedawno
odkrytych zastosowań jest inhibicja toksyn bakteryjnych za pomocą funkcjonalnych
glikopolimerów [3].
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Gauthier M. A., Gibson M. I., Klok H.,Angewandte Chemie, 2009, 48, 48-58
Nuhn L., Barz M., Zentel R., Macromolecular Bioscience, 2014, 14, 607-618
Richards S., Jones M., Hunaban M., Haddleton D., Gibson M. I., Angewandte Chemie, 2012, 51, 7812-7816
105
DENGA – CHOROBA DIABŁA
Malwina Gabryel
[email protected]
Denga jest najczęściej występującą gorączką krwotoczną. Wywołuje ją wirus dengi, należący
do rodziny Flaviviridae, z rodzaju Flavivirus, którego głównym wektorem jest kilka gatunków
komarów należących do rodzaju Aedes, zwłaszcza Aedes Aegypti (tzw. komar egipski). Ich
siedliskiem są stojące zbiorniki wodne takie jak baseny, oczka, jeziora. Pierwsze wzmianki o
dendze pochodzą z chińskiej encyklopedii medycznej z czasów dynastii Jin panującej
w latach 265-420 n.e. [1]. Etymologia nazwy choroby wywodzi się od słowa dinga, które
w tłumaczeniu z języka suahili oznacza „chorobę wywoływaną przez złego ducha”[1].
Szacuje się, że rocznie infekowanych jest nawet 390 mln ludności, z czego w przypadku
ciężkiego przebiegu choroby umiera ok. 25% [2]. Denga jest endemiczna dla 110 państw
gorącej strefy klimatycznej Azji Południowo-Wschodniej, Afryki Subsaharyjskiej, Ameryki
Środkowej i Południowej, oraz na wyspach Oceanii.
Inkubacja wirusa trwa do dwóch tygodni. Po tym czasie występują pierwsze objawy-wysoka
gorączka, bóle głowy, mięśni i stawów, charakterystyczna wysypka, ból gałek ocznych,
spadek ciśnienia krwi, wybroczyny surowicze, w cięższych przypadkach krwotoki z nosa,
ust, układu pokarmowego, trombocytopenia, hipowolemia. Genom wirusa dengi składa się
z ok. 11tys. zasad azotowych, kodujących trzy różne typy cząsteczek białkowych. Znane są
cztery odmiany serotypowe wirusa, których różnice opierają się na antygenowości [3].
Infekcja jednym z nich pozostawia odporność zwykle na całe życie, ale tylko na tą odmianę
wirusa. Ponowne zakażenie innym serotypem wiąże się z licznymi komplikacjami, znacznie
cięższym przebiegiem choroby oraz często prowadzi do śmierci.
Obecnie nie ma komercyjnie dostępnej szczepionki. Brak antidotum skutkuje niewielką
świadomością występowania i zakażenia wirusem wśród turystów Leczenie jest typowo
objawowe, natomiast walka z wektorem dengi polega na redukcji siedlisk, zabezpieczeniach
mechanicznych
(moskitiery,
odpowiednia
odzież,
repelenty).
Na posterze zamieszczone zostaną szczegóły choroby oraz związki, które badane są jako
potencjalne remedium dzięki zdolności m.in. do hamowania replikacji wirusa
w organizmie ludzkim [4][5][6].
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
106
Anonymous, Emerg. Infec. Dis., 2006, 12 (6), s. 893
Bhatt S. et al., Nature 2013, 496, 504−507
Nitsche Ch., Holloway S., Schirmeister T., Klein Ch.D., Chem. Rev., 2014, 114 (22), s. 11348-11381
Behnam M., Nitsche Ch., Boldescu V., Klein Ch.D., J Med. Chem., 2016,
Stevens A.J., Gahan M.E., Mahalingam S., Keller P.A., J. Med. Chem., 2009, 52, s. 7911-7926
Yildiz M., Gosh S., Bell J.A., Sherman W., Hardy J.A., ACS Chem. Biol., 2013, 8(12), s. 2744-2752
SZEROKIE SPEKTRUM ZASTOSOWAŃ ZASAD SCHIFFA
Sara Gawarkiewicz
[email protected]
Organiczne związki chemiczne zawierające ugrupowanie iminowe, C=N. Powstają
w wyniku kondensacji cząsteczki związku karbonylowego z cząsteczką aminy
pierwszorzędowej.
Zasady Schiffa są trwałymi iminami z aromatycznymi bądź sterycznie rozbudowanymi
podstawnikami alkilowymi [1].
Chemia zasad Schiffa jest bardzo hojna w dostarczaniu ligandów. Po pierwsze aminowe
oraz ketonowe prekursory są praktycznie nielimitowane. Rozsądna ich selekcja pozwala na
doskonałą kontrolę nad naturą donorowych atomów i liczbę chelatujących ugrupowań.
Ponadto, jeden lub dwa prekursory mogą być dodatkowo ozdobione w duże grupy, co może
dodatkowo wpływać na stereoizomerię jonów metali. Ze względu na wysoką selektywność,
czułość i stabilność zasad Schiffa na szczególne jony metali np. rtęć sprawia, iż są stosowane
one jako nośniki kationów w czujnikach potencjometrycznych [2].
Zasady Schiffa można również wykorzystać jako inhibitory korozji.
Zainteresowanie iminami wciąż rośnie, na co wskazuje ilość prac publikowanych w skali
roku zważywszy na ich szerokie zastosowanie w układach biologicznych, w syntezie
organicznej czy analityce jak również w nowoczesnych technologiach.
W trakcie swojej prezentacji posterowej chciałabym zaprezentować główne właściwości
zasad Schiffa w oparciu o ligand- o-waniline.
Ryc.1. Reakcja powstawania zasad Schiffa, gdzie R 3- grupa arylowa bądź alkilowa
Literatura:
[1]
[2]
Brodowska K.,Łodyga-Chruścińska E., CHEMIK, 2014, 68, 2, 129–134
Marius Andruh, Dalton Trans., 2015, 44, 16633
107
WPŁYW WARUNKÓW PROWADZENIA HODOWLI NA PRODUKCJĘ
SUBSTANCJI BIOAKTYWNYCH U KOCANKI PIASKOWEJ
(HELICHRYSUMARENARIUM L.) W KULTURZE IN VITRO
Izabela Goryńska
[email protected]
Kocanka piaskowa (Helichrysumarenarium L.) jest to roślina z rodziny astrowatych
o charakterystycznych żółtych kwiatach, rosnąca dziko w większości krajów Europy.
Poprzez wpis do Farmakopei uzyskała status surowca leczniczego. Jej właściwości lecznicze
wynikają z obecności takich składników jak: flawonoidy, olejki eteryczne, kumaryny,
związki ftalidowe i karotenoidy. Ponieważ kocanka jest rośliną objętą częściową ochroną,
nie można jej pozyskiwać z naturalnego środowiska. Rozwiązaniem tego problemu są
kultury in vitro. Dzięki tej biotechnologicznej metodzie zyskuje się możliwość manipulacji
składem pożywki oraz optymalizacji warunków wzrostu i rozwoju roślin przez co osiągane
są wyższe stężenia interesujących nas substancji leczniczych.
Metody kultur in vitro polegają na hodowli organów, tkanek oraz całych roślin na
pożywkach o ściśle określonym składzie, z zachowaniem sterylnych warunków. Symulacja
warunków środowiska naturalnego umożliwia dzielenie się komórek lub tworzenie tkanek,
organów i powstawaniu całych roślin. Na rezultat hodowli in vitro wpływają takie czynniki
jak: właściwości biochemiczno-fizjologiczne i genetyczne materiału roślinnego, substancje
odżywcze i stymulatory wzrostu zawarte w podłożu oraz warunki zewnętrzne panujące
naczyniu, w którym prowadzi się kulturę.
Rys.1. http://www.panacea.pl/articles.php?id=57, 1.04.2016r godz.21.54
108
MOLEKULARNY MONTAŻ CZYLI SAMOROZPOZNANIE ORAZ
SAMOORGANIZACJA KALIKSALENÓW
Natalia Gurlaga
[email protected]
Trinuklearne heksaiminy zwane kaliksalenami, powstają na drodze [3+3] cyklokondensacji
pomiędzy enancjomerycznie czystym trans-1,2-diaminocykloheksanem (DACH),
a pochodnymi aldehydu 2-hydroksyizoftalowego.[1] Jak się okazuje, formowanie
kaliksalenów jest procesem wysoce selektywnym, użycie racemicznego trans-DACHu daje
mieszaninę homochiralnych produktów.[2] Kaliksaleny zdolne są do tworzenia architektur
strukturalnych wyższego rzędu, np. dimerów gość-gospodarz, utrzymywanych przez
oddziaływania niekowalencyjne. Formowanie tych dimerów zawdzięczane jest
samorozpoznaniu optycznie czynnych jednostek.[3, 4] Kaliksaleny tworzą także kompleksy
metali z kontrakcją pierścienia makrocykla bądź bez niej, wykazują właściwości katalityczne
lub fluorescencyjne, a także porowatość w stanie stałym. [5,6]
Ryc.1. Synteza mieszaniny homochiralnych kaliksalenów.
Zdolność samorozpoznania cząsteczek jest jednym z ostatnio szeroko eksplorowana, także
w układach biologicznych. Wiedza dotycząca natury oddziaływań niekowalentnych
pozwala przewidzieć strukturę powstałego produktu. Związki, dla których agregacje
przebiegają w tak uporządkowany i przewidywalny sposób niosą ze sobą ogromny potencjał
aplikacyjny.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
Korupoju S. R., Zacharias P. S., Chem. Commun., 1998, 1267
Petryk M., Biniek K., Janiak A., Kwit M., CrystEngComm, 2016, DOI: 10.1039/c6ce00256k
Petryk M., Troć A., Gierczyk B., Danielewicz W., Kwit M., Chem. Eur. J., 2015, 21, 10318-10321
Janczak J., Prochowicz D., Lewiński J., Fairen-Jimenez D., Bereta T., Lisowski J., Chem. Eur. J., 2016, 22, 598609
Gao J., Zingaro R. A., Reibenspies J. H., Martell A. E., Org. Lett., 2004, 6, 2453
Fu Y., Xing Z., Zhu C., Yang H., He W., Zhu C., Cheng Y., Tetrahedron Lett., 2012, 53, 804
109
NANOGRAFENY – ROZSZERZONE POLICYKLICZNE WĘGLOWODORY
AROMATYCZNE
Joanna Hager
Koło Naukowe Chemików „Jeż”
Wydział Chemii
[email protected]
Pierwszy opis teoretyczny grafenu pojawił się w literaturze w ubiegłym wieku, w roku 1947.
Jego autorem był kanadyjski fizyk Philip R. Wallace, który opisując właściwości oraz
strukturę grafitu, przedstawił schemat jego pojedynczej heksagonalnej warstwy węglowej,
która jest niczym innym, niż grafenem [1].Początkowo opisywano go, jako materiał
„akademicki”, nieistniejący w stanie wolnym, który będąc bardzo niestabilnym miał
przekształcać się w niepłaskie formy, takie jak fullereny czy nanorurki [2].
Na przestrzeni lat przybywało jednak prac wskazujących na to, że grafen da się wytworzyć,
aż w roku 2004 opublikowano, że grafen udało się otrzymać, a ponadto spełnia on
przepisane mu wcześniej właściwości fizyko-chemiczne [3].Od tego momentu
zainteresowanie tematyką nanografenów zaczęło coraz to bardziej wzrastać.
W związku z tym, ścisła synteza podjednostek grafenowych w przeciągu kilku minionych
lat uległa rozwojowi, a postęp ten można by podzielić na cztery główne kategorie:
1.
2.
3.
4.
Niekonwencjonalne
metody
syntezy
policyklicznych
aromatycznych
Struktury wprowadzające pierścienie siedmio- i ośmioczłonowe
Struktury z obecnością peryferyjnych heteroatomów
Bezpośrednia modyfikacja krawędzi
węglowodorów
Dodatkowo, jednowymiarowa rozbudowa nanografenów prowadzi do utworzenia
nanowstążekgrafenowych (GNRs).
Otrzymanie wymienionych układów możliwe jest poprzez syntezę organiczną,
z wykorzystaniem wachlarza reakcji generujących coraz to bardziej rozbudowane
podjednostki grafenowe [4].
