Pályázatok: Kiemelt Támogatóink: További Támogatóink:

Pályázatok:

Kiemelt Támogatóink:

További Támogatóink:

XXX. Jubileumi Országos Tudományos Diákköri Konferencia Kémiai és Vegyipari Szekció

Program és előadáskivonatok

Pécs 2011

Szerkesztő Bizottság Dr. Nagy Géza Dr. Kunsági-Máté Sándor Dr. Peles-Lemli Beáta Matisz Gergely Varga Ágnes

Borítóterv: Szényi Zoltán Balázs Készült: Bocz Nyomdaipari Kft., Pécs Felelős vezető: Bocz Emil ügyvezető igazgató Készült a Nemzeti Tehetség Program keretében az Oktatásért Közalapítvány és az NSZFI támogatásával.

Beköszöntő

Pécs nagyon szerencsés város. Nemcsak természeti szépségei, a földrajzi viszonyoknak köszönhető viszonylag enyhe, szubmediterrán klímája, műemlékei miatt hisszük ezt sokan. Hanem, gondoljuk meg, a múlt évben, örülhettünk mi, itt lakók és az idelátogató vendégeink, az Európa Kulturális Fővárosa címnek és az azzal járó fejlesztéseknek, számos érdekes kulturális eseménynek is. Most pedig az IUPAC és az UNESCO által a kémia nemzetközi évének kinevezett 2011-ben az Országos Tudományos Diákköri Tanács a Pécsi Tudományegyetem Kémiai intézetét kérte fel az Országos Tudományos Diákköri Konferencia Kémiai és Vegyipari Szekciójának megrendezésére. Ráadásul a jelenlegi konferencia jubileumi esemény. A közel hatvanéves múltra visszatekintő, hungarikumnak számító, Országos Tudományos Diákköri Konferenciák harmincadika. Nagy Lajos királyunk 1367-ben alapított Pécsett egyetemet. Ennek működése azonban nem volt hosszú életű. Felsőfokú oktatási intézmény városunkban folyamatosan csak a XVIII. század végétől kezdődően működik. Az egyetem fejlődésében nagy lépést jelentett a Pozsonyi Egyetemnek 1923-ban történt kényszerű Pécsre költözése. A második világháború után alapított, és több fejlődési lépésen átment Tanárképző Főiskola és a Pollack Mihály Műszaki Főiskola csatlakozásával jött létre a Janus Pannonius Tudományegyetem. 2000-ben egyesült a Janus Pannonius Tudományegyetem, a Pécsi Orvostudományi Egyetemmel és a Szekszárdi Illyés Gyula Pedagógiai Főiskola. Az így kialakult Pécsi Tudományegyetem egyike hazánk legnagyobb felsőoktatási intézményeinek. Az egyetemen jelenleg három szinten (BSc, MSc és PhD) folyik vegyész, illetőleg kémiatanár képzés. Ebben az oktató munkában főleg a Természettudományi Kar és az Általános Orvostudományi Kar intézeteinek munkatársai vesznek részt. Az egyetemen dolgozó kémikusok a tehetséggondozás terén együttműködnek a város középiskoláival. Kétévenként a Ciszterci Rend Nagy Lajos Gimnázium részvételével a középiskolás kutató diákok számára Kémiai Diákszimpózium kerül megrendezésre. Az évek óta sikeres „Velünk élő kémia” előadás sorozat is hozzájárul a kémia népszerűsítéséhez. Az eredményes kutatómunka és a vegyipar Pécsett komoly hagyományokkal rendelkezik. Gondoljunk csak Zechmeister László (1889-1972) és Cholnoky László (1899-1967) a kromatográfia, illetőleg a karotinoidok kutatása terén végzett iskolaalapító, úttörő munkájára, vagy Wartha Vince kerámia készítési technológiájának a Zsolnay Manufaktúrában történő ipari hasznosítására. Legutóbb a Kémiai és Vegyipari Szekció OTD Konferenciáját Pécsett 1997-ben rendeztük. Örömünkre szolgál, hogy ismét vendégül láthatjuk a kutatómunkába belekóstoló, ott eredményeket elérő ifjú kémikusokat, áldozatos munkát végző témavezetőiket, a zsűrikben szerepet vállalt szaktekintély kollegákat és más érdeklődőket. Az 2009. évi debreceni OTDK-t megelőző három konferencián, valószínűleg az oktatási struktúra váltás miatt jelentősen csökkent az előadások száma. A debreceni konferencián viszont ismét nagyszámú, 200 előadás hangzott el. A mostani 2011. évi konferenciára a különböző iskolák 195 előadást jelentettek be. A konferencián 16 tagozat előadói ülésein folyik majd a munka. A konferenciát szervező, annak sikeréért drukkoló Szervező Bizottság nevében szeretettel köszöntjük vendégeinket. Sikeres szereplést, hasznos és kellemes tartózkodást kívánunk szerencsés városunkban. Varga Ágnes hallgatói képviselő

Kunsági-Máté Sándor ügyvezető titkár

Nagy Géza ügyvezető elnök

A XXX. Jubileumi Országos Tudományos Diákköri Konferencia Kémiai és Vegyipari Szekciójának fővédnöke

Prof. Dr. Pálinkás József akadémikus a Magyar Tudományos Akadémia elnöke

A XXX. Jubileumi Országos Tudományos Diákköri Konferencia Kémiai és Vegyipari Szekciójának szakmai bizottsága Elnök: Kathó Ágnes tudományos főmunkatárs

DE, Debrecen

Kiss Tamás egyetemi tanár

SzTE, Szeged

Kunsági-Máté Sándor egyetemi docens

PTE, Pécs

Poszt-elnök:

Pre-elnök:

Intézményi képviselők Oktatók*: Skodáné Földes Rita egyetemi tanár PE, Veszprém Lakatos János egyetemi docens ME, Miskolc Mészárosné Bálint Ágnes egyetemi docens SzIE, Gödöllő Hajdú Angéla tudományos munkatárs SOTE, Budapest a Pro Scientia Aranyérmesek Társaságának képviselője Hórvölgyi Zoltán egyetemi docens BME, Budapest Jakusch Tamás egyetemi adjunktus SzTE, Szeged Kathó Ágnes tudományos főmunkatárs DE, Debrecen Kunsági-Máté Sándor egyetemi docens PTE, Pécs Majdik Kornélia egyetemi docens, Babes Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár Murányi Zoltán főiskolai tanár EKF, Eger Sarka Lajos főiskolai docens NyF, Nyíregyháza Vass Gábor egyetemi adjunktus ELTE, Budapest

*Minden intézményt egy-egy hallgató is képvisel a Szakmai Bizottságban.

A XXX. Jubileumi Országos Tudományos Diákköri Konferencia Kémiai és Vegyipari Szekció szervezésében résztvevő munkatársak

Dr. Kollár László egyetemi tanár Dr. Kovács Barna egyetemi docens Dr. Kunsági-Máté Sándor egyetemi docens Dr. Nagy Géza egyetemi tanár Dr. Nagy Lívia egyetemi adjunktus Dr. Peles-Lemli Beáta egyetemi tanársegéd Dr. Petz Andrea egyetemi adjunktus Dr. Czibulya Zsuzsanna tudományos segédmunkatárs Matisz Gergely PhD hallgató Varga Ágnes PhD hallgató

A helyi szervezésben résztvevő hallgatók névsora

Hallgatók

PhD hallgatók

Bédy Balázs Fábián Rozália Horváth Barbara Horváth Ibolya Kindner Ildikó Meilinger Anna Noveczky Péter Szabó Rita Szuroczki Péter Vágási Anna Vida Bettina Weil Henrik

Csekő György Farkas Roland Honfi Krisztina Kiss László Lambert Nándor Pongrácz Péter Sándor Viktor Takács Attila Tálos Katalin

Tartalomjegyzék

A konferencia programja Részletes program ...........................................................................................................8 A zsűri ...........................................................................................................................10 A tagozatok időbeosztása ..............................................................................................13

Előadáskivonatok tagozatonként Analitikai kémia I. tagozat (ANALA) ...........................................................................37 Analitikai kémia II. tagozat (ANALB)..........................................................................51 Anyagtudomány tagozat (ANYT) .................................................................................67 Biokémia, biotechnológia I. tagozat (BIOKA)..............................................................77 Biokémia, biotechnológia II. tagozat (BIOKB).............................................................89 Elméleti kémia és kémiai informatika tagozat (ELMK)..............................................103 Fizikai kémia tagozat (FIZK) ......................................................................................119 Kémiai technológia tagozat (KÉMT) ..........................................................................135 Kolloid és makromolekuláris kémia tagozat (KOLL) .................................................147 Koordinációs kémia tagozat (KRDK) .........................................................................157 Környezeti kémia és környezettan tagozat (KÖK)......................................................173 Műanyagkémia tagozat (MŰAK)................................................................................187 Reakciókinetika és katalízis tagozat (RKK) ................................................................197 Szerves kémia I. tagozat (ORGA) ...............................................................................213 Szerves kémia II. tagozat (ORGB) ..............................................................................229 Szerves kémia III. tagozat (ORGC).............................................................................243 Az előadók névsora......................................................................................................257 A témavezetők és konzulensek névsora........................................................................263 A kémiai és vegyipari konferenciák (áttekintés)

270

7

Tudnivalók a konferenciával kapcsolatban Részletes program 2011. április 27. 800 900-945 1000-1130 1130-1330 1325-1800

1730-1900 1930

Regisztráció A épület bejárat (Pécs, Ifjúság útja 6.) Zsűrielnökök megbeszélése (BTK-TTK Kari Tanácsterem) Ünnepélyes megnyitó (Vargha Damján Konferenciaterem) Ebéd, Monarchia Sörház Étterem (Pécs, Xavér utca 19.) I. ülésszak (Pécs, Ifjúság útja 6.) KRDK (E331) KÉMT (E332) RKK (E421) ORGA (A408) KOLL (E333) ANYT (C1) 1. szünet 1445-1500 2. szünet 1615-1630 Vacsora, Monarchia Sörház Étterem (Pécs, Xavér utca 19.) Kulturális program – Pius templom (Pécs, Ifjúság útja 6.)

2011. április 28. 825-1230

1200-1400 1325-1730

1800-1930 1930

8

II. ülésszak (Pécs, Ifjúság útja 6.) ANALB (E331) BIOKB (E332) FIZK (E421) ORGB (A408) KÖK (E333) 1. szünet 945-1000 2. szünet 1115-1130 Ebéd, Monarchia Sörház Étterem (Pécs, Xavér utca 19.) III. ülésszak (Pécs, Ifjúság útja 6.) BIOKA (E332) MŰAK (E333) ORGC (A408) ELMK (E421) ANALA (E331) 1. szünet 1500 -1515 2. szünet 1630 – 1645 Zsűrielnökök megbeszélése (BTK-TTK Kari Tanácsterem) Ünnepi fogadás A épület Aula (Pécs, Ifjúság útja 6.)

2011. április 29. 1000-1200 1200-1400

Ünnepélyes eredményhirdetés: Vargha Damján Konferenciaterem (Pécs, Ifjúság útja 6.) Ebéd, Monarchia Sörház Étterem (Pécs, Xavér utca 19.)

Minden tagozat a zsűrielnök rövid tájékoztatójával kezdődik. A konferencia tagozatainak, nyitó és záróünnepségének, valamint a fogadás helye a Pécsi Tudományegyetem Természettudományi Kar Ifjúság úti épületegyüttese.

Az április 27-én 19 óra 30 perckor a Pius templomban (Pécs, Ifjúság útja 6.) kezdődő kulturális program repertoárja és szereplői: Műsor: W.A.Mozart: C-dúr templomi szonáta W.A.Mozart: Exultate, jubilate W.A.Mozart: C-dúr templomi szonáta J.Haydn: G-dúr mise J.G.Lickl: Bone Deus

Előadók: Kuti Ágnes – szoprán Megyesi Schwartz Lúcia – alt Benke József – tenor Kelemen Dániel – basszus A Pécsi Bazilika Mozart Kórusa és Zenekara vezényel: Szamosi Szabolcs

9

A XXX. Jubileumi Országos Tudományos Diákköri Konferencia Kémiai és Vegyipari Szekciójának bíráló bizottságai

1.

2.

3.

4.

5.

6.

10

Analitikai kémia I. Elnök:

Dr. Kristóf János egyetemi tanár, Pannon Egyetem

Tagok:

Dr. Galbács Gábor egyetemi docens, Szegedi Tudományegyetem Zsigrainé Dr. Vasanits Anikó egyetemi adjunktus, Eötvös Loránd Tudományegyetem

Analitikai kémia II. Elnök:

Dr. Kiss Tamás egyetemi tanár, Szegedi Tudományegyetem

Tagok:

Dr. Felinger Attila egyetemi tanár, Pécsi Tudományegyetem Dr. Lengyel Attila egyetemi docens, Miskolci Egyetem

Biokémia, biotechnológia I. Elnök:

Dr. Deli József egyetemi tanár, Pécsi Tudományegyetem

Tagok:

Dr. Gyémánt Gyöngyi egyetemi adjunktus, Debreceni Egyetem Dr. Rákhely Gábor egyetemi docens, Szegedi Tudományegyetem

Biokémia, biotechnológia II. Elnök:

Dr. Kandra Lili DSc, Debreceni Egyetem

Tagok:

Dr. Gubicza László, MTA doktora, Biomérnöki, Membrántechnológiai és Energetikai Kutatóintézet Dr. Gáspári Zoltán egyetemi adjunktus, Eötvös Loránd Tudományegyetem

Elméleti kémia, Kémiai informatika Elnök:

Dr. Veszprémi Tamás egyetemi tanár, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Tagok:

Dr. Boda Dezső egyetemi docens, Pannon Egyetem Dr. Kégl Tamás tudományos munkatárs, Pécsi Tudományegyetem

Fizikai kémia Elnök:

Dr. Joó Ferenc akadémikus, tszv. egyetemi tanár, Debreceni Egyetem

Tagok:

Dr. László Krisztina egyetemi tanár, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Dr. Szalay Roland egyetemi adjunktus, Eötvös Loránd Tudományegyetem

7.

8.

9.

Koordinációs kémia Elnök:

Dr. Kollár László tszv. egyetemi tanár, Pécsi Tudományegyetem

Tagok:

Dr. Kovács Ilona egyetemi docens, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Barczáné Dr. Buvári Ágnes egyetemi docens, Eötvös Loránd Tudományegyetem

Reakciókinetika és katalízis Elnök:

Dr. Tungler Antal osztályvezető, MTA Izotópkutató Intézet

Tagok:

Dr. Pap József Sándor tudományos munkatárs, Pannon Egyetem Dr. Peintler Gábor egyetemi docens, Szegedi Tudományegyetem

Szerves kémia I. Elnök:

Dr. Bakos József egyetemi tanár, Pannon Egyetem

Tagok:

Dr. Kálai Tamás egyetemi tanár, Pécsi Tudományegyetem Dr. Novák Zoltán egyetemi adjunktus, Eötvös Loránd Tudományegyetem

10. Szerves kémia II. Elnök:

Dr. Rábai József egyetemi docens, Eötvös Loránd Tudományegyetem

Tagok:

Dr. Patonay Tamás egyetemi tanár, Debreceni Egyetem Dr. Pálinkó István egyetemi docens, Szegedi Tudományegyetem

11. Szerves kémia III. Elnök:

Dr. Keglevich György egyetemi tanár, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Tagok:

Skodáné Dr. Földes Rita egyetemi tanár, Pannon Egyetem Dr. Wölfling János egyetemi docens, Szegedi Tudományegyetem

12. Kémiai technológia Elnök:

Dr. Pasinszki Tibor egyetemi tanár, Eötvös Loránd Tudományegyetem

Tagok:

Dr. Nagy Miklós egyetemi adjunktus, Debreceni Egyetem Dr. Hannus István egyetemi tanár, Szegedi Tudományegyetem

13. Környezeti kémia és környezettechnológia Elnök:

Dr. Bányai István tszv. egyetemi tanár, Debreceni Egyetem

Tagok:

Dr. Tardy Gábor Márk egyetemi adjunktus, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Dr. Bálint Ágnes egyetemi docens, Szent István Egyetem

11

14. Kolloid- és makromolekuláris kémia Elnök:

Dr. Jedlovszky Pál egyetemi tanár, Eszterházy Károly Főiskola

Tagok:

Dr. Csiszár Emília egyetemi docens, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Dr. Kovács Barna egyetemi docens, Pécsi Tudományegyetem

15. Műanyag kémia Elnök:

Csákiné Dr. Tombácz Etelka egyetemi tanár, Szegedi Tudományegyetem

Tagok:

Dr. Deák Gyögy egyetemi docens, Debreceni Egyetem Dr. Bartha László egyetemi tanár, Pannon Egyetem

16. Anyagtudomány

12

Elnök:

Dr. Kuzmann Ernő tudományos tanácsadó, Eötvös Loránd Tudományegyetem

Tagok:

Dr. Lakatos János egyetemi docens, Miskolci Egyetem Dr. Toldy Andrea egyetemi adjunktus, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

A tagozatok időbeosztása

13

Analitikai kémia I. tagozat

2011. április 28. csütörtök délután, E331 terem

Idő

Név Előadás címe

1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430

1430-1445 1445-1500

1500-1515 1515-1530 1530-1545 1545-1600

1600-1615 1615-1630

14

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Aranyi Anita SZTE TTIK Aminonaftol sztereoizomerek nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás elválasztása Farkas István BME VBK Raman-mikrospektrometria alkalmazása mennyiségi elemzésben Gulyás Zsanett DE ÁOK Új oligoszacharid típusú aciklikus HPLC királis állófázis vizsgálata Kiss András PTE TTK CO2 mikrocella fejlesztése és alkalmazása PEKM mérőcsúcsként, élesztőtelep CO2 kibocsátásának modellszámításos becsléséhez Kávészünet Koczka Péter István DE TTK Folyadékáram megosztásán alapuló injektálás kidolgozása mikrofluidikai csipeken történő elektroforetikus elválasztásokhoz Makra István Tamás BME VIK Egy-nanopórusos elektrokémiai érzékelők válaszmechanizmusának modellezése Nagy Andrea DE TTK Aerogéltöltetek kialakítása mikrofluidikai csipekben kromatográfiás alkalmazásokhoz Pataki Bernadeth BME TTK, BBTE, MTA MFA Régészeti kerámialeletek röntgen pordiffrakciós analízise Sepsey Annamária PE MK Különböző mértékben protonált anionok ionkromatográfiás csúcsalakjának vizsgálata az elválasztás hatékonyságának növelése céljából Kávészünet Takács Ágoston BME VBK Nanopórus alapú potenciometriás ionszenzorok fejlesztése

ANALA-1

ANALA-2

ANALA-3

ANALA-4

ANALA-5

ANALA-6

ANALA-7

ANALA-8 ANALA-9

ANALA-10

Idő


1630-1645

Vörös Tamás ELTE TTK Mátrixizolációs Raman mérési lehetőség kidolgozása az ELTE-n Groza Radu – Constantin WUT Gas chromatographic analysis of aspirin as trimethylsilyl derivative

1645-1700

Egyetem

Kód ANALA-11

ANALA-12

15

Analitikai kémia II. tagozat

2011. április 28. csütörtök délelőtt, E331 terem

Idő


825-830 30

8 -8

45

845-900

900-915 915-930 930-945

945-1000 1000-1015 1015-1030 1030-1045

1045-1100 1100-1115 1115-1130

16

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Angyal Tünde PTE ÁOK ANALB-1 Elektrokémiai szenzor optimálása reaktív oxigén és nitrogén származékok detektálására Bodai Zsolt ELTE TTK ANALB-2 Szívgyógyszerek és gyomorsav túltengést gátló szerek meghatározása szennyvíziszapból LC-MS/MS technikával Csordás Anita PE MK ANALB-3 A Déli-Bakonyból származó ehető gombafajok Po-210 koncentrációjának meghatározása Fábián Ferenc PE MK ANALB-4 Szlovéniai talajminták radiológiai elemzése Ferencz Zsolt, Erdei Gyula BBTE KVK ANALB-5 Táplálékkiegészítőkben használt ciklodextrin zárványkomplexek előállítása és vizsgálata Kávészünet Harasztos Anna Helga BME VBK ANALB-6 Bioaktív szénhidrát komponensek gázkromatográfiás vizsgálata élelmiszer alapanyagokban és termékekben Hevér Alina BME VBK ANALB-7 A keményítő-állapottól függő reológiai paraméterek alkalmazásának lehetőségei a búzaminősítésben Horváth Dávid PE MK ANALB-8 Az in-situ radioizotópos nyomjelzéses elektródsüllyesztéses módszer továbbfejlesztése porózus fémelektródok vizsgálatára Horváth Mária PE MK ANALB-9 Dohánynövény alkalmazása remediált uránbánya területek vizsgálatában Makuta Mariann DE-OEC ÁOK ANALB-10 Polifenolok elemzése multiprogramozott HPLC módszerrel kávészünet

Idő


1130-1145

Tarsoly Gergely ELTE TTK, RG Nyrt. Aprotinin meglepetései: avagy gyártásközi szennyezők tömegspektrometriai szerkezetvizsgálata Török Kitti, Hajas Lívia BME VBK Élelmiszer-feldolgozási folyamat allergén fehérjékre gyakorolt hatásának vizsgálata módszervalidálási protokoll fejlesztéséhez Varga Gerda DE TTK Szőlőmag olajok összetételének vizsgálata Végh Éva Kinga EKF TTK Zearalenon hőtranszformációjának vizsgálata élelmiszerekben eltérő térfogatnövelő szerek hatására

1145-1200

1200-1215 1215-1230

Egyetem

Kód ANALB-11

ANALB-12

ANALB-13 ANALB-14

17

Anyagtudomány tagozat

2011. április 27. szerda délután, C1 terem

Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430 1430-1445 1445-1500 1500-1515

1515-1530 1530-1545 1545-1600

18

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Bajnóczi Éva Gabriella SZTE TTIK A Fe(III) lokális szerkezetének szerepe a Fe(III)-mal dópolt TiO2 fotokatalizátorok aktivitásában Bandi Éva Eszter BME VBK Inverz gázkromatográfia alkalmazása cellulóz alapú szubsztrátumok felületi tulajdonságainak jellemzésére Bártfai Erika SZTE TTIK ZnO-dal borított többfalú szén nanocső (MWNT) alapú kompozitok előállítása és vizsgálata Berke Barbara BME VBK Réztartalmú lignocellulóz alapú szenek előállítása és jellemzése Botos Ákos ELTE TTK Egyfalú szénnanocsövek töltése fullerénnel szuperkritikus széndioxid segítségével Kávészünet Fórizs Balázs BME VBK Nanoméretű WO3 szemcsék alkalmazása fotokatalizátorként: a WO3 kristályszerkezetének és összetételének hatása a fotokatalízisre Muráth Szabolcs SZTE TTIK Akrilát anionokkal interkalált réteges kettős hidroxidok készítése és jellemzése Németh Krisztián SZTE TTIK Alkálifémek (K,Cs) hatása a szén nanocsövek katalitikus szintézisére Raffai Manuella SZTE TTIK Spirális és egyenes szén nanocsövek szintéziséhez alkalmazott katalizátorok előállítása

ANYT-1

ANYT-2

ANYT-3

ANYT-4

ANYT-5

ANYT-6

ANYT-7

ANYT-8

ANYT-9

Biokémia, biotechnológia I. tagozat


Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430 1430-1445 1445-1500 1500-1515 1515-1530

1530-1545

1545-1600 1600-1615 1615-1630 1630-1645

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Benedek András BME VBK Drosophila virilis heterotrimer dUTPázának szerkezeti és funkcionális vizsgálata Enyedi Kata Nóra ELTE TTK Urokináz plazminogén aktivátor receptor blokkoló peptidek szintézise és konjugálása Gelencsér Annamária ELTE TTK, MTA-SZBK Hagyományos kínai gyógynövények az alfa-szinuklein amiloid képződés gátlásában Huszka Beáta ELTE TTK Az exendin-4 minifehérje „élete” a DNS-től az NMR-ig Kávészünet Lopata Anna BME VBK Mycobacterium tuberculosis dUTPáz mutánsok kötéshasításának vizsgálata QM/MM módszerrel Sípos Bernadett BME VBK Terápiás fehérje bevitele nyálmirigy géntranszferrel Szabó Diána Rita BME VBK Az Alfa-fetoprotein (AFP) gén szerepe rákos sejtvonalakban és megnyilvánulásának vizsgálata Real-time PCR technikával Szabó Eszter, BME VBK Lábas Anikó Enzimek evolúciójának molekuláris értelmezése a Kemp elimináció alapján Szabó Kitti BME VBK Patkány Octn2 transzporter fehérjét túltermelő CHO-K1 emlős sejtvonal létrehozása és karakterizálása Kávészünet Végh Ádám ELTE TTK Útban a Pseusomonas Aeruginosa gyógyszerpumpájának megértéséhez Zóka István Győző, SZTE TTIK Németh Eszter A Colicin E7 fehérje nukleáz doménjének vizsgálata

BIOKA-1

BIOKA-2

BIOKA-3

BIOKA-4

BIOKA-5

BIOKA-6 BIOKA-7

BIOKA-8

BIOKA-9

BIOKA-10

BIOKA-11

19

Biokémia, biotechnológia II. tagozat

2011. április 28. csütörtök délelőtt, E332 terem Idő


825-830 30

8 -8

45

845-900 900-915

915-930 930-945 945-1000 1000-1015 1015-1030 1030-1045 1045-1100 1100-1115 1115-1130 1130-1145 1145-1200

20

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Bacsa Ildikó SZTE TTIK BIOKB-1 Hisztidin-gazdag proteinek előállítása biotechnológiai módszerekkel fémionok megkötése céljából Baranyai Zsuzsa ELTE TTK BIOKB-2 Mycobacterium tuberculosis tenyészetének növekedését gátló peptidkonjugátumok szintézise és funkcionális jellemzése. Csépány Péter BME VBK BIOKB-3 Fokhagyma (Allium sativum L.) kivonatok előállítása alkoholos extrakcióval, az eljárás méretnövelése, és a kivonaton alapuló termékfejlesztés Dülk Metta BME VBK BIOKB-4 Termotoleráns baktériumok vizsgálata tejsavtermelés céljából Horváth Anna BME VBK BIOKB-5 Növekedési mintázatok vizsgálata a hasadó élesztő sejtciklus mutánsaiban: lineáris vagy bilineáris? kávészünet Németh Márton BME VBK BIOKB-6 A hasadó élesztőben működő méretkontroll mechanizmusának modellezése Pethő Lilla ELTE TTK BIOKB-7 Alzheimer-kór diagnosztikájára alkalmas β-amiloid epitóp peptidet tartalmazó konjugátumok szintézise Szabó Johanna SZTE TTIK BIOKB-8 Mesterséges cink-ujj nukleázok előállítása és vizsgálata Szeleczky Zsolt BME VBK BIOKB-9 Transz-1,2-ciklohexán-diol enzimkatalizált kinetikus reszolválása folyamatos nagynyomású reaktorban Takács Mónika BME VBK BIOKB-10 Enzimes emésztés és keményítő hőkezelés monitorozásának lehetőségei RVA módszer alkalmazásával kávészünet Wagner István BME VBK BIOKB-11 Gyógyszertechnológiai fejlesztések biohatóanyagok formulálására Weinpel Tamás BME VBK BIOKB-12 Érdemes-e az ipari szennyvizet előtisztítani?

Elméleti kémia és kémiai informatika tagozat 2011. április 28. csütörtök délután, E421 terem Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430 1430-1445 1445-1500 1500-1515 1515-1530 1530-1545 1545-1600 1600-1615 1615-1630 1630-1645 1645-1700 1700-1715

1715-1730

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Daru János ELTE TTK A von Pechmann reakció mechanizmusának vizsgálata elméleti kémiai módszerekkel Dóka Éva DE TTK A Soai-reakció sztochasztikus kinetikai elemzése Gyebrovszki Andrea SZTE TTIK A szarvasmarha szérum albumin fehérje modellezése Jeszenszki Péter ELTE TTK Ultrahideg atomok kezelése Bose-Hubbard modellben Matyuska Ferenc SZTE TTIK Egy Cu,Zn-szuperoxid-dizmutáz N-terminális fémkötő helyének szerkezeti modellezése Nagy Gábor SZTE TTIK Cink-ujj fehérjék DNS-kötő képessége és specifikussága Kísérletek és számítások Kávészünet Nagy Péter ELTE TTK Multikonfigurációs perturbációszámítás skálázott energiatagokkal Németh Eszter SZTE TTIK Caco-2 permeabilitás in silico predikciója Pajkos Mátyás BME VBK Van-e biológiai kockázata a fehérje rendezetlenségnek: rákos mutációk vizsgálata Roósz Balázs SZTE TTIK Kukurbit[7]uril ”host-guest” komplexeinek elméleti vizsgálata Sarka János ELTE TTK Alagúthatás karbénekben Kávészünet Szabó István ELTE TTK A formaldehid nagyfelbontású spektroszkópiája Szabó Péter PE MK A H + O2 → O + OH reakció dinamikájának vizsgálata kvázi-klasszikus trajektória módszerrel Szűcs Rózsa BME VBK Pentakoordinált főcsoportbeli elemek kötésviszonyai

ELMK-1

ELMK-2 ELMK-3 ELMK-4 ELMK-5

ELMK-6

ELMK-7

ELMK-8 ELMK-9

ELMK-10

ELMK-11

ELMK-12 ELMK-13

ELMK-14

21

Fizikai kémia tagozat


Idő


825-830 30

8 -8

45

845-900 900-915 915-930 930-945 945-1000 1000-1015 1015-1030 1030-1045 1045-1100 1100-1115 1115-1130 1130-1145

22

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Dolyákné Vincze Julianna PE MK FIZK-1 Megfelelő modellje az elektrolitoknak a primitív implicit oldószer modell? Az aktivitás koncentráció- és hőmérsékletfüggésének vizsgálata Endrődi Balázs SZTE TTIK FIZK-2 Magnetit tartalmú vezetőpolimer - elektródok előállítása és elektrokémiai vizsgálata Gombár Melinda DE TTK FIZK-3 Fotoreaktor tervezése kinonok fotokémiájának vizsgálatára Gubik Zsuzsa PE MK FIZK-4 Illatanyagok adszorpciós jellemzőinek vizsgálata természetes gyapotszálon Kaviczki Ákos PE MK FIZK-5 A típusú zeolitok víz/metanol-adszorpciós vizsgálatai molekuláris szimulációval Kávészünet Kispál Katalin PTE TTK FIZK-6 A Somatostatin-14 fehérje típusú hormon önszerveződésének koncentrációfüggése Koncz Viktória BME VBK FIZK-7 Sószennyezett gyenge sav – gyenge bázis diódák modellezése és nano-mintázatos membrán készítése a diódához Kormányos Attila SZTE TTIK FIZK-8 Polianilin és politiofén alapú, magnetit tartalmú hibrid vékonyrétegek előállítása és jellemzése Kovács Róbert PE MK FIZK-9 Párhuzamos töltött rétegek közé adszorbeálódott elektrolitok Monte Carlo szimulációs vizsgálata László Balázs SZTE TTIK FIZK-10 Ciklodextrin-tenzid zárványkomplex képződés termodinamikájának tanulmányozása izoterm titrációs mikrokalorimetriával Kávészünet László Csilla BME VBK FIZK-11 Két bisz(aminometil)foszfinsav származék réz(II) komplexeinek ESR spektroszkópiai vizsgálata

Idő


1145-1200

Nemes Ákos ELTE TTK Nafiontartalom hatásának vizsgálata a PEMFC tüzelőanyag-cellák mikrostruktúrájára Samu Gergely Ferenc SZTE TTIK Anionok hatása a polianilin redoxi átalakításaira, különös tekintettel a vezető állapot kifejlődésére Székely Anna ELTE TTK Kationadszorpció vizsgálata platinaelektród felületén elektrokémiai kvarckristály nanomérleggel

1200-1215 1215-1230

Egyetem

Kód FIZK-12

FIZK-13

FIZK-14

23

Kémiai technológia tagozat

2011. április 27. szerda délután, E332 terem

Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430 1430-1445 1445-1500 1500-1515 1515-1530 1530-1545

1545-1600 1600-1615 1615-1630

24

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Aradi Klára BME VBK Dronátok előállításának optimálása Fodor Anna BME VBK Fémionokkal módosított, ásványi típusú katalizátorok vizsgálata szerves szintézisekben Jablonkai Erzsébet BME VBK Alkilező észteresítések környezetbarát módon Kiss Nóra Zsuzsa BME VBK Foszfinsavak direkt észteresítése – egy új és környezetbarát megközelítés Kontos János PE MK Gőzrobbantás hatása a biomassza emészthetőségére Kávészünet Lévai György BME VBK Szuperkritikus CO2 által indukált geokémiai reakciók vizsgálata Mándli Henrietta PE MK Az ultrahangos besugárzó fej pozíciójának hatása a biomassza emészthetőségére Molnár Bálint BME VBK Nitrilek szelektív, katalitikus hidrogénezése primer aminokká – A 3,4-dietoxibenzil-cianid hidrogénezése palládiummal Nyúl Katalin BME VBK Elektrosztatikus nanoszálképzés alkalmazása a gyógyszertechnológiában Szilágyi István PE MK Víz hatása a szén nanocsövek CCVD módszerrel történő előállításában Tollár Ágnes Nikolett PE MK Triacetin előállítása a biodízelgyártás melléktermékeként keletkező nyers glicerin tartalmú fázisból

KÉMT-1 KÉMT-2

KÉMT-3 KÉMT-4

KÉMT-5

KÉMT-6

KÉMT-7

KÉMT-8

KÉMT-9

KÉMT-10

KÉMT-11

Kolloid és makromolekuláris kémia tagozat


Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430 1430-1445 1445-1500 1500-1515 1515-1530 1530-1545 1545-1600

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Balázs Dániel BME VBK Komplex bevonatok előállítása Langmuir-Blodgett és szol-gél technikával Bertalanits Edit ELTE TTK Az elektrolit kettős hatása az ellentétes töltésű polielektrolitok és tenzidek asszociációjára Csankó Krisztián SZTE TTIK Tioféntartalmú fahéjsavanalógok önszerveződése ezüstfelületen Kardos Attila ELTE TTK Sztérikusan stabilizált intelligens mikrogélek szintézise Kupcsik Edina SZTE TTIK Pegilált mágneses folyadékok előállítása MRI diagnosztikai céllal Kávészünet Pásztor Szabolcs ELTE TTK PMAA-l-PIB amfifil polimer kotérhálók előállítása és pH-függő duzzadási tulajdonságaik vizsgálata Pribranská Kinga ELTE TTK Tuberkolózis elleni hatóanyag és konjugátumának nanokapszulázása Szécsényi Ágnes BME VBK Komplex gyógyszerhordozó nanorészecskék szintézise és jellemzése Tabajdi Réka SZTE TTIK Gemini tenzidek jelentősége és tenziométeres minősítése EOR kutatások szempontjából