Ryc.1. Schemat przedstawiający ułożenie względem siebie warstw grafenu oraz przykład nanografenu z rdzeniem HBC.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
110
Wallace P.R., Phys. Rev., 1947, 71, 622-634
Geim A.K.,Novoselov K.S., Nat Mater, 2007, 6 (3), 183-191
Novoselov K.S., Geim A.K.,Morozov S.V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S.V., Grigoriev I.V., Firsov A.A,
Science, 2004, 306, 666-669
Narita A., Wang X., Feng X., Müllen K., Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 6616-6643
KWAS BURSZTYNOWY SUROWCEM PRZYSZŁOŚCI
Angelika Haniszewska
[email protected]
Kwas bursztynowy, znany też jako kwas butanodiowy, jest czterowęglowym związkiem,
z grupy kwasów dikarboksylowych. Znalazł zastosowanie w przemyśle spożywczym,
farmaceutycznym, przy produkcji detergentów, surfaktantów, rozpuszczalników
orazszczególne zastosowanie znalazł jako surowiec w produkcji biodegradowalnych
tworzyw sztucznych[1]. Nasuwa się pytanie, skąd tak duże zainteresowanie wokół niego?
Otóż ma on być alternatywą dla powszechnie stosowanych, ale drogich pochodnych ropy
naftowej. W ostatnim stuleciu przemysłowa synteza organiczna rozwijała się prawie
wyłącznie z wykorzystaniem surowców kopalnych(węgiel kamienny, ropa naftowa i gaz
ziemny). Surowce te wyczerpują się, przez co ich pozyskiwanie staje się coraz trudniejsze.
Przerób surowców kopalnych na półproduktyi produkty rynkowe prowadzi się przy użyciu
procesów wysokotemperaturowych, które są energochłonne, co wiąże się z wysoką emisją
gazów cieplarnianych do atmosfery[1,2,3]. Swoją popularność zawdzięcza temu,
że można go pozyskać z praktycznie dowolnego, odnawialnego surowca metodami
biologicznymi, z udziałem specjalnie wyizolowanych bakterii np.Actinobacillus
succinogenes 130Z. Dzięki tej metodzie otrzymujemy czysty kwas niezależnie od prekursora
organicznego. Uzyskany kwas nie różni się ani budową, ani składem
w zależności od konkretnego zastosowania[4].
Ryc.1.Kwas bursztynowy
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
Wan C., Li Y., Shahbazi A., Xiu S.,Applied Biochemistry and Biotechnology,2007, 145, 111-112
Salvachua D., Mohagheghi A., Smith H., Bradfield M.F.A., Nicol W., Black B.A., Biddy M.J., Dowe N.,
Beckham G.T.,Biotechnology for Biofuels, 2016, 9:28, 1
Nauka
w
Polsce
naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,408698,od-kwasu-bursztynowego-doekologicznych-opakowan.html
Bradfield M.F.A., Nicol W.,Bioprocess and Biosystems Engineering, 2016, 39, 233,242-243
111
BIOREMEDIACJA GRUNTÓW SKAŻONYCH ROPĄ NAFTOWĄ
ORAZ PRODUKTAMI JEJ PRZERÓBKI
Andrea Harmos
Naukowe Koło Kiwon
Wydział Chemiczny
[email protected]
Powszechne występowanie i użytkowanie ropy naftowej prowadzi do rosnącego
zanieczyszczenia środowiska produktami jej przeróbki. Z problemem tym obecnie borykają
się wszystkie uprzemysłowione kraje świata. Zanieczyszczenia pojawiają się w wyniku
procesów wydobywczych ropy, jej przerobu w rafineriach oraz podczas magazynowania
paliw.W Polsce problem ten dotyczy tysięcy hektarów byłych stacji paliw, instalacji
związanych z przemysłem rafineryjnym, stacji obsługi maszyn i wielu innych. Skażenie
gleby jest często na tyle wysokie, że znacznie przekracza odpowiednie normy. [1]
Potrzeba odnowy skażonego środowiska prowadzi do rozwoju wielu technologii
związanych z detoksykacją i destrukcją zanieczyszczeń. Można tutaj wyróżnić metody
fizyczne, chemiczne i biologiczne. Głównie narzędzia biotechnologiczne budzą szczególne
obawy i zainteresowanie, ze względu na to, że technika jest jeszcze dosyć młoda. [2]
Bioremediacja jest procesem oczyszczania gleb, przy użyciu bakterii, grzybów lub
promieniowców. Rozkładają one substancje niebezpiczne do mniej toksycznych bądź
całkowicie nietoksycznych. Mikroorganizmy wykorzystują w charakterze substratu
pokarmowego związaki oragniczne stanowiące zanieczyszczenie.W bioremediacji gleby
skażonej produktami pochodzenia naftowego kluczową rolę spełniają mikroorganizmy,
które mają zdolność do wykorzystywania węglowodorów jako źródła węgla i energii. Proces
ten może być prowadzony w oparciu o naturalną mikroflorę zasiedlającą skażony grunt lub
w oparciu o szczepy z innych środowisk bądź korelacji odznaczające się wysoką
aktywnością degradacyjną. Mikroorganizmy są selekcjonowane w laboratoriach
mikrobiologicznych w oparciu o proces adaptacji bądź operacji genetycznych.
Zanieczyszczenie środowiska gruntowego jest często następstwem obecności nie jednej, lecz
mieszaniny wielu substancji chemicznych, dlatego stosuje się mieszane kultury
mkroorganizmów o zróżnicowanych możliwościach metabolicznych. Ze zwględu na
charakter i stopień zanieczyszczeń bioremediację można prowadzić metodą in situ bądź
ex situ. Jeśli zanieczyszczenia likwiduje się bezpośrednio w miejscu, gdzie występują,
to jest to metoda in situ. Polega ona głównie na biostymulacji procesu przez korektę
odczynu, napowietrzanie i wzbogacanie środowiska w pierwiastki biogenne. Jeżeli jednak
zanieczyszczoną glebę lub wodę poddaje się zabiegom oczyszczania po wydobyciu, to jest
to remedicja sposobem ex situ. Stosuje się ją w momencie, kiedy istenieje niebezpieczeństwo
migracji niebezpiecznych zanieczyszczeń i proces musi być prowadzony szybko. [3]
Literatura:
[1]
[2]
[3]
112
Kępka W.,Aura, 2015, 2, 15-17
Cebula J., Oczyszczanie gleb i gruntów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice,2014, 22 – 62
Kołwzan B., Podstawy mikrobiologii w ochronie środowiska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej,
Wrocław, 2006, 7 - 116
ELIKSIRY MŁODOŚCI
Gabriela Huszcza
[email protected]
Starzenie jest to stopniowe, postępujące i nieodwracalne zmniejszenie zdolności organizmu
do utrzymania homeostazy. Istnieje wiele hipotez i teorii próbujących wyjaśnić przyczyny
starzenia się człowieka.
Badania nad eliksirem młodości, który dawałby nieśmiertelność, prowadzone były już przez
średniowiecznych jatrochemików. Produkowali oni „eliksiry młodości” destylując,
macerując i ekstrahując rośliny, jady, tkanki zwierzęce oraz minerały. Powstawały w ten
sposób substancje nazywane „piątą esencją” czy też „kamieniem filozoficznym”. W drugiej
połowie XX wieku rozwinęła się gerontologia, czyli nauka o starości. Nastąpił dynamiczny
rozwój badań nie tylko na przyczynami, ale i nad sposobami zapobiegania starości.
Stosowanie odkrywanych substancji co prawda nie prowadzi do nieśmiertelności lub
odmłodzenia organizmu, ale ma zniwelować lub osłabić symptomy starzenia.
W mojej pracy chciałabym poruszyć temat związków uznawanych powszechnie za „eliksiry
młodości”.
113
ALTERNATYWNE ŚRODKI KONSERWUJĄCE W PRODUKTACH
KOSMETYCZNYCH. ZAMIENNIKI PARABENÓW
Dorota Jachura
[email protected]
Parabeny są najpowszechniej stosowanymi środkami konserwującymi w produktach
kosmetycznych. Od 40 lat XX wieku wykorzystywane są w kosmetyce, lekach i żywności.
Jednak doniesienia o ich możliwym niekorzystnym wpływie na zdrowie, spowodowały
„złą” sławę tych substancji[1]. Producenci poszukują alternatywnych substancji
konserwujących i na nowo definiują skład kosmetyków[2].
Zaprezentowano chemiczną charakterystykę najczęściej stosowanych konserwantów
kosmetycznych, które wyparły parabeny wraz z ich działaniem na organizm. Dokonano
próby oceny słuszności zastosowania poszczególnego konserwantu. Skonfrontowano mit
o szkodliwości parabenów na organizm, ich kancerogenności i wpływu na układ
hormonalny.
Literatura:
[1]
[2]
114
Starzyk E., Przemysł Kosmetyczny, 2011,3
Leschke M, Wustermann, International Journal for Applied Science, 2006,4
SUBSTANCJE CHEMICZNE AKTYWNIE CZYNNE STOSOWANE W
KOSMETYKACH
Justyna Karpowicz, Anna Drapsa
Koło Naukowe „Bioaktywni”
Uniwersytet Marii Curie – Skłodowskiej w Lublinie
[email protected]
Przemysł chemiczny jest obecnie bardzo rozwinięty, każda firma wprowadza innowacyjne
pomysły i rozwiązania. Jednakże coraz częściej klienci starają się dobierać kosmetyki, które
są spersonalizowane i indywidualnie dobrane do ich potrzeb.
Dzięki substancjom chemicznym aktywnie czynnym zawartym głównie w roślinach
możemy dokonać wyboru produktu, który będzie idealnie pasował do naszych oczekiwań.
Według opracowanej przeze mnie receptury kremu do skóry podrażnionej wykażę działanie
substancji chemicznych aktywnie czynnych.
Głównym zadaniem preparatu jest złagodzenie uszkodzeń skóry, dlatego jednym ze
składników jest alantoina[1] – występująca w przyrodzie w korzeniu żywokostu lekarskiego
– łagodzi podrażnienia oraz przyspiesza gojenie uszkodzonej tkanki skórnej, usuwając
pęknięcia naskórka. Kolejnymi składnikami są: lanolina[2] – wosk pochodzenia
zwierzęcego- jej działanie polega na dogłębnym natłuszczeniu skóry, dzięki któremu
zatrzymuje
wodę;
masło
shea[3]
–
otrzymywane
z
owoców
drzewa
masłowego Butyrospermumparkii – natłuszcza i nawilża, zawarte w nim kwasy oleinowy,
stearynowy i palmitynowy oraz fitosterole sprawiają, że masło shea uelastycznia skórę oraz
chroni przed działaniem promieni UV; olej arganowy[4] – produkowany z owoców arganii
żelaznej – bogaty w witaminę E, pobudza skórę do odnowy, tym samym przeciwdziała
podrażnieniom. Ostatnim składnikiem aktywnym użytym w recepturze jest ekstrakt z
kwiatostanu rumianku[4]- bogaty w olejek eteryczny, flawonoidy, kwasy organiczne,
azulen. Wykazuje silne działanie przeciwzapalne, przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze,
przynosi ulgę skórze podrażnionej.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
https://www.zrobsobiekrem.pl/pl/p/Alantoina/232
http://bielendaprofessional.pl/skladniki-aktywne
https://www.zrobsobiekrem.pl/pl/p/Maslo-Shea-SUROWE/422
http://sylveco.pl/leksykon-skladnikow
115
NOŻYCE DO DNA
Izabela Kasza
Koło Naukowe Wydziału Chemicznego ALLIN
[email protected]
Kod genetyczny zawiera informacje konieczne do funkcjonowania organizmów żywych.
Jego mutacje mogą prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych, takich jak
nowotwory. W dużym stopniu komórka jest w stanie sama je naprawić. Niestety nie zawsze
jest to możliwe.
Nożyce do DNA, czyli mechanizm CRISPR/Cas9, przecinają łańcuch nukleotydów
i umożliwiają naprawienie błędów [1,2]. System ten został odkryty w komórkach
bakteryjnych [3]. Inżynieria genetyczna dostrzegła jego potencjał później. Wykorzystanie
nożyc okazało się być stosunkowo tanim, precyzyjnym i szybkim sposobem modyfikowania
genów
[4].
Rozpoczęto
badania
nad
funkcjonowaniem
CRISPR/Cas9
w komórkach innych organizmów. Okazało się, że mechanizm sprawdza się bardzo dobrze
zarówno w komórkach drożdży jak i myszy oraz ludzi [5,6].
W jaki sposób działają nożyce? Co wyróżnia je spośród innych narzędzi inżynierii
genetycznej? Czy okażą się być nowym sposobem walki z nowotworami?
Ryc.1. Struktura potrójnego kompleksu białka Cas9 z jednoniciowym gRNA oraz dwuniciowym DNA [1]
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
116
Jiang F., Taylor D.W., Chen J.S., Kornfeld J.E., Zhou K., Thompson A.J., Nogales E., Doudna J.A., Science, 2016,
351, 867-871
Jiang F., Zhou K.,Ma L., Gressel S., Doudna J.A., Science, 2015, 348, 1477-1481
Shui B., Matias L.H., Guo Y., Peng Y., Stem Cells Int, 2016, 2016, 1-17
Ledford H., Nature, 2016, 531, 156-159
Unniyampurath U., Pilankatta R., Krishnan M.N., Int. J. Mol. Sci., 2016, 17, 1-15
Yuan M., Webb E., Lemoine N.R., Wang Y., Viruses, 2016, 8, 1-10
KRYSTALOCHEMIA W KOKRYSZTAŁACH CZĄSTECZEK
O SYMETRII TRÓJKROTNEJ
Urszula Kozłowska
Sekcja Studencka Oddziału Gdańskiego Polskiego
Towarzystwa Chemicznego „Hybryda”
[email protected]
Krystalografia jest dyscypliną, której głównym przedmiotem badań jest wewnętrzna
budowa kryształów. Uczeni od dawna uważają stan krystaliczny za coś powszechnego. Jest
to jeden z charakterystycznych stanów materii, odznaczający się maksymalnym
uporządkowaniem, czemu towarzyszą szczególnie interesujące właściwości [1].
Za pierwszą naukową rozprawę o kryształach należy uważać niewielką pracę J. Keplera „De
nive sexangula” z roku 1611. Zawiera ona genialną myśl, iż sześciokątne płatki śniegu
są zbudowane z symetrycznie ułożonych kulistych cząstek wody [2].
Impulsem do badań wewnętrznych struktur kryształów były eksperymenty Friedriecha
i Knippinga, którzy ujawnili w roku 1916 zjawisko dyfrakcji promieni rentgenowskich
na kryształach. Badania wykazały, że promienie rentgenowskie są falami, gdyż ulegają
ugięciu, a kryształy składają się z periodycznie uporządkowanych atomów [3].
Kokryształy są homogennymi strukturami krystalicznymi, które zawierają dwa lub więcej
komponentów występujących w stosunku stechiometrycznym. Podstawą procesu
kokrystalizacji jest powstawanie wiązań niekowalencyjnych, takich jak wiązania wodorowe,
czy też oddziaływania Van der Waalsa. Mogą one powstać tylko wtedy, gdy oddziaływania
niekowalencyjne pomiędzy dwoma molekułami są silniejsze od odziaływań
w homogennym krysztale w substancji użytej do otrzymania kokryształu [4].
Podczas prezentacji posteru zostanie przybliżona powyższa tematyka związana z syntezą
kokryształów wykorzystującą floroglucynę, melaminę i sole guanidynowe oraz badania
właściwości fizykochemicznych, spektroskopowych oraz rentgenostrukturalnych.
Ryc.1. Symetryczny układ cząstek wody w płatku śniegu.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
Szkoda F., Krystalografia geometryczna i zarys mineralogii, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej,
Częstochowa 1994
Chojnacki J., Elementy krystalografii chemicznej i fizycznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa
1971
Van Meerssche M., Krystalografia i chemia strukturalna, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1984
Friscic T., Benefits of cocrystalisation in pharmaceutical materials science, Journal of Pharmacy and Pharmacology,
2010, 62, 1547-1559
117
LEKI PROSTO OD MARII - CZYLI PRODUKCJA RADIOFARMACEUTYKÓW
W POLSCE.
Joanna Kuligowska
[email protected]
Jeżeli mamy mówić o czymś nieprzeciętnym w dziedzinie chemii, na pewno należy
wspomnieć, o tym co wykorzystujemy do leczenia chorób nowotworowych, czyli
o radiofarmaceutykach.
Radiofarmaceutyki to związki chemiczneo cząsteczkach zawierających jeden lub więcej
atomów promieniotwórczych, stosowane w diagnostyce i lecznictwie. Powstają
z połączenia chemicznego dwóch składników: radioizotopu i liganda. Wyróżniamy także
„nagie-niezwiązane radiofarmaceutyki”, czyli radioizotopy stosowane w celach klinicznych,
które nie posiadają chemicznego lub biologicznego nośnika- liganda.
Gdzie powstają RADIOFARMACEUTYKI? W tej kwestii pierwszoplanową rolę odgrywa
jedyny działający w Polsce reaktor jądrowy-MARIA, który pracuje w otwockim Świerku pod
Warszawą. Uruchomiony w 1974 roku jako reaktor wielozadaniowy, dzisiaj służy między
innymi do tworzenia readiofarmaceutyków. Zapotrzebowanie na pracę Marii
z roku na rok rośnie. W 2010 roku nastąpił przełom, rozpoczęto napromienianie tarcz
uranowych, z których pod wpływem bombardowania neutronami powstaje molibden-99
będący prekursorem technetu-99. Technet-99 w medycynie nuklearnej wykorzystywany jest
w 80 proc. wszystkich procedur terapii onkologicznej. Kolejnym produktem Marii jest jod131 wykorzystywany do walki z rakiem tarczycy. Fenomenem polskiego reaktora jądrowego
jest fakt, iż w ciągu tygodnia jego pracy powstają w nim leki dla 100 tys. pacjentów szpitali
onkologicznych, a postępujące badania naukowców zmierzają do zwiększenia skali jego
działalności.
118
KUBAN I JEGO NITROPOCHODNE: NAJSILNIEJSZE ZNANE ŚRODKI
WYBUCHOWE
Antoni Marciniak
[email protected]
Kuban to węglowodór o kształcie sześcianu. Pierwszy raz został zsyntezowany w 1964 roku
przez Philipa Eatona na Uniwersytecie w Chicago. Przed tym wydarzeniem uznawano, że
związek taki nie może istnieć, ponieważ występujące w nim naprężenia byłyby zbyt duże.
Należy
do
tak
zwanych
węglowodorów
Platońskich
razem
z dodekaedranem i teraedranem. Kuban posiada niespotykaną wśród węglowodorów
gęstość, jest też potencjalnym nośnikiem ogromnych ilości energii. Trwają prace nad jego
zastosowaniem jako paliwa, w medycynie czy nanotechnologii.
Nitropochodne kubanu, jak na przykład heptanitrokuban bądź oktanitrokuban,
to najsilniejsze znane materiały wybuchowe. Uznawane były,tak samo jak prekursor,
za niemożliwe do syntezy i przechowywania. Odkrywcą ponownie został Philip Eaton. Tak
jak poprzednio, związki okazały się o wiele bardziej stabilne niż się spodziewano. Niewielkie
próbki tetranitrokubanu potrafią przetrwać uderzenie młotem. Stabilność ta jest wynikiem
obecności tlenu jedynie w grupach nitrowych. O ile synteza czteropodstawionego kubanu
nie jest wyzwaniem, o tyle dalsze nitrowanie jest procesem bardzo kłopotliwym.
Poszukiwana jest przemysłowa droga syntezy tych materiałów wybuchowych. Aktualnie,
każdy z nich, łącznie z samym kubanem, jest cenniejszy od złota.
119
SPEKTROSKOPIA OSCYLACYJNA W WALCE Z BIOTERRORYZMEM
Inna Mashevska
Koło Naukowe Wydziału Chemicznego „ALLIN”
[email protected]
Mikroorganizmy produkującetoksyczne związki mogą stanowić broń biologiczną i zostać
wykorzystane w celu wywołania choroby lub uśmiercenia dużych populacji roślinnych,
zwierzęcych, a nawet i ludzkich [1]. Przyczyniło się to do znacznego zwiększenia
zapotrzebowania na szybkie i efektywne metody ich wykrywania oraz identyfikacji, przy
jednoczesnym zachowaniu dużej mobilności stosowanego sprzętu.
W tej kwestii, swoje zastosowanie odnalazły techniki spektroskopii oscylacyjnej.
W dzisiejszej
walce
z
bioterroryzmem,
spektroskopia
IR
albo
Ramana
umożliwiawiarygodną identyfikację mikroorganizmów produkujących toksyny [2]. Jako że
dane metody nie wymagają długotrwałego przygotowania próbek, identyfikacja jest
szybsza, niż podczas zastosowania innych tradycyjnych metod analitycznych. Główna cecha
wibracyjnej spektroskopii - jej uniwersalność w stosowaniu- jest dużą potencjalną zaletą
w tej analizie, gdyż jej techniki nie są ograniczone do specyficznych odpowiedzi tylko
wybranych mikroorganizmów. Proces wykrywania różnych biologicznych substancji może
zostać przeprowadzony poprzez odniesienie do ich wcześniej sklasyfikowanego widma,
które służy, jako tzw. odcisk palca.
W niniejszej pracy przedstawione zostaną wybrane techniki spektroskopowe, stosowane
przy wykrywaniu toksycznych mikroorganizmów. Główna część dyskusji będzie skupiona
na praktycznym wykorzystaniu oraz ścieżce ich rozwoju w nadchodzącej przyszłości.
Ryc.1.A: Widmo pojedynczych komórek bakteryjnychuzyskane na drodze spektroskopii mikro-ramanowskiej.
B: Widmomieszanej hodowli bakteryjnej uzyskane z pomocą UV-rezonansowej spektroskopii Ramana [3].
Literatura:
[1]
[2]
[3]
120
Chalmers J.M, Edwards H.G.M, Hargreaves M.D.,Infrared and Raman spectroscopy in forensic science, A John
Wiley & Sons, Ltd, Chichester, 2012, 233-250
Rosch P., Harz M., Schmitt M., Peschke K.D. et al., Applied and environmental microbiology, 2005, 1626–1637
Popp J.,Identification of micro-organisms by Raman spectroscopy, 2007
ENTROPIA – WSZECHŚWIATA SPOSÓB NA CHAOS I PORZĄDEK
Paulina Mieldzioć
SKNCh „Fulleren” UW
Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski
Kolegium Międzywydziałowych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych
[email protected]
Entropia – miara możliwych mikrostanów układu termodynamicznego, opisanego
zmiennymi makroskopowymi? Czy może: entropia – funkcja stanu, określająca kierunek
zachodzenia procesów samorzutnych w układzie termodynamicznie izolowanym? Potoczne
rozumienie entropii jako miary nieuporządkowania jest mocno zakorzenione, również w
środowisku naukowym. Poprzez chemiczną definicję entropii[1], dochodzimy do
przykładów, gdzie II zasada termodynamiki pozornie nie jest spełniona – jednak odejście od
klasycznego rozumienia tej fundamentalnej zasady pozwala na rozważanie procesów
oscylacyjnych – reakcji, komórek Benarda i wielu innych zjawisk[2]. Na posterze zostanie
podjęta próba odpowiedzi na pytanie, czy entropia słusznie jest wiązana
z chaosem, a także próba połączenia wszelkich opisów najważniejszej funkcji
termodynamicznej w jedną całość.
Literatura:
[1]
[2]
Pigoń K., Ruziewicz Z., Chemia fizyczna, PWN, Warszawa, 2009
Orlik M.,Reakcje oscylacyjne, porządek i chaos, WNT, Warszawa,1996
121
CZY KTOŚ LUBI „PLASTIK”?
Justyna Mielnik
[email protected]
Tworzywo to znajduje zastosowanie w wielu aspektach naszego życia codziennego, od
zwykłej butelki z wodą aż po ubrania czy akcesoria gospodarstwa domowego. Analizując
statystyki z światowej produkcji tworzyw sztucznych zaobserwowano, że od lat 90
ubiegłegowieku po dziś dzień produkcja wzrosła z 75 milionów do około 250 milionów ton
rocznie [1].