KOLL-1

KOLL-2

KOLL-3

KOLL-4 KOLL-5

KOLL-6

KOLL-7

KOLL-8

KOLL-9

25

Koordinációs kémia tagozat


Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415

1415-1430 1430-1445 1445-1500 1500-1515 1515-1530 1530-1545 1545-1600 1600-1615 1615-1630 1630-1645

26

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Baffi Bálint BME VBK KRDK-1 Körömvirágból (Calendula officinalis L.) szuperkritikus szén-dioxiddal extrahált faradiol-észterek ciklodextrines komplexálásának vizsgálata Dávid Ágnes DE TTK KRDK-2 Amilinfragmensek oldategyensúlyi vizsgálata Dömötör Orsolya SZTE TTIK KRDK-3 Rákellenes [bisz-indazol-rutenát(III)] komplexek kölcsönhatásának vizsgálata humán szérum albuminnal kötőhely markerek segítségével Fischer Gabriella SZTE TTIK KRDK-4 Kéntartalmú ligandumok vanadátkomplexeinek egyensúlyi vizsgálata Fodor Melinda Anna PE MK KRDK-5 Vízoldható mangán-porfirin komplexek fotokémiai és fotofizikai vizsgálata Kávészünet Fodor Tamás DE TTK KRDK-6 Egy rendkívül stabilis makrociklusos tallium(III) komplex, a [TlDOTA]Hüse Dániel DE TTK KRDK-7 6 2+ A [Ru(η -p-cimol)(H2O)3 ] kölcsönhatása citrátionnal Kozma Károly SZTE TTIK KRDK-8 A vanadát(V)-dhp komplexek egyensúlyi vizsgálata Oncsik Tamás SZTE TTIK KRDK-9 Hidroxil-amin alapú ligandumok Mo(VI)- és U(VI)-komplexeinek egyensúlyi vizsgálata Szentgyörgyi Csanád PE MK KRDK-10 Neodímium-ion síkon kívüli porfirin-komplexének képződése, fotofizikai és fotokémiai vizsgálata vizes közegben Kávészünet Szunyogh Dániel Mihály, SZTE TTIK KRDK-11 Angyal Anikó Toxikus fémionok eltávolításában potenciálisan felhasználható dodekapeptid kölcsönhatása higany(II)ionokkal

Idő


1645-1700

Tasi Ágost Gyula SZTE TTIK Kalcium komplexek stabilitási állandójának meghatározása oldhatósági mérések alapján Tóth Eszter SZTE TTIK Hisztidintartalmú peptidek és fémkomplexeik a mikroállandók tükrében Varga Gábor SZTE TTIK Klórpropilezett szilikagélen kovalens kötéssel immobilizált Co2+-hisztidin-cisztein metilészter komplexek szintézise és szerkezetvizsgálata Zsigó Éva SZTE TTIK Az antitumor hatású Triapin és származékainak átmenetifém-ionokkal képzett komplexeinek összehasonlító oldategyensúlyi vizsgálata

1700-1715 1715-1730

1730-1745

Egyetem

Kód KRDK-12

KRDK-13

KRDK-14

KRDK-15

27

Környezeti kémia és környezettan tagozat


Idő


825-830 30

8 -8

45

845-900 900-915 915-930

930-945 945-1000 1000-1015 1015-1030 1030-1045 1045-1100 1100-1115 1115-1130 1130-1145 1145-1200

28

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Antal Péter SZTE TTIK KÖK-1 ZVI tartalmú rendszerek remediációs hasznosításai Dosztály Katinka ELTE TTK KÖK-2 A beltéri aeroszol jellemzése egy egyetemi előadóteremben Fejős Márta BME VBK KÖK-3 Hulladéklerakóban alkalmazható polimer rendszerek fejlesztése Gácsi Attila SZTE TTIK KÖK-4 Rögzített titán-dioxid alapú fotokatalizátorok alkalmazása UV és látható fény alatt gázfázisú illékony szerves vegyületek ártalmatlanítására Gulyás Gábor PE MK KÖK-5 Állati hulladékok feldolgozása során keletkező szennyvizek tisztíthatóságának vizsgálata Kávészünet Kozmér Zsuzsanna SZTE TTIK KÖK-6 Toxikus elemek eltávolítása vizekből biotechnológiai úton Mészáros Tímea ELTE TTK KÖK-7 A légköri humuszszerű anyag kiralitása és eredete Miczán Vivien PPKE ITK KÖK-8 Egy újabb fémkor hajnalán Paor Dávid PE MK KÖK-9 Alkáli újrahasznosítás határréteg szeparációs módszerrel Samu Gyöngyi PE MK KÖK-10 Modellkísérletek szerves szennyező vegyületek és a talajkolloidok közötti kölcsönhatás tanulmányozására Kávészünet Somogyi Katalin PE MK KÖK-11 Fenilalanin fotodegradációja Szabó József DE TTK KÖK-12 Antimonformák szelektív meghatározása városi szálló porból

Műanyagkémia tagozat


Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430 1430-1445 1445-1500 1500-1515 1515-1530

1530-1545

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Bocz Katalin BME VBK MŰAK-1 Szén nanocsövek és szén nanoszálak képződése polimer hulladékok lézerpirolízise során Bora Ágnes BME VBK MŰAK-2 Lenszál és kenderszál karbonizálása Dora Gábor Csaba BME VBK MŰAK-3 Mikromechanikai deformációs folyamatok PLA alapú biokompozitokban Galát Márk ELTE TTK MŰAK-4 Poli(vinil-klorid) láncmenti módosítási reakciói Kávészünet Illés Gergely ELTE TTK MŰAK-5 Új típusú amfifil polimer kotérhálók szintézise ”click” kémiai kapcsolási reakcióval Kocsis Krisztina BME VBK MŰAK-6 Környezetben lebomló műanyagok – A bomlás körülményei és a szerkezet változásának összefüggése Németh Brigitta ELTE TTK MŰAK-7 Hiperelágazásos polisztirol előállítása sztirol és divinil-benzol karbokationos kopolimerizációjával környezetileg előnyös reakciókörülmények között Osváth Zsófia ELTE TTK MŰAK-8 A poli(N-izopropil-akrilamid), mint intelligens anyag

29

Reakciókinetika és katalízis tagozat


Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430

1430-1445 1445-1500 1500-1515 1515-1530 1530-1545 1545-1600 1600-1615

1615-1630 1630-1645

30

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Bajusz Dávid DE TTK Formiátion oxidációja perjodátion és ozmium-tetroxid elegyével Danis Judit ELTE TTK Bakteriális kemotaxis modell érzékenységanalízise Ditrói Tamás DE TTK Stopped-flow készülék kalibrációja Elek Gábor SZTE TTIK Merrifield-gyantán immobilizált Co-aminosav komplexek készítése, szerkezeti jellemzése és szuperoxid dizmutáz aktivitása Lajter Ildikó SZTE TTIK Kondenzált gyűrűs vegyületek szelektív oxidációja Cr-SBA-15 mezopórusos katalizátorokon Kávészünet Michnyóczki Judit DE TTK A Ce(IV) fotoreakciója vizes oldatokban Miskovics Adrienn DE TTK A 3,4-dihidroxifenil-ecetsav és a vas(III)ion közötti reakció kinetikája Sedyó Inez ELTE TTK A hidrogén égésénél fontos reakcióparaméterek bizonytalanságának hőmérsékletfüggése Strádi Andrea ELTE TTK Gamma-valerolakton előállítása a levulinsav katalitikus hidrogénezésével Szabados Erika SZTE TTIK Klór-szubsztituált (E)-2,3-difenilpropénsav származékok enantioszelektív hidrogénezése cinkonidinnel módosított palládium katalizátoron; a sav-adszorpció módjának kísérleti kimutatása Kávészünet Takács Nándor ELTE TTK Reakció-diffúzió mintázatok a Landolt reakció bővített változataiban

RKK-1

RKK-2 RKK-3 RKK-4

RKK-5

RKK-6 RKK-7

RKK-8

RKK-9

RKK-10

RKK-11

Idő


1645-1700

Timári István DE TTK Az ozmium-tetroxid és a perjodátion szinergikus hatásának vizsgálata jodidionnal szemben Torma Krisztián Gábor DE TTK Hidrodehalogénezési reakciók áramlásos mikroreaktorban Varga Tamás ELTE TTK Reakciókinetikai szimulációk a PrIMe adatbázis alapján Zsibrita Dóra BME VBK A γ-valerolakton hidroxilgyökkel végbemenő gázfázisú elemi reakciójának kinetikai vizsgálata gyorsáramlásos mérőberendezéssel

1700-1715 1715-1730 1730-1745

Egyetem

Kód RKK-12

RKK-13 RKK-14 RKK-15

31

Szerves kémia I. tagozat

2011. április 27. szerda délután, A408 terem

Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430 1430-1445 1445-1500 1500-1515 1515-1530 1530-1545 1545-1600 1600-1615 1615-1630 1630-1645

1645-1700

32

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Ábrányi-Balogh Péter BME VBK ORGA-1 3,4-Dihidro-β-karbolinok és 1,3-dipólok reakciójának vizsgálata Balogh Fruzsina DE TTK ORGA-2 3-Formilkromonok reduktív aminálásai Deák Szilvia BME VBK ORGA-3 Bifunkciós 1-[2-(trifluormetil)fenil]pirrol származékok szintézise Demjén András SZTE TTIK ORGA-4 Imidazo[1,2-b]pirazol-származékok előállítása GBU reakcióval Erdélyi Zsuzsa BME VBK ORGA-5 4,4,6,6-Tetrametil-4H,6H-pirrolo[1,2-a][4,1]benzoxazepin származékok szintézise kávészünet Kondor Zoltán DE TTK ORGA-6 Nitrilek szintézise oxigéntartalmú heterociklusokból Cu(I)-katalizált mikrohullám-aktivált reakciók segítségével Kulcsár László DE TTK ORGA-7 Xilopiranozilidén-spiro-izoxazolin származékok szintézise Pajtás Dávid DE TTK ORGA-8 Aminoflavonok és aminosavval kapcsolt flavonok szintézise Buchwald-Hartwig reakcióval Péter Lilla BME VBK ORGA-9 Új dihidro-vindolin származékok szintézise Pilling Dávid DE TTK ORGA-10 1-Arilftalán származékok előállítása Oxa-Pictet-Spengler reakcióval kávészünet Szabados Péter DE TTK ORGA-11 Biológiailag aktív benzo[b]furán vázas természetes vegyületek és analogonjainak szintézise Sonogashira keresztkapcsolási reakcióval Szalóki Dóra DE TTK ORGA-12 3-, 4-Brómkumarinok aminokkal lejátszódó Pd-katalizált Buchwald-Hartwig kapcsolási reakciójának tanulmányozása

Idő


1700-1715

Szász Tímea DE TTK Oxigéntartalmú heterociklusos vegyületkönyvtár előállítása robotizált módszerrel Székely Kata BME VBK A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált új optikailag aktív piridino-18-korona-6 éterek szintézise enantiomer felismerés tanulmányozása céljából

1715-1730

Egyetem

Kód ORGA-13

ORGA-14

33

Szerves kémia II. tagozat

2011. április 28. csütörtök délelőtt, A408 terem Idő


825-830 30

8 -8

45

845-900 900-915 915-930 930-945 945-1000 1000-1015 1015-1030 1030-1045 1045-1100 1100-1115 1115-1130 1130-1145 1145-1200 1200-1215

34

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Csordás Barbara ELTE TTK ORGB-1 Királis koronaéterek enantiomer-felismerésének vizsgálata kiroptikai módszerrel Dorkó Zsanett BME VBK ORGB-2 Szekunder alkoholok lipáz-katalizált kinetikus reszolválása szakaszos és folyamatos átfolyásos reakciókban Falus Péter BME VBK ORGB-3 Királis savamidok előállítási lehetőségeinek vizsgálata kemoenzimatikus kaszkád rendszerben Fehér Klaudia PE MK ORGB-4 Szteránvázas azidok réz-katalizált 1,3-dipoláris cikloaddíciója egyszerű alkinekkel és ferrocénszármazékokkal Görbe Tamás SZTE TTIK ORGB-5 Gátolt térhelyzetű azidoszteroidok 1,3-dipoláris cikloaddíciója Kávészünet Kovács Dóra SZTE TTIK ORGB-6 16β-Triazolilmetil-androsztének szintézise 1,3-dipoláris cikloaddícióval Kovács Tamás DE GYTK ORGB-7 Kísérletek D-glüko-L-ido konfigurációs átalakításra konformációs inverzióval Pálinkás Noémi PTE TTK ORGB-8 Androsztán-vázas karbonsavamidok szintézise palládium-katalizátorok jelenlétében Sóti Péter Lajos BME VBK ORGB-9 D-Glükóz-alapú koronaéterek szintézise és alkalmazása aszimmetrikus Michael addícióban Szabó Tamás BME VBK ORGB-10 Szénhidrát alapú koronaéterek szintézise és alkalmazása aszimmetrikus Darzenskondenzációkban Kávészünet Szánti-Pintér Eszter PE MK ORGB-11 Szteroid-ferrocén konjugátumok előállítása Tóth Attila PE MK ORGB-12 Foszfán-foszforamidit ligandumok szintézise és alkalmazása aszimmetrikus allil-helyzetű szubsztitúciós reakciókban Turczel Gábor BME VBK ORGB-13 Diasztereoszelektív azetidin szintézis

Szerves kémia III. tagozat

2011. április 28. csütörtök délután, A408 terem Idő


1325-1330 30

13 -13

45

1345-1400 1400-1415 1415-1430 1430-1445 1445-1500 1500-1515 1515-1530 1530-1545 1545-1600 1600-1615 1615-1630 1630-1645 1645-1700 1700-1715

Egyetem

Kód

Elnöki köszöntő Bogáth Dóra PE MK ORGC-1 Az ACC oxidáz enzim működési mechanizmusának vizsgálata Borza Erzsébet PTE ÁOK ORGC-2 Nitroxidokkal módosított rezveratrol analogonok szintézise és vizsgálata Cserép Balázs Gergely ELTE TTK ORGC-3 Bioortogonális ligációra alkalmas tirozin-jelölő molekulák szintézise Dénes Emese BBTE KVK ORGC-4 Molekuláris motorok építőelemeinek az előállítása és jellemzése Eszenyi Dániel DE TTK ORGC-5 Poli-N-acetil-β-(1→6)-D-glükózamin hexaszacharid fragmensének szintézise és konjugálása fehérjéhez Hadházi Ádám DE TTK ORGC-6 Galaktán-típusú hexaszacharid szintézise monoklonális antitestek jellemzésére Kávészünet Harsányi Antal ELTE TTK ORGC-7 Perfluoralkil-aril szulfidok szintézise Herner András ELTE TTK ORGC-8 Bioortogonális jelölésre alkalmas fluoreszcens jelölőmolekulák előállítása és vizsgálata Kaszás Tímea DE TTK ORGC-9 Aldehid-4-(2,3,4,6-tetra-O-acetil-β-D-glükopiranozil)szemikarbazon származékok szintézise Kovács Anita SZTE TTIK ORGC-10 O-glikopeptidek szintézise Mező Erika DE TTK ORGC-11 Szulfonsav-tartalmú heparinoid triszacharid szintézise Kávészünet Pap Gergely DE TTK ORGC-12 A Helicobacter pylori fertőzésében szerepet játszó szénhidrátligandumok szulfonsav analógjainak szintézise Tichy-Rács Éva ELTE TTK ORGC-13 Egy hexamer acilpeptid-hidroláz szerkezete, a méretszelektivitás újszerű módja

35

36

Analitikai kémia I. tagozat

37

XXX. Jubileumi OTDK Kémiai és Vegyipari Szekció

ANALA-1

Aminonaftol sztereoizomerek nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás elválasztása Aranyi Anita, V. évf. vegyész SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Péter Antal egyetemi tanár Dr. habil. Ilisz István egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék Az élő szervezetekben a királis molekulák kiemelkedő jelentőséggel bírnak. A természetben előforduló biológiailag fontos vegyületek (fehérjék, aminosavak, cukrok, enzimek) mind királisak. Szervezetünk ugyanannak a molekulának a két konfigurációját nagyon látványosan különböztetheti meg, ezért nagy jelentőségű az enantiomerek tisztasága. Bármilyen úton is történik a királis molekula előállítása, a királis tisztaság ellenőrzésére elengedhetetlen a szintézist követő valamilyen elválasztási módszer alkalmazása. Ennek egyik legelterjedtebb módja a nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás analízis. Királis vegyületek elválasztása történhet közvetett illetve közvetlen módszerrel. Közvetett formában származékképző segítségével, közvetlen úton pedig királis oszlop vagy eluens alkalmazásával. Munkám során a közvetlen módszert alkalmaztam, és azon belül is az oszlop szolgáltatta a királis körülményeket. Az aminonaftolok jelentőségét az adja, hogy sztereospecifikus reakciókban hatékony katalizátorok, illetve sok hasznos szintézis kiindulási molekulájaként szintetikus „építőkövekként” használhatók. Dolgozatom célja aminonaftol sztereoizomerek elválasztása, továbbá az elválasztás optimalizálása Phenomenex Lux Cellulose-1, illetve Phenomenex Lux Amylose-2 királis folyadékkromatográfiás oszlopokon. A kitűzött cél elérése érdekében öt különböző aminonaftol származék enantiomerjeinek illetve diasztereomereinek kromatográfiás viselkedését tanulmányoztuk. Vizsgáltuk a mozgófázis összetételének illetve a hőmérséklet változásának hatását a retenciós paraméterekre. Az elválasztás hőmérsékletfüggéséből számítottuk a standard entalpia, entrópia és szabadentalpia változások értékeit. A mérési eredmények alapján az elválasztás lehetséges mechanizmusára következtetéseket vontunk le.

38


ANALA-2

Raman-mikrospektrometria alkalmazása mennyiségi elemzésben Farkas István, IV. évf. vegyészmérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Marosi György egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia tanszék

A műanyag- és gyógyszeripar a legdinamikusabban fejlődő iparágak közé tartozik. Mindkét iparterület alapvető kérdése a minták mennyiségi összetételének pontos ismerete. A fejlett roncsolásos technikákkal ellentétben a roncsolásmentes technikák még nem elterjedtek a mennyiségi elemzésben való felhasználásban. Munkám során a Raman-mikrospektrometria által nyújtott lehetőségeket próbáltam alkalmazni és kiterjeszteni a mennyiségi elemzésben történő felhasználásra. Számos területen megvizsgáltam, hogy a jelenleg alkalmazott vizsgálati módszereket hatékonyan kiegészítheti, ill. felválthatja-e a Raman-mikrospektrometria. Minden mintát megvizsgáltam ún. Raman-térképezéssel és az adott területen rutinszerűen használt analitikai módszerekkel is. Az általam vizsgált területek (műanyaghulladékok ill. különböző típusú gyógyszerminták összetételének vizsgálata) nagy részében sikerült kiválasztani, vagy kidolgozni a Raman-mikrospektrometria mennyiségi elemzésben leghatékonyabb felhasználási módját. Dolgozatomban sorra ismertetem a Raman-mikrospektrometria alkalmazását a műanyag- és gyógyszeripar területein. Az autóiparból származó, sűrűségük alapján szétválasztott műanyaghulladékok frakcióinak összetételét határoztam meg, és az analízis hatékonyságát az iparban jelenleg elfogadott módszerekkel hasonlítottam össze. Egy gyógyszeripari mintában egy adott hatóanyag különböző típusú ciklodextrinekkel végbemenő kölcsönhatását vizsgáltam. Ezt követően egy már forgalomban lévő gyógyszerkészítmény pontos összetételét próbáltam meghatározni. Az imént felsorolt analízisek során szerzett tapasztalataimat felhasználva célul tűztem ki olyan kiértékelési (ún. kemometriai) módszerek tesztelését és alkalmazását a Raman-térképezésben, melyekkel a számolt koncentráció pontosabban megközelíti a komponensek valós koncentrációit, illetve a koncentráció-becslés bizonytalansága is számíthatóvá válik. Modell-komplexek Raman-térképein teszteltem és alkalmaztam ezeket a modelleket. Munkámmal igyekeztem hozzájárulni azokhoz a kutatásokhoz, amelyek a kvantitatív analízis pontosságát hivatottak továbbfejleszteni a műanyagipar és a gyógyszerformálás területén. Az elért eredmények azt igazolják, hogy a Ramanmikrospektroszkópia fontos eszköze lehet a minél jobb minőségű gyógyszer-és műanyagipari termékek előállításának.

39


ANALA-3

Új oligoszacharid típusú aciklikus HPLC királis állófázis vizsgálata Gulyás Zsanett, II. évf. Molekuláris biológia MSc DE Általános Orvostudományi Kar Témavezetők: Dr. Harangi János egyetemi docens Pannon Egyetem Műszaki Informatikai Kar Dr. Harangi Mariann egyetemi adjunktus DE-OEC I. Belgyógyászati Klinika A királis állófázisok legtöbbje rendelkezik egy olyan ciklikus szerkezettel, amely amellett, hogy királis tulajdonságú, a ciklus merev, jól definiált belső szerkezetű. Az ilyen állófázisok egyik legismertebb példája a ciklodextrin, amely glükóz egységekből áll, a glükóz egységek α(1→4) kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, és alkotnak egy királis tulajdonságú üreget tartalmazó ciklust. A királis elválasztó képesség attól függ, hogy az elválasztandó optikai izomerek legalább egyike illeszkedjen a királis üregbe. A ciklodextrin gyűrű felnyitásával egy maltooligomer molekulához jutunk, melyet HPLC állófázis hordozóra kötve és megfelelően védve a glükóz hidroxil csoportjait egy aciklikus királis állófázishoz jutunk, amely állófázis megtartja várakozásunk szerint a kvázi ciklikus szerkezetet, amelyet a dextrán α-hélix szerkezete tartalmaz. Mivel azonban nem tartalmaz ciklust, flexibilis szerkezetű, bármilyen molekulát át tud ölelni, és a maltooligomer királis tulajdonsága miatt várható királis elválasztás is.Az előbbiekben vázolt állófázis elkészítését követően a permetilezett malto-oligomer állófázist először a polaritás szempontjából teszteltük, és a várakozásnak megfelelően egy mérsékelten poláris, fordított fázis jellegű tulajdonságot tapasztaltunk. A királis elválasztó képességet néhány D és L szénhidrát származék felhasználásával teszteltük, de királis elválasztást nem tapasztaltunk. További nem szénhidrát típusú optikai izomerek elválasztására vonatkozó kísérletek döntik el, hogy az aciklikus szerkezet képes-e királis elválasztásra.

40

XXX . Jubileumi OTDK Kémiai és Vegyipari Szekció

ANALA-4

CO2 mikrocella fejlesztése és alkalmazása PEKM mérőcsúcsként, élesztőtelep CO2 kibocsátásának modellszámításos becsléséhez Kiss András, V. évf. biológus PTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Nagy Géza egyetemi tanár PTE Fizikai Kémia Tanszék

Munkámban célom volt megvizsgálni, hogy milyen módon, milyen hatékonysággal végezhető a pásztázó elektrokémiai mikroszkópia gyakorlatában gázfázisban történő pásztázással mérés. Milyen lehetőség kínálkozik hasznos információt hordozó gázfázisú PEKM imázs készítésére. Tudomásom szerint az egyetlen, amperometriás Clark-elektródos elővizsgálatokon [1] kívül hasonló próbálkozásról ez ideig nem jelent meg közlemény. A feladat megoldásához terveztem és építettem egy mikroméretű, légréses Severinghaus-típusú szén-dioxid mérőcellát [2], mely belső pH-elektródként egy sajátkészítésű antimon-mikroelektródot használ. Kísérleti munkában vizsgáltam az alapelektródok, a mérőcella méréstechnikailag fontos sajátságait. Ezt a szén-dioxid mérőcellát használtam mérőcsúcsként PEKM pásztázások során, S. cerevisiae élesztőtelep feletti szén-dioxid parciális nyomás helyfüggésének jellemzésére. A széndioxid parciális nyomás profil alapján, a rendszer modellezése után, végeselem módszerű szimulációval kiszámoltam az élesztőtelep felületén keresztüli szén-dioxid fluxust, mely 8.16 nmol/mm2/s nagyságúnak adódott. Munkámmal bemutattam, hogy lehetséges légréses, potenciometriás mikrocella mérőcsúccsal gázfázisú PEKM méréseket végezni, gázfázisú imázst készíteni. Ismét megjegyzem, hogy mindeddig csak egyetlen amperometriás közlemény foglalkozott gázfázisú PEKM méréssel nem valós problémát nyújtó céltárgy alkalmazásával [1]. A gáz fázisú pásztázási módszer legnagyobb előnye, hogy mindenféle komolyabb invázió vagy zavarás nélkül tanulmányozhatóak gáz fázisú rendszerek, folyamatok. A módszer alkalmas részletes, nagyfelbontású pásztázásokra, a nyert adatok pedig felhasználhatóak a tanulmányozott rendszer további jellemzésére, származtatott mennyiségek, például fluxusok számítására. [1] Maurizio Carano, Katherine B. Holt, and Allen J. Bard, Scanning Electrochemical Microscopy. 49. Gas-Phase Scanning Electrochemical Microscopy Measurements with a Clark Oxygen Ultramicroelectrode, Anal. Chem. 75, (2003), 5071-5079. [2] John W. Severinghaus, A. Freeman Bradley, Electrodes for Blood pO2 and pCO2 Determination, Appl. Physiol. 13 (1958) 515-520.

41


ANALA-5

Folyadékáram megosztásán alapuló injektálás kidolgozása mikrofluidikai csipeken történő elektroforetikus elválasztásokhoz Koczka Péter István, I. évf. vegyész MSc DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Dr. Gáspár Attila, egyetemi docens DE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

A mikrofluidikai csipekben történő elektroforetikus elválasztáskor, a megfelelő felbontás elérése érdekében kulcsfontosságú az elegendően kis mintatérfogat (<1 nL) szeparációs csatornába juttatása. Munkánk során kidolgoztunk egy olyan egyszerű elvet alkalmazó injektálási módszert, melyben az elektrokinetikus injektálásnál felmerülő hibák (sampling bias, injection bias) nem jelentkeznek. A Hagen-Poiseuille összefüggést szem előtt tartva különböző analitikai problémák megoldásához szükséges mikrofluidikai csipeket elkészíthetjük a csatornák paramétereinek (átmérő, csatornahossz) változtatásával. Az általunk tervezett és elkészített csipekben sikeresen alkalmaztuk a folyadékáram megosztásán alapuló, nyomás segítségével végrehajtott mintabeviteli módszert, néhányszor száz pikoliternyi minta szeparációs csatornába történő bejuttatására. Demonstráltuk, hogy az injektálási eljárás során használt tesztkomponens mellett, más anyagokat, így akár sejteket is tudunk injektálni elemzésekhez. Az injektálást követő zónaelektroforetikus elválasztások körülményeinek optimalizálásakor tanulmányoztuk a különböző felületmódosító anyagoknak az elektroforézisre gyakorolt hatását. Megállapítottuk, hogy a vizsgált komponensek esetén a legjobb elválasztást a metil-cellulózzal kezelt csipben történő elektroforéziskor érhetjük el. Bemutattuk, hogy a csupán 400 pL minta elemzésével gyors (akár 15 másodpercen belüli), a nagyhatékonyságú, automatizált kapilláris elektroforézissel összemérhető teljesítőképességű rendszert dolgoztunk ki, mely széleskörű elemzések elvégzésére adhat lehetőséget.

42


ANALA-6

Egy-nanopórusos elektrokémiai érzékelők válaszmechanizmusának modellezése Makra István Tamás, I. évf. egészségügyi mérnök MSc BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Gyurcsányi E. Róbert egyetemi docens BME Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

A nanoszerkezeteken alapuló meghatározások a bioanalitika legérzékenyebb módszerei között vannak számon tartva, ugyanis sok esetben lehetővé tették az érzékelési folyamat molekuláris szintű kontrollját és a rendkívül nagy, esetenként akár egy molekula detektálásához szükséges érzékenységet. Jelenleg a nanopórusok/nanocsövek alkalmazása molekuláris felismerésre egy új, rendkívül perspektivikus kutatási területnek tekinthető. Analitikai téren három lényeges alkalmazása van: (a) az ultragyors DNS szekvenálás (a DNS szálak bázissorrendjének megállapítása); (b) bioérzékelés szelektív receptorokkal módosított nanopórusokkal; (c) makromolekulák és nanorészecskék számlálása. Jellemző az érzékelő fejlesztés empirikus jellegére, hogy a legalapvetőbb képletekben is ellentmondások vannak. Erre példa a nanopóruson keresztüli áram meghatározása a nanopórus geometriájának ismeretében. Emellett azonban alapvető fontosságú a tudatos fejlesztés szempontjából, hogy a pórusba került különböző fizikai és kémiai tulajdonságú speciesek milyen mértékű áramjel modulálást eredményeznek, illetve, hogy a bekerülési frekvenciájukat hogyan lehet befolyásolni. Az érzékenység szempontjából elengedhetetlen a kis pórusméret, ami viszont egy alacsony koncentrációjú vegyület betalálásának valószínűségét is csökkenti, ezzel növelve a mérés idejét. Ezen segíthet egy úgynevezett befogási zóna kiterjesztése, ami kellően nagy elektroforetikus mobilitással rendelkező részecskék esetén a térerősség, míg töltetlen vagy kis fajlagos töltésű vegyületeknél az elektroozmotikus áramlás növelését jelenti a pórusnyílástól minél nagyobb távolságra. Mindezen paraméterek hatásának meghatározására a Poisson-Nernst-Planck és Navier-Stokes csatolt differenciálegyenletek megoldása szükséges, amelyet a Comsol multifizikai végeselem programcsomaggal végeztem. Munkám célja az volt, hogy a különböző kísérleti paraméterek hatásainak meghatározása által alapot nyújtsak az egynanopórusos érzékelők hatékony fejlesztésére nanorészecskék és vírusok számlálására.

43


ANALA-7

Aerogéltöltetek kialakítása mikrofluidikai csipekben kromatográfiás alkalmazásokhoz Nagy Andrea, I. évf. vegyész MSc DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető: Konzulens:

Dr. Gáspár Attila, egyetemi docens DE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék Dr. Lázár István, egyetemi docens DE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

A mikrofluidikai kutatások az utóbbi években robbanásszerű fejlődésnek indultak. Ezen kutatások egyik iránya a kromatográfiás elválasztási technikák miniatürizálása, a különféle kromatográfiás töltetek csipben való kialakítása és alkalmazása. Munkám során egy eddig még csipekben állófázisként nem alkalmazott anyagot, szilika aerogélt integráltam a mikrofulidikai csipek csatornájába. Az aerogélek kromatográfiás célokra való alkalmazásai mikrofluidikai csipekben számos előnyt jelenthetnek rendkívüli porozitásuk, nagy fajlagos felületük miatt. Az aerogél tömb porítása után nagyon kis, kb. 1 µm-nél kisebb részecskéknek mikrocsatornába töltését kellett megoldanom. Az általam kidolgozott töltési eljárásnál az öntőforma készítéséhez szükséges litográfiás maszkra rajzolt vonal segítségével egy szűkület volt kialakítható az elkészült csip csatornájában, e szűkületnél nemcsak a csatorna szélessége, de magassága is jelentősen rövidült Ez a szűkület a folyadék szempontjából átjárható volt, de az aerogél részecskéket már nem engedte át. Az aerogélrészecskék visszatartásával elkészült töltet többféle effektus (horgony-, zárókő, bilincs-hatás) révén rögzült a rugalmas anyagú (poli(dimetil-sziloxán), PDMS) csipben. A töltetek készítése ezzel a módszerrel viszonylag gyors és reprodukálható eljárássá vált. A kész aerogéltöltetek kromatográfiás tulajdonságainak vizsgálata során 100 nL mintaoldatból 50x-es dúsítást értünk el. A töltet alkalmas komponensek kromatográfiás elválasztására is. A megfelelő körülmények mellett 2 ételfesték 10 s-on belül is elválasztható volt. Az előállított kromatográfiás csipek nagy előnye a rendkívül kis térfogatú minták gyors elemzésének lehetősége. A kromatográfiás tölteteket tartalmazó csatornarendszerek ugyanazon a csipben való sokszorozásával lehetőség nyílik egyetlen minta egyszeri mintainjektálással több különböző tölteten történő elemzésre, vagy sok minta egyidejű meghatározására.