Wszystko ma swoje wady i zalety. Poli(tereftalan etylenu) jest w dużej mierze degradowany
lub poddawany recyklingowi, lecz nie jest to wystarczające. Na dnach mórz, oceanów,
w lasach, na wysypiskach śmieci zalegaja tony tego polimeru. W związku z tym, naukowcy
nadal poszukują coraz to lepszych sposobów na degradację polimeru [1].
Innowacyjnym sposobem wydaje się być mechanizm zaproponowany przez naukowców
z czołowych ośrodków naukowych z Japonii. Odkryli oni mikroorganizm żyjący
i używający jako głównąsubstancję odżywczą PET [2]. W mojejprezentacji przybliżę daną
metodę.
Ryc.1. Zdjęcie Ideonella sakaiensis zrobione za pomocą skanigowego mikroskopu elektronowego [2]
Literatura:
[1]
[2]
122
Kijeński J., Błędzki A., Odzysk i recyklingmateriałów polimerowych, PWN, Warszawa,2011, 194-225
Yoshida S., HiragaK., Takehana T., Taniguchi I., Yamaji H., Maeda Y., Toyohara K., Miyamoto K., Kimura Y.,
Oda K., A bacteriumthatdegrades and assimilatespoly(ethyleneterephthalate); Science, 2016, 6278, 1196-1199
EMULGATORY - SUBSTANCJE STABILIZUJĄCE EMULSJE
Monika Miszta
[email protected]
Emulsje, czyli mieszaniny dwóch niemieszających się cieczy są nieodłącznym elementem
produktów kosmetycznych, farmakologicznych i spożywczych. Trwałe połączenie
substancji polarnej oraz substancji niepolarnej jest niemożliwe, wynika to z wysokiego
napięcia na granicy faz. Aby ustabilizować emulsje konieczne okazuje się zastosowanie
składnika, który pozwoli zmniejszyć napięcie powierzchniowe pomiędzy cieczami, tak aby
przestały się odpychać. Substancje, które utworzą jednorodny układ z trwałego połączenia
dwóch niemieszających się cieczy o różnej polarności nazywamy emulgatorami. Emulgatory
w swojej budowie wykazują właściwości hydrofilowe oraz hydrofobowe.
Na rynku dostępnych jest wiele emulgatorów, jednakże mają one różne zastosowania
i z pewnością wybór odpowiedniego nie należy do najprostszych. W mojej pracy postaram
się przedstawić najważniejsze kryteria jakimi warto kierować się przy wyborze
odpowiedniego emulgatora. Scharakteryzuję podział emulgatorów ze względu na budowę
i pochodzenie. Na wybranych przykładach postaram się przybliżyć korzyści i wady ze
stosowania ich w kosmetykach i produktach spożywczych.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
http://www.theherbarie.com/files/resource-center/formulating/Emulsifiers_HLB_Values.pdf
Flis A., Pikul K., THINK, 2013, ISSN 2082-1107, Nr 2 (14), s. 1-12
Jachowicz R., Receptura Apteczna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, 2004
Zieliński R., Surfaktanty. Budowa, właściwości, zastosowania, Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego,
Poznań, 2009
123
WPŁYW BAKTERII NA FUNKCJONOWANIE ORGANIZMU CZŁOWIEKA
Maria Nowaczyk
[email protected]
Rola bakterii w organizmie człowieka od wielu lat jest przedmiotem badań wielu
naukowców. Początkowo koncentrowano się na szkodliwej działalności drobnoustrojów
pomijając ich pozytywny wpływ na funkcjonowanie człowieka. Okazuje się, że organizm
człowieka nie jest samowystarczalny i bez działalności niektórych bakterii nie byłby
w stanie sam funkcjonować. Jak również istotna jest liczebność poszczególnych rodzajów
bakterii, gdyż brak odpowiednich proporcji może prowadzić do chorób.
Dzięki narzędziom nowej generacji i innowacyjnej technologii komputerowej możliwe jest
sekwencjonowanie genów, co umożliwia sklasyfikowanie wszystkich genów bakteryjnych,
które tworzą tzw. mikrobiom. Utworzony katalog genów poddaje się analizie po kątem roli
i aktywności danego genu w organizmie człowieka[1].
Powszechne stosowanie środków dezynfekcyjnych oraz antybiotyków wpływa na stan
mikroflory w organizmie ludzkim. Zachwianie równowagi między bakteriami
komensalnymi a organizmem człowieka przez stosowanie antybiotyków,może skutkować
zwiększonym ryzykiem zapaści na choroby autoimmunizacyjne.
Literatura:
[1]
[2]
124
AckermanJ., Świat Nauki, 2012, lipiec, 21 – 27
Solonon E.P., Berg L.R., Martin D.W., Biologia, MULTICO Oficyna Wydawnicza,Warszawa,2007, 10-11, 453
‘’RECYKLING ANTYBIOTYKÓW” DZIĘKI ZASTOSOWANIU
INHIBITORÓW KWASÓW TEJCHOJOWYCH
Jolanta Oczak
Koło Naukowe Studentów Chemii Esprit
[email protected]
W ostatnich latach coraz więcej słyszymy o zagrożeniu jakie niesie ze sobą odporność
niektórych szczepów bakterii na leki.Pomimo, iż antybiotykooporność jest naturalnym
zjawiskiem, to nadmierne i nierozsądne stosowanie antybiotyków spowodowały powstanie
tak zwanych superbakterii [1].
Poszukiwania nowych rozwiązań walki z antybiotykoopornościądoprowadziły naukowców
do wykorzystania kwasów tejchojowych. Są to składniki ściany komórkowej baktrii Gram
dodatnich
(ang.
Wall
teichoic
acids,
WTA),które
pełnią
istotną
rolę
w
podziałach
bakterii,
przebiegu
infekcji
i
odpowiedzi
na
atybiotykoterapię[2].Zastosowanie inhibitorów WTA w połączeniu z antybiotykami, które
utraciły samodzielną skuteczność, umożliwia ich ponowne i skuteczne wykorzystanie.
Nowo odkryte związki TarocinA i TarocinBnależą do inhibitorów enzymu
odpowiedzalnego za pierwszy etap syntezy kwasów tejchojowych, TarO. W połączeniu
z aktybiotykami β-laktamowymi wykazują zdolność do niszczenia szczepów MRSA [3].
W swoim wystąpieniu postaram się przybliżyć problem antybiotykooporności i nowe
sposoby jej zwalczania, umożliwiające używanie już poznanych antybiotyków.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Markiewicz Z. , KwiatkowskiZ., Bakterie antybiotyki lekooporność, PWN, Warszawa, 2001, 117-120
Pasquina L.et al.,Current Opinion in Microbiology,2013 , 16, 531-537
http://www.medicaldaily.com/drug-class-achilles-heel-mrsa-antibiotic-resistance-377204
125
ELEKTROCHEMICZNA REDUKCJA CHINONÓW W RÓŻNYCH
ŚRODOWISKACH
Maciej Ostrowski, Agata Wojna
Studenckie Koło Naukowe Chemików Uniwersytetu Łódzkiego
Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej Uniwersytetu Łódzkiego
[email protected]
Chinony to grupa organicznych związków
nienasyconymi diketonami.
chemicznych będących cyklicznymi,
Wiele chinonów jest związkami o intensywnym zabarwieniu. Czasami, w uproszczeniu
chinonem nazywa się benzochinon. Reakcje przeniesienia elektronu z udziałem chinonu,
hydrochinonu są bardzo ważne w wielu dziedzinach chemii, szczególnie w układach
biologicznych.
Skuteczność
terapeutyczna
jak
również
toksyczność
leków
przeciwnowotworowych reguluje ich właściwości elektrochemiczne. Inne chinony służyć
jako ważna grupa funkcyjna w różnych układach biologicznych, takich jak nośniki elektronproton łańcucha oddechowego i ich zaangażowania w fotosyntetycznych systemach
przepływu elektronów.
Elektrochemiczne aspekty chinonów:
1. Biologiczne ( np. w lekach)
2. Elektrochemiczna redukcja w środowisku wodnym
 redukcja w buforze wodnym
 redukcja w niebuforowanym środowisku wodnym
3. Redukcja w środowisku niewodnym
 wpływ wiązań wodorowych, kwaśnych i zasadowych dodatków
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
126
Chambers J.Q., TheChemistry of Quinonoid Compounds, Wiley, New York,1974, 1, 737–791
Peover M. E., Bard A. J., Electrochemical Chemistry, New York,1967, 2
Mairanovskii S. G., Catalytic and kinetic Waves inPolarography, Plenum Press, New York, 1968
Koshy V. J., Sawayambunathan V., Periasamy N., Journal of the Electrochemical Society, 1980, 127, 2761–2763
Evans D. H., Encyclopedia of Electrochemistry of theElements, New York, 1978, 12
Buncel E., Symon E. A., Canadian Journal of Chemistry, 1970, 48, 3354–3357
ZASTOSOWANIE DITLENKU TYTANU DOMIESZKOWANEGO
WYBRANYMI METALAMI W IMPLANTOLOGII
Krystian Pankowski
[email protected]
Tlenek tytanu (IV) jest najtrwalszym połączeniem spotykanym w przyrodzie spośród
wszystkich tlenków tytanu. Znane są trzy odmiany polimorficzne tego tlenku: tetragonalny
rutyl i anataz oraz rombowy brukit. Do tej pory TiO2 znajdował zastosowanie w różnych
gałęziach przemysłu. Wykorzystany został
jako biały pigment w farbach,
w ogniwach słonecznych, powierzchniach samoczyszczących oraz z kosmetologii, jako
składnik fizycznych filtrów słonecznych, nieprzepuszczalnych dla promieni UVA i UVB.
Obecnie w wielu ośrodkach naukowych trwają badania nad kolejnymi wykorzystanymi
związków tlenku tytanu (IV) między innymi w medycynie. Sam tytan odegrał znaczącą rolę
jako biomateriał, który zastosowanie swoje znalazł jako najlepszy metal do tworzenia
różnego rodzaju implantów. Posiada on bardzo dobre własności mechaniczne, jest
biokompatybilny oraz charakteryzuje się odpornością na korozję. W praktyce wykorzystuje
się go do tworzenia endoprotez stawowych, płytek i wkrętów kostnych, narzędzi
chirurgicznych oraz różnego rodzaju wyrobów protetycznych. Okazało się, że ostatnie
z
wymienionych
pokryte
nanometryczną
warstwą
tlenku
tytanu
(IV),
oraz domieszkowanie jej różnymi metalami jak i niemetalami, poprawiają właściwości
biokompatybilne biomateriału, mają właściwości przeciwdrobnoustrojowe, co zapobiega
tworzeniu się stanu zapalnego w miejscu implementacji oraz powodują szybsze gojenie się
ran po zabiegach. Coraz to nowe „ulepszanie” tlenku tytanu (IV) poprzez domieszkowanie
różnego rodzaju związkami może odegrać przełomową rolę w dziedzinie implementologii.
Praca, która zostanie przeze mnie zaprezentowana będzie przeglądem literaturowym z tej
dziedziny oraz częściowo moją pracą badawczą.
Literatura:
[1]
X. Chen, S. S. Mao, Titanium Dioxide Nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications,
Chemical Reviews, 2007, s. 2891-2959.
127
PLASTIKOWE S.O.S. DLA KRĘGOSŁUPA,
CZYLI POLI(WĘGLANOURETANOWY) KRĄŻEK MIĘDZYKRĘGOWY
Paulina Pikosz
Koło Naukowe Wydziału Chemicznego Allin
[email protected]
Ze względu na siedzący tryb życia oraz chroniczną otyłość współczesne społeczeństwo
cierpi na różnego rodzaju schorzenia kręgosłupa, które są już oficjalnie uznawane za chorobę
cywilizacyjną. Jako najczęstsze schorzenie, dotykające nawet młodych ludzi, wymienia się
zwyrodnienie krążka międzykręgowego. Wszczepienie implantu to, jak do tej pory,
najskuteczniejsza metoda leczenia tej niezwykle uciążliwej i bolesnej choroby. Implant,
zbudowany z wkładki z materiału o odpowiednich właściwościach sprężystych, umieszcza
się w miejscu uszkodzonego krążka międzykręgowego w operowanym segmencie
kręgosłupa. Ze względu na powszechność zwyrodnienia krążka międzykręgowego lekarze
i naukowcy prowadzą intensywne badania, majace na celu znalezienie materiału, który
sprawi, że wykonany z niego implant pozwoli pacjentom na całkowity powrót do zdrowia
i sprawności fizycznej. Materiałami, które wydają się spełniać wymagania stawiane przez
naukowców, mogą być poliuretany [1].
Ze względu na dobrą wytrzymałość mechaniczną, elastyczność i biozgodność, poliuretany
(PUR) znajdują zastosowanie w medycynie, m. in. jako implanty długoterminowe.Jednak
wykazują tendencję do degradacji, co popchnęło naukowców do prób modyfikacji ich
właściwości, w celu wyeliminowania tej wady. Udało sięto osiągnąć przez syntezę
poliuretanów przy użyciu poli(węglanodioli). Produkty tej syntezy charakteryzujeo wiele
większa odporność na hydrolizę oraz utlenianie[1, 2, 3].
W
niniejszej
pracy
zostaną
przedstawione
wyniki
badań
właściwości
poli(węglanouretanów) o różnej zawartości segmentów sztywnych, które dają nadzieję na
rewolucję wleczeniu choroby cywilizacjnej, którą jest zwyrodnienie krążka
międzykręgowego.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
128
Auguścik M., Polimery, 2015,9, 551 – 558
Kultys A., European Polymer Journal, 2009,45, 2629 – 2643
Sobczak M., Polymer Plastics Technology and Engineering, 2015, 54, 155 – 172
ALTERNATYWNE ŻRÓDŁA POZYSKIWANIA WODY PITNEJ
Marta Porwoł
Koło Naukowe Kiwon
[email protected]
Woda jest życiodajnym źródłem. Prowadząc wygodne i bezpieczne życie w centrum Europy
zapominamy jak niewiele dzieli nas od problemów związanych z brakiem wody. Wystarczy
drobne zanieczyszczenie wodociągów miejskich i powstaje ogromny problem, bardzo
trudny do rozwiązania.
Ponad miliard ludzi nie ma dostępu do wody zdatnej do picia. Jedna szósta mieszkańców
Ziemi cierpi z powodu pragnienia oraz chorób wywołanych spożywaniem zanieczyszczonej
wody. Jak informuje Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) tylko 2%
z tego żyje w Europie. 65% pochodzi z Azji i 27% z Afryki [1].
Wiele krajów boryka się z niedoborem wody pitnej. Jednym z rozwiązań jest odsalanie wody
morskiej. Litr takiej wody zawiera około 35g różnych składników, z czego aż 99% stanowią
sole. Woda spożywcza może zawierać do 0,5g soli na litr. Stężenie tych składników możemy
niwelować stosując technologie oparte na wielostopniowej destylacji rzutowej lub
odwróconej
osmozie.
Zakłady
wykorzystujące
technologię
opartą
na odwróconej osmozie są tańsze w budowie. Poprzez stosowane membrany filtracyjne
o dużej wydajności i trwałości oraz technice usuwania soli z wody w jednej fazie stały się
bezkonkurencyjne w zakresie odsalania wody morskiej [2]. Proces polega
na wprowadzaniu pod ciśnieniem słonej wody do kolektora zaopatrzonego
w półprzepuszczalną błonę, zwaną membraną filtracyjną, która przepuszcza cząstki wody,
zatrzymując tym samym cząsteczki soli. Odsolona woda jest zbierana w zbiorku, a solanka
odprowadzana na zewnątrz [3].
Technologia odsalania wody morskiej z zastosowaniem odwróconej osmozy stała się bardzo
popularna głównie w bogatych krajach takich jak Arabia Saudyjska. Proces ten jest zbyt
drogi dla krajów rozwijających się. Dlatego w uboższych państwach nadal poszukuje się
alternatywnych i nie wymagających dużych nakładów finansowychrozwiązań.
Włoski wizjoner ArturoVittori buduje w Etiopii ogromne skraplacze uzyskujące wodę
z powietrza. Są to wysokie, ażurowe, zbudowane z bambusów wieże o swojskiej nazwie
Warka Water (warka – etiopski figowiec).
Warka Water opiera się na naturalnych zjawiskach takich jak: grawitacja, parowanie,
kondensacja. Jest pionową strukturą przeznaczoną do zbierania wody z atmosfery – zbiera
deszcz, mgłę i rosę. Konstrukcja jest bardzo prosta i łatwa do zdemontowania. Podczas
budowy wykorzystuje się tylko lokalnie dostępne i tanie surowce np. bambusy. Budowa jak
i sama eksploatacja nie wymaga dostarczania energii elektrycznej. Koszt budowy
to około 1000$, a powierzchnia jaką zajmuje to 30𝑚2 . Codziennie dostarcza społeczności
etiopskiej od 50l do 100l wody zdatnej do picia [4].
W pracy zaprezentowano technologię odsalania wody morskiej metodą odwróconej osmozy
oraz przybliżono istotę działania Warki Water.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
http://www.who.int/en/
http://kingalach.prv.pl/4.htm
http://www.lenntech.pl/cotoro-pl.htm
http://www.warkawater.org/design
129
POGŁĘBIONA PRZERÓBKA ROPY NAFTOWEJ NA PRZYKŁADZIE
KRAKINGU KATALITYCZNEGO
Marcin Pryczek
Koło Naukowe Kiwon
[email protected]
Rozwój sektora motoryzacyjnego przyniósł ze sobą zwiększone zapotrzebowanie na paliwa
silnikowe. Na początku XX wieku w wyniku procesów zachowawczych uzyskiwana frakcja
benzynowa stanowiła średnio 20% masy wsadu nieprzetworzonej ropy naftowej, a jej liczba
oktanowa wynosiła około 50 jednostek [1]. Dopiero wprowadzenie procesów pogłębionej
przeróbki
ropy
naftowej,
takich
jak
np.
kraking
termiczny
i katalityczny, pozwoliło na zwiększenie wydajności produkcji frakcji paliwowych, które są
z punktu widzenia ekonomii bardziej pożądane niż ciężkie frakcje pozostałościowe.
Pierwsza instalacja krakingu katalitycznego została założona w USA w 1936 roku
i wykorzystywała stacjonarne złoże katalizatora, którym był glinokrzemian. Obecnie
kraking katalityczny wraz z reformingiem benzyn stanowi główne źródło składników do
komponowania benzyn. We współcześnie działających rafineriach wszystkie instalacje
krakingu katalitycznego pracują na podstawie złoża ruchomego, które określane jest złożem
fluidalnym. Określenie złoże fluidalne może wprowadzać w błąd, ze względu na fakt, iż w
rzeczywistości po kontakcie katalizatora z surowcem następuje transport materiału
katalitycznego do zespołu separatorów. Mimo to nazwa ta jest akceptowalna
i powszechnie stosowana w odniesieniu do krakingu katalitycznego na złożu ruchomym.
Celem pracy jest przybliżenie zagadnień technologicznych związanych z procesem krakingu
katalitycznego.
Literatura:
[1]
130
Bugaj Cz., Olszewska J., Pater K., Pawłowska B.,Puchowicz A., Rutkowska J., Stokłosa T.,Surygała J., Śliwka
E., Vademecum rafinera, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa,2006, 230-231
SUBSTANCJ ESZKODLIWE W KOSMETYKACH
Katarzyna Radzikowska
[email protected]
Od tysięcy lat ludzie stosują przeróżne środki, substancje i mieszaniny związków, których
zadaniem było upiększenie ciała ludzkiego, jak i pielęgnacja, oczyszczenie.
Współcześnie środki takie, które określamy mianem "kosmetyków" na ogół stanowią
preparaty do wcierania, pryskania, nakładania na powierzchnię ciała. Mają one często
lecznicze działanie, gdyż znaleźć możemy w nich składniki aktywne, które mogą wpływać
na procesy fizjologiczne zachodzące w ustroju - a precyzyjniej - bezpośrednio w skórze
człowieka.
Jednakże stosując je, należy pamiętać, że nie tylko pozytywne związki wnikają do naszego
ustroju-wiele substancji zawartych w kosmetykach przenika przez skórę niestety na naszą
niekorzyść. W tym miejscu uważam, że warto skupić się właśnie na omówieniu toksycznych
substancji zawartych w produktach, które kojarzymy na ogół z wyłącznie pozytywnym
działaniem
i
określamy
mianem
kosmetyków.
Konsument powinien wystrzegać się produktów działających szkodliwie na skórę, a nawet
cały organizm. Chociaż w początkowej fazie stosowania nie zauważymy jeszcze
szkodliwych skutków działania, to jednak długofalowy kontakt ustroju z preparatem, może
narazić nas na nieprzyjemne, a nawet niebezpieczne skutki uboczne. Szczególną uwagę
powinniśmy zwrócić w przypadku doboru kosmetyków pielęgnacyjnych dla dzieci, kobiet
ciężarnych i karmiących. Składniki zawarte w produktach kosmetycznych mogą
wywoływać łupież, wypadanie włosów, wypryski, stany trądzikowe oraz znacznie
drastyczniejsze dolegliwości, jak problemy z zajściem w ciążę, zaburzenia hormonalne
u kobiet i mężczyzn. Ważne jest zatem dokładnie czytanie etykiet kosmetyków[1].
Jednakże, dlaczego pomimo świadomości producentów, dalej w większości stojących na
naszych półkach kosmetyków jest wiele substancji, których działanie mija się
z pozytywnym celem, przedstawionym i reklamowanym na etykiecie? W mojej pracy skupię
się na działaniutoksycznym związków, z którymi na co dzień możemy spotkać się na
etykietach, jak: parafina, sole aluminium, parabeny i inne [2,3].
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
http://www.luskiewnik.strefa.pl/acne/toksyny.htm
Seńczuk W.,Toksykologia: podręcznik dla studentów, lekarzy i farmaceutów,Wydaw. Lekarskie PZWL, Warszawa, 2002
http://www.czystekosmetyki.pl/
Europejskie Przepisy i Wytyczne dotyczące Kosmetyków. Kosmetyki, perfumy, chemia gospodarcza. Suplement, 2000
131
RED HOT CHILI PEPPERS CZYLI KAPSAICYNA
Natalia Rubach
[email protected]
Wytwarzanie niektórych metabolitów przez rośliny stanowi zwykle formę ich adaptacji do
warunków środowiskowych. Przykładem mogą być czerwone papryczki chili, które potrafią
skutecznie odstraszyć roślinożerców i na tym polega główne przeznaczenie związków w
nich zawartych. Substancją odpowiedzialną za specyficzny ostry smak jest kapsaicyna czyli
8-metylo-N-wanilino-6-nonamid:
Ryc.1. Wzór strukturalny kapsaicyny
Zawartość kapsaicyny w roślinach determinuje smak, a różnice w ilości alkaloidu
w poszczególnych gatunkach papryk chili wpływają więc na zróżnicowanie siły ich
właściwości drażniących. Dla porównania tego parametru utworzono tak zwaną skalę
Scoville’a (ang. ScovilleHeatUnits, SHU). Jedna z najostrzejszych odmian papryk, habanero,
posiada 100000 SHU, podczas gdy czysta kapsaicyna oceniana jest na około 10 milionów
SHU [1].
Stanowi ona szerokie zastosowanie i wykorzystywana jest w przemyśle spożywczym,
farmaceutycznym czy kosmetycznym. Potwierdzono jej działanie przeciwbólowe,
zmniejszające masę ciała, antyoksydacyjne, przeciwbakteryjne oraz istotną rolę
w termoregulacji [2]. Ponadto opublikowano wyniki badań naukowych świadczące
o właściwościach antykancerogennych. Droga podania może określać mechanizm działania,
a więc efekt w organizmie. Głównym jednak problemem hamującym wdrażanie nowych
zastosowań kapsaicyny, szczególnie w sektorze medycznym, jest jej toksyczność.
Podejrzewa się zatem, że kapsaicyna mogłaby posłużyć jako wzorzec do tworzenia
analogów o podobnych właściwościach, ale o mniejszej toksyczności [3].
Niniejsza praca stanowi przegląd literaturowy właściwości i zastosowań kapsaicyny
w różnych gałęziach przemysłu oraz charakterystykę mechanizmu działania w organizmie
człowieka.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
132
Surh Y.J., Lee S.S. Capsaicin in Hot Chili Pepper: Carcinogen, Co- carcinogen or Anticarcinogen? Food Chem.