44


ANALA-8

Régészeti kerámialeletek röntgen pordiffrakciós vizsgálata Pataki Bernadeth, nevezéskor: I. évf. Modern technikák a kémiai szintézisben MSc, Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Kémia és Vegyészmérnöki Kar jelenleg: I. évf. fizika PhD, BME Természettudományi Kar és tudományos segédmunkatárs, MTA Műszaki Fizikai- és Anyagtudományi Kutatóintézetben. Témavezetők: Dr. Veress Erzsébet ny. egyetemi adjunktus Erdélyi Múzeum Egyesület Kutatóintézete, Dr. Emil Indrea tudományos főmunkatárs Országos Izotóp- és Molekulatechnológiai Kutatóintézet Dr. Cosma Constantin egyetemi tanár Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Környezettudományi Kar Munkánk célja egyrészt a rendelkezésünkre álló műszerek-módszerek régészeti kerámiák archeometriai jellemzésére való alkalmasságának, valamint egy újabban felmerült tudományos kérdésnek a vizsgálata. Egyes szerzők véleménye szerint ugyanis téves a feltételezés, hogy a régmúltban a fazekasműhelyek kimondottan a közvetlen közelből kitermelt agyagot és soványítókat használták föl munkájuk során. A mindenkori szakember a nyersanyagot az adott kor igényei, ismeretei és lehetőségei függvényében választotta ki.[1] A röntgen diffraktogramok standard Bruker D8 Advance röntgen diffraktométeren készültek (mérési paraméterek: 45 kV, 45 mA, monokromatikus koherens CuKα sugárzás, adatgyűjtés 0,010 lépésenként, spektrális tisztaságú Al2O3, korund, belső standard). Az eredményekből arra a következtetésre jutottunk, hogy soványító anyagok szempontjából a minták három csoportba sorolhatjuk: az első és a második, a harmadik és az ötödik, illetve a negyedik minta alkot külön csoportot. Feltételezhető tehát, hogy a kerámiák készítéséhez használt soványító anyag három különböző helyről származott. [1] R Martineau, A.-V. Walter-Simonnet, B. Grobéty, M. Buatier, Archaeometry, 49, 1, 23–52 (2007)

45


ANALA-9

Különböző mértékben protonált anionok ionkromatográfiás csúcsalakjának vizsgálata az elválasztás hatékonyságának növelése céljából Sepsey Annamária, I. évf. vegyész MSc PE Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Hajós Péter egyetemi docens Dr. Horváth Krisztián egyetemi tanársegéd PE Analitikai Kémia Intézeti Tanszék Ionkromatográfiás elválasztások során azon mintakomponensek csúcsalakja, melyek az elválasztás körülményei közt, egyazon időben különbözően protonált formában vannak jelen (multiprotikus vegyületek: foszfát, szelenát, oxalát, EDTA, DCTA stb.) kevésbé szimmetrikus és szélesebb, mint az egyszerű, egy- ill. kétszeresen negatív töltésű anionoké, ami jelzi, hogy ezen vegyületek elválasztásának hatékonysága nem megfelelő. Eddigi ismereteink szerint azon anionok analitikai elválasztása, amelyek különböző mértékben protonáltak az eluens pH viszonyainak megfelelően nem megoldott. Ugyanakkor egyensúlyi kémiai számítások módot adnak arra, hogy következtetni tudjunk a különböző protonáltságú komponensek jelenlétére. Az ionkromatográfia sztochasztikus-egyensúlyi modellje [1] alkalmas egyszerű szerves és szervetlen anionok retenciós tulajdonságának, valamint csúcsalakjának leírására. E munka célja a sztochasztikus-egyensúlyi megközelítés kiterjesztése volt a multiprotikus anionok csúcsalakjának leírására az oszlopon belül lejátszódó szimultán egyensúlyi folyamatok [2] (protonálódás, ioncsere, stb.) figyelembevételével. A modell felírása során az egyes minták különbözően protonált alakjainak megkötődését egymástól független, a protonálódást pedig végtelenül gyors folyamatnak tekintettük. A kiterjesztett modell alkalmazásával nyomon követtük az eluens összetétel és pH változásának együttes hatását a mintaion retenciójára és csúcsalakjára (szélesség, aszimmetria). A modell gyakorlati szerepe többek közt abban áll, hogy a multiprotikus mintaionok elválasztásához szükséges optimális eluensösszetétel (koncentráció és pH) a modell segítségével meghatározható, és elválasztásuk hatékonysága növelhető. [1] K. Horváth, M. Olajos, A. Felinger, P. Hajós, J. Chrom. A 1189 (2008) 42. [2] P. Hajós, O. Horváth, V. Denke, Anal. Chem. 67 (1995) 434.

46


ANALA-10

Nanopórus alapú potenciometriás ionszenzorok fejlesztése Takács Ágoston, II. évf. vegyészmérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Gyurcsányi E. Róbert egyetemi docens BME Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Az ionszenzorok fő gyakorlati alkalmazása a biológiai folyadékok (vér, vizelet) elektrolit koncentrációjának meghatározása, amely világszinten több milliárd dollár éves forgalmú piacot jelent. A rutin alkalmazások ellenére, az ionszelektív elektródok analitikai teljesítményparaméterei jelentősen javíthatóak. Ebben a témakörben célul tűztem ki kémiailag módosított nanopórusok alkalmazását ionérzékelésre. Az arany nanopórusok falára az egyes ionok szelektív felismerését biztosító ligandumok, valamint a permszelektivitást nyújtó anionok immobilizálásával újfajta ionszenzor konstrukciót vezettem be [1]. A hatékony miniatürizálás mellett a kovalensen rögzített felismerő molekulák alkalmazása megoldást jelenthet a napjainkban elterjedt folyadékmembrán érzékelők használatakor tapasztalt komponens kioldódásra. Ennek megszüntetése a szenzorok élettartamának és az orvosi célú in vivo alkalmazási lehetőségeinek számottevő növekedését eredményezheti. Munkám során nyommaratott polikarbonát membránokban kialakított arany nanopórusok készítésével, kémiai módosításával és alkalmazásával foglalkoztam. Kísérleteimhez tiol, illetve ditiolán csoporttal rendelkező vegyületeket alkalmaztam, amelyek Au-S kötés kialakulásával önszerveződő monorétegeket alakítanak ki arany felületeken. Potenciometriás mérésekkel bizonyítottam, hogy arany nanopórusokba hosszú hidrofób szénlánccal rendelkező szulfonsav funkcionalitású vegyületet és a pórust hidrofóbbá tevő molekulákat vegyes monorétegekben rögzítve a membrán permszelektívvé tehető. A módosítások során kialakuló transzport gátlás a membránok ellenállásának megnövekedésével jár, amelynek vizsgálatára elektrokémiai impedancia spektroszkópiát alkalmaztam. A nanopórus nanokörnyezetének kémiai módosítása az optimális ionszelektív válasz kialakítása szempontjából több tekintetben is kihívást jelentett. Egyrészt a pórusátmérő optimalizálását igényelte a módosító vegyületek megfelelő kötődése, illetve a permszelektivitás és az ionszelektivitás biztosításához. Emellett szükség volt a különböző funkcionalitással rendelkező komponensek (ionofor, kationcserélő és a hidrofób tiol) felületi arányainak beállítására az optimális analitikai paraméterekhez. [1] Jágerszki, Gy., Takács, Á., Bitter, I., Gyurcsányi, E. R., Angew. Chem. Int. Ed., 50, 1656-1659 (2011)

47


ANALA-11

Mátrixizolációs Raman mérési lehetőség kidolgozása az ELTE-n Vörös Tamás, II. évfolyam Kémia BSc ELTE TTK Kémiai Intézet, Szervetlen Kémiai Tanszék Témavezetők: Dr. Tarczay György adjunktus ELTE TTK Kémiai Intézet Bazsó Gábor PhD hallgató ELTE TTK Kémiai Intézet Mátrixizolációs módszer alkalmazásával lehetőség nyílik reaktív, instabil vegyületek előállítására és vizsgálatára, valamint a hagyományos spektroszkópiai módszereknél jobb felbontású spektrumok felvételére. Eddig az ELTE-n ezt a módszert elsősorban IR, UV és VCD spektroszkópiával társítva alkalmazták. Ezen módszerek mellett az asszignációban, illetve egyéb spektroszkópiai vizsgálatok során gyenge jelet adó minta esetében az azonosításban nagy segítséget nyújt az anyag Raman spektruma is. Munkám célja elsősorban az volt, hogy az optimális mátrixizolációs Raman mérési paramétereket kísérletileg meghatározzam a laborban található mátrixizolációs berendezésre és Raman spektrométerre. A mérések során részben optikai, részben geometriai tulajdonságokból eredő problémákra kerestem megoldást. A vizsgálatok során megkerestem az optimális mérési hőmérsékletet, minta/mátrixalkotó arányt, leválasztási időt, a mérés során a mérőfej és a spektrométer közötti távolságot. Ezeket a megfelelő körülményeket biztosítva acetonitrillel, valamint dirodánnal végeztem méréseket. Ezen eredmények felhasználásával lehetőség nyílik további új, akár reaktív molekulák és gyökök mátrixizolációs Raman spektroszkópiai vizsgálatára. Ez segíti a mátrixizolációs IR spektrumok asszignálását és így a laboratóriumban előállított új anyagok azonosítását is.

48


ANALA-12

Gas chromatographic analysis of aspirin as trimethylsilyl derivative Groza Radu - Constantin, Ist year master student – versenyen kívüli West University of Timişoara, Faculty of Chemistry - Biology - Geography Scientific advisor: Prof. Dr. Ciucanu Ionel West University of Timişoara, Faculty of Chemistry - Biology Geography Acetylsalicylic acid (ASA), also known as aspirin, is widely used as an analgesic, anti-inflammatory and antithrombotic drug. The most commonly used methods for the determination of ASA include spectrophotometric, fluorimetric and chromatographic techniques. Within the present work, ASA was analyzed using gas chromatography. Since ASA decomposes by heating, a derivatization step was necessary prior to gas chromatographic analysis. Derivatization of ASA can be obtained through metilation, trimethylsililation or conversion to fluorinated compounds [1,2]. This work presents the optimal conditions in the process of trimethylsilylation with several frequently used reagents such as trimethylchlorosilane, hexamethyldisilazane, bis(trimethylsilyl)acetamide and trimethylsilylimidazole. A few weak bases were used as proton capturing agents in order to improve the yield of the trimethylsilylation reaction. The aim of this research was to determine the influence of the trimethylsilylation agent and the base on the yield of the reaction. The results obtained for each trimethylsilylation reaction mixture were compared in order to determine the effect of introducing a weak base in the system and the optimal conditions for the derivatization process. [1] Mongillo, J., A., Paul, J., Microchem. J., 55, 308-318 (1997) [2] Drozd, J., Chemical derivatization in gas chromatography, Elsevier, 69-75 (1981)

49

50

Analitikai kémia II. tagozat

51


ANALB-1

Elektrokémiai szenzor optimálása reaktív oxigén és nitrogén származékok detektálására Angyal Tünde, IV. évf. gyógyszerész PTE Általános Orvostudományi Kar Témavezető:

Dr. Nagyné Dr. Zengő Lívia egyetemi adjunktus PTE Fizikai Kémiai Tanszék

Az oxidatív stressz egyre növekvő figyelmet kap mind különböző fiziológiás folyamatok, mind pedig betegségek széles spektrumával kapcsolatban. A reaktív oxigén származékok szerepe már számos területen bizonyítást nyert, mint az öregedés, jelátvitel, immunválasz, valamint bőrgyógyászati, idegi és immunológiai kórképekben. Méréseim során amperometriás detektálási technikát alkalmaztam. A Pt elektród szelektivitását a felületén kialakított polimer biztosította. A m-fenilén-diamin monomerből elektrokémiai polimerizációval méret-kizárásos réteget készítettem és ezt modelleztem, ennek kialakulását valós idejű elektrokémiai kvarc-kristály mikromérleggel nyomon követtem. Atomerő mikroszkóp segítségével nagy felbontású 3 dimenziós felvételek készültek a réteg felületének morfológiájáról. A jól működő szelektív réteg érzékenységének fokozására a periodikusan megszakított amperometriás módszert alkalmaztam. Az eljárást kipróbáltuk in vitro szelektív H2O2 detektálásra. Teszteltem a fönti módosítások használhatóságát µm-es dimenzióval rendelkező elektródokon és terveztem egy in vivo elektrokémiai vizsgálatokhoz kényelmesen használható elektród elrendezést. [1] Nagy L., Kálmán N., Nagy G.: J.Biochem. Biophys. Methods 69 (2006) 133141. [2] Tamaskó M., Nagy L., Witmann I., Mikolas E., Molnar A. G., Nagy G.: Physiologocal Measurement 28 (2007) 1533-1542. [3] Matsumoto A., Ichiba M., Horita M., Yamashita Z., Takahashi T., Isse T., Oyama T., Kawamoto T., Tomokuni K.: Alcohol 41 (2007) 57-59.

52


ANALB-2

Gyógyszermaradványok meghatározása szennyvíziszapból QuEChERS LC-MS/MS technikával Bodai Zsolt, I. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Eke Zsuzsanna egyetemi adjunktus ELTE Analitikai Kémiai Tanszék Varga Renáta PhD hallgató ELTE Analitikai Kémiai Tanszék A rohamos népességnövekedés mellé jelentősen növekvő gyógyszerfogyasztás társul. Egyre több szennyvíz, valamint szennyvíziszap termelődik, melyet a magas szervesanyag és egyéb talajminőség-javító anyagtartalma miatt célszerű lenne mezőgazdasági célokra felhasználni. A szennyvíziszap mezőgazdasági felhasználásáról szóló kormányrendelet [1] számos szerves anyagra kiterjed gyógyszerhatóanyagokra azonban nem. A bevitt gyógyszereket a szervezet nem használja fel teljes mértékben, így azok, valamint a metabolitjaik bekerülnek a szennyvíziszapba, majd a mezőgazdasági célú felhasználás után dúsulhatnak növényekben, állatokban. Épp ezért ezen vegyületek folyamatos nyomon követése elengedhetetlen. Célom az volt, hogy egy egyszerű, olcsó, hatékony minta-előkészítési módszert találjak, ami megfelelő rendszerrel csatolva (LC-MS/MS) alkalmas lehet a szennyvíziszapban alacsony koncentrációban jelenlevő gyógyszermaradványok kimutatására. E célból a QuEChERS nevű eljárással foglalkoztam, ami egy gyors, egyszerű, olcsó, hatékony, robusztus és biztonságos (quick, easy, cheap, effective, rugged and safe) módszer, melyet eredetileg peszticidek meghatározására fejlesztettek ki zöldségekből és gyümölcsökből [2]. Tudományos diákköri munkám során egy igen összetett mátrixból -szennyvíziszapból- gyógyszermaradványok mérésére alkalmas minta-előkészítési módszer fejlesztésének első lépéseit tettem meg. A módszer 26 komponensre terjed ki. Magában foglalja a leggyakoribb szív- és érrendszeri betegségek esetén használatos, valamint gyomorsav-túltengést gátló szereket. Az alkalmazott módszer, a QuEChERS, számos paraméter optimálása után alkalmasnak bizonyult a vizsgálni kívánt komponensek kimutatására adalékolatlan szennyvíziszap minta esetén. [1] 50/2001 (IV.3.) Kormány Rendelet [2] M. Anastassiades, S.J. Lehotay Journal of AOAC international, 86, 412-431 (2003)

53


ANALB-3

A Déli-Bakonyból származó ehető gombafajok Po-210 koncentrációjának meghatározása Csordás Anita, III. évf. környezetmérnöki BSc PE Mérnöki Kar Témavezető:

Dr. Kovács Tibor egyetemi docens PE Radiokémiai és Radioökológiai Intézet

A gombák kiemelkedő szerepet kapnak az erdei ökoszisztémákban, néhány gombafaj képes egyes nyomelemek akkumulációjára is. Egyes kalapos gombák esetén a micélium nagy talajfelszín alatti kiterjedése miatt viszonylag nagy területről képes akkumulálni a nyomelemeket. Így egyes esetekben nukleáris balesetek és egyéb nehézfém-szennyeződéssel járó balesetek után a gombák gyakran vizsgált indikátorok. A Pannon Egyetem Radiokémiai és Radioökológiai Intézetében több éve folyik a környéken gyűjtött gombák radiológiai vizsgálata. Munkám során a Déli-Bakony területén 2009-2010-ben gyűjtött 19 db kalapos gombaminta Pb(Po)-210 meghatározását végeztem el. A meghatározást félvezető (PIPS) detektoros α-spektrométerrel végeztem. A mintaelőkészítés során kombinált savas feltárást alkalmaztam. A mérés pontosítása és reprodukálhatósága érdekében Po-209 nyomjelzőt adtam a mintához. Ezt követően spontán depozícióval választottam le a polóniumot Ni tartalmú, saválló acéllemezre. A vizsgált gombaminták Pb(Po)-210 aktivitás-koncentrációja 1 mBq/g és 184 mBq/g között változott. Ezek az értékek összhangban vannak az erről a területről gyűjtött korábbi gombaminták mérési eredményeivel. Az egyes fajok akkumulált Pb(Po) mennyisége nem mutat jelentős évenkénti változást. Az általam vizsgált gombafajok esetén elvégeztem a gombák fogyasztásából, annak Po-210 tartalmától származó sugárterhelés becslését, mely alapján elmondható, hogy egyes gombafajok esetében viszonylag magas a fogyasztásból származó sugárterhelés nagysága.

54


ANALB-4

Szlovéniai talajminták radiológiai elemzése Fábián Ferenc, II. évf. vegyészmérnöki BSc PE Mérnöki Kar Témavezető:


Napjainkban egyre nagyobb figyelem fordul a lakóházak és munkahelyek egészséget veszélyeztető körülményeinek csökkentésére. Az egyik ilyen tényező ezen területek sugárveszélyessége. Ezt elsősorban a talajban lévő természetes eredetű radioizotópok (elsősorban radon és leányelemei) okozzák. Az utóbbi időben a térinformatika és a komplex adatkezelési módszerek fejlődésével újra előtérbe került egyes területek radiológiai felmérése. Több országra kiterjedő projekt keretében komplex radiológiai és radonpotenciál térkép kidolgozására kerül sor, ebben a munkában a szlovéniai talajminták laboratóriumi radiológiai vizsgálata volt a cél. A munka során 70 db szlovéniai talajminta gamma-spektrometriai elemzésére és radon emanációs tényezőjének meghatározására került sor. A talajminták Th-232, Ra226, K-40 koncentrációját alacsonyhátterű HPGe gamma spektrométerrel határoztam meg, relatív módszerrel. A légszáraz minták mérését alumínium Marinelli edényben, 30 napos légmentes lezárás után 60, illetve 80 000 másodpercig végeztem. A radonemanációs tényezőt törőcellás módszerrel határoztam meg, a szekuláris egyensúly beállása után, NDI detektorrendszerbe épített Lucas cellával. A vizsgált minták Th-232, Ra-226 és K-40 koncentrációja átlagosnak mondható, még az uránbányák környezetében vett minták sem mutatnak jelentős anomáliát. A mért K-40 aktivitáskoncentrációk 400-600 Bq/kg, Th-232 60-100 Bq/kg, Ra-226 60-80 Bq/kg értékek között változnak. A rádiumkoncentrációk és az emanációs tényezők egyes esetben nagyobbak, amelyek magyarázatot jelentenek egyes szlovéniai lakóházak, iskolák magas radonkoncentrációjára. A kapott adatokkal kiegészítve a komplex adatbázist, amely több fontos adatot tartalmaz, mint pl. talajmechanikai, geológiai, hidrogeológiai terepi radon és talajgázméréseket, elkészíthető a terület radiológiai térképe. Az adatbázis jelentős szerepet kaphat a későbbi radon és sugárveszélyes területek megítélésében, építési engedélyek kiadásában, így döntéshozókat támogató rendszer kialakításában.

55


ANALB-5

Táplálékkiegészítőkben használt β-Ciklodextrin zárványkomplexek előállítása és vizsgálata Erdei Gyula, I. évf. élelmiszer-ipari termékek technológiája és minőségellenőrzése MSc Ferencz Zsolt, I. évf. élelmiszer-ipari termékek technológiája és minőségellenőrzése MSc Babeş–Bolyai Tudományegyetem, Kémia és Vegyészmérnöki Kar Témavezetők: Dr. Rácz Csaba egyetemi tanársegéd Babeş–Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár, Kémia és Vegyészmérnöki Kar, Fizikai kémia tanszék Dr. Csavdári Alexandra egyetemi docens Babeş–Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár, Kémia és Vegyészmérnöki Kar, Fizikai kémia tanszék A dolgozat célja, a táplálékkiegészítőkben alkalmazott α-liponsav (LS) és Lutein (LU) β-ciklodextrin (β-CD) komplexek előállítása, ezek létrejöttének vizsgálata, és az ipari termelésre legalkalmasabb előállítási módszer kiválasztása. Különböző komplexképzési módszereket használtak: szuszpenzióban; együttkristályosítással és liofilizálással. A komplex létrejöttét infravörös spektroszkópiával, valamint pásztázó kalorimetriás módszerrel vizsgálták, a sztöchiometria meghatározásához UV-VIS spektroszkópiát használtak. A vizsgálatok bebizonyították, hogy mindkét komplex létrejött, valamint a komplexképzés 1:1 mólarányban ment végbe. Végül is ipari termelés szempontjából az LS-β-CD komplex előállítására a szuszpenziós módszert javasolták, míg a LU-β-CD komplex előállítására az együttkristályosítás módszerét. Kulcsszavak: α-Liponsav, Lutein, β-Ciklodextrin, zárványkomplex

56


ANALB-6

Bioaktív szénhidrát komponensek gázkromatográfiás vizsgálata élelmiszer alapanyagokban és termékekben Harasztos Anna Helga, II. évf. biomérnök BSc BME Vegyész Kar Témavezetők: Dr. Tömösközi Sándor egyetemi docens BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék Balázs Gábor doktor jelölt BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék Az emberi táplálkozásban alapvető jelentőségű gabonákban található nem keményítő jellegű poliszacharidok, illetve az ezek között legnagyobb mennyiségben jelenlévő arabinoxilánok (AX) szerepet játszanak az élelmiszerek táplálkozástani és technológiai tulajdonságainak kialakításában. Bár egészségmegőrző és betegségmegelőző hatásuk régóta ismert, a funkcionális komponensként történő felhasználásukra irányuló kutató-fejlesztő munka csak az elmúlt évtizedben indult meg. [1] A fejlesztés azonban nagy jelentőségű lehet, mivel a gabonaalapú termékek szinte mindenki számára alapélelmiszernek számítanak. Ezért kutatásaink középpontjában olyan analitikai módszer fejlesztése és alkalmazása áll, amely alkalmas az arabinoxilánok eddiginél pontosabb meghatározására, és ezáltal az ezen komponenseket magasabb arányban tartalmazó élelmiszerek fejlesztésének magalapozására. Az első analitikai feladat a gázkromatográfiás módszer optimálása volt. Majd az optimált módszerrel vizsgáltuk a nemesítés és a malmi technológia hatását, valamint az alapanyagvizsgálatok alapján készült kísérleti termékeket. Az optimált analitikai módszer számos gyakorlati alkalmazás előtt nyitott ajtót: meghatározó szerepe lehet gabonavonalak AX tartalom alapján történő szelektálásában, a malmi technológiák ilyen irányú optimálásában, az AX és a mellette előforduló egyéb bioaktív poliszacharidok funkcionális és táplálkozástani tulajdonságainak vizsgálatában, valamint alapvetően szükséges a roncsolás-mentes gyors módszerek kalibrációjának elkészítéséhez is [1] Gebruers K., Courtin C.M., Delcour J.A. 2009. Health Grain methods, 177-189. oldal AACC International Inc. A munka kapcsolódik két kutatási programhoz, a TECH_08_A/2-2008-0425 számú NTP projekthez , valamint a CK 80334 OTKA kutatáshoz.

57


ANALB-7

A keményítő-állapottól függő reológiai paraméterek alkalmazásának lehetőségei a búzaminősítésben Hevér Alina, II. évf. biomérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Tömösközi Sándor egyetemi docens, Szendi Szilvia PhD hallgató BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

A búza minőségének megítélése elsősorban a belőle készült őrlemények és termékek minősítésén keresztül történik. A reológiai jellemzők alapvető fontosságúak a malom- és a sütőipar számára. Mindeddig nagy hangsúlyt a fehérje-, elsősorban a sikértulajdonságtól függő reológiai paraméterekre helyeztek, azok a műszerek pedig, amelyek a keményítőtulajdonságokat határozták meg, mind csak liszt-víz szuszpenziókkal dolgoztak (esésszám, amilográf, gyors viszkoanalizátoros mérések). Munkám célja annak megállapítása, hogy a keményítőtulajdonságok mérésén alapuló minősítési módszerek beilleszthetőek-e az újfajta minősítési rendszerekbe, adnak-e plusz információt a már használatban lévő műszerekhez képest, érzékenyebben jelzik-e a környezeti hatásokat, a fajták közötti különbségeket. Hét különböző termőhelyről származó, 18 búzafajtát vizsgáltam. Méréseimet egy új készülékkel, a Mixolabbal végeztem, mely lehetővé teszi a lisztek komplex reológiai analízisét, ezen belül a keményítőállapottól függő paraméterek meghatározását. Egyetlen tesztből nyerhettem információt olyan tulajdonságokra vonatkozóan, ami korábban csak legalább három különálló teszt elvégzésével volt lehetséges. Az eredményként kapott paraméterek közötti eltérések szignifikanciáját Statistica 9.1 program segítségével értékelem ki. A paraméterek és a görbék alapján a fajták közötti különbségek egyértelműen megmutatkoznak, a termőhelyek összehasonlításából pedig látszik, hogy a viszkozitásszerű paraméterek egy része érzékenyebben reagál a környezetre. A Mixolabos paraméterek értékelésének egyedülálló lehetősége a pókháló diagram, mint minőségprofil generálása, mely jól használható a minőségi különbségek gyors szemléltetéséhez. A minták egy részénél elvégzett RVA-s vizsgálatok eredményei jól összeegyeztethetők a Mixolabos mérések eredményeivel. A kutatómunka a „Pannon búza fajták és fajtajelöltek nemesítése, termesztési és élelmiszeripari feldolgozási rendszerének fejlesztése” c. NTP programhoz kapcsolódik (TECH-09-A3-2009-0221)

58


ANALB-8

Az in-situ radioizotópos nyomjelzéses elektródsüllyesztéses módszer továbbfejlesztése porózus fémelektródok vizsgálatára Horváth Dávid, V. évf. vegyész PE Mérnöki Kar Témavezető:

Dr. Varga Kálmán egyetemi tanár PE Radiokémiai és Radioökológiai Intézet

A kombinált radioizotópos nyomjelzéses és elektrokémiai ún. elektródsüllyesztéses módszer hatékonyan alkalmazható jól definiált poli és egykristály szerkezetű fémelektródok felületén az anyag és töltéstranszport folyamatok in-situ vizsgálatára. A módszer eredeti változatát azonban polírozott kompakt fémfelületek tanulmányozására dolgozták ki. Ez a tény nagymértékben korlátozza alkalmazhatóságát mind a vizsgálható jelzett specieszek, mind az ipari jelentőségű fémes szerkezeti anyagok vonatkozásában. Nem alkalmas alacsony fajlagos aktivitású jelzett specieszek (Cl-36tal jelzett klorid-ionok) szorpciós folyamatainak nyomon követésére, illetve a felületi többletkoncentráció (Γ) kvantitatív meghatározására sima, kis érdességi tényezőjű (γ<2) kompakt fémfelületeken. Mind az in-situ radioizotópos nyomjelzéses eljárás érzékenysége növelhető (azaz a kimutathatósági határ csökkenthető), mind a vizsgálható rendszerek köre bővíthető, amennyiben a korábban kidolgozott méréstechnikai alapelveket továbbfejlesztjük porózus, nagy érdességi tényezőjű (γ>10) kompakt fémelektródok vizsgálatára. A vázolt módszertani fejlesztés révén olyan korábban in-situ nyomjelzéstechikai eljárásokkal nem mérhető - folyamatokról nyerhetünk információt, mint a klorid-ionok feldúsulása a paksi atomerőmű primer hűtőkörében alkalmazott korrózióálló acélfelületeken. Elsőként a (S-35-tel és Cl-36-tal jelzett) szulfát- és kloridionok kompetitív adszorpciójával foglalkoztam kis érdességi tényezőjű (γ<2) Pt-elektród felületén. A mérések eredményeként megállapítható, hogy: a kloridion rendkívül erősen kötődik a polikristályos platina felületén, azonban a nyomjelzett Cl-36 megkötődése mennyiségileg nem kimutatható. Második lépésként, a nagy érdességi tényezőjű kompakt felületek méréstechnikai alapelveit, valamint a méréshez szükséges összefüggéseket dolgoztam ki, melyek segítségével a módszer kibővíthetővé vált ipari jelentőségű felületek és kis fajlagos aktivitású specieszek vizsgálatára. Köszönetemet szeretném kifejezni a Paksi Atomerőmű Zrt-nek az eddigi és jövőbeni támogatásáért.

59


ANALB-9

Dohánynövény alkalmazása uránbánya remediációjának ellenőrzésében Horváth Mária, III. évf. környezetmérnöki BSc PE Mérnöki Kar Témavezető:


A dohány Po(Pb) felhalmozó képessége régóta ismert, egyes kutatók az izotópok levélfelületen való megkötődését, más elméletek a gyökérzeten keresztül történő felvételt tartják a lehetséges megkötési módnak. A rekultivált, nehézfémeket és radioizotópokat tartalmazó meddőhányók, iszaptározók esetén a rekultiváció hatásossága, a növények nyomelem felvétele fontos kérdés. A Pannon Egyetem Radiokémiai és Radioökológiai Intézetében több éve folynak dohánytermesztési kísérletek, többek közt a mecseki remediált uránbánya területén. Dolgozatomban a 2001-ben elkezdett, remediált uránbánya-területeken kísérleti céllal termesztett dohánynövények Po-210 (Pb-210) koncentrációját vizsgáltam és foglaltam össze. Meghatározva a dohány Po(Pb) akkumuláló képességét és a talaj-dohány közötti transzferfaktor értékét, a zagytározó vízbázist és élővilágot veszélyeztető hatása vizsgálható. Munkám során a 2002 és 2009 között termesztett, összesen 31 darab dohány és talajminta Po-210 koncentrációját határoztam meg félvezető (PIPS) detektoros alfa-spektrométer segítségével. A mérésre alkalmas forrást spontán depozíciós eljárással készítettem a minta kombinált savas feltárása után, Po-209 nyomjelző alkalmazásával. A kapott eredmények alapján megállapítható, hogy a dohány és talajminták Po(Pb)-210 aktivitás-koncentrációja 2.12 ± 0.8 – 1866 ± 98 mBq/g között változott. Feldolgozva a korábbi évek mérési adatait, látható volt, hogy a talajminták Po(Pb) koncentrációjának változásával a dohányminták aktivitás-koncentrációja is arányosan változott. Így a későbbiekben a zagytározóból kioldódó és migráló radioizotópok nyomon követhetők.

60


ANALB-10

Polifenolok elemzése multiprogramozott HPLC módszerrel Makuta Mariann, Molekuláris Biológia MSc II. évf. DE-OEC Általános Orvostudományi Kar Témavezetők: Dr. Harangi János egyetemi docens Dr. Harangi Mariann egyetemi adjunktus DE-OEC I. Belgyógyászati Klinika A sokkomponensű rendszerek elemzése szükségessé teszi az elemzési paraméterek változtatását a HPLC elemzés során annak érdekében, hogy széles polaritásbeli eltérést mutató komponenseket el tudjunk választani egy elemzésben. Az eddig alkalmazott gradiens elúció mellett kísérleteinkben a hőmérsékletet és az áramlási sebességet is változtattuk, amivel az elemzésben az eddigieknél szélesebb polaritás tartomány vizsgálható rövidebb elemzési idő alatt. Az áramlási sebesség programozását az emelkedő hőmérséklet és a növekvő szerves módosító tartalom által okozott viszkozitás csökkenése teszi lehetővé. Bizonyítottuk, hogy az elválasztóképesség a hőmérséklet és az áramlási sebesség programozásával nem romlik, sőt alkalmas paraméterek mellett javul. Ezt a módszert multiprogramozott HPLC-nek nevezzük, alkalmazhatóságát borok polifenol tartalmának meghatározásával teszteltük.

61


ANALB-11

Az Aprotinin meglepetései: avagy gyártásközi szennyezők tömegspektrometriai szerkezetvizsgálata Tarsoly Gergely, II. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar; Richter Gedeon Nyrt. Szerkezetkutatási Osztály Témavezető:

Kóti János kutató-fejlesztő Richter Gedeon Nyrt. Szerkezetkutatási Osztály

Az aprotinin 58 aminosavból álló polipeptid, mely sokrétű gyógyászati alkalmazással rendelkezik. Enziminhibíciós hatása miatt vérzéscsökkentőként használják, bizonyos baktériumokkal szemben pedig antibakteriális tulajdonságot mutat. A Richter Gedeon Nyrt. foglalkozik aprotinin gyártásával, és a szennyezési profil vizsgálatakor felderített új szennyező molekulák vizsgálatával a Szerkezetkutatási osztályt bízták meg. A szennyezők preparatív HPLC-n legyűjtve kerültek az osztályra a Technológiai fejlesztő laboratórium II-ről. A preparatív munkával foglalkozó vegyészek az eljárás ismeretében koncepciókat dolgoztak ki azzal kapcsolatban, hogy milyen szennyezőket várnak, ezen elképzelések igazolásához ultranagyfelbontású tömegspektrometriás méréssel megmértük a molekulatömegét. A célunk az volt, hogy a szennyezők igazolása mellett azok spektroszkópiai karakterizálását is elvégezzük, tehát ujjlenyomat szerű azonosításhoz illetve komolyabb szerkezetbizonyításhoz alkalmas tömegspektrometriás módszert dolgozzunk ki. A módszereinkben elektronspray ionizációt, lineáris ioncsapda és ionciklotron-rezonancia analizátorokat alkalmaztunk, illetve MSn módszereknél CID, ECD és IRMPD fragmentációkkal dolgoztunk. A mintát mértük kémiai változtatás nélkül, a kénhidakat redukálva, enzimatikus emésztéssel és kémiai módszerrel hasítva is. Méréseink eredményeivel sikeresen beazonosítottuk a szennyezőket, és sikerült a módszereinket úgy finomítani, hogy a polipeptid szekvenciájának nagy részét, köztük a szennyező és a gyógyszermolekula közötti különbséget okozó aminosavak jelenlétét reprodukálható módon bebizonyítsuk.

62


ANALB-12

Élelmiszer-feldolgozási folyamat allergén fehérjékre gyakorolt hatásának vizsgálata módszervalidálási protokoll fejlesztéséhez Hajas Lívia, I. évf. biomérnök MSc Török Kitti, IX. évf. biomérnök BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Tömösközi Sándor egyetemi docens BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék

A népesség egyre nagyobb hányadánál bizonyos élelmiszer-összetevők – általában természetszerűleg előforduló fehérjék - kedvezőtlen reakciókat okozhatnak, melyek különböző formában nyilvánulhatnak meg: immun-mediált élelmiszerallergia vagy nem-immunmediált élelmiszerintoleranciaként. Az élelmiszerallergiát gyógyítani nem lehet, egyetlen kezelési módja az adott allergén fehérjét tartalmazó élelmiszerek étrendből történő kihagyása. A betegek biztonsága érdekében a kapcsolódó törvényi előírások folyamatosan szigorodnak, a jelenleg érvényben lévő EU direktívák szerint 14 allergén komponens jelölése kötelező a termékek csomagolásán. Ehhez azonban olyan pontos és megbízható analitikai módszerek szükségesek, melyek alacsony mennyiségben is képesek kimutatni a kérdéses fehérjetartalmat. Ennek elérése kizárólag validált módszerekkel lehetséges, jelenleg azonban nem állnak rendelkezésre referencia anyagok és módszerek. Az egyik fő probléma az, hogy számos élelmiszer-mátrix létezik, nem tisztázott, hogy ezekben hogyan viselkednek az allergén fehérjék, hogyan változnak a feldolgozás, elsősorban a hőkezelés (sütés, főzés, pörkölés, stb.) alatt. Kutatásaink célja élelmiszer-feldolgozási folyamat allergén fehérjékre gyakorolt hatásának vizsgálata volt, mely fontos információkkal szolgálhat egy jövőbeni módszervalidálási protokoll fejlesztéséhez. Búzaliszt alapú süteményekkel, mint feldolgozott élelmiszer-mátrix modelltermékkel dolgoztunk, mely két meghatározott allergénforrást, tojás- és tejfehérjét tartalmazott ismert mennyiségben. A munka minden fázisában mintát vettünk az allergén mennyiségi meghatározása céljából. Az alkalmazott analitikai módszer a szendvics- és indirekt kompetitív ELISA volt. Méréseink során azt tapasztaltuk, hogy a sütési fázis lecsökkenti a mérhető fehérjék mennyiségét. Ennek pontos hátterét biztosan nem ismerjük, különböző módokon magyarázható. Egyik lehetséges ok a fehérjék hődenaturációja vagy az, hogy a mérési, mintaelőkészítési módszer nem megfelelő az alkalmazott mátrixhoz. A jövőbeni céljaink közé tartozik ezen okok feltárása, valamint a kísérletsorozat kiterjesztése a cöliákiában szenvedők számára kérdéses gluténra.

63


ANALB-13

Szőlőmag olajok összetételének vizsgálata Varga Gerda, II. biológia MSc Debreceni Egyetem, Természettudományi és Technológiai Kar Témavezetők:

Dr. Harangi János egyetemi docens Pannon Egyetem, Műszaki Informatikai Kar Rendszer és Számítástudományi Tanszék Dr. Sipiczki Mátyás egyetemi tanár Debreceni Egyetem, Természettudományi és Technológiai Kar Genetikai és Alkalmazott Mikrobiológiai Tanszék

Különböző borvidékekről származó vegyes szőlőből nyert szőlőmag olajok összetételét elemeztük, megállapítottuk, hogy a komponens összetétele hasonló, a szőlőmag olajok nagyrészt telítetlen zsírsavakat tartalmaznak. A legnagyobb komponens a linolsav (C18:2), amely legalább 50%-át jelenti a teljes zsírsav mennyiségnek. Jelentős mennyiségben vannak jelen az ennél nagyobb telítetlenségű komponensek is. A retenciós idő alapján a 24 szénatomszámú tartományban nervonsav előfordulása látszott valószínűsíthetőnek. Ez a komponens nagyon jelentős biológiai aktivitással rendelkezik, ezért a komponens jelenlétét tömegspektrometriás vizsgálattal próbáltuk megerősíteni. Kiderült azonban, hogy ebben a tartományban nem zsírsavak, hanem szteránvázas komponensek eluálódnak. Ugyancsak ebben a tartományban találhatók szilikonolaj jellegű komponensek, amelyek valószínűleg a présgépből kerültek a mintába.

A hajós-bajai borvidékről származó szőlőmag olaj zsírsavösszetétele

64


ANALB-14

Zearalenon hőtranszformációjának vizsgálata élelmiszerekben eltérő térfogatnövelő szerek hatására Végh Éva Kinga, III. évf. kémia-biológia BSc Eszterházy Károly Főiskola Természettudományi Kar Témavezető:

B. Tóth Szabolcs főiskolai adjunktus Eszterházy Károly Főiskola, Élelmiszertudományi Intézet; Kémia, Borászati kémia és Borászat Tanszék

Az élelmiszer alapanyagok mezőgazdasági termelésben történő termesztése során a napjainkban előtérbe kerülő biogazdálkodás miatt a növényvédő szerek felhasználása háttérbe szorult. Ezen tevékenység hozományaként a növényeken megtelepedő gombák száma megnőtt a számukra kedvezően alakuló életkörnyezet hatása miatt. A penészgombák által termelt másodlagos anyagcseretermékek – mikotoxinok – keletkezése, összes mennyisége a gombák számának a növekedtével egyenes arányban nőtt, amely az élelmiszerek minőségében jelentős kockázati tényezőként szerepel. A kutatás során a Zearalenon mennyiségének a változását vizsgálom különböző élelmiszer adalékanyagok, mint térfogatnövelő szerek változtatása során. A kutatás jelentősége az élelmiszerek – főleg kenyérfélék – sütése során felhasznált fő-, segéd- illetve adalékanyagok minőségi hatásának a vizsgálata a zearalenon mennyiségi változására. Továbbá meghatározni azon adalékanyagokat, amelyek adagolása révén a toxin mennyisége csökkenhet az élelmiszerekben. A kutatás során egy, a hétköznapokban használt kenyérsütési recept felhasználásával készítettem pékárut, amelyet a fent említett zearalenon toxinnal szennyeztem. A sütési paraméterek közül csak a térfogatnövelő szer minőségét változtattam a normál élesztő, sütőpor és szalalkáli viszonylatában. A feltevésem a toxin bomlása és a térfogatnövelő szer által létrehozott különböző pH-jú közegek kapcsolatában az volt, hogy a zearalenon erősen lúgos közegben jelentősen bomlik, hatása megszűnik. A vizsgálat során a különböző térfogatnövelő szerek segítségével sütött pékárú maradék, még mobilizálható zearalenon tartalmát HPLC-UV technikával határoztam meg. A kísérletek során 10 illetve 20 mg L-1 koncentrációjú zearalenon sztenderdekkel végeztem el a vizsgálkatokat, amelyek eredményeként a három térfogatnövelő szer között a zearalenon bomlására gyakorolt hatás szempontjából jelentős eltérések mutatkoztak.

65

66

Anyagtudomány tagozat

67


ANYT-1

A Fe(III) lokális szerkezetének szerepe a Fe(III)-mal dópolt TiO2 fotokatalizátorok aktivitásában Bajnóczi Éva Gabriella, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Sipos Pál egyetemi docens SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

Munkám során két eltérő (szol-gél ill. lánghidrolitikus) módszerrel előállított, Fe(III)-mal dópolt fotokatalizátor mintasorozat szerkezetét hasonlítottam össze. Az összehasonlítás azért vált érdekessé, mert azt tapasztaltuk, hogy a Fe(III) hozzáadása hatására a fotokatalitikus aktivitás a két mintasorban eltérő módon változik mind Vis, mind UV-fénnyel történő megvilágítás mellett. A szol-gél eljárással készült (S) minták esetében a növekvő Fe (III)-tartalommal maximumgörbén haladt keresztül, míg a lánghidrolitikus minták (L) a Fe (III)-tartalomtól függetlenül sokkal alacsonyabb fotokatalitikus aktivitást mutattak, mint az azonos körülmények között előállított dópolatlan katalizátor. Az S és L mintasorban tehát ugyanaz az adalékanyag (Fe2O3) a fotokatalitikus aktivitás szempontjából ellentétes hatást váltott ki. Kutatásaim célja az volt, hogy a fotokatalizátorok részletes összehasonlításával szerkezeti magyarázatot találjak erre az eltérő hatásra. A katalizátorok jellemzésére atomabszorpciós spektrofotometriát, diffúz reflektancia spektroszkópiát, röntgendiffrakciót, transzmissziós elektronmikroszkópiát valamint röntgen-fotoelektron spektroszkópiát használtunk. Ezek alapján bebizonyítottuk, hogy a katalizátorok tömbi tulajdonságaiban azonosítható különbségek nem indokolják azok eltérő fotokatalitikus viselkedését. Így a jelenség magyarázatát a dópolóanyag szerkezetének (elsősorban a Fe(III) lokális szerkezetének) különbségeivel kíséreltük meg leírni. Röntgen-sugár abszorpciós spektroszkópia (XAFS) segítségével a két mintasorozat között jelentős különbségeket mutattunk ki a Fe(III) lokális szerkezetében. A pre-edge és a XANES régió alapján mindkét sorozatra torzult oktaéderes geometria jellemző, de a torzulás az S sorozatban jelentősen nagyobb mértékű, mint az L-ben. Az EXAFS régió elemzése alapján a S sorozat tagjaiban jelentősen nagyobb számú hibahely figyelhető meg, mint az L sorozatban. A hibahelyekre vonatkozó megállapításainkat független Mössbauer-spektroszkópiai vizsgálatokkal is megerősítettük. Emellett az S sorozaton belül az aktivitás maximumgörbe szerinti változását a Fe(III) körüli geometria torzulásának jól megfigyelhető megváltozásával értelmeztük.

68


ANYT-2

Inverz gázkromatográfia alkalmazása cellulóz alapú szubsztrátumok felületi tulajdonságainak jellemzésére Bandi Éva Eszter, I. évf. vegyészmérnöki MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Csiszár Emília egyetemi docens BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék Dr. Fekete Erika tudományos főmunkatárs BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék A lineáris inverz gázkromatográfia (IGC, infinite dilution) egy gyors és viszonylag egyszerű módszer szilárd felületek energetikájának tanulmányozására. A lineáris IGC alkalmazásakor a vizsgálandó anyaggal töltjük meg a kolonnát, majd ismert jellemzőkkel rendelkező folyadék gőzét injektáljuk a vivőgáz áramába. A retenciós adatokból az adszorbens felületi tulajdonságait határozhatjuk meg, azaz a felületi feszültség diszperziós komponensét ( γ Sd ), illetve a sav-bázis konstansokat (elektron akceptor: KA; elektron donor: KD). Az elmúlt években a cellulóz alapú szubsztrátumok felületi tulajdonságait több szerző is vizsgálta inverz gázkromatográfiás módszerrel. A publikált eredmények azonban számos ellentmondást tartalmaznak, amely elsősorban az eltérő (vagy éppen nem definiált) mérési paramétereknek és a minta előkészítésnek tudható be. A szerzők nagy része egyetért abban, hogy a felületi feszültség diszperziós komponense csökken a növekvő hőmérséklettel, de gyakorlatilag nincs egységes álláspont a felület energetikájára és bázicitására vonatkozó legalapvetőbb kérdésekben. Tudományos diákköri dolgozatomban nyers pamut és len szubsztrátumok felületi tulajdonságait jellemeztem IGC-vel és más analitikai módszerekkel. Darált és szálas mintákat vizsgáltam állandó kifűtést alkalmazva. Összehasonlítottam a szálasanyagok felületi tulajdonságait, valamint jellemeztem a szubsztrátumok megjelenési formájának (szálas, darált) hatását a mérhető felületi jellemzők értékére. Vizsgáltam a felületi feszültség diszperziós komponensének hőmérséklet függését, továbbá a felületek savbázis viselkedését poláros molekulákkal. Az IGC-vel nyert mérési eredményeket összevetettem más módszerekkel (vízgőzszorpció, rézszám, polimerizációs fok, SEM, elektronsugaras mikroanalízis) kapott eredményekkel.

69


ANYT-3

ZnO-dal borított többfalú szén nanocső (MWNT) alapú kompozitok előállítása és vizsgálata Bártfai Erika, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Hernádi Klára egyetemi tanár Németh Zoltán PhD hallgató SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék A ZnO-MWNT kompozitok kiemelkedő fotokatalitikus aktivitásúak lehetnek. A korábbi kutatások eredményei alapján a kompozitok nagyobb fotokatalitikus aktivitással rendelkeznek, mint a ZnO nanorészecskék, vagy a ZnO nanorészecskék és MWNT mechanikai keveréke, ezért igen fontos, hogy a többfalú szén nanocsövek felületén szervetlen rétegeket tudjunk kialakítani. Munkánk során többfalú szén nanocsövek Zn-acetát, illetve Zn-szulfát prekurzorokkal, N,N-dimetil-formamid, etanol és víz oldószerekkel előállított kompozitjait vizsgáltuk. A kompozitok előállításánál a prekurzorokhoz, illetve a szén nanocsövekhez a megfelelő oldószert adtuk, majd homogenizáltuk a két alkotórészt. Ezután a mintákat 110 °C-on szárítottuk. Vizsgáltuk a lúgos közeg hatását, illetve azt is, hogy a nanocsövek felületkezelése milyen hatással van a rajta kialakuló réteg szerkezetére, ezért bizonyos mintáknál Na-dodecil-szulfáttal kezeltük a szén nanocsövek felületét. Az elkészített mintákat transzmissziós elektronmikroszkóppal (TEM), pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM), röntgendiffrakcióval (XRD) és elektrondiffrakcióval (ED) vizsgáltuk. Az elsődleges XRD felvételek alapján megállapítottuk, hogy a ZnO felületi réteg csak hőkezelés alkalmazásával alakul ki a felületen. A kompozitok kialakításában a szén nanocsövek nagy előnye, hogy a legtöbb reakciókörülmény között inertek, kémiailag és mechanikailag is stabilak. A félvezető nanorészecskék felvitele során megfelelő alapot biztosítanak ahhoz, hogy a nanorészecskék megfelelő diszperzitással eloszlathatók legyenek a felületen. A fotokatalitikus hatás alapja a ZnO-ról a nanocsövekre történő elektrontranszfer lehet. A továbbiakban terveink közt szerepel, hogy tanulmányozzuk a homogenitásfotokatalitikus aktivitás összefüggést. Jelenlegi munkánk során homogén felületi réteg kialakítására törekszünk, ezért vizsgáljuk a prekurzor-nanocső tömegarány és a pH hatását. Ezen kompozitok fotokatalitikus aktivitását fogjuk összehasonlítani a korábbi munkánk során kapott szemcsés szerkezetű felületi réteggel rendelkező kompozitok fotokatalitikus aktivitásával.

70


ANYT-4

Réztartalmú lignocellulóz alapú szenek előállítása és jellemzése Berke Barbara, IV. évf. vegyészmérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető: Nagyné Dr. László Krisztina, egyetemi docens BME VBK Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék Összetett pórusrendszerüknek köszönhető nagy fajlagos felületük miatt az aktív szenek már az ókori egyiptomiak óta ismert általános szorbensek. Legyen szó „csupán” közlekedési vagy ipari balesetben felszabaduló ammóniáról vagy harci gázokról, ezekben az esetekben van valami közös. A következmények elhárítása, felszámolása megfelelő légzésvédelem nélkül lehetetlen. A célnak megfelelő specifikus szorpciós tulajdonságokat a szénfelületek módosításával fokozhatjuk. Az elterjedt eljárások döntő többsége aktív szenek utólagos kezelésével segíti elő a veszélyes gázok megkötését. Általában többszörös és komplex impregnálást alkalmaznak.[1] A jelenlegi technológiákban használt igen hatásos de rákkeltő króm kiváltása új impregnálási módszereket igényel. A felületre felvitt Cu2+ elsősorban a savas jellegű gázok (pl.: H2S vagy HCN) megkötését segíti. Célom volt 2-6% ilyen formájú rezet tartalmazó, nagy fajlagos felületű szénminták előállítása és vizsgálata. A jelenlegi impregnálási eljárásokkal ellentétben, melyek kész aktív szénből indulnak ki, az impregnálószert az aktív szén előállításnak már egy korábbi lépésében be kívántam vinni a mátrixba. Hazai lignocellulóz alapanyagból indultam ki.[2] Mintáimat kétféle módon készítettem. Az egyik esetben az alapanyagot mindenfajta előkezelés nélkül impregnáltam különféle réz(II)-oldatokban, míg a másik esetben az impregnálás a kiindulási anyag karbonizálása után történt. Az előállítás utolsó lépése minden esetben vízgőzös aktiválás volt. Vizsgáltam a mintákra felvitt réz mennyiségét, illetve a kezelt minták porozitását. Az utóbbit N2-gőz adszorpcióval jellemeztem. Kiegészítő módszerként termikus analízist (TA), pásztázó elektronmikroszkópiát (SEM), energia-diszperzív röntgen analízist (EDAX) és röntgengerjesztéses fotoelektron spektroszkópiát (XPS) alkalmaztam. [1] Lodewyckx P.: Adsorption of chemical warfare agents in Activated Carbon Surfaces in Enviromental Remediation, Bandosz T.J., Elsevier, New York, 475-528 (2006) [2] László K., Bóta A., Nagy L.G., Carbon, 38 (14) 1965-1976 (2000)

71


ANYT-5

Egyfalú szén nanocsövek töltése fullerénnel szuperkritikus széndioxid segítségével Botos Ákos, végzett nevezéskor ELTE TTK Kémiai Intézet, Szervetlen Kémiai Tanszék Témavezető:

Dr. Kamarás Katalin tudományos munkatárs MTA, Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet

A nanocső és a fullerén a szén egy-egy allotróp módosulata. A nanocsövek kvázi egydimenziós üregeiben a molekulák a nanocsövek átmérője által befolyásolt fázisokat hoznak létre, amelyek fizikai tulajdonságai eltérhetnek a tömbfázisban tapasztaltaktól. A csövekben a molekulák kémiai reakciói zavaró külső hatásoktól mentes környezetben vizsgálhatók. Ehhez hasonlóan léteznek olyan fullerének, amelyek belsejében például fém atom van (M@Cn). Kísérleteim során fullerénnel és kubánnal töltött szén nanocsöveket állítottam elő és vizsgáltam Dr. Kamarás Katalin vezetésével. Tudományos diákköri munkám célja egy alacsony hőmérsékletű nanocső töltési eljárás kidolgozása, és a paraméterek optimálása volt. Munkám során sikeresen állítottam elő fullerénnel töltött szén nanocsöveket a hagyományos gázfázisú töltéssel és szuperkritikus széndioxid közegben végrehajtott nano-extrakcióval. Ezt TEM felvételek és Raman spektrumok támasztják alá. A reakciók eredményességének transzmissziós elektronmikroszkóp nélküli vizsgálatára kidolgoztam egy összetett eljárást, aminek alkalmazásával fullerének és más IR és egyben Raman aktív molekulák esetén megállapítható a reakció sikeressége. Megállapítottam, hogy kubán, C60 és szén nanocső külön fázisaiból kiindulva nem képződik C60·C8H8@SWNT, csak C60@SWNT. A reakciót ezért C60·C8H8 kokristályból kiindulva is elvégeztem, és bizonyítottam a C60 beépülését ebben az esetben is. A C60·C8H8@SWNT előállításának bizonyításához TEM felvételekre van szükség.

C60@SWNT transzmissziós elektronmikroszkóp felvétele.

72


ANYT-6

Nanoméretű WO3 szemcsék alkalmazása fotokatalizátorként: a WO3 kristályszerkezetének és összetételének hatása a fotokatalízisre Fórizs Balázs, V. évf. vegyészmérnök BSc BME Vegyész és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Szilágyi Imre Miklós tudományos munkatárs MTA-BME Anyagszerkezeti és Modellezési Kutatócsoport BME Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Ahhoz, hogy minél hatékonyabb funkcionális anyagokat állítsunk elő, ismernünk kell a kristályszerkezet, a pontos összetétel, előállítási körülmények, morfológia stb., hatásait. Jól ismert tény, hogy ezen faktorok nagy hatással van a fizikai, kémiai tulajdonságaikra. Az elmúlt évtizedekben széleskörűen vizsgálták a különböző félvezető anyagokat (pl. fémoxidok, és – kompozitok). A fotokatalízis jelenségének felfedezése óta, a vizsgálatok döntő többségét TiO2-on végezték, de számos tudományos cikk látott napvilágot különböző félvezető-oxidok, és kompozitok kutatási eredményeivel is (pl. WO3, SnO2,ZnO, AgBr/Ag /Bi2WO6). A fotokatalízis különböző mechanizmusai, a szerkezet (rutil, anatáz), a morfológia (nanodot, nanocső, nanoszál, üreges gömbök, csillagok stb.) mind mélyen tanulmányozottak, és kellő mértékben feltártak a TiO2 esetén. Az elmúlt öt évben exponenciálisan megnőtt a témával foglalkozó eredmények száma, így mára a volfram-trioxid is egy jól ismert anyagnak számít, eltekintve attól, hogy legjobb tudomásunk szerint senki nem kutatta a kristályszerkezet, összetétel hatását a fotoaktivitásra. Célunk ezek felderítése volt. Jól kontrollálható, és reprodukálható hevítési eljárással, hexagonális-ammónium-oxid bronzból ((NH4)xWO3-y) állítottunk elő, különböző átlagos összetételű, és kristályszerkezetű nanoméretű volfrám-trioxid szemcséket. Széleskörűen jellemeztük a mintákat, a minél pontosabb megismerés miatt. Szimultán termogravimetriát, tömegspektrométerrel kombinálva, tudtuk kidolgozni a pontos hevítési módot, valamint kontrollálni azt. Por röntgendiffrakció segítségével információt kaptunk a kristályszerkezetről, és az átlagos szemcseméretről. A Raman spektroszkópiai mérések alátámasztották a röntgennel mért eredményeket. Pásztázó -és transzmissziós elektronmikroszkópiát használtunk a morfológia felderítésére. A nagy felbontású TEM mikrográfiákon láthatóak voltak egyes szemcsék kristályrács rétegei is! UV-VIS spektroszkópia segítségével tudtuk meghatározni a különböző porok elnyelési spektrumát, reflektanciás mérés alapján. Az előállítás mód, és a kiindulási anyag, valamint megelőző kutatások alapján feltételezhettük, hogy a felületi –és, a tömbi összetétel megegyező, így XPS segítségével tanulmányozhattuk a mintákban a volfram oxidáltsági fokát. Por mintán mért fotolumineszcencia spektrumok hozzájárult az eltérő fotokatalitikus aktivitások jobb megértéséhez. A fotokatalízist folyadék és gáz fázisban is vizsgáltuk. Folyadékfázisban metil-naracs festéket bontottunk el, míg gázfázisban acetont. A gázfázisú mérés lehetőséget adott a vízgőz szerepének empirikus tanulmányozására. Végeredményként azt mondhatjuk el, hogy a WO3 esetén az összetételnek, pontosabban az átlagos oxidációs állapotnak nagy hatása van az aktivitásra; ui. minél teljesebb a volfram oxidációja, annál aktívabb fotokatalizátor. Valamint megállapítjuk, hogy a kristályszerkezet is befolyással bír a tulajdonságokra, de nem akkora mértékben mint a TiO2 esetén.

73


ANYT-7

Akrilát anionokkal interkalált réteges kettős hidroxidok készítése és jellemzése Muráth Szabolcs II. kémia BSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Pálinkó István egyetemi docens SZTE Szerves Kémiai Tanszék Dr. Sipos Pál egyetemi docens SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék A réteges kettős hidroxidok a brucithoz [Mg(OH)2] hasonló szerkezetű anyagok, amelyben a kétértékű fémionokat részlegesen háromértékűekre cserélték. Ekkor a rétegek töltése pozitív lesz, a rétegközi térben pedig a töltést kompenzáló anionok helyezkednek el. Ezek alapesetben kisméretű szervetlen ionok. A szervetlen anionok nagyméretű szerves anionokra, például karbonsavak anionjaira cserélhetők, amikoris a rétegtávolság jelentősen megnőhet. A kapott szerves-szervetlen nanokompozitok sokféleképpen fel-használhatók. Ha a "vendég" anion királis akkor alkalmazhatók immobilizált királis organokatalizátorként, kiralitást megőrző "bőröndként", ha a szerves iont királis szintonként akarjuk felhasználni, vagy akár olyan behatárolt térfogatú és geometriájú reaktorként, amelyben az interkalált szerves anionok a reaktánsok. E munkában bemutatott nanokompozitokat ez utóbbi távlati cél elérése érdekében készítettük: majdan akrilsavszármazékok fényindukálta topotaktikus reakcióit szeretnénk vizsgálni egy behatárolt térrészben. Ennek érdekében CaFe réteges kettős hidroxidba beépítettünk többféle módszerrel különféle akrilát anionokat, és a mintákat műszeres módszerekkel jellemeztük. Az alaptechnika a por röntgendiffrakció volt. A diffraktogram (003) reflexiójának helyzetéből kiszámítottuk a rétegek közötti távolságot. Az anyagok morfológiáját pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) tanulmányoztuk. Az elemeloszlás kvalitatív jellemzésére elkészítettük az elemtérképet, a kvantitatív összetételre vonatkozó adatokat pedig energiadiszperzív röntgen-fluoreszecencia (EDX) mérésekből nyertük. Az interkaláció módjára infravörös mérésekből és molekulamodellezései eredményekből következtettünk. Tanulmányoztuk a kompozitok termikus viselkedését is. Azt tapasztaltuk, hogy az interkaláció minden esetben sikeres volt, a szerves anionok nem szenvedtek semmilyen átalakulást a beépítés során, és valószínű térbeli elhelyezkedésük sok esetben lehetővé teszi, hogy egymással reagálni tudjanak a rétegközi térben.

74


ANYT-8

Alkálifémek (K, Cs) hatása a szén nanocsövek katalitikus szintézisére Németh Krisztián, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Hernádi Klára, egyetemi tanár Fejes Dóra, PhD hallgató Németh Zoltán, PhD hallgató SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék A SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszékének kutatócsoportja évek óta aktív résztvevője a szén nanocsövek katalitikus módszerrel történő előállításának. 1991-es felfedezésük óta óriási figyelem övezi a szén nanocsövekkel kapcsolatos kutatásokat, melyek rendkívüli mechanikai és elektromos tulajdonságaiknak köszönhetően számos területen ígéretes, új anyagnak bizonyultak [1]. A szén nanocsövek előállítására a szénhidrogének katalitikus bontása (CVD)[2] a legelterjedtebb módszer. A CVD szintézist alapvetően négy tényező befolyásolja: az alkalmazott hordozó (oxid vagy szilikát jellegű), katalizátor (egy-, illetve kétfémes átmenetifém katalizátorok), szénforrás (etilén, acetilén, metán) valamint a hőmérséklet (600-1000°C). A CVD eljárás nagy előnye, hogy egyszerű és ezzel a módszerrel állíthatunk elő legkönnyebben dópolt szén nanocsöveket [3]. A dópolás során ún. promotereket adunk a katalizátorokhoz. A promoter (dópoló vegyület) olyan anyag, amit készítés közben kis mennyiségben adunk a katalizátorhoz. Egymagában kis aktivitású vagy inaktív, de az adott reakcióban fokozza az aktív komponens aktivitását, stabilitását illetve szelektivitását. Ehhez kapcsolódik TDK dolgozatom témája is, mely alkálifémek (K, Cs) hatását vizsgálja a szén nanocsövek katalitikus szintézisére dópolásos technika alkalmazásával. Kísérleteink során többfajta katalizátort állítottunk elő, melyeket vizes szuszpenzióból impregnálással készítettünk el. A kísérleti munka során változtattuk a hordozó típusát (CaCO3, 13X zeolit), a Fe(III)-Co(II) katalizátorfémek egymáshoz viszonyított arányát, a dópoló vegyületek minőségét (KBr, CsCl, Cs-acetát), valamint a dópoló vegyületek arányát (0, 1, 3, 5%). A szén nanocsövek katalitikus szintézisét 720°C-on, acetilén bontásával valósítottuk meg. Az előállított mintákat elektronmikroszkópos technikákkal (TEM, SEM) vizsgáltuk. [1] Cullinan, MA., Culpepper, MR., Physical Review B, 82 (11), (2010) [2] Landois, P., Peigney, A., Carbon, 47 (3), 789-794 (2009) [3] Tao, X., Zhang, X., Chemical Physics Letters, 409 (1-3), 89-92 (2005)

75


ANYT-9

Spirális és egyenes szén nanocsövek szintéziséhez alkalmazott katalizátorok előállítása Raffai Manuella, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Hernádi Klára egyetemi tanár Fejes Dóra PhD hallgató SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék A szén nanocső nem más, mint egy tökéletes hengerré csavart, egyetlen atom vastagságú grafitréteg, azonban sokféle, eltérő tulajdonságú szén nanocső létezik. A feltekerés módjától függően előállhatnak fémes és félvezető tulajdonságúak is, a felhasználáshoz azonban nagyon jól definiált tulajdonságokkal, morfológiával kell rendelkeznie az anyagnak, így a gyakorlati alkalmazás szükséges feltétele általában a szelektív szintézis. Kísérleti munkám során spirális és egyenes szén nanocsövek előállítására alkalmas katalizátorok készítésével foglalkoztam. Mintáimat őrléses technikával illetve impregnálással állítottam elő. A tanszéken végzett korábbi kutatások eredményei alapján megállapítottuk, hogy a 60 perces őrlési idővel előállított katalizátorok alkalmazásával nagyon kis átmérőjű szén nanocsövek képződtek, vagyis ez az őrlési időtartam túl hosszúnak bizonyult. Ezek alapján vizsgáltuk az őrlési idő hatását a képződő termék mennyiségére és minőségére nézve. Ennek célja, hogy megállapítsam, az őrlési idő hogyan befolyásolja a szén nanocsövek szintézisét, valamint a kapott anyag szerkezetét. A reaktor hőmérséklete is fontos paraméter, ezért ennek hatását is vizsgálni kívántuk 650-750°C közötti hőmérséklet tartományban (ezen kísérletek még folyamatban vannak). Szintéziseinkhez katalizátor prekurzorként Co(CH3COO)2, és Co(NO3)2-ot alkalmaztunk 13X zeolit hordozón. A szén nanocsövek előállítása vízszintes átáramlásos reaktorban történt, ahol a reaktáns gáz acetilén, a vivőgáz nitrogén volt. A képződött terméket elektronmikroszkópos technikával (TEM, SEM), a katalizátorokat pedig röntgendiffrakcióval (XRD) vizsgáltuk. Megállapítható, hogy az őrlési idő egyenesen arányos a szén nanocsövek átmérőinek nagyságával, tehát minél hosszabb ideig őröljük a nanocsövek előállításához szükséges katalizátor prekurzorokat, annál kisebb átmérőjű csöveket szintetizálhatunk, továbbá megállapítható az is, hogy hosszabb ideig tartó őrlési idő szükséges a spirális nanocsövek keletkezéséhez. Az általam előállított spirális szén nanocsövek átmérőinek átlaga mindkét esetben kisebb volt, mint az egyenes csövek átmérőinek átlaga.

76

Biokémia, biotechnológia I. tagozat

77


BIOKA-1

Drosophila virilis heterotrimer dUTPázának szerkezeti és funkcionális vizsgálata Benedek András, IV. évf. vegyészmérnöki BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Vértessy Beáta tudományos tanácsadó BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar MTA-SzBK Enzimológiai Intézet Horváth András PhD hallgató MTA-SzBK Enzimológiai Intézet A DNS épségének és megfelelő működésének megőrzéséhez elengedhetetlenül szükséges a minden prokarióta és eukarióta sejtben megtalálható dUTPáz enzim. Szerepe az uracil DNS-be való beépülésének megakadályozása a dUTP dUMP-vé való hidrolízise révén. A dUMP a dTTP szintézis prekurzoraként szolgál, így a dUTPáz az utóbbi reakciót katalizáló timidilát szintáz enzimmel együtt az állandóan alacsony dUTP/dTTP arány fenntartásáért felelős a sejtben. A dUTPáz enzimek általában három azonos polipeptid láncból álló, úgynevezett homotrimerek. Létezik néhány organizmus, mint például az általam is vizsgált Drosophila virilis, amelynek genomjában ez a trimer szerkezet már eleve kódolva van. Ebben az esetben a dUTPázt kódoló gén szekvenciája háromszoros kópiában, egy leolvasási keretben található meg a DNS-ben, és egy polipeptidként fejeződik ki. Az így kialakuló szerkezetet nevezik kovalens heterotrimernek. Munkám során arra szeretnék választ kapni, hogy milyen evolúciós úton alakult ki ez a szerkezet, és miért lehet előnyös a Drosophila virilis-nek. A vizsgálatokhoz polimeráz láncreakció segítségével a vad típusú és különböző csonkított mutáns dUTPázok szekvenciáit állítottam elő, amelyeket pet19-b plazmidba ültettem be, majd a megfelelő fehérjéket E. coli BL21 baktériumtörzsben fejeztem ki. A megtermelt fehérjéket affinitás kromatográfiával és gélszűréssel tisztítottam, majd vizsgáltam funkcióképességüket (specifikus enzimaktivitás), oligomerizációs állapotukat és stabilitásukat. A várakozásnak megfelelően az előállított vad típusú dUTPázt aktívnak találtam. A különálló alegységekké, és érdekes módon a dimerré csonkított genetikai kódról átírt fehérjék is funkcióképesek, annak ellenére, hogy a korábbi elképzelések szerint a homotrimer szerkezet kialakulása feltétlenül szükséges az enzim működéséhez.

78


BIOKA-2

Urokináz plazminogén aktivátor receptor blokkoló peptidek szintézise és konjugálása Enyedi Kata Nóra, II. évf. kémia MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Mező Gábor tudományos tanácsadó ELTE-MTA Peptidkémiai Kutatócsoport

Statisztikai adatok alapján a daganatos megbetegedések a második helyen állnak a halálozási okok között. A rákos halálozások elsődleges oka azonban nem a primer tumorokban keresendő, hanem a betegség során kialakult áttétekben. Gyakran előfordul ugyanis, hogy bár a beteg primer daganatát sikeresen kezelik pl. sebészeti beavatkozás vagy sugárkezelés útján, a mikrometasztázisokat képző rákos sejtek mégis túlélik a terápiás kezeléseket, és láthatatlanok maradnak a különböző klinikai képalkotó eljárások számára. Később, külső behatásra, ezek a nyugvó mikrometasztázisok makrometasztázisokká fejlődhetnek, és a betegség kiújul. Bár a különböző rákos megbetegedések kezelésére számos lehetőség nyílik, mégis ilyen esetekben a hagyományos kezelési módszerek önmagukban nem célravezetőek, tehát újabb, hatékonyabb eljárásokra van szükség. Munkám során ezért olyan peptid konjugátumok szintézisét tűztem ki célul, melyek a malignus tumorok további áttétképzésének megakadályozásában kapnának szerepet. TDK munkám során olyan peptid-kimérák előállítását terveztem, amelyek egyszerre lehetnek képesek megakadályozni az urokináz plazminogén aktivátor rendszer extracelluláris mátrix degradációjában való részvételét, valamint kölcsönhatásba lépését a migrációt elősegítő integrinekkel. Ennek érdekében az irodalmi adatok alapján uPA antagonistaként az Å6-ot és egy kevésbé hatékony származékát, az Å8-ot választottam. Mivel számos integrin lehet célpont, ezért a kiméra peptid másik komponenseként egy olyan nagy aktivitású, ugyanakkor a migrációt elősegítő integrinekre (αvβ3, αvβ5, α5β1) viszonylag specifikus peptid antagonistát kerestem. Választásom ezért a ciklo[RGDfC] ciklopeptidre esett. A két választott receptor antagonistát egy flexibilis spaceren keresztül kapcsoltam össze, lehetővé téve a kettős receptor-blokkolást. Az alkalmazható biológiai vizsgálatok számának bővítését szem előtt tartva anyagaim 7-dietilamino-3-karboxikumarin származékai is előállítottam, melyek alkalmasak a peptidek sejtekhez kötődésének vizuális vizsgálatára is. Bár a biológiai vizsgálatok még zajlanak, mégis elmondható, hogy a vizsgált peptid-peptid konjugátum ígéretesnek bizonyult, és megfelelő optimalizálás esetén versenytársa lehet a jelenleg alkalmazott metasztázist gátló gyógyszermolekuláknak.