Toxic. 1996; 34(3):313-316
Mozsik, G., Szolcsanyi, J., Racz, I. Gastroprotection induced by capsaicin in healthy human subjects. World J.
Gastroenterol. 2005; 11:5180-5184
Hwang M.K., Bode A.M., Byun S., Song N.R., Lee H.J., Lee K.W., Dong Z. Cocarcinogenic effect of capsaicin
involves activation of EGFR signaling but not TRPV1. Cancer Res. 2010; 70(17):6859-69
KSENOESTROGENY I KSENOHORMONY – ZŁO KONIECZNE?
Bianka Sieredzińska
Studenckie Koło Naukowe Chemików „Fulleren”
biankasieredziń[email protected]
Ksenohormony to grupa substancji wykazująca się zdolnością interakcji z układem
hormonalnym oraz modulowania jego czynności w sposób charakterystyczny dla
hormonów[1]. Powodują one zaburzenia endokrynologiczne zarówno w ludziach, jak
i zwierzętach. Obecnie obwiniane są również o zwiększanie prawdopodobieństwa
wystąpienia niektórych rodzajów raka, np. rak piersi, rak prostaty[2][3]. Substancjami
wykazującymi działanie ksenohormonalne są np. powszechnie stosowane plastyfikatory
(Bisfenol-A), niektóre substancje używane do aromatyzowania wyrobów kosmetycznych
(ftalany), pestycydy, konserwanty oraz leki hormonalne [4].
Istnieje wiele sposobów wykrywania i oznaczania ilości ksenohormonów w badanych
próbkach, do których zalicza się chromatografia gazowa czy spektroskopia mas[5].
Podejmowane są również próby usuwania ksenohormonów w oczyszczalniach ścieków
zarówno w warunkach aerobowych, jak i anaerobowych[6].
Czy ksenoestrogeny oraz ksenohormony obecne w naszym środowisku są możliwe do
usunięcia?Podczas mojego wystąpienia postaram sięodpowiedzieć między innymi na to
pytanie.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
DietherNeubert, Teratogenesis, Carcinogenesis, and Mutagenesis, 2002, 22(3), 159–174
Yelena B. Wetherill, Nicola L. Fisher, Ann Staubach, Mark Danielsen, Ralph W. de Vere White, Karen E.
Knudsen,Journal of Cancer Research, 2005, 65, 54
Sultan C1, Balaguer P, Terouanne B, Georget V, Paris F, Jeandel C, Lumbroso S, Nicolas J.Mol Cell
Endocrinol.,2001, 178(1-2), 99-105.
Dolores Ibarreta, Andreas Daxenberger.; APMIS, 2001, 109(S103), S402-S425.
Kinani S, Bouchonnet S, Bourcier S, Creusot N, Porcher JM, Rapid Commun Mass Spectrom., 2008, 22(22), 365161.
Adriano Joss ,Henrik Andersen, Thomas Ternes, Philip R. Richle, HansruediSiegrist, Environ. Sci. Technol.,
2004, 38(11), 3047–3055.
133
TRWAŁOŚĆ POZBIORCZA, CZYLI SEKRETY ODŻYWEK DO KWIATÓW
I ZIELENI CIĘTEJ
Aleksandra Skoczeń
[email protected]
Po odcięciu kwiatów od rośliny matecznej naturalne procesy starzenia ulegają
przyspieszeniu. Zostaje przerwany dopływ wody z podłoża pobieranej przez korzenie
i syntetyzowanych w nich regulatorów wzrostu oraz spowolniona zostaje fotosynteza.
Jednocześnie kwiat jest nadal żywym organizmem, w którym zachodzą podstawowe
procesy życiowe: oddychanie, transpiracja, pobieranie i przewodzenie wody - konieczne dla
życia, choć po ścięciu zachodzące w zmienionych warunkach.
Na rynku kwiaciarskim znajdują się gotowe preparaty, które przedłużają trwałość zarówno
kwiatów jak i zieleni ciętej. Są one stosowane przez importerów i producentów w różny
sposób: poprzez opryskiwanie, zanurzanie lub kondycjonowanie (preparaty Chrysal, Flower
Fresh i Everbloom). Natomiast, kwiaciarnie oferują odpowiednio zmniejszone ilości
odżywek, które można wykorzystać w zaciszu domowym, te są rozpuszczalne w wodzie
i zawierają różnorodne kompozycje składników. Nadmierne lub niedostateczne użycie
odżywki daje rezultaty dalekie od optymalnych i może zaszkodzić.
Przedmiotem wystąpienia są konkretne związki chemiczne, dodawane do odżywek
florystycznych, które pełnią różnorakie funkcje po rozpuszczeniu ich w wodzie
przeznaczonej do przechowywania zieleni ciętej. Przedstawię strategie działania
producentów, przy niszczeniu drobnoustrojów gromadzących się w wodzie oraz w jaki
sposób próbuje się dostosować poziomy stężeń substancji występujących w wodzie, aby
zapewnić najbardziej optymalne warunki dla rośliny. Zostanie poruszona także kwestia
roślinnych regulatorów wzrostu, które mogą znacząco wydłużyć jej żywotność lub wręcz
przeciwnie. W zależności od fitohormonu, producenci będą starali się zapobiegać ich
działaniu, bądź dodawać do preparatu.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
134
Solomon E.P., Berg L. R., Martin D.W., Biology, Seventh edition, Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa, 2007,
696-704
Łukaszewska A., Skutnik E., Poradnik florysty - materiał roślinny, akcesoria, kompozycje, przedłuzanie trwałości,
SGGW, Warszawa, 2003, 114-138
Lipińska-Ojrzanowska A., Walusiak-Skorupa J., Quaternary ammonium compounds – new occupational hazards,
Med Pr, 2014, 65(5), 675-82
Jennings, Megan C., Kevin PC Minbiole, William M. Wuest, Quaternary ammonium compounds: an antimicrobial
mainstay and platform for innovation to address bacterial resistance, ACS Infectious Diseases, 2015, 288-303
Blankenship S., Ethylene Effects and the Benefits of 1-MCP, Perishables Handling Quarterly, 2001, 108
Michałek, Władysław, et al., Senescence of Paeonia lactiflora leaves depend on postharvest treatment of shoots, Acta
Agrobotanica, 2012, 59.1 , 421-430
POWRÓT DO EPOKI ŻELAZA
Maciej Skrodzki
Naukowe Koło Chemików Wydziału Chemii UAM
Uniwersytet im. Adama Mickiewicza
Wydział Chemii
61-614 Poznań, Umultowska 89B
[email protected]
Katalizatory syntezy organicznej i metaloorganicznej to w dużej mierze związki metali
przejściowych. Kompleksy platyny, palladu, rutenu, irydu czy złota to czołówka, jeśli
kryterium stanowi aktywność oraz selektywność w katalizie. Niestety głównym
mankamentem jest ich cena, która kilkukrotnie lub nawet kilkudziesięciokrotnie przewyższa
koszty metali przejściowych czwartego okresu. Na celowniku naukowców stanęła synteza
nowych katalizatorów bazujących na tańszych metalach, takich jak żelazo.
Żelazo to jeden z najczęściej występujących metali w skorupie ziemskiej. Jego związki
są obecne zarówno w materii nieożywionej (piryt, hematyt, magnetyt), jak i ożywionej
(hem, cytochromy). Niska toksyczność oraz atrakcyjna cena spowodowały, że znajduje ono
zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, m. in. w przemyśle farmaceutycznym lub
kosmetycznym. Żelazo, jako metal ósmej grupy układu okresowego, jest aktywne
katalitycznie, podobnie jak ruten. Obecnie tlenki żelaza to katalizatory procesu syntezy
amoniaku.
Żelazo to nie tyko wielkotonażowy przemysł syntezy prostych związków. Jego kompleksy
zdolne są do katalizy w obrębie fine chemicals. Metal ten umożliwia takie reakcje jak addycja
(hydroalkilowanie, hydrosililowanie, hydroaminowanie), polimeryzacja, karboksylacja,
karbonylacja, reakcje sprzęgania, utlenianie czy redukcja [1][2][3]. Na posterze znajdą się
związki żelaza które mają znaczące zastosowanie zarówno w przemyśle, jak
i w laboratorium naukowym.
Ryc.1. Pięciokoordynacyjny kompleks
diiminopirydyny oraz żelaza(II) pełniący rolę
katalizatora polimeryzacji styrenu.
Ryc.2. Kompleks fosfanyloksy-iminopirydynowy
żelaza(II) używany w reakcji hydrosililowania alkenów
(R= tBu, iPr; R'=iPr, Et, Me, H; X= Br, Cl)
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Bauer, I.; Knölker H-J., Iron Catalysis in Organic Synthesis, Chem. Rev., 2105, 115 (9), 3170-3387.
Xue, Z.; He, D.; Xie, X., Iron-catalyzed atom transfer radical polymerization, Polym. Chem., 2015, 6 (10),
1660-1687.
Greenhalgh, Mark D.; Jones, Alison S.; Thomas, Stephen P., Iron-Catalysed Hydrofunctionalisation of Alkenes
and Alkynes, ChemCatChem, 2015, 7 (2), 190-222.
135
NIEŚMIERTELNE KOMÓRKI
Alicja Szalkiewicz
Studentów Politechniki Gdańskiej
[email protected]
Czym są komórki macierzyste? Odpowiedz na to pytanie znajdziemy w krwi pępowinowej,
szpiku kostnym czy zarodku. Jest to rodzaj komórek, które mają bardzo duży potencjał do
namnażania
się
oraz
zdolność
do
przekształcania
się
w wyspecjalizowane komórki tworząc w ten sposób tkanki.
Komórki macierzyste można podzielić na dwie grupy ze względu na ich pochodzenie:
zarodkowe oraz somatyczne komórki macierzyste. Pierwszez nich pochodzą, z komórek
zarodka, natomiast drugie, znajdują się w tkankach dojrzałych organizmów. Ze względu na
zdolność tych komórek do różnicowania dzielimy je na cztery grupy:
1.
totipotencjalne - różnicują się do każdego typu komórek, w tym komórek
tworzących łożysko,
2.
pluripotencjalne - mogą różnicować
z wyjątkiem komórek łożyska,
3.
multipotencjalne - mogą dać początek kilku różnym typom komórek o podobnych
właściwościach,
4.
unipotencjalne - dają początek tylko jednemu typowi komórek.
się
do
każdego
typu
komórek
Komórki macierzyste wykorzystuje się przeszczepiając je pacjentowi np. w postaci krwi
pępowinowej czy szpiku kostnego. Odbudowują one zniszczone tkanki, lecząc w ten sposób
organizm. Wiele chorób takich jak: białaczki, nowotwory złośliwe, czy zaburzenia układu
odpornościowego, leczy się przy pomocy komórek macierzystych.
Literatura:
[1]
[2]
136
Tuch B, Australian Family Physician , 2006,35 (9), 719-21
https://www.pbkm.pl/o-komorkach-macierzystych, dostęp w dniu 27.03.2016 r.
ZASTOSOWANIE POLIMERÓW CYKLODEKSTRYNOWYCH DO
USUWANIA MIKROZANIECZYSZCZEŃ WÓD
Anna Szlapa
Koło Naukowe Chemików Koronan
Uniwersytet Opolski
[email protected]
Występowanie w wodzie zanieczyszczeń organicznych, takich jak pestycydy i środki
farmaceutyczne, stanowi coraz większy problem, ponieważ istnieją obawy o ich potencjalny
negatywny wpływ na zdrowie ludzi oraz rozwój ekosystemów wodnych. Chociaż proces
oczyszczania wód jest szeroko stosowany i dobrze poznany, to jednak wciąż poszukuje się
nowych rozwiązań w tym zakresie. Najbardziej rozpowszechnionym materiałem
absorbującym zanieczyszczenia wodne jest węgiel aktywny, ale jego wielokrotne użycie
wiąże
się
z
koniecznością
przeprowadzania
procesu
regeneracji,
w którym często wymagana jest wysoka temperatura (500 – 900⁰C).
Porowate polimery cyklodekstrynowe to tanie, trwałe makrocząsteczki powstałe z glukozy.