79


BIOKA-3

Hagyományos kínai gyógynövények az α-szinuklein amiloid képződés gátlásában Gelencsér Annamária, V. évf. vegyész ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék MTA-SZBK Enzimológiai Intézet Témavezető:

Dr. Tompa Péter csoportvezető MTA-SZBK Enzimológiai Intézet

Bár a Parkinson-kórra, napjaink második leggyakoribb neurodegeneratív betegségére utaló tüneti feljegyzéseket évezredekkel korábbról találhatunk, magát a betegséget kevesebb, mint 200 éve, egészen pontosan 1817-ben írta le először névadója, James Parkinson. A teljesség igénye nélkül az alábbi tünetek jellemzik: remegés, a mozgásszervek merevsége és lassulása, apróléptű, csoszogó járás, mimikaszegénység, egyensúlyzavarok. A betegség lassú, halálos és az orvostudomány jelen állása szerint gyógyíthatatlan. A kór klinikai markere az ún. Lewy-testek jelenléte, amik az idegsejtekben lerakódó toxikus aggregátumok. Fő komponensük az α-szinuklein nevű fehérje, mely hajlamos az aggregációra. Gyakorlatilag akárhány fehérje összekapcsolódhat, és óriásméretűakár szabad szemmel is látható- aggregátumot, amiloidot képezhet. A modern szintetikus gyógyszerek orvoslásban betöltött szerepe mellett újra előtérbe kerül a gyógynövények használata is. Kínában nagy hagyománya van a gyógyhatású növények alkalmazásának. Ma teljes kutatóintézetek foglalkoznak e növények hatásának megértésével, kutatják azokat a vegyületeket, amelyek egy-egy betegséget meggyógyítanak. A neurodegeneratív betegségek gyógyítására irányuló kutatások egyik szegmense a különböző TCM-ek (Traditional Chinese Medicines) vizsgálata, melyeknek neuron-védő szerepet tulajdonítanak. Munkám során 6 különböző kínai medicina hatását vizsgáltam in vitro az αszinuklein amiloid képzésére abból a célból, hogy potenciális gátló hatású vegyületeket azonosítsak. Két növényi kivonat nagyon ígéretesnek tűnik, már nagyon kis mennyiségben gátolták az amiloid szálak képződést, sőt, előidézték a már kialakult amiloid szálak szétesését. Ezek az eredmények fontos lépést jelenthetnek gyógyszerhatású készítmények kidolgozása, illetve kezelések kifejlesztése felé.

80


BIOKA-4

Az exendin-4 minifehérje „élete” a DNS-től az NMR-ig Huszka Beáta, I. évf. vegyész MSc. ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék Témavezető:

Dr. Perczel András egyetemi tanár ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék

Munkám során az exendin-4 (EX4) minifehérjét állítottam elő génexpresszós úton, és tanulmányoztam térszerkezetét valamint dinamikáját és NMR-spektroszkópia segíségével. Az exendin-4 egy viperagyík (Heloderma suspectum) nyálából izolált, 39 aminosavból álló fehérje, mely analóg egy szénhidrát anyagcserét befolyásoló inkretinnel, a glukagon-szerű peptiddel (GLP-1). Az 53%-os szekvenciális, és térszerkezetbeli hasonlóság miatt kötődik a GLP-1 receptorhoz, és serkenti az inzulin-, valamint gátolja a glukagon-szekréciót. Így a fehérje potenciális terápiás szernek tekinthető a kettestípusú diabéteszben. Az exendin-4 in vivo előállításához Escherichia coli sejteket alkalmaztam. A fehérjét kis mérete miatt ubikvitin fúziós rendszerben termeltettem. Az N-terminálison elhelyezkedő ubikvitin egy hisztidin címkével van ellátva, így a tisztításokhoz Ni2+ affinitás kromatográfiát használtam. A fúziós partnert YUH (élesztő ubikvitin hidroláz) enzimmel emésztettem le. Az exendin-4 végső tisztítását RP-HPLC-vel végeztem, C18-as kolonnán, TFA-t is tartalmazó víz-acetonitril gradiens elúcióval. A fehérjét normál- és a dinamikai mérésekhez szükséges 15N- jelölt formában is elkészítettem. Az NMR mérések vizes közegben illetve 30% trifluoretanolt tartalmazó oldatban zajlottak, 500 MHz-es készüléken. A jelöletlen exendin-4-ről homonukleáris 1H-1H TOCSY és NOESY, a 15N izotópjelöltről T1, T2 relaxációs, valamint heteronukleáris 1 H-15N NOE spektrumokat vettem fel. A TOCSY-NOESY spektrumok jeldiszperzitása vizes közegben nem volt megfelelő, így fehérje térszerkezetét tekintve főleg irodalmi előzményekre támaszkodtam. A heteronukleáris spektrumokból nyert T1, T2 és hetNOE adatok szekvencia-függő elemzéséből megállapítottam, hogy a molekula eleje (első 10 aminosav), és vége (Gly30-tól) igen erőteljes szegmensmozgásokkal bír, míg a középső Ser11-Lys27 szakasz merevebb a helikális szerkezetnek köszönhetően.

Az exendin-4 szerkezetének és dinamikájának megismerése fontos lépés lehet a kettes típusú cukorbetegség molekuláris hátterének megértésében.

81


BIOKA-5

Mycobacterium tuberculosis dUTPáz mutánsok kötéshasításának vizsgálata QM/MM módszerrel Lopata Anna, I. évf. biomérnöki MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Rosta Edina posztdoktor NIH NIDDK Laboratory of Chemical Physics Dr. Tóth Judit tudományos főmunkatárs Dr. Vértessy Beáta tudományos tanácsadó MTA SZBK Enzimológiai Intézet A WHO adatai szerint a tuberkulózis a leghalálosabb betegség a világon, ami évente közel 2 millió áldozatot szed. A betegség gyógyítására megfelelő célpont lehet a kutatócsoportunk által behatóan tanulmányozott dUTPáz enzim, amely esszenciális a Mycobacterium tuberculosis baktérium számára. Ezen enzim alapvető szerepet játszik a DNS integritásának megőrzésében azáltal, hogy a dUTP hidrolízisét katalizálja dUMP-vé és pirofoszfáttá. Ezzel az enzim előállítja a dTTP bioszintézis prekurzorát és alacsony szinten tartja a dUTP:dTTP arányt. Mivel a dUTPáz hiányában ez az arány magas lesz, DNS fragmentáció és az úgynevezett timinmentes sejthalál következik be. Az enzimatikus mechanizmus alapjainak megismeréséhez korábbi munkám során olyan mutáns enzimeket állítottam elő, amelyek a szubsztrátot kötő C-terminális karjukban különböznek a vad típusú dUTPáztól. Ezek közül az uracillal aromásan átlapoló hisztidin aminosav alaninra való mutációját tartalmazó mutáns és a teljes C-terminális kar nélküli csonkolt mutáns kristályszerkezetét is sikerült meghatároznunk, amelyek a PDB adatbázisban 3LOJ és 3I93 kóddal találhatók meg. A vad típusú enzim és a mutánsok szubsztrát hasítási mechanizmusának összehasonlításához in silico vizsgálatokat kezdtem az NIH-ben (National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA). Egy korábban definiált (Barabás et al, 2010, publikálás alatt) reakciókoordináta mentén haladva több szerkezetet minimalizáltunk, az enzim és a szubsztrát kiindulási állapotából az átmeneti állapoton keresztül a termékig. Az enzimek teljes aktív centrumát és a szubsztrátot sűrűségfunkcionállal, míg az enzim és az oldat többi részét molekulamechanikai módszerrel írtuk le. Eredményeinkből megállapítható, hogy a kapott reakció-energiaprofilok aktiválási szabadentalpiája jó összhangban van a kísérletileg mért katalitikus állandókkal. A kapott szerkezetek aktív centrumának töltéseloszlása, valamint a kötéshosszak és -szögek változása alapján azonosíthatók azok a kulcsfontosságú pontok, amelyek biztosítják a dUTPáz enzim megfelelő katalitikus hatékonyságát.

82


BIOKA-6

Terápiás fehérje bevitele nyálmirigy géntranszferrel Sipos Bernadett, II. évf. biomérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Rácz Gábor Zoltán tudományos munkatárs Semmelweis Egyetem Orálbiológiai Tanszék

A felnőttkori fogvesztés leggyakoribb oka a fogágygyulladás (parodontitisz). Ez egy csontvesztéssel járó gyulladásos betegség, ahol a bakteriális fertőzésre kialakuló immunválasz kóros irányba fordul, és a csontfalósejtek (oszteoklasztok) fokozott aktiválódását okozza. A tartósan aktivált oszteoklasztok bontják a fogágy csontszövetét, ez csontvesztéshez, majd a fog kihullásához vezet. Az oszteoklasztok aktiválódása oszteoprotegerin fehérje alkalmazásával gátolható. A terápiás fehérjék bevitelének egyik lehetséges módja a génterápia. Korábbi vizsgálatokban a nyálmirigy több szempontból jó célszervnek bizonyult génterápiás beavatkozásokra: könnyen hozzáférhető, nem létfontosságú, nagy mennyiségű fehérje termelésére és elválasztására képes, kötőszövetes tokban található szerv. Célunk az volt, hogy kísérleti állatokban nyálmirigy géntranszferrel terápiásan hatékony mOPG koncentrációt érjünk el nyálban és/vagy szérumban. Egér oszteoprotegerin (mOPG) cDNS teljes kódoló régióját kódoló AdmOPG rekombináns adenovírust hoztunk létre, melyet amplifikáltunk és tisztítottunk. A vírust patkány szubmandibuláris nyálmirigybe (SMG) juttattuk, 2 nap múlva stimulációt követően nyálat gyűjtöttünk, majd vizsgáltuk az mOPG expressziót nyálban, szérumban és nyálmirigyben. Az AdmOPG géntranszfer dózisfüggő módon növelte a patkány SMG-ben az mOPG termelését. Akár kolinerg stimulációt alkalmaztunk (csak a folyadékszekréciót serkenti), akár kolinerg és β-adrenerg stimulációt (a szekréciós granulumokat is a nyálba üríti), a termelődött mOPG-nek elenyésző része volt kimutatható a nyálban (kolinerg: 0,05% (0,03-1,02%), kolinerg és β-adrenerg: 0,06% (0,00-0,18%), medián (minimum–maximum) értékek, a különbség nem szignifikáns). Tehát a termelt mOPG döntő része nem szekretálódott, hanem a nyálmirigyben volt kimutatható, és a szekréciós granulumok ürítésével sem lehetett növelni a nyálba szekretált mOPG mennyiségét. A szérumban nem volt kimutatható mennyiségű mOPG egyik kezelés során sem. Eredményeink arra utalnak, hogy a patkány SMG-ben adenovirális géntranszferrel termelt mOPG (1) a nyálba szekretálódik; (2) mennyisége alacsony; (3) a szekréciós granulumokat elkerülve szekretálódik a nyálba.

83


BIOKA-7

Az Alfa-fetoprotein (AFP) gén szerepe rákos sejtvonalakban és megnyilvánulásának vizsgálata Real-time PCR technikával Szabó Diána Rita, végzett okleveles biomérnök BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Holczinger András, egyetemi adjunktus BME Alk. Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék Dr. Kiss Gábor vezető kutató Nova Scienta Kft. Munkám során egy olyan kutatásba kapcsolódtam be, mely célul tűzte ki az AFP variánsok hatásainak tesztelését különböző rákos elváltozások és immunrendszert érintő folyamatok esetén. Az Alfa-fetoprotein egy magzati plazmafehérje, melyet az albuminoid géncsaládba tartozó AFP gén kódol. Jelentős diagnosztikai marker az orvostudomány számára, melyet két esetben alkalmaznak: egyrészt a terhes nőknél, szűrővizsgálat esetén, néhány születési rendellenesség felderítésére (nyitott gerinc stb.), másrészt felnőtteknél és gyerekeknél daganatjelzőként, néhány daganatfajta esetén. Feladatom, egy olyan Real-time PCR alapú eljárás kifejlesztése, mely referenciának használható az AFP kimutatás és a kiindulási AFP RNS koncentráció pontos meghatározásában. Ennek segítségével megállapítható, hogy az adott mintában az AFP megnyilvánul e, és ha igen, milyen mértékben, azaz egyaránt alkalmas diagnózis felállítására és a kezelés hatásának nyomon követésére. Ezen felül, a munkámmal párhuzamosan zajló AFP microarray vizsgálati eredmények validációjára is alkalmazható. TDK munkám során, előzetes bioinformatikai elemzések alapján primert terveztem az AFP gén egy konzervált régiójára és az általam kiválasztott GAPDH, referencia génre. Összehasonlítottam az AFP és a GAPDH expressziós profilját és ez alapján kiválasztottam a megfelelő (HepG2 májrák) sejtvonalat. Ebből RNS-t izoláltam és reverz transzkriptáz enzimmel cDNS-é fordítottam le. Először végpontos PCR reakciót állítottam be, mely során vizsgáltam az AFP és GAPDH gének jelenlétét és a primerek megfelelő működését. A sikeres végpontos PCR mérések után a rendszert Real-time PCR-re adaptáltam. Sikerült egy reprodukálható Real-time SYBR Green PCR alapú, relatív mennyiségi mérési rendszert kidolgoznom, mely egyszerre, egy panelban detektálja az AFP és GAPDH gén expresszióját kvalitatív és kvantitatív módon. Ennek köszönhetően az AFP expresszióban bekövetkező változása a GAPDH konstans expressziója mellett egy olyan gyors és pontos diagnosztikai eljárást jelent, mely a különböző géneltérések, klinikai kezelések nyomon követését stb. teszi lehetővé.

84


BIOKA-8

Enzimek evolúciójának molekuláris értelmezése a Kemp elimináció alapján Lábas Anikó, III. évf. biomérnök BSc BME Vegyész- és Biomérnöki Kar Szabó Eszter, III. évf. biomérnök BSc BME Vegyész- és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Fuxreiter Mónika tudományos főmunkatárs MTA SzBK Enzimológiai Intézet Mones Letif MSc vegyész MTA SzBK Enzimológiai Intézet Az enzimatikus katalízis értelmezése, molekuláris hátterének feltárása napjainkban nagy elméleti és gyakorlati jelentőséggel bír. Munkák célja az volt, hogy feltárjuk az enzimek evolúciójának hajtóerejét, és a katalízis fő tényezőit, és ezeket az alapelveket felhasználva hatékony enzimeket tervezzünk. Modellrendszerünk egy mesterségesen előállított, a Kemp eliminációt katalizáló enzim volt [1]. Az enzimet számítógéppel tervezték meg, és laboratóriumban előállították. A natív enzim nagy egyezést mutatott a tervezett szerkezettel, de aktivitása messze elmaradt a természetben kifejlődött enzimekéhez képest. Ezért in vitro evolúcióval próbálták optimálni, melynek eredményeként kifejlődött egy olyan evolvált variáns, amelynek katalitikus hatása 200-szor nagyobb volt. Mind a natív, mind az evolvált variáns reakcióját szimuláltuk, hogy megkeressük a fő katalitikus tényezőket. Módszerünk egy hibrid QM/MM módszer, az EVB módszer volt [2]. A szimuláció eredményei jó egyezést mutattak a kísérleti adatokkal. Azt tapasztaltuk, hogy az aktiválási gát csekély, a reorganizációs energia jelentősen csökkent az evolvált variánsban, az evolúció folyamata során optimálódott, tehát ezt tekintettük a katalízis fő tényezőjének. Ezt követően mindkét enzimben megvizsgáltuk az enzim oldalláncainak a hozzájárulását a katalitikus effektushoz. Majd kidolgoztunk egy algoritmust, melynek segítségével in silico pontmutánsokat hoztunk létre, és ezeknek az oldalláncoknak a hozzájárulását néztük a katalízishez. Végül számítási eredményeinket összevetettük a kísérleti adatokkal. [1] Khersonsky, O., et al., J Mol Biol, 396(4): p. 1025-42 (2008) [2] Hwang, J.K. and A. Warshel, Biochemistry, 26(10): p. 2669-73. (1987)

85


BIOKA-9

Patkány Octn2 transzporter fehérjét túltermelő CHO-K1 emlős sejtvonal létrehozása és karakterizálása Szabó Kitti, V. évf. (1. évf. biomérnöki MSc) BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető: Konzulens:

Dr. Nagy Zoltán molekuláris biológia csoport vezetője Solvo Biotechnológiai Zrt. Dr. Sveiczer Ákos egyetemi docens BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

A XXI. század orvostudományában az anyagcsere zavarral járó, valamint rákos megbetegedések gyógyítása jelentős probléma, amiben fontos szerepük van a membrán transzporter fehérjéknek. A mai gyógyszerfejlesztés során szintén megkerülhetetlen annak vizsgálata, hogy a membrán transzporter fehérjék milyen szerepet játszanak a hatóanyagok felvételében, leadásában, a gyógyszerek farmakokinetikájában. A kísérleti állatok vizsgálatánál nyert eredmények kiértékelésében, a gyógyszerek in vivo farmakológiájának megértésében kulcsfontosságú a humán, patkány és egér transzporter fehérjék működésének összehasonlítása. Az in vivo kísérletek mellett egyre nagyobb szerepet kapnak az olcsóbb, gyorsabb és közvetlen kölcsönhatás tanulmányozására alkalmas in vitro vizsgálatok, mint például a transzporter fehérjéket túltermelő immortalizált sejtvonalakon, membrán preparátumokon alapuló mérési módszerek. Az OCTN2 („novel organic cation/carnitine”) membrán fehérjét, mint az L-karnitin (3-hidroxi-4-N-(trimetilamino)-butirát) Na+-függő reabszorpciójáért felelős transzportert azonosították. Az L-karnitin számos élettani szerepet tölt be, többek között a βoxidáció egyik szereplője, így nagy jelentősége van ezen fehérje ismeretének. A OCTN2 fiziológiai fontosságát mutatja az autoszómális, recesszív öröklődésű, primer karnitin deficienciában bizonyított szerepe is. Emellett feltételezhetően különböző szerves kationok felvételében is szerepet játszik. A munka célja patkány rOctn2 membrán transzporter fehérjét túltermelő CHO-K1 emlős sejtvonal létrehozása, erre alapuló in vitro mérési módszer kifejlesztése és a fehérje működésének összehasonlítása a humán OCTN2 transzporterrel. Az rOctn2 gént patkány veséből klónoztuk pcDNA3.1 emlős expressziós vektorba. A kapott konstrukcióval immortalizált emlős sejteket (CHO-K1) transzfektáltunk, majd szelekciót követően a rOctn2-t stabilan túltermelő sejtvonalat hoztunk létre. A kapott CHO-K1/rOctn2 sejtvonalat karakterizáltuk és 96-lyukú lemezen transzporter-drog, drog-drog kölcsönhatás vizsgálatára alkalmas mérési módszert fejlesztettünk ki. További mérések során összehasonlítjuk a humán és a patkány transzporter fehérje működését és funkcióját.

86


BIOKA-10

Útban a Pseudomonas aeruginosa gyógyszerpumpájának megértéséhez Végh Ádám, V. évf. vegyész ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék Témavezetők: Dr. Henrietta Venter kutató University of Cambridge Department of Pharmacology Dr. Harmat Veronika egyetemi docens Dr. Perczel András egyetemi tanár ELTE Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék Az antibiotikumok korának hajnalán egy ismert állatorvos, James Herriot úgy írta le a penicillin hatását egy beteg birkán, hogy „ A csoda a szemünk láttára zajlik le”. Sajnálatos módon azonban napjainkban jelentősen szűkülni kezdenek az antibiotikumok használatának lehetőségei, mivel azok a kórokozók, amelyek ellen a gyógyászatban alkalmazták őket, többnyire rezisztenssé váltak az alkalmazott antibiotikumokra. Az egyik ilyen baktérium a Gram negatív aerob Pseudomonas aeruginosa. A rángógörcsben szenvedő betegek legnagyobb halálozási rátáját ez a baktérium okozza. A krónikus betegeknél a tüdő mélyebb járataiban is megjelenő kiterjedt, nyálkás baktériumtelepek lényegében kiirthatatlanok, mivel antibiotikum rezisztensek. A P. aeruginosa rengeteg fertőzést okoz a legyengült immunrendszerrel rendelkezők esetében, mint pl. a HIV- és rákbetegeknél, és a súlyos égési sérülést szenvedőknél. Az utóbbi két esetben a fertőzés valószínűsége igen nagy (50% körüli). A baktérium mérgező fehérjéket termel, ami gyengíti a páciens immunrendszerét, és károsítja a szöveteket: így például a szembe kerülve vakságot okozhat. Az antibiotikum rezisztenciának két fő oka van: a sejtmembrán nehéz átjárhatósága, és az úgynevezett gyógyszerpumpák (drugpump). Jelen kutatás hosszú távú célja, hogy megértsük a MexAB-OprM pumpa szerkezetét, működését, és ezek után olyan gyógyszereket tudjunk tervezni, amelyek hatásosan veszik fel a harcot a gyógyszerrezisztenciáért felelős pumpákat tartalmazó baktériumokkal.

1.Ábra: Az MexA (kék) – MexB (sárga) - OprM (zöld) pumpa oldal- ill. felülnézeti modellje

87


BIOKA-11

A Colicin E7 fehérje nukleáz doménjének vizsgálata Németh Eszter, II. évf. Vegyész MSc Zóka István Győző, II. évf. Vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Gyurcsik Béla egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék Dr. Körtvélyesi Tamás egyetemi docens SZTE Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék A géntechnológia egyik nagy kihívása olyan megbízható mesterséges nukleáz létrehozása, amely egy tetszőleges, de specifikus helyen képes a DNS hasítására. A hasítás révén beindulhat a sejt saját javítómechanizmusa, lehetővé téve egy genetikai hiba javítását. Elsősorban cink-ujj nukleázokat tesztelnek erre a célra, amelyek azonban citotoxicitást mutatnak a fehérje részleges sérülése esetén. Ez a genomiális DNS nemspecifikus helyen történő hasítását eredményezi. A fentiek miatt olyan nukleázra van szükség, amely a felismerőhely aktiváló szabályozása alatt áll. Munkánk célja a Colicin E7 fehérje nukleáz doménjének vizsgálata abból a szemszögből, hogy alkalmas lehet-e a molekula egy mesterséges nukleáz tervezésére. Ezen nukleáz esetében kutatócsoportunk kimutatta, hogy az ún. HNH-motívumot tartalmazó C-terminális aktív központ csak abban az esetben képes a DNS hasítására, ha az N-terminális részen található arginin jelen van. Ez előrevetíti az allosztérikusan szabályozott enzim kialakításának lehetőségét. Kísérleti munkánk során az N-terminális végen rövidített fehérjéket vizsgáltunk az allosztérikus szabályozás jobb megértése céljából. CD-, fluoreszcencia spektroszkópia, illetve ún. gél-eltolódásos kísérletek segítségével tanulmányoztuk e fehérjék kölcsönhatását Zn2+ ionnal illetve DNS-sel. Az N-terminális bázikus aminosavak szerepének tisztázása érdekében három, pontmutációkat tartalmazó fehérje előállítását is megkezdtük, a rekombináns DNS-technológia eszközeit felhasználva. A kísérletekből nyerhető információkat számítógépes kémiai módszerekkel egészítettük ki. Szemiempirikus kvantumkémiai számításokkal optimalizáltuk a mutáns fehérjék szerkezetét, és számításokat hajtottunk végre annak felderítésére is, hogy milyen erősen kötődik az N-terminális vég a fehérje többi részéhez. Az egyes fehérjék oldatbeli viselkedését molekuladinamikai módszerekkel modelleztük. Vizsgáltuk, hogy mennyire általános jelenség lehet a HNH-motívumot tartalmazó fehérjék esetében a pozitív töltésű oldallánc által megvalósított pozitív kontroll. E célból számos fehérje szekvenciáját és ahol lehetett, szerkezetét hasonlítottuk össze.

88

Biokémia, biotechnológia II. tagozat

89


BIOKB-1

Hisztidin-gazdag proteinek előállítása biotechnológiai módszerekkel fémionok megkötése céljából Bacsa Ildikó, III. évf. kémia BSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Gyurcsik Béla, egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

Az Ac-His-Pro-His-Pro-His-NH2, illetve a Ac-His-Pro-His-His-NH2 szilárd fázisú peptidszintézissel előállított változataival a tanszékünkön már foglalkoztak és megállapították azok erős fémion (főleg Cu(II) és Zn(II) ion) kötését. E vizsgálatok során bizonyítást nyert a bennük levő három hisztidin oldalláncában levő nitrogének kizárólagos koordinációja pH ~ 7 körül. E peptidek tehát komplex-képző tulajdonságaikban nagy hasonlóságot mutatnak a természetben előforduló hidrolitikus és redoxi enzimek aktív centrumaival. További kísérletek során kimutatták a polipeptidek fémkomplexeinek hidroláz aktivitását egy modellszubsztráton és natív DNS-en is, valamint a réz(II)-vel alkotott komplexek szuperoxid-dizmutázhoz, illetve pirokatechinázhoz hasonló viselkedését. Vagyis e peptidek az említett enzimek legegyszerűbb szerkezeti és funkciós modelljeinek tekinthetők. A munkám során a fentiekben említett két oligopeptid rekombináns DNS technológia segítségével, baktériumokban, biológiai úton történő termeltetését tűztem ki célul. Elsőként a peptideket kódoló géneket, majd az ezeket tartalmazó mutáns plazmid DNS-eket állítottam elő. A rövid peptidmolekulák azonban önmagukban nem stabilisak a baktériumsejtekben, ezért a peptid N-terminális része felől egy nagyobb fehérje génjét is beillesztettem a plazmidokba. Ezeket Escherichia coli baktériumokba juttatva a fúziós fehérje-peptid kifejezésének, illetve túltermeltetésének körülményeit optimalizáltam. A fenti kísérleteket elvégeztem olyan tápoldatokban is, melyek különböző átmeneti fémionokat tartalmaztak, különböző koncentrációkban. Ezekben az esetekben a fehérjekifejezés után vizsgáltam a tápoldatban visszamaradt, illetve a baktériumsejtek által megkötött fémionok mennyiségét. Mivel a peptidhez fűzött fehérje specifikus DNS-kötő sajátsággal is rendelkezik, azt is megvizsgáltuk, hogy e tulajdonsága a módosítás után is megmaradt-e, hiszen ebben az esetben fehérjéink újszerű specifikus mesterséges nukleázként is viselkedhetnének. A TDK munkában ezen eredményeimet mutatom be, valamint a kifejezni kívánt polipeptidek hatására vonatkozó következtetéseket a baktériumok normális életműködését és azok fémion tűrőképességét illetően.

90


BIOKB-2

Mycobacterium tuberculosis tenyészetének növekedését gátló peptidkonjugátumok szintézise és funkcionális jellemzése Baranyai Zsuzsa, II. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Bősze Szilvia tudományos főmunkatárs ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék Dr. Horváti Kata tudományos munkatárs ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék A tuberkulózis, a Mycobacterium tuberculosis okozta megbetegedés, világszerte az egyik fő közegészségügyi probléma napjainkban [1]. A tbc kezelése 6-12 hónapot vesz igénybe, és a jelenleg alkalmazott antituberkulotikumok többségének számos mellékhatása ismert. Hordozók alkalmazása csökkentheti a terápiás szerek mellékhatásait, javítja oldékonyságukat vizes közegben, valamint lehetőséget kínál a hatóanyagok sejtspecifikus célbajuttatására. A M. tuberculosis intracelluláris kórokozó, ezért nagy jelentőségű lehet a hatóanyagok szelektív bejuttatása a fertőzött makrofágokba. Makrofágokra jellemző scavenger- és tuftsin receptorokra specifikus peptideket alkalmaztam hordozómolekulákként [2, 3]. Ilyen hordozók az elágazó láncú polipeptidek [4] és a tuftsinszármazékok [3]. Szilárdfázisú peptidszintézissel hordozómolekulákat és távolságtartó egységet állítottam elő, melyekhez oximkötés [5] kialakításával kapcsoltam az in silico meghatározott antituberkulotikus hatású vegyületeket. Meghatároztuk a szabad hatóanyagok, a hordozók és a konjugátumok minimális gátló koncentráció (MIC) értékét és telepszámát (CFU) M. tuberculosis H37Rv tenyészeten. Arra kerestük a választ, hogy a hatóanyagok a konjugátumokban megőrzik-e antituberkulotikus hatásukat. A peptidszármazékok egy részéhez fluoreszcens jelölőmolekulát kapcsoltam, majd a sejtekbe történő bejutásukat vizsgáltam áramlási citométerrel „makrofág modellként” alkalmazható MonoMac6 humán monocita sejtvonalon. [1] Global tuberculosis control, WHO, (WHO/HTM/TB/2009.411) (2009) [2] Szabó, R., et al., Bioconjugate Chem., 16 (6), 1442-1450 (2005) [3] Mező, G., et al., J. Pept. Sci., 10 (12), 701-713 (2004) [4] Mező, G., et al., Biopolymers, 42, 719-730 (1997) [5] Shao, J., Tam, J. P., J. Am. Chem. Soc., 117 (14), 3893–3899 (1995)

91


BIOKB-3

Fokhagyma (Allium sativum L.) kivonatok előállítása alkoholos extrakcióval, az eljárás méretnövelése, és a kivonaton alapuló termékfejlesztés Csépány Péter, II. évf. vegyészmérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Simándi Béla egyetemi tanár BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék Dr. Nagy Bence tanszéki mérnök BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék A gyógynövényeket az emberiség történelmében fontosságuk alapján sorrendbe állítva, a fokhagyma mindig az első tíz legfontosabb között szerepelt. Mai világunkban az elsőszámú modernkori betegség, vagyis a szív és érrendszeri problémák kezelésében és megelőzésében van egyre növekvő szerepe. A fokhagyma széles spektrumú hatóanyagrendszerével képes csökkenteni a vérnyomást, a káros LDL koleszterinszintet, illetve megakadályozni a vérrögképződést. A szakma egyöntetű véleménye alapján a fokhagyma legfontosabb vegyülete az allicin, és annak bomlástermékei, amely az alliin molekulát bontó alliináz enzim működése során keletkezik, és okozza a jellegzetes és mindenki által jól ismert szagot. Munkám első szakaszában egy többlépcsős, laboratóriumi méretű, alkoholos extrakciós eljárást dolgoztam ki gazdasági megfontolások figyelembevételével. További laborkísérletekben kidolgoztam egy módszert a fokhagyma alapanyag teljes alliintartalmának meghatározására. Munkám második szakasza a félüzemi berendezés megtervezésével kezdődött. Majd miután megépítettük azt, megkezdődhetett a laboratóriumi eljárás adaptálása. Próbakísérleteket hajtottam végre a készülék pontos beállítása érdekében. További kísérletekben bizonyítottam, hogy sikerült reprodukálni a kívánt eljárást a félüzemi berendezésben, sőt még a vártnál jobb eredményeket is produkáltam. Még ebben a munkaszakaszban végrehajtottam számos termelési kísérletet, amelyek során kiváló minőségű szilárd extraktokat, illetve betöményített extrakt oldatokat állítottam elő. A harmadik szakaszban a félüzemi termelési kísérletekben gyártott fokhagyma extraktra alapozva végrehajtottuk a termékfejlesztést a kutatási partnereink szoros együttműködésével. Az általunk tervezett termék magas allicin potenciállal rendelkezik, továbbá megoldottuk a feldolgozás során keletkező szaganyagok molekuláris csapdázását is.

92


BIOKB-4

Termotoleráns baktériumok vizsgálata tejsavtermelés céljából Dülk Metta, IV. évf. biomérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Sevella Béla egyetemi tanár BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék Hetényi Kata PhD hallgató BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék A tejsav, sokrétű felhasználhatósága révén a következő években az egyik legkeresettebb vegyipari nyersanyaggá válhat. A biomassza nyersanyagon előállítható tejsav tehát számtalan vegyület lehetséges kiindulópontja lehet (ún. platform-alkotó vegyület), így a jövőben jelentős alternatívaként szolgálhat a kőolajalapú technológiák területein. Munkám során egy biofinomító üzem termofil tejsavtermelő technológiájának kidolgozásában vettem részt. A biofinomítóban feldolgozni kívánt nyersanyag a magas cukortartalmú cukorcirok lé volt, melyet a növény szárából préseléssel nyernek ki. A cukorcirok számos területen felhasználható, mint biomassza, papírpép, komposzt vagy szénforrás tejsav, etanol, aminosav előállításához. A tejsav fermentáció mezofil vagy termofil körülmények között is megvalósítható. Mivel a termofil (55-60°C) fermentáció több szempontból is előnyös (sterilitás fenntartása, SSF technika megvalósíthatósága), ezért célom egy termotoleráns baktériumtörzs kiválasztása és cukorcirok lére való adaptálása volt. Kutatásaim során több törzset is vizsgáltam a Bacillus, Geobacillus nemzetségekből egy többlépcsős screening keretein belül. A törzseket különböző cukrok felhasználása alapján szelektáltam és megfigyeltem a tejsav termelődés alakulását. A kísérletek alapján kiválasztottam a legtöbb cukron alkalmazható, a legjobb hozamot és produktivitást mutató törzset, majd teszteltem, hogy a rendelkezésre álló nitrogénforrások mennyiben befolyásolják a tejsav keletkezését a fermentáció során, így optimalizálva a cukorciroklé alapú tápközeget. A tejsavtermeléshez szükséges nitrogénforrás mennyiségének meghatározása után 0,5, illetve 1 literes léptékű fermentorokban követtem nyomon a tejsavas fermentációk folyamatát, különböző pHszabályozási módokat alkalmazva. Az eddigi fermentoros kísérletek által kapott eredmények alapján a kiválasztott törzs alkalmasnak bizonyult a biofinomító fermentációs üzemében való felhasználásra.

93


BIOKB-5

Növekedési mintázatok vizsgálata a hasadó élesztő sejtciklus mutánsaiban: lineáris vagy bilineáris? Horváth Anna, IV évf. biomérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Sveiczer Ákos egyetemi docens BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék Rácz-Mónus Anna doktoráns BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék A hasadó élesztőként is ismert Schizosaccharomyces pombe az ötvenes évek vége óta egyre kedveltebb modellorganizmus. Hengeres sejtjei kizárólag hosszirányban nőnek állandó átmérővel, amit az erre kidolgozott mikrofotográfiás eljárással követhetünk nyomon. A sejteknek egy ciklusuk során méretük állandóságának fenntartásához átlagosan meg kell kettőzniük a térfogatukat és hosszukat is, amit a méretkontroll biztosít. A sejt növekedésének leírására a három legelterjedtebb modell a lineáris, az exponenciális és a bilineáris (két lineáris szakasz egy sebességváltási ponttal (RCP)). A legadekvátabb modell kiválasztására kidolgozott módszer a kvantitatív modellszelekciós kritériumok használata, melyek segítségével különböző paraméterszámú modellek is könnyen összehasonlíthatóak. A sejt növekedésre alkalmazott ötparaméteres linearizált biexponenciális modell (bilineáris) lehetővé teszi egy folytonosan differenciálható függvény alkalmazását, amely magában foglalja a két lineáris szakasz közti átmenetet is. Hasadó élesztő esetében ez a modell korábbi kutatásokban adekvátabbnak bizonyult, mint a lineáris vagy az exponenciális modell. Munkám során 180 egyedi sejt növekedési mintázatát mértem le, 60 cdc2-3w szimpla mutánsét, 60 cdc2-3w cdc25∆ dupla mutánsét és 60 cdc2-3w cdc25∆ pyp3∆ tripla mutánsét. Minden mért és simított hossz adatsorra illesztettem egy bilineáris, egy exponenciális és egy lineáris modellt, a modellek közül pedig a fent említett modellszelekciós kritériumok segítségével választottam ki a legadekvátabbat. A sejtek mintegy fele bilineáris növekedési mintázatot mutatott. Korábbi irodalmi adatok szerint ezekben a mutánsokban a méretkontroll máshol hat, mint vad típusban, amit munkám során újabb módszerekkel ismételten megvizsgáltam. Továbbá vizsgáltam a bilineáris növekedési mintázatú sejtek esetében a függvény két lineáris szakaszának meredekségét is. Összehasonlítottam azokat t-próbával, hogy az RCP előtti és utáni szakaszok meredeksége szignifikánsan eltér-e. Néhány kivételtől eltekintve a t-próba is megerősítette, hogy a bilineáris modell adekvátabb a lineárisnál a hasadó élesztő cdc23w mutáns sejtek növekedési mintázatainak leírására.

94


BIOKB-6

A hasadó élesztőben működő méretkontroll mechanizmusának modellezése Németh Márton, III. évf. biomérnök Bsc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Rácz-Mónus Anna doktoráns BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék Dr. Sveiczer Ákos egyetemi docens BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék A sejtek növekedése és osztódása egy erősen szabályozott folyamat. Fontos, hogy ne rendszertelenül osztódjanak, mivel ez könnyen a kipusztulásukhoz vezethet. Ezért a sejtek biokémiai reakciók sorával biztosítják, hogy mindig körülbelül azonos mérettel osztódjanak el. Ezt a mechanizmust méretkontrollnak nevezzük, működése a sejtcikluson belül érvényesül. A folyamat univerzális, gyakorlatilag ugyanúgy játszódik le egy emberi sejtben, mint a legegyszerűbb élőlényekben is. A sejtciklus működésének vizsgálatára az egyik legalkalmasabb modellorganizmus a Schizosaccharomyces pombe. Modellezésnél a sejtciklus működésének biológiai sokszínűségét próbáljuk a matematika nyelvére lefordítani. A folyamatban résztvevő fehérjék aktivitásának változását, egymáshoz való viszonyát differenciálegyenletekkel írjuk le. A TDK dolgozatom során új kísérletes eredményekre alapozva változtatásokat hajtottam végre egy korábbi modellen. Eleinte a méretkontroll mozgató rúgójának a sejtmagban történő MPF akkumulációt hitték, ez határozza meg a mitózis inicializálását. Ezt az elméletet cáfolták meg a legújabb szakirodalmi eredmények, mely szerint a sejtmag a sejttel együtt nő. Ezért a most megalkotott modellben a sejtosztódást gátló inhibitor fehérjék hígulására helyeztem a hangsúlyt. Munkám során a WinPP program segítségével számítógépen szimuláltam a hasadó élesztőgomba sejtjeiben működő méretkontrollt. A modellen történő változtatásokat lépésenként hajtottam végre. A méretkontrollt úgy vizsgáltam, hogy az osztódási méret, a sejtciklus alatti növekedés és a ciklusidő, milyen erősen korrelál a születéskori mérettel. A rendszer stabilitását pedig bifurkációs diagram segítségével tanulmányoztam.

95


BIOKB-7

Alzheimer-kór diagnosztikájára alkalmas β-amiloid epitóp peptidet tartalmazó konjugátumok szintézise Pethő Lilla, I. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Mező Gábor tudományos tanácsadó ELTE-MTA Peptidkémiai Kutatócsoport

Az Alzheimer-kór okozza az összes demenciák 2/3-át, ami 65 év felett a lakosság 5%-át, 80 év felett pedig 20%-át érinti. Az Alzheimer-kór okai még ma is ismeretlenek, a kutatások során csak feltételezések születtek eddig. Az egyik az amiloid kaszkád hipotézis, mely a β-amiloid peptid (Aβ) aggregációjával hozza kapcsolatba a betegséget [1]. Korábbi kísérletek során meghatározták az Aβ „plakkspecifikus” (Aβ(4-10)) és „plakk-védő” (Aβ(21-37)) epitópját [2]. Az utóbbit az Aβautoantitestek ismerik fel, amelyek gátolják az aggregátumok kialakulását, és specifikusan csak az oligomer β-amiloidokhoz kapcsolódnak. Ennek ismeretében immundiagnosztikumok és immunterápiára alkalmas oltóanyagok állíthatók elő. Munkám során szilárdfázisú peptidszintézissel β-amiloid epitóp peptideket tartalmazó konjugátumokat állítottam elő egy kis kapacitású, polietilén-glikol alapú gyantán totálszintézissel. Hordozóként különböző hosszúságú tuftsin-származékokat alkalmaztam, amikhez egy hosszabb (Aβ(21-37)) és egy rövidebb (Aβ(30-37)) epitópot is kapcsoltam a minimális epitóp meghatározására. Korábbi kutatásokban alkalmaztak spacert is a hordozó és az epitóp között, ezért olyan konjugátumokat szintetizáltam, amelyekben nincs távtartó egység, így vizsgálva az antigén-antitest komplex kialakulását. A biokonjugátumok autoantitest-kötő képességét indirekt ELISA módszerrel ellenőriztük. A kapott eredmények alapján megállapítható, hogy az autoantitestek kötődéséhez szükséges a hosszabb tuftsin-származék, továbbá nem elegendő a rövidebb β-amiloid epitóp (Aβ(30-37)), hanem valószínűleg kell a teljes szekvencia (Aβ(21-37)) a kötődés eléréséhez. Mivel a konjugátumok nem tartalmaztak spacert, ezért a mostani eredményeket a korábbiakkal összehasonlítva kijelenthető, hogy az autoantitestek megfelelő kötődéséhez szükséges spacer beépítése. [1] Hardy, J., Selkoe, D. J., Science, 297, 353-356 (2002) [2] McLaurin, J., Cecal, R., Kierstead, M. E., Tian, X., Phinney, A. L., Manea, M., French, J. E., Lambermon, M. H., Darabie, A. A., Brown, M. E., Janus, C., Chishti, M., Horne, P., Westaway, D., Fraser, P. E., Mount, H. T., Przybylski, M., St George Hyslop, P., Nature Med., 8, 1263-1269 (2002)

96


BIOKB-8

Mesterséges cink-ujj nukleázok előállítása és vizsgálata Szabó Johanna, III. évf. kémia BSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Gyurcsik Béla egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

A cink-ujj nukleázok ismert felépítésű és működésű mesterséges enzimek, melyek egy cink-ujj fehérjéből és egy természetes eredetű nukleáz (FokI restrikciós endonukleáz) hasításért felelős részéből állnak. Mivel a cink-ujj fehérjék képesek a DNS-hez specifikusan kötődni és célszekvenciájuk tetszőlegesen tervezhető, szívesen alkalmazzák őket a géntechnológiában. Azonban a ma ismert cink-ujj nukleázok, sejtet mérgező hatásuk miatt génterápiás célokra nem alkalmasak. Célom ezért az volt, hogy egy olyan fehérjét találjak, mely a cink-ujj doménhez fűzve képes elhasítani a DNS-láncot, de csak szabályozott körülmények között. Erre a Colicin E7 fehérje nukleáz doménjében lévő HNH-motívumot tartottuk alkalmasnak. Ugyanis e nukleáz domén N-terminális végén lévő arginin és a C-terminális részén lévő HNH-motívum egymáshoz közel kerül az aktív központban (lásd ábra), azaz az N-terminális rész allosztérikus szabályozóként működik.

A Colicin E7 nukleáz doménjének 3D szerkezete. Feketével kiemelve a N-terminális arginin, ill. kékkel a C-terminális HNH-motívum (PDB kód: 1ZNS).

Munkám során olyan cink-ujj nukleázokat állítottam elő, melyekben a fenti nukleáz domén N-terminális része, azaz az arginin is, hiányzik. A cink-ujj fehérje azonban rendelkezik olyan aminosavakkal, amelyek oldalláncai képesek lehetnek átvenni annak a funkcióját, ami megakadályozná egy allosztérikus szabályozás kialakításának lehetőségét. Hogy ezt tanulmányozhassam, a módosított nukleáz domén génjét polimeráz láncreakcióval állítottam elő, majd ezt ültettem bele a cink-ujj fehérjét tartalmazó plazmid DNS-be, hogy azt fehérje termelő baktériumokba transzformálva fehérjét fejezzek ki. Vizsgáltam az új fehérjék hatását a baktériumok növekedésére, valamint a DNS-sel való kölcsönhatásukat.

97


BIOKB-9

Transz-1,2-ciklohexán-diol enzimkatalizált kinetikus reszolválása folyamatos nagynyomású reaktorban Szeleczky Zsolt, I. évf. gyógyszervegyész-mérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Kózelné Dr. Székely Edit, adjunktus BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék Dr. Simándi Béla, egyetemi tanár BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék A transz-1,2-ciklohexán-diol (CHD) enantiomerjei illetve származékai alkalmasak kiralitás centrumok bevitelére nagyobb molekulák szintézise során. A Candida antartica lipáz B (CALB) enzim enantioszelektíven katalizálja CHD kinetikus reszolválása során az R,R-diacetát képződését, ezért S,S-monoacetát és R,R-diacetát enantiomertiszta elegye állítható elő. Az egyszerű oldószer – oldott anyag elválasztás miatt előnyös a szuperkritikus szén-dioxid (scCO2) alkalmazása elválasztási műveletekben és reakció közegeként, akár enzimes reakciók során is. A reakciókat egy extraktor - reaktor rendszerben hajtottam létre, ahol a szubsztrátot a szuperkritikus scCO2 az extraktor oszlopban feloldja, majd egy T-elágazásban keveredik a vinilacetáttal és így homogén formában jut az enzimmel töltött reaktorba. A méréseket a szakaszos kísérletek során meghatározott műveleti paraméterek mellett hajtottam végre (100 bar nyomás, 45 °C hőmérséklet, 10:1 vinil-acetát:CHD mólarány). A tartózkodási idő csökkentésével széles tartományban lineárisan nőtt az egységnyi időre vonatkoztatott produktivitás, optimális esetben a szakaszos reaktorban elérhető 1650szorosa volt. A paraméterek optimalizálásával 13 másodperces tartózkodási idővel, teljes konverzió mellett enantiomertiszta termékeket állítottam elő.

98


BIOKB-10

Enzimes emésztés és keményítő hőkezelés monitorozásának lehetőségei RVA módszer alkalmazásával Takács Mónika, I. évf. biomérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Bachrathyné Dr. Gelencsér Tímea labor- és minőségbiztosítási vezető Hungrana Kft. Dr. Salgó András egyetemi tanár BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék A gyors viszkoanalizátoros (Rapid Visco Analyser, RVA) technika egy ausztrál csoport által 1987-ben kifejlesztett reológiai módszer, amely a keményítőtartalmú minták viszkozitását méri, így azok technológiai, funkcionális tulajdonságairól nyújt felvilágosítást. A készülék előnyei közé tartozik, hogy a mérés és a méréshez tartozó mintaelőkészítés egyszerűbb és gyorsabb, mint a megjelenéséig használt készülékek és módszerek, ezért használata hamar elterjedt a világon. A BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer tudományi Tanszékén a módszer új fajta alkalmazását kezdték meg 2009-ben, viszkózus keményítőgél enzimes hidrolízisét RVA-ban monitorozták, ugyanis irodalmi hivatkozások szerint, a keményítő enzimes hidrolízisének következményeként a gél viszkozitásának csökkenése matematikailag leírható folyamat. A fő cél az, hogy az időben történő viszkozitás változás alapján nyomon követhető enzimes hidrolízis kutatásában rejlő lehetőségeket feltárják. TDK munkámmal a leírt munkába kapcsolódtam be, illetve folytattam azt. Módszert dolgoztam ki különböző enzimaktivitású oldatok alkalmazásával keményítő gél hidrolízis során történő viszkozitás változásának monitorozására, valamint előzőleg hővel (mikrohullámmal és száraz hővel) kezelt keményítők gélesedési tulajdonságait és enzimes hidrolízis során megfigyelhető viselkedését vizsgáltam. Eredményeim igazolták az RVA alkalmazhatóságát enzimes emésztés valamint keményítők hőkezelés okozta változásainak nyomon követésében.

99


BIOKB-11

Gyógyszertechnológiai fejlesztések biohatóanyagok formulálására Wagner István, II. évf. vegyészmérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Marosi György egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Nagy Zsombor Kristóf doktorjelölt BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Az új évszázad elején a gyógyszertechnológia az egyik legdinamikusabban fejlődő iparág. Ennek legnagyobb fejlődési potenciállal rendelkező része az úgy nevezett humán egészségügyi biotechnológia. Ezt jól mutatja, hogy az elmúlt évtizedben rohamosan nőtt a piacra kerülő, biotechnológiai eredetű hatóanyagokat tartalmazó készítmények száma. A biohatóanyagok jelenlegi és várhatóan tovább erősödő térnyerése a gyógyszerkutatásban, a gyógyszerformulálást (gyógyszertechnológia) is új kihívások elé állítja. TDK munkámban biohatóanyagok formulálását végeztem. Folyadék halmazállapotban ezeknek a környezetre érzékeny (pH, mechanikai stressz, hő) hatóanyagoknak a stabilitása általában alacsony, emiatt célszerű szilárd készítményt alkalmazni, mely a beteg együttműködést (compliance) és a dozírozás pontosságát is jelentősen javíthatja. Célom az volt, hogy új kíméletes technológiákat fejlesszek szilárd gyógyszerformák előállítására, melyek hatékony alternatívaként jelenhetnek meg az iparban elterjedt idő és energiaigényes fagyasztva szárítás kiváltására. Két különböző típusú technológiát vizsgáltam. Az egyik technológia az elektrosztatikus nanoszálképzés, melynek gyógyszeripari bevezetése még nem történt meg, azonban más iparágak már alkalmazzák ezt a nanotechnológiai eljárást pl. a textil iparban. Ez a technológia - amellett, hogy kellően kíméletes formulálást valósít meg - folyamatos és igen alacsony költségű gyártást tesz lehetővé. A másik fejlesztett technológia gyógyszeriparban általánosan alkalmazott berendezésekre alapult. Az előállított minták morfológiáját optikai- és pásztázó elektronmikroszkóppal figyeltük meg. Vizsgáltuk a folyamat során esetlegesen fellépő denaturálódást, illetve a biohatóanyagok stabilitását különböző hőmérsékleteken tárolva. A kapott eredmények alapján megállapítható, hogy a fejlesztett kíméletes és alacsony energiaigényű gyógyszertechnológiai eljárások új, lehetőségeket nyújthatnak biohatóanyagok formulálására.

100


BIOKB-12

Érdemes-e az ipari szennyvizet előtisztítani? Weinpel Tamás, V. évf. környezetmérnök BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Jobbágy Andrea egyetemi docens BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

Az Európai Unió irányelveihez történő felzárkózás érdekében napjaink legfontosabb teendői közé tartozik a keletkező szennyvizek minél nagyobb hányadának a megtisztítása, és a meglévő telepek korszerűsítése, optimalizálása. Ehhez kapcsolódik az a követelmény is, hogy mindenképpen teljesülnie kell a csatornarendeletben előírt határértékeknek az ipari szennyvizekre. Ezáltal számos ipari – elsősorban egyes élelmiszeripari – üzemet kényszerítenek költséges előtisztító megépítésére, ahol a sok esetben az önmagukban nehezen biodegradálható komponensek eliminálásához pl. pótnitrogén- ill. foszfor-forrás is adagolandó. Másrészről a vízfogyasztás csökkenéséből fakadóan nő a háztartásokból származó szennyvizek csatornarendszerbeli tartózkodási ideje. Emiatt a bekerülő, könnyen biodegradálható szénforrások sok esetben már ott eliminálódnak, és így igen kedvezőtlenül alakul a telepekre befolyó szennyvizek C:N aránya, ami a szigorodó határértékek mellett csupán pótszénforrás adagolással teszi lehetővé a nitrogéneltávolítást befejező denitrifikációs lépés hatékony elvégzését. Kutatásom során egy Modell Szennyvíztisztító Telep hatékonyságnövelési lehetőségeit és ehhez kapcsolódóan egy jégkrémet előállító cég szennyvizének hatásait vizsgáltam. Általános gyakorlat az, hogy a kommunális tisztító telepek problémáit a befolyó, ipari hányadra vezetik vissza. Ezért abban bíznak, hogy a bevezetés megszüntetésével a telepi gondok is megoldódnak. A tisztítótelepen jelentkező problémák okainak feltárása érdekében áttekintettem a rendelkezésre álló korábbi adatokat, valamint helyszíni profilméréseket végeztem a lejátszódó bioreakciók nyomonkövetése érdekében. Ezután matematikai szimulációs számítások segítségével kerestem megoldási lehetőséget az eleveniszapos biodegradáció, különösen a nitrifikáció és denitrifikáció hatékonyságának növelésére. Mindezek nyomán arra jutottam, hogy a jégkrémgyár szennyvizének kiugróan magas szervesanyag tartalma esetén, az adott, kishatékonyságú levegőztetés mellett ugyan jelentősen visszaeshet a nitrifikáció hatékonysága, a tisztító megépítése után azonban a denitrifikációhoz pótszénforrást kell adagolni. Így a költséges előtisztító építése helyett a kommunális telep levegőztetési hatékonyságának növelése és ezzel egyidejűleg a denitrifikáció hatékonyságát elősegítő, minimális ráfordítást igénylő bioreaktor átalakítás szolgáltatja az igazi, olcsó és hosszú távon is megbízható megoldást.

101

102

Elméleti kémia és kémiai informatika tagozat

103


ELMK-1

A von Pechmann reakció mechanizmusának vizsgálata elméleti kémiai módszerekkel Daru János, II. évf. vegyész MSc ELTE TTK Kémiai Intézet Témavezető:

Dr. Stirling András tudományos tanácsadó MTA Kémiai Kutatóközpont, elméleti kémiai osztály

A kumarinvázas vegyületek előállításának egyik elterjedt módszere, a Hans von Pechmann[1] által kifejlesztet kondenzációs reakció. A reakció mechanizmusa az 1884-es felfedezése ellenére mind a mai napig vitatott kérdés. Kutatásunk során megkíséreltünk három potenciális reakcióutat összehasonlítani elméleti kémiai módszerek segítségével, valamint választ adni arra a kérdésre, hogy vannak-e a reakcióúton stabil, spektroszkópiák segítségével kimutatható intermedierek. Számításainkat G03 programcsomaggal végeztük, a gázfázisban, merev-rotátor – harmonikusoszcillátor – ideális-gáz közelítésben, és figyelembe vettük az oldószer effektust polarizálhatókontinuum modell alkalmazásával. [1] v. Pechmann, H.; Duisberg, C., Ber. Dtsch. Chem. Ges., 2119 (16), (1883) [2] Calvino-Casildaa V., Banaresa M.A., LozanoDizb E., Catalysis Today 155 (3-4) 279, (2010)

104


ELMK-2

A Soai-reakció sztochasztikus kinetikai elemzése Dóka Éva, I. évf. vegyész MSc DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Dr. Lente Gábor egyetemi docens DE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

Az élő szervezetekben szinte kizárólag D-cukrok és L-aminosavak találhatók meg, ez a jelenség a biológiai homokiralitás. Jelenlegi ismeretink szerint ennek kialakulásánál a királis autokatalízisnek nevezett jelenség jelentős szerepet játszhatott. Abszolút aszimmetrikus szintézis (AASZ) vagy spontán aszimmetrikus szintézis során akirális kiindulási anyagokból optikailag aktív reagensek távollétében optikailag aktív termékek keletkeznek. Az AASZ első kísérleti megvalósítása a Soai-reakció, amelyben prokirális pirimidin-karbaldehidekből királis pirimidil-alkanolokat állíthatunk elő. [1] A királis alkohol a reakció hatékony királis autokatalizátora, fellép a királis erősítés jelensége. Munkám során egy irodalmi mechanizmusjavaslatra [2] építve kidolgoztuk a Soaireakció sztochasztikus modelljét Monte Carlo módszerrel, ezzel bemutatva a Monte Carlo modellezés egy lehetséges használatát a reakciókinetikában. Kidolgoztuk továbbá az előegyensúlyi közelítés sztochasztikus leírását, amely eddig csak a determinisztikus megközelítésben volt részletesen ismert. Ennek segítségével a munka egy másik részeként elkészítettük a Michaelis−Menten-mechanizmus teljes sztochasztikus leírását tetszőleges részecskeszámra. Megmutattuk, hogy a Monte Carlo modellezés determinisztikus folytatással kiegészítve ígéretes megoldást nyújthat bonyolultabb reakciómechanizmusok esetén is. Az alkalmazott mechanizmusjavaslat, amire a Monte Carlo számolásokat felépítettük, nem magyarázza az abszolút aszimmetrikus szintézis kialakulását. A probléma feltehetően a dimer- és a trimer részecskék kialakulásában keresendő, mivel az asszociátumok kialakulásához többnyire a részecskék relatíve nagy koncentrációja szükséges, ami speciálisan a reakció elején, amely szakasz vizsgálódásaink fókuszában áll, nem feltétlenül fordul elő. Az AASZ kialakulásának magyarázatában tehát az lehet a következő lépés, hogy az alkalmazotthoz képest módosított, vagy lényegében különböző, új mechanizmus használatával folytatjuk tovább a számításokat. [1] Soai, K. et al., Tetrahedron Asymm., 14, 185-188 (2003) [2] Buhse, T., Tetrahedron Asymm., 14, 1055-1061 (2003)

105


ELMK-3

A szarvasmarha szérum albumin fehérje modellezése Gyebrovszki Andrea, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Hoffmann Eufrozina Andrea egyetemi tanársegéd Dr. Körtvélyesi Tamás egyetemi docens SZTE Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék A szarvasmarha szérum albumin (Bovine Serum Albumin, BSA) a kémiai- és biokémiai reakciók gyakori modellvegyülete, egyben számos kutatás tárgya. Évente több száz publikáció jelenik meg a BSA-val kapcsolatban, ugyanakkor 3D struktúrája a mai napig sem tisztázott. Szerkezete a hidrodinamikai kísérletek [1, 2, 3] és a kis szögű röntgenszóródás mérések [4] alapján egy 140*40 Å dimenziójú lapított ellipszoid (szivar). Az NMR [5] és a hagyományos röntgen krisztallográfiai adatok [6] azonban az albumint inkább szív alakúnak jósolják. Korábban próbálták meghatározni a BSA pH titrálási görbéjét, valamint vizsgálták különböző tenzidekkel való kölcsönhatásait kalorimetriás mérésekben. Munkám során különböző homológia modellező módszereket teszteltünk a BSA 3D szerkezetének predikciójára. Templátként a humán szérum albumint (HSA) 3D szerkezetét használtuk, amelynek a BSA-val való szekvencia azonossága 72,6 %. Az eredmények értékelése során több protein szerkezet összehasonlító módszert alkalmaztunk, a kapott modelleket RMSD értékek és Ramachandran eloszlás alapján vizsgáltuk és rangsoroltuk. Elvégeztünk egy ellenőrző modellezést is, amely során a HSA szekvenciáját „igazítottuk” HSA templátba. A kapott modellek 3D szerkezetét molekulamechanikai (MM) módszerrel optimalizáltuk és minden modell esetén meghatároztuk az egyes aminosavak energiáját, valamint az oldalláncok protonálódási állapotát különböző pH-kon. [1] Hughes, W. L. In "The Proteins", Academic Press, N. Y. Vol. 2b, 663-755 (1954) [2] Squire, P. G., Moser, P., O. Konski, Biochemistry, 7, 4261-4272 (1968) [3] Wright, A. K., M. R. Thompson, Biophys. J., 15, 137-141 (1975) [4] Bloomfield, V., Biochemistry, 5, 684-689 (1966) [5] Bos, O. J. M., Labro, J. F. A., Fischer, M. J. E., Witling, J., Janssen,L. H. M. J. Biol. Chem., 264; 953-959 (1989) [6] Carter, D. C., He. X. M., Munson, S. H., Twigg, P.D. Gernert, K.M., Broom, M. B., and Miller, T. Y. Science, 244; 1195-1198 (1989)

106


ELMK-4

Ultrahideg atomok kezelése a Bose-Hubbard modellben Jeszenszki Péter, II. évf. Vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Surján Péter egyetemi tanár ELTE Fizikai Kémiai Tanszék Dr. Szabados Ágnes egyetemi adjunktus ELTE Szervetlen Kémiai Tanszék A kutatásaim során a kvantumkémiai körökben jól ismert és gyakran használt direkt Davidson algoritmust alkalmaztam egy olyan rendszerre, amelyet mindeddig a kvantumkémikusok nem tanulmányoztak. A vizsgált rendszer az optikai rácsban csapdázott, alacsony hőmérsékletre hűtött atomok halmaza. Az optikai csapdák mérete kvantumkémiai léptékben nagy (nagyságrendileg 1000 nm), így az atomok egymással csak szóródási folyamatokon keresztül lépnek kölcsönhatásba. Egy atom spinje a magspin és elektronok spinjeinek eredője. Ha ez az érték egész szám, akkor az atomokat kvázi bozonoknak tekintjük, viselkedésük Bose-Einstein statisztikát követ. Az optikai rácsban csapdázott atomokat a Bose-Hubbard közelítés keretében vizsgáltuk. A Bose-Hubbard operátor a rendszer Hamilton operátorának félempirikus közelítése, amely számos fizikai folyamatot (pl. szuperfolyékony - Mott szigetelő átmenet) jól leír. Megvizsgáltuk a Bose-Hubbard modell megoldását az átlagtér közelítésben és az egzakt diagonalizációs technikát alkalmazva. Kiemelkedően fontos eredményünk az egzakt megoldást szolgáltató direkt algoritmus, amelyet bozonikus rendszerekre dolgoztunk ki. Az általunk készített programot összehasonlítva már létező kóddal (ALPS), azt találtuk, hogy mind a gépidő mind a memóriaigényt tekintve a mi algoritmusunk hatékonyabb.

107


ELMK-5

Egy Cu,Zn-szuperoxid-dizmutáz N-terminális fémkötő helyének szerkezeti modellezése Matyuska Ferenc, V. évf. kémia-matematika tanár, végzett nevezéskor Témavezetők: Dr. Hoffmann Eufrozina egyetemi tanársegéd SZTE TTIK, Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék Dr. Gajda Tamás egyetemi tanár SZTE TTIK, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék Az egyik legismertebb cink-tartalmú enzim a Cu,Zn szuperoxid-dizmutáz, ami szuperoxid anion diszproporcióját katalizálják oxigénné és hidrogén-peroxiddá az aktív centrumukban felváltva redukálódó és oxidálódó réz(II/I) ion segítségével [1]. Ezek a minden eukarióta sejtben megtalálható enzimek fontos részét képezik az aerob szervezetek oxidatív stressz elleni védelmének. Néhány Gram-negatív baktériumnál a SOD enzim N-terminálisa hisztidinben gazdag részt tartalmaz, ami kétértékű fémek nagyaffinitású kötőhelyeire utal. Ilyen baktériumok például a H. ducreyi, amelynek Nterminális szakaszának hisztidinben gazdag részét (NH2-HGDHMHNHDTK) a Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszéken korábban részletesen vizsgálták kísérletileg [2]. A jelen dolgozatban ezen peptid cinkkötésének helyét vizsgáltuk kvantumkémiai módszerekkel. A modellezés első fázisaként elkészítettem cink-komplexek kiindulási szerkezeteit az Arguslab programmal, majd a VEGA programal elvégeztem ezen szerkezetek konformáció analízisét. Az így kapott, legjobbnak ítélt szerkezeteket szemiempírikus kvantumkémiai módszerrel optimalizáltam implicit vizes közegben. [1] B.L. Vallee In: I. Bertini, C. Luchinat, W. Maret and M. Zeppezauer, Editors, Zinc Enzymes, Birkhauser, Boston (1986) [2] Paksi, Z., Jancsó, A., Pacello, F., Nagy, N., Battistoni, A., Gajda, T., J. Inorg. Biochem., 102 (2008) 1700-1710.

108


ELMK-6

Cink-ujj fehérjék DNS-kötő képessége és specifikussága Kísérletek és számítások Nagy Gábor, V. évf. vegyész SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Gyurcsik Béla egyetemi adjunktus, SZTE TTIK Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék Dr. Körtvélyesi Tamás egyetemi docens SZTE TTIK Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék A cink-ujj fehérjék olyan, moduláris szerkezetű proteinek, amelyek fontos szerepet játszanak a génkifejeződésben. A mesterséges cink-ujj fehérjék széles körben felhasználhatóak a biotechnológiában, génterápiás eljárásokban. Ennek oka az, hogy képesek modulonként (ujjanként) speciálisan egy bázishármassal erős kötést kialakítani, így egy több ujjból álló cink-ujj fehérje képes a genomban egyedi szakaszokat megtalálni. A cink-ujjakon alapuló mesterséges enzimek használhatóságának egyik sarkalatos kérdése az, hogy a célzott DNS-szakaszhoz képesek vagyunk-e specifikusan kötődő cink-ujjat előállítani. A cink-ujj fehérjék felépítése nagyon hasonló egymáshoz; egy cink-ujj két antiparallel ß-lemezt és egy α-hélixet tartalmaz, a szerkezetet pedig egy Zn2+-ion stabilizálja jól meghatározott helyen levő Cys2-His2 komplex kialakításával. A cinkujjak aminosavjainak többsége nem járul hozzá jelentősen a cink-ujj - DNS lánc kölcsönhatáshoz, ezért csak 4-6 jól meghatározott helyen levő aminosav felelős. Ezen kulcsaminosavak megváltoztatásával a cink-ujj alapú fehérjék bármilyen gén tetszőleges szakaszával képesek kölcsönhatni, de ha nem specifikusak, akkor a fehérje sejtméregként viselkedhet. Emiatt egy potenciálisan felhasználható génterápiás cink-ujj fehérje esetén fontos megvizsgálni annak specifikusságát. A TDK dolgozat alatt egy cink-ujj fehérje – DNS komplex (1MEY) nagyfelbontású XRD-vel meghatározott szerkezete alapján becsültük meg az 1MEY fehérje specifikusságát. A specifikusság becsléséhez a specifikus kötőhellyel nem redelkező DNS modell felhasználásával összehasonlítottuk a specifikus és nemspecifikus kölcsönhatások entalpiáit szemiempírikus számítási módszerek útján. Munkánk során a különböző fehérje-DNS komplexekben kialakuló DNs-fehérje és DNS-DNS kölcsönhatásokat megvizsgálva próbáltuk felderíteni a specifikus kötődéssel járó entalpiaváltozásokat, hogy ezeket felhasználva más, hasonló szerekezetű cink-ujj fehérjék specifikusságát is megbecsülhessük.

109


ELMK-7

Multikonfigurációs perturbációszámítás skálázott energiatagokkal Nagy Péter, II. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Szabados Ágnes egyetemi adjunktus ELTE Szervetlen Kémiai Tanszék

A kémiában fontos molekuláris rendszereket elméleti úton legprecízebben kvantummechanikai modellekkel írhatjuk le, ám a számítások kivitelezhetőségéhez legtöbbször közelítéseket kell bevezetni. Legtöbbször elegendő, az atommagok térbeli helyzetének ismeretében, az elektronok viselkedésének megadása. Erre a sokelektron hullámfüggény szolgál, melyet általában egyszerűbb, egyelektron függvényekből alkotott determináns(ok) alakban írunk fel. A kvantumkémiában legelterjedtebb módszer, a Hartree–Fock (HF) egy determinánst használ, emellett az elektonok kölcsönhatását is közelíti egy átlagos elektromos potenciál segítségével. Az elektronok azonban egyedileg hatnak kölcsön (elektron korreláció), mely jól bevált módon perturbációszámítással (Perturbation Theory, PT) vehető számításba. A PT különböző változatai az eredeti rendszer partícinálásában, vagyis a közelítő (nulladrend) és korrigáló (perturbáció) részekre bontásban térnek el. A partíciók helyes megválasztása jobb közelítéshez vagy kisebb számítási költséghez vezethet. Továbbá, a korrekciót skálázó paraméterekkel pontosabb energiaértékek kaphatók. A dolgozatban az általánosítás lehetősége miatt átfogalmazzuk ezen sikeres skálázási lehetőségeket (Feenberg- és Grimme-féle) particióválasztási változatokra. Sajnos a kérdéses molekuláris rendszert (pl. kötések felbomlása) a HF determináns többször kvalitatíven is rosszul jellemzi. Ilyenkor, továbblépésként a hullámfüggvényt több determinánsból állítjuk elő. Ezek az ún. multireferencia módszerek számos perturbációszámítással javított változatban (MRPT) is elérhetők. A dolgozatban egy MRPT változat, a multikonfigurációs perturbációszámítás (MCPT) egydetermináns PT-ből általánosított skálázási lehetőségeiről lesz szó. Fő célunk kiaknázni a jól bevált skálázási módszereket a MRPT kialakult gyakorlatában, melyre eddig nem volt példa az irodalomban. A skálázás partíciós formáját használva, észszerű kompromisszumokkal élve a skálázott MCPT különböző változatait dolgoztuk ki. A képletek programozása után a módszerek teljesítőképességét több példán, ismert módszerekkel összevetve tanulmányoztuk. Az skálázott MCPT alkalmazhatósága egyelőre korlátozott, mivel sok ponton optimálható, nem szigorúan kötött módszer, illetve mivel az energiában elért javulás nem kompenzálja a megnövekedett számítási igényt. Az új módszer előnye, hogy a skálázást nem csak az egyensúlyi magelrendeződés esetén tudja hatékonyan végezni.