Mogą one być z powodzeniem stosowane do oczyszczania wód zawierających
zanieczyszczenia organicznych. Niepożądane cząsteczki są wychwytywane w wyniku
procesu adsorpcji nawet do 200 razy szybciej niż przy użyciu węgla aktywnego. Polimery te
ulegają łatwej i szybkiej regeneracji, dzięki czemu mogą być wielokrotnie wykorzystywane
bez utraty właściwości adsorbujących [1].
Połączenie właściwości adsorbujących polimerów cyklodekstrynowych ze zdolnościami
utleniającymi KMnO4 wpływa na selekcję i destrukcję mikrozanieczyszczeń.
Manganian(VII) potasu jest uniwersalnym, przyjaznym dla środowiska związkiem
neutralizującym substancje toksyczne, który wspomaga oczyszczanie wód przez polimery.
Według przeprowadzonych badań, takie połączenie usuwa nawet do 95%
mikrozanieczyszczeń (w zależności od konkretnego związku branego pod uwagę) [2].
Usunięcie
organicznych zanieczyszczeń z wody przy użyciu polimerów
cyklodekstrynowych może odbywać się z wykorzystaniem różnych technik (filtracja,
sorbenty, membrany, itp.). Systemy filtracyjne zawierające polimery cyklodekstrynowe
są w stanie skutecznie usunąć z wody bisfenol A, związek stwarzający duże zagrożenie dla
środowiska i zdrowia ludzkiego [3].
Racjonalne wprowadzenie polimerów cyklodekstrynowych może przyczynić
do ulepszenia technologii oczyszczania wód, czyniąc ją tańszą i bardziej wydajną.
się
Literatura:
[1]
[2]
[3]
Alsbaiee A., Smith B. J. , Xiao L., Ling Y., Helbling D. E., Dichtel W. E., Nature, 2016, 529, 190-194
Cai X., Liu Q., Xia C., Shan D., Du J., Chen J., Environ. Sci. Technol., 2015, 49, 9264−9272
Nagy Z. M., Molnár M., Fekete-Kertész I., Molnár-Perl I., Fenyvesi E., Gruiz K., Sci. Total. Environ., 2014, 485486, 711-719
137
ZNACZENIE REAKCJI NASTĘPCZYCH W PRZYPADKU RUTYNOWEGO
BADANIA REAKCJI KATALIZOWANYCH PRZEZ TYROZYNAZĘ
Damian Tarasek
Koło Naukowe Chemików „Koronan”
Uniwersytet Opolski
[email protected]
Tyrozynaza (EC 1.14.18.1) jest oksydoreduktazą zawierającą w centrum aktywnym dwa jony
miedzi koordynowane przez sześć reszt histydyny [1]. Enzym ten występuje powszechnie
w świecie przyrody, uczestnicząc w szlaku melanogenezy [2]. Wykazuje aktywność
monofenolazową oraz difenolazową, występuje w czterech formach: detoksy-; oksy-; met-;
oraz nieaktywnej tyrozynazy [3]. Każda z form katalizuje odmienne reakcje przechodząc
przy tym w kolejne formy enzymu [4].
W trakcie badań reakcji katalizowanych przez tyrozynazę często korzysta się z pomiarów
spektrofotometrycznych przyrostu stężenia wtórnego produktu tychże reakcji,
a mianowicie dopachromu, który jest produktem nieenzymatycznych rekcji następczych [5].
W literaturze pojawiły się publikacje opisujące różne reakcje następcze produktów reakcji
katalizowanych przez tyrozynazę. Dla typowych substratów tyrozynazy jakimi są
monofenole opisana została reakcja ataku nukleofilowego na układ cykliczny,
uniemożliwiając powstanie dopachromu. Opisane są także inne reakcje następcze dla mniej
typowych substratów tyrozynazy jakimi są aminy aromatyczne [6] oraz aminofenole,
których to reakcji produkty reagują następnie tworząc kolejne związki [7,8,9]. Chcąc
wpłynąć na przebieg szlaku melanogenezy testuje się różne związki pod tym kątem, chociaż
rutynowe badania pozwalają na przebadanie dużej liczby związków, przy ich wykonywaniu
można pominąć pewne aspekty w konsekwencji wyciągając pochopne wnioski.
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
138
Ismaya W.T., Rozeboom H.J., Weijn A., Mes J.J., Fusetti F., Wichers H.J., Dijkstra B.W., Biochemistry, 2011, 50,
5477-5486
Wang N., Heber D.N., Pigment Cell Res., 2006, 19, 3-18
Ramsden C.A., Riley P.A., Bioorganic & Medical Chemistry, 2014, 22, 2388-2395
Kanteev M., Goldfeder M., Fishman A., Protein Science, 2015, 24, 1360-1369
Gąsowska-Bajger B., Wojtasek H., Chemik, 2014, 68, 341-346
Ramsden C.A., Riley P.A., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2014, 24, 2463-2464
Toussaint O., Lerch K., Biochemistry, 1987, 26, 8567-8571
Rescigno A., Sanjust E., Soddu G., Rinaldi A.C., Sollai F., Curreli N., Rinaldi A., Biochimica et BiophysicaActa,
1998, 1384, 268-276
Rescigno A., Bruyneel F., Padigilia A., Sollai F., Salis A., Marchand-Brynaert J., Sanjust E., Biochimica et
Biophysica Acta, 2011, 1810, 799-807
PLAZMA NISKOCIŚNIENIOWA - KAMIEŃ MILOWY W PRZEMYŚLE
BEZODPADOWYM I MEDYCYNIE
1,2Katarzyna
Tomczak, 2Mariusz Siciński, 1,2Michał Okraska
1Studenckie
Koło Naukowe NANO
2Instytut Technologii Polimerów i Barwników
Plazma, określana jako czwarty stan skupienia materii, jest to zjonizowany gaz. Powstaje on
przez dostarczenie energii do gazowego układu. Energia ta musi być na tyle duża, aby
oderwać elektrony tworząc mieszaninę naładowanych indywiduów chemicznych. [1]
Plazma posiada ogólny ładunek elektryczny obojętny. Tak wzbudzona materia, dzięki
swoim specyficznym właściwościom znalazła zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i
przemysłu. [1]
„Bombardowanie” powierzchni wysokoenergetycznymi indywiduami można porównać do
obróbki strumieniowo – ściernej zastosowanej w skali atomowej. Powierzchnia materiału
poddana działaniu plazmy jest w pierwszej fazie oczyszczana, a gdy zwiększymy czas i
energię w trakcie ekspozycji mogą również zmienić się właściwości wierzchniej warstwy
materiału. Możliwość zastosowania różnych gazów lub ich mieszanin, a także
kontrolowanie czasu i mocy wyładowania daje możliwość dostosowania obróbki do
indywidualnych zastosowań. Począwszy od przemysłu samochodowego, przez elektronikę,
produkcję filtrów, farb i gum, na technologii medycznej kończąc. [1][2]
Rys. 1 Oczyszczanie powierzchni z użyciem plazmy
Literatura:
[1]
[2]
Kickuth R., Plasma Technology Process Diversity + Sustainability, BMBF, Niemcy, 2001, 6 - 36
Plasmatechnnology, 2007, 1, 10, 13 - 28, 76 - 78
139
KIEDY TWOJE LABORATORIUM STAJE SIĘ KUCHNIĄ
Zuzanna Wąsowicz
Polskiego Towarzystwa Chemicznego ”Hybryda”
[email protected]
Kuchnia molekularna traktuje produkty żywnościowe jak substraty reakcji chemicznej,
odrzuca sztuczne substancje polepszające smak, a bazuje na naturalnych składnikach, ich
smaku, zapachu i konsystencji [1].
Techniki używane przy przygotowywaniu potraw molekularnych w większości mogą
przypominać doświadczenia z laboratorium chemicznego. Emulgacja, żelowanie,
zagęszczanie czy wędzenie to dobrze nam znane procesy używane w kuchni od dawna,
jednak w kuchni molekularnej odkrywane są na nowo [2]. Sous vide, technika zamrażania
ciekłym azotem, suchym lodem, sferyfikacja, piankowanie i dekonstrukcja wymagają
specjalnych narzędzi oraz technologii nietowarzyszących nam jeszcze w codziennym
gotowaniu [2,3]. Kuchnia molekularna stale się rozwija i możemy się spodziewać,
że w niedalekiej przyszłości stanie się naszą codziennością [1,4].
Podczas prezentacji poznacie, zobaczycie, a także spróbujecie kuchni molekularnej.
Ryc.1. Morele nadziewane fois gras z żelem z Porto oraz dębowym mchem suszonym suchym lodem w obłokach
tymiankowego dymu
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
140
This H., Molecular Gastronomy: Exploring the Science of Flavor, Columbia University Press, 2008
Myhrvold N., Young Ch., Bilet M., Modernist Cuisine : The Art and Science of Cooking, The Cooking Lab, 2011
Keller T., Under Pressure: Cooking Sous Vide., Artisan, 2008
Blumenthal H.., The Fat Duck Cookbook, Bloomsbury, USA, 2009
STRUKTURA I FUNKCJE KOLAGENU ORAZ LOKALIZACJA RÓŻNYCH
TYPÓW KOLAGENU W LUDZKIM ORGANIZMIE
Agata Wojna, Maciej Ostrowski
Studenckie Koło Naukowe Chemików UŁ
Uniwersytet Łódzki, Wydział Chemii, Katedra Chemii Środowiska
[email protected]
Kolagen jest zewnątrzkomórkowym białkiem zwierzęcym będącym głównym budulcem
strukturalnym skóry właściwej, odpowiada on za jej elastyczność i wytrzymałość[1,2]. Białka
kolagenowe stanowią 1/3 wszystkich białek w organizmach kręgowców. Aktualnie
opisanych jest 29 genetycznie różnych typów kolagenów, które mają różną budowę, funkcję,
oraz lokalizację w organizmie [2].
Cechą wspólną dla struktur kolagenów jest występowanie prawoskrętnej rozciągniętej
superhelisy powstającej z trzech lewoskrętnych pojedynczych łańcuchów polipeptydowych
nawijających się wokół wspólnej osi. Każdy z łańcuchów składa się z około 1000
aminokwasów oraz posiada minimum jeden region zbudowany z powtarzającej się
tripeptydowej sekwencji (-Gly-Xaa-Yaa-)n, gdzie za Xaa i Yaapodstawione są dowolne
aminokwasy. Właśnie taka budowa łańcuchów polipeptydowych warunkuję utworzenie
wyjątkowej struktury przestrzennej superhelisy [2].
Różne typy kolagenów znajdują się w najróżniejszych częściach naszego organizmu. Ich
lokalizacje to m.in. skóra, kości,więzadła, rogówka, ścięgna,chrząstka, ciało szkliste,
naczynia, macica, jelito, łożysko, dysk międzykręgowy, błony podstawne, naczynia
włosowate, komórki systemu nerwowego, śluzówka, pęcherz, pępowina, owodnia, mózg,
serce, nerki, mięśnie gładkie, wątroba, jądra, jajniki, śledziona, gruczoł krokowy, oko,
naczynia kapilarne, płuca czy wątroba [2].
Wyróżniamy takie typy kolagenów jak: fibrylarne, niefibrylarne, tworzące błonę podstawną,
tworzące mikrowłókna, kotwiczące, tworzące heksagonalne układy sieciowe, FACITs,
MACITs czy MULTIPLEXINs [2].
Główna funkcją kolagenów w organizmach jest utrzymywanie strukturalnej integralności
tkanek i narządów. Jednak ich rola nie ogranicza się jedynie do tej funkcji. Kolageny są
równie ważne w czasie rozwoju narządów, naprawie tkanek czy w czasie gojenia ran [2].
Kolagen kojarzy się przede wszystkim z medycyną estetyczną i przemysłem kosmetycznym
warto jednak pamiętać, że ze względu na swoją dużą masę cząsteczkową nie ma on
możliwości przeniknięcia przez naskórek[1].
Literatura:
[1]
[2]
Żelaszczyk D.,Waszkielewicz A., Marona H.,EstetolMedKosmetol,2012
Czubek K., Żbikowska H., ANN. ACAD. MED. SILES, 2014, 68, 245-254
141
NATURALNE ZWIĄZKI POLIFENOLOWE – NA ZDROWIE!
Karina Wrzeszcz
[email protected]
Polifenole są związkami fenolowymi stanowiącymi ogromną grupę naturalnych substancji
obecnych w wielu roślinach. Stanowią one część naturalnego mechanizmu obronnego
u roślin, hamując rozwój atakujących je owadów, grzybów lub wirusów.