110


ELMK-8

Caco-2 permeabilitás in silico predikciója Németh Eszter, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Keserű György Miklós egyetemi magántanár Richter Gedeon Nyrt., Budapest

A modern gyógyszerkutatás folyamata során a klinikai sikertelenség egyik fő oka, hogy az egyébként megfelelő affinitású klinikai jelöltek egy része nem rendelkezik jó farmakokinetikai paraméterekkel, nem megfelelő a szervezetben való abszorpciója, eloszlása, metabolizmusa és/vagy kiürülése (ADME tulajdonságok). A kiesések kockázatának minimalizálása érdekében ezen tulajdonságok már a gyógyszertervezés korai fázisaiban sem hagyhatók figyelmen kívül, ezért nagy áteresztőképességű, in vitro mérésük és számítógépes előrejelzésük nagy jelentőséggel bír. Abszorpciónak nevezzük azt a folyamatot, amelynek során a gyógyszermolekulák a gasztrointesztinális traktusból a portális vénába jutnak. Mivel ekkor a gyógyszermolekulának a sejtmembránon kell átjutni, a folyamat in vitro modellezésére alkalmas az egysejt rétegen vagy mesterséges membránon keresztüli transzport mérése. Az egyik legnépszerűbb eljárásban Caco-2 sejtvonalat használnak, amely humán vastagbélepitélium carcinoma sejteket tartalmaz egyrétegben elrendeződve. Fontos megjegyezni, hogy mivel a Caco-2 sejtvonal heterogén, a különböző laboratóriumokból származó mérési adatok közvetlenül nem vethetők össze. Munkám célja a gyógyszerfelszívódást modellező in vitro Caco-2 permeabilitás mérések számítógépes predikciója olyan molekulák esetén, melyek elsősorban passzív transzporttal jutnak át a membránon. A modellépítéshez a 343 db molekulából álló adatkészletet a Richter Gedeon Nyrt. Kémiai és Biológiai Adatbázisának Caco-2-adataiból állítottam össze. A modellekhez használt függvények függő változója az experimentális látszólagos Caco-2 membrán permeabilitás, függő változói pedig a ligandumokra jellemző olyan fizikai-kémiai mennyiségek (ún. deszkriptorok), melyekről szemléletes fizikai jelentésük folytán feltételezhető, hogy kvantitatív összefüggésbe hozhatóak a permeabilitással. Ilyen deszkriptor pl. az oktanol/víz megoszlási hányados, a poláris molekulafelület, a moláris tömeg stb. Az egyes deszkriptorok erősen korreláltak lehetnek, így elemzésükhöz a korrelációs mátrix felállítása ill. főkomponens elemzés szükséges. A különböző modelleket vizsgálva megállapítható, hogy a legáltalánosabban használható deszkriptor a megoszlási hányados, de a korreláció további deszkriptorok bevezetésével javítható. Célszerű minden gyógyszertervezési projektben az adott szerkezeti körben legalább 10-15 vegyület kísérleti vizsgálatát elvégezni, melyek Caco-2 adatainak felhasználásával jó esély van egy kvantitatív értelemben is prediktív modell felállítására.

111


ELMK-9

Van-e biológiai kockázata a fehérje rendezetlenségnek: rákos mutációk vizsgálata Pajkos Mátyás, IV. évf. Biomérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Dosztányi Zsuzsanna tudományos főmunkatárs MTA SZBK Enzimológiai Intézet

Egyre több az adat arra vonatkozóan, hogy az eukarióta genom olyan fehérjéket kódol, melyeknek jelentős nagyságú szakasza rendezetlen. Annak ellenére, hogy ezek a fehérjék nem rendelkeznek jól meghatározott szerkezettel, fontos szerepet töltenek be a sejtciklus folyamataiban, szabályozásban és jelátviteli folyamatokban [1]. Ugyanakkor azt is megfigyelték, hogy a rendezetlen részek gyakoriak a rákhoz, illetve más betegségekhez kapcsolódó fehérjék között, és ezért felmerült, hogy a rendezetlenség egyfajta biológiai kockázatot rejt magában [2]. Projektem segíthet ezt a feltételezést igazolni vagy megcáfolni. Kutatásom célja a rákos megbetegedésekhez köthető pontmutációk és polimorfizmusok gyakoriságának részletes tanulmányozása volt a rendezetlen és rendezett fehérje részeken, illetve a rendezetlen kötőhelyeken, bioinformatikai módszerek és statisztikusan kezelhető mennyiségek segítségével. A vizsgálathoz a rákos betegségekkel összefüggésbe hozható fehérjék kísérletes úton ellenőrzött mutációs adatait a Swiss-Prot adatbázis szolgáltatta. A polimorfizmusokra vonatkozó eredményeim azt mutatják, hogy azok eloszlása a fehérjékben nem egyenletes, a rendezetlen részekre esnek nagyobb gyakorisággal, utalva ezzel a rendezetlen régiók toleranciájára. Az általánosan elfogadott nézettel ellentétben további eredményeim arra engednek következtetni, hogy a rákkal kapcsolatos mutációk és a fehérjék szerkezeti tulajdonságai közötti összefüggések egy összetettebb képet mutatnak, azonban általánosságban elmondható, hogy a véletlenhez képest a rákot okozó mutációk nagyobb valószínűséggel esnek rendezett szekvencia részekre, és ez a hatás még nagyobb volt, ha a polimorfizmusok nem egyenletes eloszlását használtam referenciának. Mindemellett fehérje példákon keresztül bemutattam a szerkezeti részekre különböző gyakorisággal eső mutációk és a fehérje funkciók kapcsolatát. [1] Wright, P.E. and H.J. Dyson, Intrinsically unstructured proteins: re-assessing the protein structure-function paradigm. J. Mol. Biol. 1999. 293:321-31 [2] Iakoucheva, L.M., et al., Intrinsic disorder in cell-signaling and cancer-associated proteins. J. Mol. Biol. 2002. 323:573-84

112


ELMK-10

Kukurbit[7]uril „vendég-gazda” komplexeinek elméleti vizsgálata Roósz Balázs, V. évf. vegyész SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Körtvélyesi Tamás egyetemi docens SZTE Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék

Az ún. „vendég-gazda” komplexképződés igen jelentős a modern komplexkémiában, gyógyszertervezésben. A „gazda” molekulák olyan makrociklusos vegyületek, amelyeknek belső üregébe reverzibilisen kötődik egy kisebb, „vendég” molekula. Wyman és mts-i. [1] a kolinok és foszfónium-kolinok vizes oldatában vizsgálták a kukurbit[7]urillal (CB[7]) történő komplexképződést. A kolinok molekulaképlete: (CH3)3N+CH2CH2OR. Valamennyi molekula tartalmaz egy trimetil-ammónium csoportot, amely az acetilkolin (R = COCH3) esetén az acetilkolin-észteráz enzim aktív helyére kötődik. A kötőhely aromás aminosavoldalláncokat tartalmaz, pld. triptofánt, amelyekhez kation-π kölcsönhatásokkal köt a szubsztrát. A gyógyszermolekulák másik csoportja, ahol alkalmazhatóak „gazda” molekulák, a helyi érzéstelenítők [2]. Ezek kétszeresen protonálhatóak: az anilin nitrogénen és a tercier amin nitrogénen. Ezért farmakokinetikájuk érzékeny a pH-ra, hatáserősségük attól függ, hogy dikationos, kationos, vagy semleges formában stabilisak az adott közegben. Minél közelebb van a pH a tercier amin pKs-ához, annál előbb kezdik hatásukat kifejteni. Munkánk elsődleges célja a CB[7], mint „gazda” részvételével történő komplexképződési folyamatok modellezése. Ennek során a CB[7] „gazda” molekula szerkezetét DFT módszerrel (Gaussian 03) a „vendég” molekulák szerkezeteit PM6 szemiempirikus kvantumkémiai módszerrel (MOPAC2009) optimáltam. A „vendég” molekulákat dokkoltam a CB7 üregébe. A számítások során feltérképeztük a „vendég” molekulák CB7-hez kötődő szerkezetét és a kötődés módját. A „vendég” molekulákat sikerült linearitást mutató csoportokra bontani a számított Hawkins GB/SA pont és a lgK közötti korreláció alapján. Ezzel megalapozva egy szerkezet - lgK modell lehetőségét. [1] Wyman, I., W., Macartney, D., H., Org. Biomol. Chem., 8, 253-260 (2010) [2] Wyman, I., W., Macartney, D., H., Org. Biomol. Chem., 8, 247-252 (2010)

113


ELMK-11

Alagúthatás karbénekben Sarka János, III. évf. kémia BSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Császár Attila egyetemi tanár ELTE TTK Molekulaspektroszkópiai Laboratórium

TDK dolgozatomban a [H,H,C,O] rendszerrel analóg [H,H,C,S] és [H,H,C,Se] rendszerekre végeztem részletes kvantumkémiai számításokat. Elektron- és magmozgás számítások segítségével vizsgáltam a rendszerek elektron alapállapotában a lehetséges izomerek szerkezetét, rezgési és forgási spektrumát, valamint az alagúthatás fellépésének lehetőségét a transz-HCSH → H2CS, és a transz-HCSeH → H2CSe átalakulások esetén. Számításaim legfontosabb megállapítása az alagúteffektus kapcsán az, hogy a transz-HCOH → H2CO rendszer esetében tapasztalt gyors izomerizációval ellentétben sem a transz-HCSH → H2CS, sem a transz-HCSeH → H2CSe átalakulások esetében nem várható alagúthatás észlelése a mátrixizolációs kísérletek alacsony (10 K körüli) hőmérsékletén. Ez a megállapítás igaz mind az Eckart-gáton, mind a WentzelKramers-Brillouin-közelítésen alapuló számítások esetében. Az Eckart- és a sokkal jelentősebb számítási időigényű WKB-módszerek eredményei hasonlóak. A közöttük meglévő különbségeket vizsgálva megállapíthatjuk, hogy az Eckart-módszerrel a pontosabb WKB-módszerhez képest mintegy két nagyságrenden belül lehet megmondani az alagúthatás felezési idejét. Ezért a felezési idő közelítő kvantumkémiai meghatározására a WKB-modellnél sokkal egyszerűbb Eckart-modell is többnyire sikeresen alkalmazható. A számítási eredmények tükrében megállapíthatjuk, hogy a WKB-görbék alakjában történő kis változás a számított felezési időkben rendkívül nagy különbségeket okoz. Bár pontos számításaink szerint a gátmagasság ezekben a rendszerekben alig változik, a [H,H,C,S] és [H,H,C,Se] rendszerek esetében a [H,H,C,O] rendszernél tapasztaltnál szélesebb gátat számítunk. Ez természetesen azzal függ össze, hogy az átmeneti állapotot jellemző imaginárius frekvencia legnagyobb a [H,H,C,O] rendszernél. A gát szélességében tapasztalható különbségek is rendkívüli mértékben megváltoztatják az izomerizációs reakció felezési idejét. Az alagúteffektus kapcsán meghatározott kvalitatív eredményeimet a számítások maradványhibái nem befolyásolják. A számított geometriai adatok, frekvenciák, dipólus nyomatékok és relatív energiák kvantitatív értékek, melyek maradványhibája többnyire jóval kisebb 1%-nál. Ezek az értékek alkalmasak például a transz-HCSH esetében a jövőbeni kísérleti spektroszkópiai eredmények pontos értelmezésére.

114


ELMK-12

A formaldehid nagyfelbontású spektroszkópiája Szabó István, I. évf. kémia MSc ELTE TTK Kémiai Intézet, Molekulaspektroszkópiai Laboratórium Témavezető:

Dr. Császár Attila egyetemi tanár ELTE TTK Kémiai Intézet, Molekulaspektroszkópiai Laboratórium

A H2CO molekula rezgési-forgási spektrumának tanulmányozását annak légköri és asztrofizikai jelentősége motiválja. Annak ellenére, hogy a molekula infravörös színképének felvételéhez akalmazott kísérleti módszerek nagyfelbontású színképet szolgáltatnak, a rezgési-forgási átmenetek és energiaszintek asszignációja bonyolult feladatnak bizonyult. A rezgési-forgási energiaszintek azonosításában komoly segítséget jelentenek a modern kvantumkémiai számítások. TDK munkám során illesztettem a H2CO molekula negyedrendű erőterét [1] a laboratóriumunkban kifejlesztett DEWE elnevezésű variációs jellegű magmozgás számító programcsomaghoz [2]. A variációs számítások segítségével meghatároztam a molekula rezgési-forgási átmeneteit, az “egzakt” és a harmonikus oszcillátor közelítésben számolt hullámfüggvények ismeretében pedig felépítettem a molekula NMD (Normal Mode Distribution) mátrixát. A H2CO molekula és három izotóphelyettesített származékára (D2CO, D213CO, HDCO) a skálázott kvantummechanikai erőtér módszerrel (SQM) skálafaktorokat határoztam meg, a kísérleti energiaszintek felhasználásával, az anharmonikus erőtér javítása céljából. A kvadratikus erőállandók korrekciójával az erőtér lényegesen jobb reprezentációját adja a molekula potenciális energia felületének. A számított energiaszintek további korrekciójára eljárást dolgoztam ki, melynek során alapoztam a J-Ka forgási kvantumszámok skálázódására. Az implementált algoritmussal számolt energiaszintek 0.005 cm-1 pontossággal közelítik a kísérleti energiaszinteket, lehetőséget adva a kísérletileg illesztett spektroszkópiai állandók fizikai tartalmának ellenőrzésére. Kísérletet tettem továbbá a H2CO molekula AE-CCSD(T)/cc-pCVQZ szinten meghatározott egyensúlyi geometriájának [1] korrekciójára egy általam írt algoritmus segítségével. [1] P. R. Schreiner, H. P. Reisenauer, F. C. Pickard, A. C. Simonett, W. D. Allen, E. Mátyus, A. G. Császár, Nature 453, 906 (2008). [2] E. Mátyus, G. Czakó, B. Sutcliffe, A. G. Császár, J. Chem. Phys. 127, 084102 (2007).

115


ELMK-13

A H + O2 → O + OH reakció dinamikájának vizsgálata kváziklasszikus trajektória módszerrel Szabó Péter, II. évf. vegyész MSc PE Mérnöki Kar Témavezető:

Dr. Lendvay György egyetemi docens PE Általános és Szervetlen Kémiai Intézeti Tanszék

A hidrogént és oxigént tartalmazó reakciórendszerek egyik elemi lépése a H+O2 → O + OH reakció. Ebben a reakcióban lép az O2 a reakciórendszerbe, és emellett láncelágazási pontként is szerepel. Emiatt szokás az égések kémiájának legfontosabb elemi reakciójaként emlegetni. A reakciót számos kísérletben tanulmányozták. Meghatározták az alapállapotú O2 reakciójának sebességi együtthatóját, annak hőmérsékletfüggését és az abszolút reaktív szórási hatáskeresztmetszetet néhány ütközési energiánál. A kísérleti vizsgálatok csak az alapállapotú oxigén (O2(3Σg-)) és hidrogén (H(2S)) reakciójára szorítkoztak, de fontos lenne tudni, hogyan reagál a gerjesztett elektronállapotú O2 (1∆g) molekula. E folyamat dinamikája nehezen tanulmányozható kísérleti úton, elméleti vizsgálatokban viszont megkaphatóak a dinamikai paraméterek. Külföldi partnerekkel együttműködve ennek a reakciónak a teljes dinamikai jellemzését szeretnénk elvégezni mind alapállapotú, mind gerjesztett oxigénmolekula esetére, hogy felmérjük, mi a különbség a két elektronállapotú O2 reaktivitásában. Ebben a dolgozatban a reakció kvázi-klasszikus trajektória módszerrel történő vizsgálata során kapott eredményeket foglalom össze. A reakciódinamikai modellszámításokban a Guo és munkatársai által kiszámított, magas szintű ab initio kvantumkémiai eredményeken alapuló globális potenciális energiafelületeket (PES) használtuk. A trajektóriaszámítások mellett a PES részletes tanulmányozását is elvégeztem. A trajektóriaszámítások alapján meghatároztam a reakció szórási hatáskeresztmetszetét, a termékek kvantumállapot illetve szórási szög szerinti eloszlását. Elemeztem a gerjesztett állapotra kapott eredményeim és a Guo és munkatársai által szűk reaktáns kvantumállapot tartományban végzett egzakt kvantummechanikai úton valamint statisztikus módszerrel származtatott adatok viszonyát, valamint az alap- és gerjesztett elektron állapotú O2 reakciójának hasonlóságait és különbségeit.

116


ELMK-14

Pentakoordinált főcsoportbeli elemek kötésviszonyai Szűcs Rózsa, IV. évf. vegyészmérnöki BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető: Konzulens:

Hollóczki Oldamur doktoráns BME Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék Dr. Nyulászi László egyetemi tanár BME Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

A periódusos rendszer harmadik és negyedik periódusbeli elemeinek pentakoordinált vegyületeinek viszonylag nagy stabilitása reaktivitásukat alapvetően befolyásolja, így például könnyebben vihetők a nukleofil szubsztitúciós reakciókba, ami a polifoszfátok hidrolízisében, vagy a szilán védőcsoportok egyszerű eltávolításában játszik fontos szerepet. E szerkezetek közül átfogóan csak a foszfor és a szilícium ilyen származékait vizsgálták, noha e különös vegyületek szerkezeti sajátságainak átfogó megértéséhez a más elemek származékaival való összehasonlítás nagymértékben hozzájárulhatna. Munkám során az EH4X összegképletű hipervalens vegyületcsaládot vizsgáltam + + (ahol E: Si , Ge , P, As, S , Se ; X: -H, -F, -OH, -NH2, -CH3, -BH2) sűrűségfunkcionál (B3LYP, MPW1K, PW91) és perturbációs (MP2) módszerekkel, a molekulák szerkezete, az azt befolyásoló tényezők, és az ezekben felfedezhető trendek átfogó megértése céljából. A trigonális bipiramis (TBP) szerkezetekben a szubsztituenst axiális illetve ekvatoriális pozicióban tartalmazó izomerek közötti energiakülönbséget a ligandum és a központi atom közötti elektronegativitáskülönbség mellett a hiperkonjugáció, illetve magános elektronpárral rendelkező ligandumok esetén az n → σ* kölcsönhatás jelentősen befolyásolja. A pentavalens szerkezetek kialakítására való hajlam öszehasonlítására az EH2X általános összegképletű molekula hidrogénezésének reakcióhőjét vizsgáltam. Eredményeim azt mutatják, hogy az elektronegatívabb szubsztituensek, és a negatívabb töltésű központi atomok jól stabilizálják e szerkezeteket. Ennek megfelelően az E: Si , + X: -F esetben a reakció energiája igen negatívnak, míg az E: S , X: -H vagy -CH3 esetben nagy pozitív értéknek adódott. A legérdekesebbek talán azok a szerkezetek, melyekben a reakció energiája nulla körüli érték (pl. E: Si , X: -CH3; E: Ge , X: -F), hiszen ez felveti e reakció alkalmazásának lehetőségét hidrogén reverzibilis megkötésének céljából, melynek az üzemanyagcellák, illetve homogén katalitikus reakciók fejlesztésében nyithat új lehetőségeket.

117

118

Fizikai kémia tagozat

119


FIZK-1

Megfelelő modellje az elektrolitoknak a primitív implicit oldószer modell? Az aktivitás koncentráció- és hőmérsékletfüggésének vizsgálata Dolyákné Vincze Julianna, VI. évf. vegyész PE Mérnöki Kar Témavezető:

Dr. Boda Dezső egyetemi docens és Dr. Valiskó Mónika egyetemi adjunktus PE Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék

Az elektrolitok legegyszerűbb, tankönyvi modellje szerint pontszerű ionok mozognak egy implicit oldószerben, amit egy dielektromos háttér formájában veszünk figyelembe. Az ionatmoszféra árnyékoló hatását a Debye-Hückel elmélet írja le. Ez a modell végtelen hígítás esetén érvényes és az ionok kémiai potenciálja a koncentráció logaritmusával arányos. Ehhez a modellhez képest egy lényeges előrelépés, amikor az ionok méretét és az egymással való elektrosztatikus többtest-korrelációkat is figyelembe vesszük. A legegyszerűbb ilyen modellben az ionokat töltött merevgömbökkel modellezzük és az elektrolitok primitív modelljének (PM) nevezzük. Ekkor a koncentráció logaritmusán kívül fellép egy többlet tag, amit a fizikai kémiában egy multiplikatív tényező, az aktivitási együttható formájában vesznek figyelembe. A dolgozat témája különböző vizes oldatok (LiCl, NaCl, KCl, CsCl, MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2, NaI, NaBr) aktivitási tényezőjének vizsgálata a koncentráció és a hőmérséklet függvényében. Modellünkben nem használunk illeszthető paramétereket; minden paraméternek (ionsugár, az oldat dielektromos állandója és a szolvatációs szabadentalpia) kísérleti alapja van. A többlet kémiai potenciált az ion-ion kölcsönhatás és az ion-víz kölcsöhatás járulékainak összegére bontjuk. Az ion-ion tagot egy nagykanonikus sokaságon működő Monte Carlo szimulációs eljárással határozzuk meg (Malasics, Boda, J. Chem. Phys. 132, 244103, 2010). Az ion-víz kölcsönhatásnak megfelelő járulékot a Born-egyenletnek a kísérleti szabadentalpiához való illesztésén keresztül számítjuk. Eredményeink azt mutatják, hogy az aktivitási együttható nem-monoton koncentrációfüggésének az ion-ion kölcsönhatás és az ion-víz kölcsönhatás egyensúlya az oka. Vizsgálataink rámutatnak arra, hogy PM (megfelelően használva) alkalmas az elektrolit modellezésére és arra is, hogy melyek azok az esetek, amikor explicit vízmodell használata válik szükségessé. Eredményeinkből megjelent egy publikáció (Vincze, Valiskó, Boda, J. Chem. Phys., 133, 154507, 2010).

120


FIZK-2

Magnetit tartalmú vezetőpolimer - elektródok előállítása és elektrokémiai vizsgálata Endrődi Balázs, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Visy Csaba egyetemi tanár SZTE Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék Janáky Csaba végzett PhD hallgató SZTE Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék Napjainkban nagy érdeklődést vonzanak, és a kutatás középpontjában állnak a különböző anyagok kombinálásával készített összetett elektródok. Ennek oka, hogy ezek kémiai folyamatok széles körét képesek katalizálni, így megfelelő körülmények között akár elektrokémiai szenzorként is alkalmazhatóak lehetnek. Szervetlen nanorészecskék vezető polimer mátrixba való beépítésével újszerű, elektródként közvetlenül alkalmazható anyagokhoz jutunk. Ezek érdekessége abban áll, hogy számos vezető polimer önmagában is jelentős katalitikus hatással bír egyes folyamatokra, amit a beépített részecskékkel tovább fokozhatunk. Tudományos diákköri munkám során felderítettük egy a magnetitnek polipirrolba történő beépítésére irányuló – a kutatócsoportban korábban már használt – elektrokémiai szintézis mechanizmusát. Ennek során Fourier-transzformációs infravörös (FT-IR)-, valamint Mössbauer-spektroszkópiás mérésekkel igazoltuk, hogy a vas-oxid részecskék felülete módosul a polimerizációs oldatban jelenlévő vezetősó hatására, így azok a kialakuló negatív töltésük révén épülnek be a polimerizáció során oxidált formában képződő, ezáltal pozitív töltésű polimer mátrixba. A magnetitet tartalmazó kompozitok és a polipirrol elektrokémiai viselkedését az oxigén redukciós reakcióban vizsgáltuk. Ciklikus voltammetriás és kronoamperomet-riás méréseink során bizonyítottuk, hogy a polipirrol réteg katalitikus aktivitást mutat a folyamatra, amit a kompozit esetén beépülő magnetit nanorészecskék tovább fokoz-nak. A redukció mechanizmusára azt találtuk, hogy az a kompozit elektródon kevert mechanizmus (2 e--os és 4 e--os út) szerint játszódik le, de a 4 e--os út a domináns. Megmutattuk, hogy megvilágítás hatására a rétegek katalitikus aktivitása közel kétszeresére növekszik, ami egy intermedier, a hidrogén-peroxid képződéséhez és elektrokémiai bontásához rendelhető. A kétféle rétegen (polimer és kompozit) vizsgáltuk a hidrogén-peroxidnak – mint az O2-redukciós reakció köztitermékének – az elektrokémiai bontásának sebességét is. Az amperometriás mérések során a kompozit réteg már 5×10-5 mol/dm3es koncentrációjú oldatban is jelentős katalitikus aktivitást mutatott.

121


FIZK-3

Fotoreaktor tervezése kinonok fotokémiájának vizsgálatára Gombár Melinda, I. évf. kémia MSc Debreceni Egyetem, Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Ősz Katalin egyetemi adjunktus DE Fizikai Kémiai Tanszék Dr. Braun Mihály egyetemi adjunktus DE Szervetlen és Analitikai Tanszék A 2,6-diklór-1,4-benzokinon (DCQ) vizes oldatának bomlását különböző típusú fotométerekkel vizsgáltuk. Összehasonlítottuk a különféle fotométerekkel, azonos körülmények között mért kinetikai görbéket. A DCQ bomlásakor 2,6-diklór-3-hidroxibenzokinon (DCHB), hidrokinon (DCHQ), valamint oxigén keletkezik. A lilás színű DCHB nem stabilis, és – bár kisebb sebességgel, mint a DCQ – oldatban is tovább bomlik. Bizonyítottuk, hogy ez utóbbi folyamat fotoreakció. A DCHB bomlásának vizsgálatára egy olyan fotoreaktort terveztünk, amelyben a gerjesztő fényt LED-ek szolgáltatták. A LED-ek fényereje jelentős, valamint kis félértékszélességű, közel monokromatikus fényt bocsátanak ki. Ehhez egy saját tervezésű mintatartót készítettünk, melynél a küvetta hossztengelye mentén tudjuk megvilágítani az oldatokat, keresztirányban pedig a detektáló fénysugár halad át. A LED-ek egyszerűen cserélhetőek. A spektrofotomeriás mérésekhez CCD detektoros, Avantes gyártmányú száloptikás spektrofotométert használtunk. A deutérium-halogén fényforrás fényét optikai szál vezeti a küvettához, a küvettától a spektrométerhez. Korábban diódasoros fotométereket is alkalmaztak fotokémiai folyamatok tanulmányozására. Az általunk készített mérőrendszernél a detektáló és gerjesztő fény egymástól független. A detektáló fény intenzitása több nagyságrenddel kisebb, mint a LED-eké, így a folyamatot csak a gerjesztő fény befolyásolja. Méréseink szerint a LED fényforrásból szórt fény nem jut a detektorba. Mivel a spektrométer fényintenzitás mérésre is alkalmas, a LED-ek relatív intenzitásának mérésére - egy fénygyengítő közbeiktatásával - kifejlesztettünk egy módszert. Ezáltal össze tudtuk hasonlítani a LED-ek fényintenzitását, és azonos integrált intenzitással való megvilágítás mellett tudtunk kísérleteket kivitelezni. Dolgozatomban részletesen tárgyalom a monokromatikus zöld (520 nm) és a poliktromatikus fehér LED hatását a DCHB képződésére és bomlására. A folyamatok gyorsabban játszódtak le, azonban a képződés és bomlás is gyorsabbnak bizonyult, ill. a két LED hatása hasonló. Ezen munka a TÁMOP 4.2.1./B-09/1/KONV-2010-0007 támogatásával készült.

122


FIZK-4

Illatanyagok adszorpciós jellemzőinek vizsgálata természetes gyapotszálon Gubik Zsuzsa, IV. évf. vegyészmérnök BSc PE Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Dallos András egyetemi docens Kondor Anett okl. vegyészmérnök PE Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék Információk százezreit jelentik az illatanyagok, amelyek szaglószervünk által jellemzést adnak környezetünkről. A gyakorlati életben egyre fontosabbá vált az illatanyagok adszorpciós tulajdonságainak feltérképezése, hiszen gyakran valamilyen felülethez kötődve jutnak el hozzánk. Inverz gázkromatográfiás méréseink aromaanyagok adszorpciós tulajdonságainak vizsgálatára irányultak. Munkánk során Chrompack 439 típusú gázkromatográfiás készülékkel, standard pamutanyag-állófázissal töltött oszloppal dolgoztunk. Az oszlopon számos illatminta retenciós jellemzőit vizsgáltuk, He vivőgázt, 70 oC és 130 oC közötti hőmérséklettartományt alkalmazva. A kromatogramok alapján meghatároztuk a valódi retenciós időket, majd az ebből számolt fajlagos retenciós térfogatokat. Az injektált anyagmennyiség függvényében ábrázoltuk a fajlagos retenciós térfogatokat, és extrapolációval meghatároztuk az oldott anyagok végtelen kicsi koncentrációjára vonatkozó fajlagos retenciós térfogat értékeket (Vg∞). Ezen értékek alapján adszorpciós szabadentalpia-változást számoltunk és ennek hőmérséklet függvényéből kiszámítottuk az adszorpciós folyamat moláris entalpia- és entrópia változását. Az adszorpciós izotermákra hőmérsékletfüggő paraméterekkel rendelkező, Langmuiradszorpciós modell egyenletet illesztettünk. A számított és a mért adatok jól egyeztek egymással. A laboratóriumi kísérletek eredményeinek gyakorlati alkalmazása az öblítőszerek, mosószerek tervezésekor kerül előtérbe. Adataink segítségével megjósolható, hogy milyen mértékben kötődnek a ruhaneműkhöz a textilöblítőben alkalmazott illatanyagok.

123


FIZK-5

„A” típusú zeolitok víz/metanol-adszorpciós vizsgálatai molekuláris szimulációkkal Kaviczki Ákos, III. évf. vegyészmérnöki BSc Pannon Egyetem Mérnöki Kar Témavezető:

Dr. Kristóf Tamás egyetemi docens PE Mérnöki Kar Kémia Intézet / Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék

A zeolitokat az élet sok területén alkalmazzák. Kiváló anyagmegkötő tulajdonságuknak és elválasztóképességüknek köszönhetően napjainkban egyre szélesebb körben használják őket adszorbensként, katalizátorként, ioncserélőként vagy szelektív membránként. Adszorpciós folyamataik értelmezésében különösen fontos szerepet töltenek be a molekuláris szimulációk. Monte Carlo technika használatával vizsgáltam metanol és víz adszorpcióját különböző kationtartalmú (Li+, Na+, K+) A típusú zeolitokon. Az adszorbensek szelektivitását meghatározó hajtóerők tanulmányozására a számításokat atomi szinten definiált modellekkel végeztem. A KA és a LiA zeolitra vonatkozó potenciálmodellt a NaA zeolitra rendelkezésre álló modell módosításával nyertem. A vízre és a metanolra olyan realisztikus potenciálmodelleket használtam fel, amelyekkel a tiszta anyagok termodinamikai tulajdonságai jól reprodukálhatók. A számítások szerint 378 K hőmérsékleten általában a LiA zeolit köti meg a legtöbb vizet, de a kisebb mértékű metanoladszorpció miatt atmoszférikus nyomáson mégis a KA zeolit mutatja a legnagyobb szelektivitást a vízre. A különösen erős adszorbens-víz kölcsönhatás következtében a nyomás csökkenésével a LiA zeolit szelektivitása a többiéhez képest növekszik.

124


FIZK-6

Somatostatin-14 peptid hormon önszerveződésének koncentrációfüggése Kispál Katalin, III. évf. kémia BSc PTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Kunsági-Máté Sándor egyetemi docens PTE Fizikai Kémiai Tanszék

Jelen munkánk egy önszerveződésre képes peptid esetében a koncentrációnak az önszerveződésre gyakorolt hatásának felderítésére irányult. Reményeink szerint a megszerzett ismeretek elősegítik majd a szomatosztatinhoz hasonló típusú hormonok vizsgálatát és az emberi szervezetben való működésének a megértését. A szomatosztatin a közelmúltban számos orvosi kutatás középpontjába került az emberi szervezetben kifejtett kedvező hatása révén. A központi idegrendszerben gátló hatást fejt ki a neuronális transzmisszióra, gátolja a gyulladásos illetve a tumorsejtek képződédét, a szenzoros idegvégződéseken csökkenti a fájdalom és a gyulladás kialakulásáért felelős neuropeptidek felszabadulását. Számos kísérletben kimutatták, hogy a kívülről beadott szomatosztatin csökkenti a fájdalmat. A szomatosztatin különleges önszerveződő tulajdonságot mutat, amely fibrillációhoz vezet. Korábbi vizsgálatok kimutatták azonban, hogy az önszerveződés csak nagy koncentrációban megy végbe. Jelen munkánk során e tulajdonság okának felderítésére vonatkozó méréseket végeztünk. Vizsgálataink során gyengített totálreflexiós infravörös spektroszkópiát (ATR) alkalmaztunk a peptidkötés kimutatására, fluoreszcencia intenzitást mértünk az önszerveződés nyomon követése céljából és a modellünk igazolására felvettük a polarizációfok-idő függvényt. ATR-el végzett mérések alátámasztják azt a megfigyelést, miszerint az önszerveződés csak magas koncentráció esetén megy végbe. A fluoreszcencia intenzitás idő függése kis koncentrációban folyamatos kismértékű csökkenésen túl egyéb változást nem mutat. Nagy koncentrációban szigmoid alakú görbét eredményez. Ilyen görbe figyelhető meg egyes lépcsős polimerizációval végbe menő reakciók esetében. Feltételezéseink szerint a szomatosztatin fibrillációja során ezt a reakciómechanizmust követi, melynek során a rotációs entrópia megváltozása játszik meghatározó szerepet. A polarizációs görbében megfigyelhető egy ugrás pontosan abban az időpontban, amikor a szigmoid görbének inflexiós pontja van. Mivel közismert, hogy a nagyobb méretű molekulák lassúbb forgást végeznek, a polarizáció fok nagyobb lesz. Ezen méréseink alátámasztják azon elképzeléseinket, miszerint az önszerveződés során egy adott időpontban hirtelen alakulnak ki a nagyméretű molekulák. [1] S. Kunsági-Máté, K. Iwata: Effect of cluster formation of solvent molecules on the preferential solvatation of anthracene in binary alcoholic solutions, Chemical Physics Letters 473 (2009) 284-287 [2] Masato Kodaka: Requirements for generating sigmoidal time–course aggregation innucleation-dependent polymerization model, Biophysical Chemistry 107 (2004) 243–253

125


FIZK-7

Sószennyezett gyenge sav – gyenge bázis diódák modellezése és nanomintázatos membrán készítése a diódához Koncz Viktória, V. évf. vegyészmérnök MSc BME Vegyészmérnöki Kar Témavezetők: Dr. Noszticzius Zoltán egyetemi tanár BME Fizika Tanszék, Kémiai Fizika Csoport Roszol László tudományos segédmunkatárs BME Fizika Tanszék, Kémiai Fizika Csoport Kutatásom során sav-bázis diódák modellezésével és azok fejlesztésével foglalkoztam. A sav-bázis diódákban két oldatteret (egy sav és egy bázis oldata) egy olyan gél (vagy membrán) köt össze, amely megakadályozza a folyadék áramlását, de megengedi a különböző oldatbeli komponensek diffúzióját és reakcióját. A diódára feszültséget kapcsolva azt tapasztaljuk, hogy a diódán átfolyó áram nagysága, hasonlóan a félvezető diódákhoz, függ a feszültség polaritásától - innen a sav-bázis dióda elnevezés. A záróirányba kapcsolt diódán átfolyó áram az oldatterekbe juttatott sószennyezésekre igen érzékenyen reagál, érdekes módon az áram nem csak nőhet, hanem egy újabb felfedezésünk szerint csökkenhet is (pozitív és negatív sóhatás). TDK munkámban elsősorban gyenge sav - gyenge bázis diódákat vizsgáltam, és a szimulációkhoz készült programot is folyamatosan fejlesztettem. Modellszámításaim bizonyítékul szolgáltak arra a feltevésünkre, miszerint gyenge sav - gyenge bázis diódákban szintén megfigyelhető a pozitív és negatív sóhatás erősen nemlineáris jelensége. A sószennyezés hatását gyenge sav - gyenge bázis diódákra a későbbiekben kísérletileg is szeretnénk megvizsgálni. Az eddig használt gélben azonban a stacionárius állapot csak nagyon lassan áll be, ezért ezt le kívánjuk cserélni egy vékony membránra, amely gyorsabban reagálna az oldatterek változásaira. Munkám során ezért erre alkalmas ionvezető membránok fejlesztésében is részt vettem. Egy olyan membránkészítési módszert dolgoztunk ki, amellyel poli(vinil-butirál)-ból ionvezető membrán készíthető, és ezen a membránon nano-mintázatot is felfedeztünk. Az újfajta membránnal a sav-bázis dióda alkalmas lehet arra, hogy gyors és érzékeny iondetektorrá váljon.