Związki polifenolowe są bardzo zróżnicowane pod względem budowy chemicznej oraz
właściwości chemicznych, fizycznych i biologicznych, dlatego trudne jest ich
usystematyzowanie. Ogólnie można podzielić je pod względem struktury podstawowego
szkieletu węglowego na kwasy fenolowe (pochodne kwasu benzoesowego
i cynamonowego) i flawonoidy, wśród których występuje wiele podklas: flawony,
flawanony, flawonole, flawanole, izoflawony, antocyjany.
Wiele tych naturalnie występujących związków wykazuje silne działanie przeciwutleniające,
bakteriobójcze, antygrzybiczne, przeciwzapalne i antyalergiczne oraz przeciwzakrzepowe.
Zmniejszają szansę wystąpienia chorób układu sercowo-naczyniowego i nowotworów,
opóźniają również procesy starzenia.
Niniejsza praca stanowi przegląd oraz chemiczną charakterystykę wybranych naturalnych
związków polifenolowych zawartych w roślinach.
Literatura:
[1]
[2]
142
E. Piątkowska, A. Kopeć, T.Leszczańska, Antocyjany – charakterystyka, występowanie i oddziaływanie na organizm
człowieka, 2011, 4(77), 24-35
M. Adaszyńska-Skwirzyńska, M. Swarcewicz, Skład chemiczny i aktywność biologiczna lawendy lekarskie, 2014, 68,
11-12
MAŁE CZĄSTECZKI, WIELKIE MOŻLIWOŚCI
Adam Zarecki
Instytut Chemii Bioorganicznej
Polskiej Akademii Nauk
ul. Z. Noskowskiego 12/14
61-704 Poznań
[email protected]
Interakcje białko-białko pełnią decydującą rolę w regulacji układów biologicznych, co
w konsekwencji prowadzi do rozwoju stanów chorobowych. Ostatnio ukazane prace zaczęły
pokazywać, że posiadając odpowiednie narzędzia, pewne klasy interakcji białko-białko
dostarczyły cennych informacji chemii medycznej do opracowania pierwszych inhibitorów
interakcji
białko-białko,które
osiągnęły
fazę
kliniczną.
Pomimo
tego,
iż znaczenie złożonej sieci bezpośredniej interakcji między białkami jest powszechnie znana
to leki małocząsteczkowe, które działają bezpośrednio zakłócając oddziaływanie pomiędzy
białkami są stosunkowo rzadkie w porównaniu do innych klas leków i interakcje białkobiałko są postrzegane jako trudne. Jednakże w ostatnich latach prace pokazują, że niektóre
klasy interakcji pomiędzy białkami są podatne na zahamowanie małej cząsteczki; zazwyczaj
inhibitory
te
zakłócają
interakcję
pomiędzy
białkiem
globularnym
i pojedynczym łańcuchu peptydowym białka [1].
Ryc. 1. Struktura chemiczna navitoclaxu (wcześniej ABT-263), eksperymentalnego doustnego leku
przeciwnowotworowego [2,3].
Navitoclax hamuje nie tylko białka BCL-2, ale także BCL-XL oraz BCL-W [4]. Ponieważ
navitoclax hamuje BCL-XL, co powoduje zmniejszenie żywotności płytek, powodując
małopłytkowość, a to ogranicza wielkość stosowanej dawki [5].
Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Scott D.E.,Bayly A.R., Abell C., Skidmore J.,Nat.Rev. DrugDiscov., 2016
Tse C., et al., Cancer Res., 2008, 68, 3421-3428
Perez H.L., et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 2012, 22, 3946-3950
Souers A.J., et al., Nat. Med., 2013, 19, 202-208
Tanaka Y., et al., J. Med. Chem., 2013, 56, 9635-9645
143
NAŚLADUJĄC NATURĘ – POLIMERY WDRUKOWANE MOLEKULARNE
JAKO SELEKTYWNE WARSTWY WYKRYWAJĄCE
W SENSORACH
Dorota Zembrzuska
Chemiczne Koło Naukowe
Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie
[email protected]
Rozpoznanie molekularne stanowi odwracalną reakcję niekowalencyjnego wiązania danej
molekuły z inną cząsteczką lub suprastrukturą. Zjawisko to, z racji na wysoką selektywność,
stanowi podstawę wielu istotnych procesów biochemicznych. U schyłku XIX wieku, noblista
H. E. Fisher opisał relacje między enzymem a substratem, która opierała się na regule
nazwanej przez niego „zamka i klucza”, stanowiącej dopasowany układ i polegającej na
komplementarności cząsteczek względem kształtu. Wiązania kowalencyjne łączą atomy
w chemicznie trwałe molekuły, zaś w tym przypadku kluczową rolę odgrywają wiązania
między różnymi cząsteczkami. Są one znacznie słabsze od wiązań chemicznych, jednak
wystarczająco silne, aby tworzyć oddziałujące ze sobą układy. Rozpoznanie molekularne
polega więc na interakcji pomiędzy dwoma lub więcej cząsteczkami, co przekłada się na
odpowiedź układu, na przykład zmianę barwy, potencjału, czy zainicjowanie reakcji
chemicznej ze względu na zwiększoną reaktywność kompleksu.
W niniejszej pracy skupimy się na polimerach molekularnie wdrukowanych (MIPs), które
oparte są na oddziaływaniach grup funkcyjnych polimeru z grupami funkcyjnymi cząsteczki
szablonu. MIPs stanowią część receptorową sensorów, która jest później przekształcana
w formę energii wymierzaną później przez przetwornik. W biosensorach w części
receptorowej mogą znajdować się między innymi przeciwciała, enzymy, kwasy nukleinowe.
Układy te pozwalają na precyzyjne i selektywne oznaczenie analitu, dzięki czemu tematyka
MIPs stała się w ostatnim czasie wyjątkowo szybko rozwijającą dziedziną o wielu
zastosowaniach.
Rys. 1. Schemat powstawania polimeru z luką molekularną [1].
Literatura:
[1]
[2]
144
Iskierko Z. et al., Molecularly imprinted polymers for separating and sensing of macromolecular
compounds and microorganisms , Biotechnol. Adv., 2015., 34, 30-46
Sharma P.S. et al., Bioinspired intelligent molecularly imprinted polymers for chemosensing, Electrochem.
Commun. 2014., 50, 81-87
Alfabetyczny spis prelegentów
Aleksandra Abu Nahia ........................................................................................ 99
Krystian Baran ................................................................................................. 100
Dorota Bartkowiak ............................................................................................. 25
Sylwia Berbeć .................................................................................................... 67
Damian Bińkiewicz............................................................................................. 68
Estera Bojek..................................................................................................... 101
Urszula Budniak................................................................................................. 26
Kamila Butowska ............................................................................................... 69
Robert Dec ......................................................................................................... 27
Mikołaj Dembek ................................................................................................. 28
Anna Drapsa .................................................................................................... 102
Dawid Drozdowski ........................................................................................... 103
Majka Duda........................................................................................................ 70
Julia Duszczak .................................................................................................. 71
Klaudia Dziąg................................................................................................... 104
Łukasz Dziedzic ............................................................................................... 105
Piotr Dzwoniarek ............................................................................................... 53
Dawid Frąckowiak .............................................................................................. 29
Malwina Gabryel .............................................................................................. 106
Sara Gawarkiewicz ........................................................................................... 107
Magdalena Gądek .............................................................................................. 30
Łukasz Gołuński ................................................................................................ 72
Izabela Goryńska ............................................................................................. 108
Magdalena Grzelak ............................................................................................ 31
Natalia Gurlaga ................................................................................................ 109
Joanna Hager .................................................................................................. 110
Angelika Haniszewska ..................................................................................... 111
Andrea Harmos ................................................................................................ 112
Gabriela Huszcza ............................................................................................. 113
Dorota Jachura ................................................................................................ 114
Mikołaj Janicki .................................................................................................. 32
147
Zuzanna Jańczuk ...............................................................................................73
Szymon Jarzyński ..............................................................................................33
Anna Jenczak ....................................................................................................34
Justyna Karpowicz ...........................................................................................115
Izabela Kasza ...................................................................................................116
Magdalena Kasza ...............................................................................................74
Patryk Kasza ......................................................................................................35
Erhard Kemnitz ..................................................................................................18
Tomasz Klucznik................................................................................................36
Grzegorz Kołodziej .............................................................................................75
Łukasz Kołodziej ................................................................................................54
Marcin Konopka .................................................................................................37
Henryk Koroniak ................................................................................................19
Kinga Kowerczuk ...............................................................................................76
Urszula Kozłowska...........................................................................................117
Joanna Kuligowska ..........................................................................................118
Patrycja Kuźma ..................................................................................................38
Magdalena Legendziewicz .................................................................................55
Małgorzata Lewińska .........................................................................................56
Patrycja Mała .....................................................................................................77
Marcin Małecki ..................................................................................................39
Antoni Marciniak ..............................................................................................119
Bogdan Marciniec ..............................................................................................20
Łukasz Marecki ..................................................................................................78
Inna Mashevska ...............................................................................................120
Krystyna Masłowska ..........................................................................................40
Paweł Maszota ..................................................................................................41
Bartosz Matysiak ...............................................................................................79
Maurycy Menke..................................................................................................57
Paulina Mieldzioć.............................................................................................121
Justyna Mielnik ...............................................................................................122
148
Barbara Mikulak................................................................................................. 42
Monika Miszta ................................................................................................. 123
Liliia Moshniaha ................................................................................................ 43
Maria Nowaczyk .............................................................................................. 124
Adam Nowatkowski ........................................................................................... 80
Jolanta Oczak .................................................................................................. 125
Michał Okraska .................................................................................................. 81
Maciej Ostrowski ............................................................................................. 126
Marta Pakiet ...................................................................................................... 44
Marzena Pander ................................................................................................. 82
Krystian Pankowski ......................................................................................... 127
Dominika Pawcenis............................................................................................ 83
Filip Perlitius...................................................................................................... 84
Kamila Piec........................................................................................................ 85
Miłosz Piechocki................................................................................................ 58
Mariusz Pietrowski ............................................................................................ 21
Paulina Pikosz ................................................................................................. 128
Marta Porwoł ................................................................................................... 129
Aleksander Promiński ........................................................................................ 86
Marcin Pryczek ................................................................................................ 130
Katarzyna Radzikowska ................................................................................... 131
Izabella Radziuk–Śliwińska ............................................................................... 87
Damian Rosiak ................................................................................................... 45
Natalia Rubach ................................................................................................ 132
Arkadiusz Rybak ................................................................................................ 88
Michał Sawczyk ................................................................................................. 46
Bianka Sieredzińska......................................................................................... 133
Patrycja Sikorska ............................................................................................... 90
Sebastian P. Sitkiewicz ...................................................................................... 47
Aleksandra Skoczeń......................................................................................... 134
Maciej Skrodzki ............................................................................................... 135
149
Agnieszka Sobiepanek .......................................................................................90
Artur R. Stefankiewicz ........................................................................................22
Artur Stępnik ......................................................................................................59
Alicja Szalkiewicz ............................................................................................136
Elżbieta Szczepańska ........................................................................................91
Anna Szlapa .....................................................................................................137
Paweł Szubarga .................................................................................................48
Bartosz Szulczyński ...........................................................................................49
Mikołaj Szymański .............................................................................................60
Grzegorz Ścibisz ................................................................................................61
Krzysztof Świderski ...........................................................................................62
Damian Tarasek ...............................................................................................138
Katarzyna Tomczak .........................................................................................139
Magdalena Turowska .........................................................................................92
Marcin Walczak .................................................................................................93
Zuzanna Wąsowicz ..........................................................................................140
Grzegorz Wilkowski ............................................................................................94
Agata Wojna ....................................................................................................141
Katarzyna Wolska ..............................................................................................63
Karina Wrzeszcz ..............................................................................................142
Adam Zarecki ...................................................................................................143
Dorota Zembrzuska ..........................................................................................144
Jan Albert Zienkiewicz .......................................................................................64
Aleksander Zięcina .............................................................................................50
Agata Zug ..........................................................................................................95
Krzysztof Żukowski ............................................................................................96
150

Materiały konferencyjne - pobierz

Transkrypt

Podobne dokumenty

Czytaj więcej