126


FIZK-8

Polianilin és politiofén alapú, magnetit tartalmú hibrid vékonyrétegek előállítása és jellemzése Kormányos Attila, III. évf. kémia BSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Visy Csaba egyetemi tanár Janáky Csaba végzett PhD hallgató SZTE Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék A vezető polimerek olyan műanyagok, melyek elektromos vezetése széles határok között változtatható. Az elmúlt évtizedben egy új kutatási terület született meg, amely a vezető polimerek különféle anyagokkal alkotott nanokompozitjait vizsgálja. Mágneses vas-oxid nanorészecskéket beépítve a polimer mátrixába egy teljesen új, hibrid anyag jön létre, melynek tulajdonságai az eredeti polimertől jelentősen eltérhetnek, például szuperkapacitív, mágneses vagy elektrokatalitikus viselkedést mutathat. Tudományos diákköri munkám során a közelmúltban sikerrel alkalmazott eljárás szerint [1] készítettünk magnetit tartalmú vezető polimer kompozitokat. A szintézis során az alkalmazott vezetősó (K-tetraoxalát) kölcsönhatásba lép a magnetittel melynek felületén vegyes Fe(II)/Fe(III)-oxalát anion alakul ki, így a nanorészecskék a töltéskompenzáció részeként rögzülnek a polimerbe. Jelen munkában e módszerrel elsőként építettünk be sikeresen magnetit nanorészecskéket a poli(3,4-etilén-dioxitiofén), illetve a polianilin mátrixába, mivel korábban csak polipirrol alapú hibridek esetén alkalmazták ezt a fajta szintézist. Első lépésben optimalizáltuk a polimerek szintézisét az újfajta vezetősó jelenlétében (monomer-, vezetősó koncentráció, alkalmazott potenciál szempontjából). Ezt követően a nanokompozitokat elektrokémiai úton, potenciosztatikus módszerrel állítottuk elő. A magnetit polimerbe történő beépülését infravörös-, UV-látható spektroszkópiával és elektrokémiai kvarckristály mikromérleg technikával igazoltuk, illetve az elkészült filmekről elektronmikroszkópos képeket készítettünk. A hibridek elektrokémiai viselkedését ciklikus voltammetriával tanulmányoztuk mind oxigén tartalmú, mind oxigénmentes környezetben. Mindkét rendszer esetében megfigyelhető volt a magnetit jelenlétéhez köthető elektrokémiai többlet, mely lehetőséget teremt arra, hogy ezen összetett anyagokat szuperkapacitásként vagy elektrokatalitikus reakciókban alkalmazzuk. [1] Janáky C., Endrődi B., Berkesi O., Visy C., J. Phys. Chem. C, 114, 19338–19344

127


FIZK-9

Párhuzamos töltött rétegek közé adszorbeálódott elektrolitok Monte Carlo szimulációs vizsgála Kovács Róbert, IV. évf. vegyészmérnök BSc PE Mérnöki Kar Témavezető:

Dr. Boda Dezső egyetemi docens PE Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék

A két töltött fal között lévő elektrolit egy szokásos szimulációs elrendezés az elektromos kettősréteg vizsgálatára. Elektromos kettősréteg egy töltött fal és egy elektrolit határfelületén alakul ki. Amennyiben a két fal elég távol van egymástól, a falak mellett kialakuló kettősrétegek egymástól függetlenek és középen kialakul egy semleges tömbfázis. Ha azonban a két fal közel van egymáshoz (rés, “slit”), a kettősrétegek átlapolódnak és a tömbfázis nem jelenik meg. Ez a geometria nagykanonikus sokaságon vizsgálható jól, ahol a tömbfázis egy adott kémiai potenciálokkal jellemzett virtuális, külső tároló. A valóságban mindig több rés létezik egymás mellett, szilárdfázisú töltött rétegekkel elválasztva egymástól (mint pl. rétegszilikát ásványokban). A dolgozatban ezt a rendszert vizsgáljuk nagykanonikus Monte Carlo szimulációkkal, sűrűség-, töltés-, elektromos tér, és elektromos potenciál profilok számolásával. Vizsgálataink középpontjában a résrendszer elektromos viszonyai állnak. Megvizsgáljuk, hogy több egymás mellett lévő rés (résrendszer) mennyiben különbözik az elszigetelt réstől. Mivel a résrendszerbe adszorbeálódó részecskék ionok, ezeknek le kell győzni egy elektromos potenciálgátat, hogy beléphessenek a rendszerbe, ezért azt ebben az esetben korrektebb a rendszert az őt határoló tömbfázisokkal együtt vizsgálni (az elszigetelt résre vonatkozó szimuláció erről nem ad felvilágosítást). A legyőzendő potenciálgát nagysága elsősorban a rendszert határoló kettősrétegek szerkezetétől függ, de azt találtuk, hogy ehhez még hozzáadódik egy a résrendszer külső rétegeinek polarizációjából adódó potencálkülönbség.

128


FIZK-10

Ciklodextrin–tenzid zárványkomplex képződés termodinamikájának tanulmányozása izoterm titrációs mikrokalorimetriával László Balázs, II. évf. Vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Király Zoltán egyetemi docens SZTE TTIK Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék

A ciklodextrineket a múlt évszázad elején történt felfedezésük óta egyre szélesebb körben alkalmazzák számos kutatásban, valamint különböző ipari célokra. Az egyik legjelentősebb felhasználójuk az illatszer- és élelmiszeripar mellett a gyógyszeripar, ahol már manapság is több, vízben rosszul oldódó, a szervezet számára nehezen hozzáférhető, esetleg instabil gyógyszerhatóanyagot ciklodextrines formulázással hoznak forgalomba, javítva ezzel stabilitásukat és bioelérhetőségüket [1, 2]. Kutatásaink célja, hogy a ciklodextrinek zárványkomplex-képzési reakcióit termodinamikai és koordinációs kémiai oldalról tanulmányozzuk egyszerűbb modellreakciókkal kezdve, majd később összetettebb, gyakorlati szempontból is fontos vegyületeket, például módosított ciklodextrineket, gyógyszerhatóanyagokat alkalmazva. Munkám során a természetes ciklodextrinek tenzidekkel végbemenő zárványkomplex-képződési reakcióit, mint modellreakciókat tanulmányoztam termodinamikai szemszögből izoterm titrációs mikrokalorimetriával. Célom annak a vizsgálata volt, hogy a komplexképződési reakciók sztöchiometriai és energetikai jellemzői hogyan változnak a ciklodextrin üregátmérőjének, a tenzid típusának (alkillánc-hossz, fejcsoport jellege) és a hőmérsékletnek a variálásával. Első lépésként négyféle, azonos alkillánc-hosszúságú tenzid zárványkomplexképzési reakcióját vizsgáltam a három natív (α-, β- és γ-) ciklodextrinnel 25 °Con. Meghatároztam a képződő komplexek sztöchiometriáját, a reakciók egyensúlyi állandóját, valamint a reakciókat kísérő entalpia-, szabadentalpia- és entrópiaváltozást. Ezután két további méréssorozattal azt vizsgáltam, hogy βciklodextrin és szulfonát típusú tenzid esetén az alkillánc-hossz, valamint a mérési hőmérséklet változtatása milyen hatással van a zárványkomplexképződés termodinamikai jellemzőire. [1] H. Dodziuk, Cyclodextrins and Their Complexes, Wiley-VCH 2006, Weinheim [2] A. Vyas, S. Saraf, S. Saraf, Cyclodextrin based novel drug delivery systems, J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 2008, 62, 23–42

129


FIZK-11

Két bisz(aminometil)foszfinsav származék réz(II) komplexeinek ESR spektroszkópiai vizsgálata László Csilla, I. évf, vegyészmérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Nagy Nóra Veronika tudományos főmunkatárs MTA Kémiai Kutatóközpont, Szerkezeti Kémia Intézet

Az orvosdiagnosztikai képalkotó módszerek (MRI, PET) fejlődésével a komplexképző ligandumok kutatásában megjelent egy új kutatási irány, amely a diagnosztikai (esetleg terápiás) célokra használt fémionok (pl. 64Cu és 67Cu) szervezetbe juttatását célozza meg. Ezen kutatások során terminális foszfinát csoportot tartalmazó vegyületeket kezdtek vizsgálni, mint lehetséges kelátorokat. Az általam vizsgált ligandumok ezen komplexképző család alapvegyületei: a 2,2’-(3-hidroxi-3oxo-1,5,3-diazafoszfepán-1,5-diil)-diecetsav (7N2P-2Ac) és a (N-metil-glicino)(Nmetiliminodiacetáto)foszfinát (N2P1-3Ac) (1. ábra).

7N2P-2Ac N2P1-3Ac 1. ábra A vizsgált ligandumok szerkezete

Az ilyen komplexképzőknek számos kritériumot kell teljesíteniük, a legfontosabb a komplex termodinamikai és kinetikai stabilitása. Ezért célom az volt, hogy meghatározzam ezen ligandumok réz(II)vel alkotott komplexeinek egyensúlyi viselkedését, stabilitását és szerkezetét. Ehhez a paramágneses vegyületek vizsgálatára igen érzékeny elektronspin-rezonancia spektroszkópia módszerét alkalmaztam. A szobahőmérsékleten, vizes oldatokban végzett titrálás során felvett ESR spektrumok értékelésével [1] megkaptam a rendszerben jelen lévő komplexek képződési állandóját (lgβ), amely adatokból az egyensúlyi viszonyokra következtettem. Ezen túlmenően az egyes pH-kon kivett oldatminták 77K-en felvett spektrumainak kiértékelésével [2] meghatároztam a g, a réz csatolás, és egyes esetekben a nitrogén csatolások főértékeit. A komplexek geometriájának optimalizálására és az elméleti ESR paraméterek meghatározására DFT számolásokat végeztünk, amely segítséget nyújtott a mérési eredmények értelmezésében. [1] A. Rockenbauer, T. Szabó-Plánka, Zs. Árkosi, L. Korecz, J. Am. Chem. Soc. 123 (2001) 7646-7654 [2] A. Rockenbauer, L. Korecz, Appl. Magn. Reson. 1996, 10, 29-43

130


FIZK-12

Nafiontartalom hatásának vizsgálata a protoncsere-membrános tüzelőanyag-cellák mikrostruktúrájára Nemes Ákos, III. évf. kémia BSc ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Inzelt György egyetemi tanár Kriston Ákos PhD hallgató ELTE Fizikai Kémiai Tanszék Munkám során a protoncsere-membrános tüzelőanyag-cella katalizátor rétegének mikrostruktúráját vizsgáltam a katalizátor Nafion-tartalmának függvényében. Ehhez nyolc tüzelőanyag-cellát készítettem el változtatva a katalizátor rétegben a vezető polimer tartalmat. Mindegyik tüzelőanyag-cellának megmértem a teljesítménygörbéjét két különböző nyomáson és három különböző hőmérsékletéten, hogy megfelelő statisztikát kapjak. Bevezettem egy fizikai-kémia modellt a struktúra leírására és a mérésekből egy numerikus modell és egy paraméterillesztő algoritmus segítségével meghatároztam három a szerkezetre jellemző paraméter (porozitás, agglomerátumok mérete, térfogati csereáram) értékét. A mérések kiértékelése során kimutattam, hogy a porozitásnak és az agglomerátumok méretének 30-35% Nafiontartalomnál maximuma van. Ennek magyarázata, hogy a Nafion apoláros szénlánca és poláros oldalláncai kis Nafiontartalomnál részben körbeveszik a Pt/C szemcséket, de nem hoznak létre nagy agglomerátumokat. A kis Pt/C szemcsék jól kitöltik a teret, ezért kicsi a porozitás. 3035% Nafiontartalomnál már a polimerszálak körbeveszik a Pt/C szemcséket, így nagyobb agglomerátumokat hoznak létre, amelyek viszont nem töltik ki olyan jól a teret, mint a kis Pt/C szemcsék, ezért nő a porozitás. Nagy Nafiontartalomnál az inverz micellák keletkezése megindul, és emiatt már nem nő a porozitás és az agglomerátumok mérete. A térfogati csereáram a Nafion mennyiségének növelésével először csökken, a Nafion a platina felületére történő adszorpciója miatt, majd növekszik, ahogy a Pt kihasználtság növekszik a rétegben. A vizsgálatokból a három paraméter változásának követése mellett egy új jelenséget sikerült kimutatni egy működő tüzelőanyag-cellában, miszerint a további Nafion hozzáadása nem elsősorban az agglomerátumok felületére tapad, hanem a pórusokon belül képez inverz micellákat.

131


FIZK-13

Anionok hatása a polianilin redoxi átalakításaira, különös tekintettel a vezető állapot kifejlődésére Samu Gergely Ferenc, III. évf. kémia BSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Visy Csaba egyetemi tanár Tóth Péter Sándor PhD hallgató SZTE Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék A vezető polimerek olyan műanyagok, melyek vezetését megfelelő elektrokémiai átalakításokkal képesek vagyunk nagyságrendekkel megnövelni. Ezen polimerek egyik képviselője a polianilin (PANI). A PANI könnyen, olcsón előállítható, vizes közegben szintetizálható és levegőn stabilis. Kompozitjai széles körben alkalmazhatók, ezért is került számos kutatás középpontjába. A PANI a többi vezető polimerhez hasonlóan a félvezető állapotából redoxi átalakítások révén a vezető állapotába vihető át, de a többi polimerrel ellentétben ez a folyamat protonálódási/deprotonálódási lépéssel párosul. Ezen belső állapotok közötti konverziót a polimer színváltozása is jelzi, és az átalakulást kísérő töltésátmenet következményeként jelentkező tömegváltozás is detektálható. Tudományos Diákköri munkám során különböző szervetlen (HClO4, H2SO4, HNO3) és szerves savak (p-TSA, SDS) vizes oldatából vagy ezek elegyéből PANI filmek leválasztását, majd azok in situ elektrokémiai vizsgálatát végeztük. A polimerizációt potenciosztatikus körülmények között hajtottuk végre. Az így kapott filmek elektrokémiai jellemzése ciklikus voltammetriával történt. A szintézis körülményeit Pt elektródon optimalizáltuk. Az in situ spektroelektrokémiai vizsgálatokat ITO (indiumón-oxid) elektródon folytattunk, az in situ vezetési méréseket kerámiahordozóra felvitt Pt/Pd/Ag pasztából készült elektródokon végeztük. Megállapítottuk, hogy a film elektrokémiai aktivitása függ az oldatban jelenlévő anion minőségétől: az anódos és katódos csúcsáramok a szerves savak esetében jelentősen nagyobbak voltak. A spektroelektrokémiai vizsgálatok során kiderült, hogy az SDS/HNO3 elegyben leválasztott filmek vastagsága volt a legnagyobb. Az in situ vezetésmérés során nem tapasztaltuk a vezetés kialakulásának kinetikai gátoltságát, ugyanis az első oxidációs lépéssel közel egy időben indult meg a vezetés növekedése, ugyanakkor a vezető állapotba történő átalakulás megindulása anionfüggést mutatott. A SDS/HNO3 rendszer két in situ kombinált méréstechnika együttes alkalmazása [1] mellett történő vizsgálata során kimutattuk, hogy a vezetés kifejlődése az aromás szerkezet kinoidális formává alakulásához rendelhető. [1] E. Peintler-Kriván, P.S. Tóth, C. Visy, Electrochem Commun., 11 1947-1950 2009

132


FIZK-14

Kationadszorpció vizsgálata platinaelektród felületén elektrokémiai kvarckristály-nanomérleggel Székely Anna, III. évf. kémia BSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Prof. Dr. Inzelt György egyetemi tanár ELTE Fizikai Kémiai Tanszék

A ciklikus voltammetriás vizsgálatok során leggyakrabban tanulmányozott elektród a platinaelektród. A tranziens elektrokémiai technikák alkalmazása mellett sok módszert alkalmaztak a vizsgálatára, így az elektrokémiai kvarckristály-nanomérleg (EQCN) módszert is. Az 1960-as évek során tisztázták a voltammogramok elméleti leírását [1], mostanában pedig a különböző oldatokban való lefutását értelmezzük. A görbéket három részre oszthatjuk: a hidrogén előleválási szakaszra (UPD-H), az elektrokémiai kettősréteg-tartományra és az oxidréteg kiépülésére. Az erősen és gyengén kötött hidrogén problémája még mindig nem megoldott, míg a másik két résznél elfogadott az anionadszorpció, illetve az irreverzibilisen kiépülő PtO-réteg kialakulása. A közelmúltban kevés figyelmet fordítottak az esetleges kationadszorpcióra az UPD-H tartományban. Méréseink során Cs+-ion adszorpcióját vizsgáltuk platinaelektród felületén savas (H2SO4) oldatokban. Mivel a pH változtatása is befolyásolja a voltammogramokat, a Cs2SO4-ot tartalmazó oldatok pH-ját többékevésbé állandó értéken tartottuk. Az EQCN mérést a ciklikus voltammetriával párhuzamosan végezve, pontos képet kaphatunk a felületen változó tömegről. A frekvenciaváltozás és töltésmennyiség ismeretében ki lehet számolni az adszorbeálódó komponensek moláris tömegét, illetve, feltételezve a Cs+-ionok megkötődését a felületen, a felületi borítottság értékére is tudtunk közelítő értékeket adni az egyes oldatok esetén. A végzett mérések és következtetések igen jelentősek, a szakirodalomban eddig még nem publikáltak ehhez hasonlót. Méréseink során a többi (Na+, K+, Rb+) ionnál nem tapasztaltunk a voltammogramokon és a frekvenciagörbéken olyan eltérést, amelyet a Cs+-ionnál igen. A mérésekből cikk is készült [2], dolgozatom végső soron ennek a tárgyalása, részletesebb kifejtése. [1] R. S. Nicholson, I. Shain: Theory of Stationary Electrode Polarography, Analytical Chemistry, 36, 706 (1964). [2] B. B. Berkes, A. Székely, G. Inzelt, Electrochemistry Communications 12, 1095 (2010).

133

134

Kémiai technológia tagozat

135


KÉMT-1

Dronátok előállításának optimálása Aradi Klára, IV. évf. gyógyszeripari szakirány BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Keglevich György tanszékvezető egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Dr. Grün Alajos adjunktus BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Konzulensek: Garadnay Sándor osztályvezető Neu József főmérnök Törley József tudományos tanácsadó Richter Gedeon Nyrt., Dorog Napjaink egyik elterjedt súlyos betegsége a csontritkulás, mely a csontok keménységének csökkenésével, és ennek következtében gyakran csonttöréssel jár. A biszfoszfonátok ezen betegség terápiájában mutatnak jótékony hatást, ezért az érdeklődés az elmúlt években jelentős mértékben fokozódott irántuk. TDK munkám során két biszfoszfonát, a Zoledronsav és a Risedronsav (forgalomban lévő nevük Zometa illetve Actonel) előállításának optimálásával foglalkoztam. Munkám során vizsgáltam a reaktánsok arányának, a reakcióidőnek, és a koncentrációviszonyoknak a hatását a kapott termék mennyiségére és minőségére. Ionos oldószerben megvalósított kísérleteket is végeztem. Egy olyan eljárást dolgoztunk ki, melyben a megfelelő módosításokkal sikerült hatékonyabbá tenni a jelenleg alkalmazott dronát előállítási módszert. O HO

N

OH P

N

PCl3 N

H3PO3

N

OH

COOH P

OH

HO

1., MSA, 75 °C

O

2., H2O, 110 °C

Zoledronsav

3., NaOH

O HO

PCl3 N

COOH

OH P

H3PO3 N

OH P HO O

Risedronsav

136

OH


KÉMT-2

Fémionokkal módosított, ásványi típusú katalizátorok vizsgálata szerves szintézisekben Fodor Anna, I. évf. gyógyszervegyész-mérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető: Konzulens:

Dr. Hell Zoltán egyetemi docens BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Kiss Árpád PhD ösztöndíjas BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék

Az utóbbi évtizedek szerves kémiai kutatásainak egyik fő iránya olyan új katalizátorok, illetve reagensek keresése, amelyek aktívabbak, szelektívebbek, esetenként újra felhasználhatóak, egyszerűbben kezelhetők, és kevésbé terhelik a környezetet, mint egyes hagyományos katalizátorok. Az elmúlt években egyre nagyobb jelentőségűvé vált a különböző ásványi alapú katalizátorok, például természetes és módosított agyagásványok, zeolitok, vegyes oxidok használata. A BME Szerves Kémia és Technológia Tanszékén több éve folynak kísérletek különböző szilárd savak és bázisok felhasználhatóságának vizsgálatára szerves kémiai szintézisekben. E kutatásokba bekapcsolódva feladatom különböző fémionokkal módosított, savas, illetve bázikus karakterű, ásványi típusú szilárd anyagok felhasználhatóságának vizsgálata volt különböző szerves kémiai reakciókban. A tanszéki kutatások során korábban sikeresen valósítottak meg palládiummal módosított Mg-La vegyes oxid bázis jelenlétében szén-szén kapcsolási reakciókat. Munkám során először a korábban kifejlesztett Pd/Mg-La katalizátor alkalmazhatóságát vizsgáltam az aminok és aril-halogenidek között lejátszódó Buchwald-reakcióban. Megállapítottam, hogy az aminok a reakció körülményei során komplexálják a palládiumot, ezért ez a reakció nem valósítható meg. A kutatás folytatásaként célul tűztük ki más hordozós fémkatalizátorok vizsgálatát is. Megállapítottuk, hogy a réz 4 Å molekulaszita hordozón kiválóan használható az alkin-aminok előállítására szolgáló A3 (aldehid-alkin-amin) reakcióban. A reakciókat szobahőmérsékleten, oldószer nélkül vezetve a termékeket kvantitatív termeléssel sikerült kinyerni. A katalizátor könnyen visszanyerhető, és újra felhasználható aktivitásának csökkenése nélkül. Az elért eredmények közlemény alapját képezik [1]. Ezen kívül vizsgáltuk különböző, erősebben vagy gyengébben savas karakterű, agyagásvány típusú hordozó rézzel módosított változatának a felhasználhatóságát alkinek különböző szén-szén kapcsolási reakciókban. [1] Fodor, A., Kiss, Á., Debreczeni, N., Hell, Z., Gresits, I., Org. Biomol. Chem ,8, 4575–4581 ( 2010)

137


KÉMT-3

Alkilező észteresítések környezetbarát módon Jablonkai Erzsébet, I. évf. gyógyszervegyész-mérnöki MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető: Konzulens:

Dr. Keglevich György egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Bálint Erika doktoráns BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék

A mikrohullámú technika alkalmazása manapság egyre szélesebb körben terjed a különféle reakciók megvalósítása során. Már ipari méretű átalakítás is ismeretes, azonban e téren igazi áttörés csak az elkövetkező években várható. Szintén környezetbarát reakciómegvalósítást tesz lehetővé a fázistranszfer katalitikus technika, melyet egyre inkább alkalmaznak a gyógyszer- és műanyagiparban. A kutatócsoportban korábban különböző CH-savas vegyületek és fenolszármazékok alkilezését már tanulmányozták mikrohullámú technika alkalmazásával. Feladatom volt, hogy a mikrohullámú besugárzás és fázistranszfer katalízis esetleges együttes jótékony hatását vizsgáljam. Modellreakcióként különféle ciklusos foszfinsavak alkilező észteresítése szolgált. Vizsgálni kívántam továbbá, hogy van-e a mikrohullámú reakció megvalósításnak előnye a termikus kivitelezéssel szemben. MW T, p R1

CH3 + 1,2 R2X P

O R1

OH

= H vagy Me

PTC K2CO3

R1

R2X = EtI, nPrBr, iPrBr, nBuBr, BnBr

CH3

P OR2

O

∆

R1

CH3

T R2X = nBuBr, BnBr

P O

OR2

A vizsgált modellvegyületek esetén bizonyítottuk a mikrohullámú besugárzás hatékonyságát [1]. Mikrohullámú körülmények között a normál reakcióképességű alkilezőszerekkel végzett reakciók során a fázistranszfer katalizátor bemérése teljes átalakulást tett lehetővé. [1] Bálint, E., Jablonkai, E., Bálint, M., Keglevich, Gy., Heteroatom Chemistry, 21, 211-214 (2010)

138


KÉMT-4

Foszfinsavak direkt észteresítése – egy új és környezetbarát megközelítés Kiss Nóra Zsuzsa, II. évf. Vegyészmérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Keglevich György egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék

Tudományos diákköri munkám célkitűzése a mikrohullámú (MW) technika adta különleges előnyök és lehetőségek kihasználása volt. Mivel a foszfinsavak – a karbonsavakkal ellentétben – nem észteresíthetők direkt módon alkoholokkal, a foszfinsavak észterei, vagyis a foszfinátok előállítása általában foszfinsav-halogenidek alkoholokkal megvalósított reakciójával történik. Ezen savklorid foszfinilezéseknél azonban mindenképp probléma a hidrogén-klorid képződése, ami rontja az atomhatékonyságot, ráadásul a P-halogenidek meglehetősen drágák. Érdekes feladatnak tűnt a foszfinsavak (R1R2P(O)OH) direkt észteresíthetőségének vizsgálata MW körülmények között.

1. ábra: A vizsgált direkt észteresítések

Azt találtuk, hogy az általunk hozzáférhetővé tett gyűrűs foszfinsavak (foszfolán-, foszfolén- és hexahidrofoszfinin-oxidok) MW besugárzás alkalmazásával erélyes körülmények között (180-230 °C, 10-15 bar), optimalizálás után akár 60%-os kihozatallal is észteresíthetők. Tanulmányoztuk a modellvegyületek reakciókészségét is, valamint termikus kontroll kísérleteket is végeztünk, a specifikus MW effektus alátámasztására.

Ez a tapasztalat teljesen újszerű és gazdaságosabb foszfinát szintézist tesz lehetővé.

139


KÉMT-5

Gőzrobbantás hatása a biomassza emészthetőségére Kontos János, III. évf. vegyészmérnök BSc Pannon Egyetem Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Dallos András egyetemi docens Járvás Gábor okl. vegyészmérnök Pannon Egyetem Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék Földünk egyre növekvő népességének energiaigényét tisztán fosszilis tüzelőanyagokból ellátni nagy gondot jelent. A hagyományos energiahordozókon kívül szükség van olyan alternatív energiaforrásokra, mint a biogáz, és a bioetanol, melyek képesek a nem megújuló energiahordozók egy részének kiváltásra. Munkám során a biomassza alapú biogáz termelés ciklusidejének csökkentését, valamint a gázkihozatal növelést tűztem ki célul potenciális biomassza alapanyagok gőzrobbantásos előkezelésével. A korábbi tapasztalatainkra támaszkodva, melyeket a termikus kezelési és gázrobbantási kísérletek során szereztünk, megterveztünk és elkészítettünk egy laboratóriumi méretű gőzrobbantó berendezést. A gőzrobbantás hatására a növényi sejtfal felszakad, a szerves anyagok nagy része a vizes fázisba kerül, megkönnyítve, ezáltal a biomassza emészthetőségét. A sejteket a gőzrobbantás során a nagy hőmérséklet miatt erőteljes termikus, valamint a hirtelen expanzióból eredő mechanikai roncsoló hatások érik. Gőzrobbantásos kutatásaim során a cukorcirok bagasz mint potenciális biomassza alapanyag roncsolhatóságát vizsgáltam. A gőzrobbantás hatásosságát az oldatba került intracelluláris szerves és szervetlen anyagok mennyiségéből határoztam meg, melyet kémiai oxigén igény (KOI) és biológiai oxigén igény (BOI) méréssel, illetve induktív csatolású plazma optikai emissziós spektroszkópia (ICP) segítségével mértem. A gőzrobbantott növényi rostok rácsszerkezetében bekövetkező változásokat elektormikroszkópos módszerekkel detektáltam. Vizsgáltam a gőzrobbantás hatását a tényleges biogáz és metán kihozatalra. Méréseim során megállapítottam, hogy a gőzrobbantás - mint korszerű biomassza előkezelés - alkalmas a biogáz termelés növelésére

140


KÉMT-6

Szuperkritikus CO2 által indukált geokémiai reakciók vizsgálata Lévai György, IV. évfolyam, Vegyészmérnök BSc BME, Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető: Kózelné Dr. Székely Edit, adjunktus BME KKFT Konzulens: Dr. Szabó Csaba, egyetemi docens ELTE TTK KGT Napjaink egyik legtöbbet vitatott, de tagadhatatlanul aktuális kérdése a globális felmelegedés. Egyértelmű a korreláció a Föld átlaghőmérséklete, és az ún. üvegházhatású gázok (CO2, H2S, nitrózusgázok, szénhidrogének) légkörben mérhető koncentrációja között. Az ipar az üvegházhatású gázok közül a szén-dioxidot termeli legnagyobb mennyiségben. Egy átmeneti megoldás lehet a légköri CO2 koncentráció növekedési ütemének visszafogására a CO2 tárolása geológiai formációkban, ahol a nyomás és hőmérsékletviszonyoknak megfelelően a CO2 szuperkritikus állapotba (scCO2) kerül. Fontos megismernünk a scCO2 geokémiai hatását az ásványok és a pórusfluidum egyensúlyára és a kőzetek stabilitására annak érdekében, hogy a hosszú távon is biztonságos tárolók hazánkban és külföldön is kijelölhetőek legyenek. A BME és az ELTE együttműködésével kísérleteket végeztünk valódi, kutató fúrásokból származó homokkő mintákon. A kísérleti feladathoz összeállított nyomástartó bombában érintkeztettem potenciális tárolókőzet mintákat scCO2-dal 5-37 napos időintervallumokban, 55-65°C-on. A vizsgált nyomástartomány: 70-220 bar. A minták elemzését pásztázó elektronmikroszkóppal, röntgen fluoreszcenciával (XRF), atom adszorpciós spektroszkópiával és induktív csatolású plazma-tömeg spektroszkópiával (ICP-MS) végeztük el. Az eredmények elsősorban a Na, Ca, Mg, K, Fe és Sr ionok koncentrációiban mutattak jelentős eltérést a scCO2-os kezelés előtt és után. A homokkő minták felületi elemeloszlásának szórása nagy. A felületi Ca és Mg koncentrációja csökken (XRF), míg a mintákat áztató – pórusfluidumot szimuláló – sósvíz oldat Ca és Sr koncentrációja nő a scCO2-dal történő érintkeztetés hatására (ICP-MS). Az K és Mg koncentrációk változása egy dinamikus oldódás-kiválás egyensúlyra utal a kőzetminták és az oldat között. A scCO2-os kezelés hatására az oldat Na koncentrációja csökken, amely a kőzetminták felületén történő Na tartalmú ásvány kiválására utal (pl.: dawsonit).

141


KÉMT-7

Az ultrahangos besugárzó fej pozíciójának hatása a biomassza emészthetőségére Mándli Henrietta, VI. évf. környezettudományi egyetemi Pannon Egyetem Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Dallos András egyetemi docens Szigeti Márton Géza biomérnök hallgató Pannon Egyetem Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék Fosszilis energiatartalékaink a lakosság számának növekedésével, és az így kialakult növekvő energiaszükséglettel rohamos ütemben apadnak, így a hagyományos energiahordozók mellett más alternatívák kialakítása is szükségessé vált. Ennek köszönhetően egyre nagyobb teret nyer a megújuló energiaforrások felhasználása, köztük a biomassza alapú energiagyártás, a biogáz, a bioetanol, és a biodízel. A biogáz kihozatal jelentősen növelhető, valamint a biogáz termelés ciklusideje jelentősen csökkenthető a biomassza nyersanyagok emészthetőségének javításával. Ez termikus, kémiai és mechanikai előkezelésekkel érhető el, melyek közül az egyik legígéretesebbnek az ultrahangos zöld anyag előkészítés tűnik, mely során a szubsztrát növényi rostjait az ultrahangos besugárzás hatására fellépő kavitációs hatás roncsolja, ezáltal a növényi felület megnő, továbbá a jelentős mennyiségű szerves anyag oldatba vitele növeli a szubsztrát emészthetőségét. Munkám során az egyik jövőbeni potenciális biogáz nyersanyag, a cukorcirok – kukorica vegyes siló előkezelésével foglalkoztam. A kísérleteket SONICS Vibra Cell VCX-750 típusú ultrahangos feltáró berendezéssel végeztem, besugárzó fej pozíciójának változtatásával. Az ultrahangos feltárás eredményességét a biomassza-víz szuszpenzió vizes fázisa kémiai (KOI) és biológiai oxigénigényének (BOI) mérésével követtem. A roncsolás hatását ICP fotometriás mérésekkel, a kvázi kristályszerkezet megváltozását röntgen diffrakciós vizsgálatokkal, a növényi szövetekben bekövetkező dezintegrációs folyamatokat pedig pásztázó elektronmikroszkópos felvételekkel igazoltam, illetve az előkezelt szubsztrát tényleges emészthetőségét a biogáz termelés mérésével ellenőriztem. Az eredményeink alapján megállapítottam, hogy az ultrahangos előkezelések hatására roncsolódik a biomassza, ennek következtében javul az emészthetősége, ami a belőle történő biogáz előállítás hatékonyságának növeléséhez hozzájárul.

142


KÉMT-8

Nitrilek szelektív, katalitikus hidrogénezése primer aminokká – A 3,4-dietoxibenzil-cianid hidrogénezése palládiummal Molnár Bálint, IV. évf. vegyészmérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Hegedűs László tudományos munkatárs BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék

A primer aminok fontos és értékes finomkémiai, elsősorban gyógyszer-, műanyag- és növényvédőszeripari intermedierek. Előállításuk sokféle módon történhet, például ammónia alkilezésével, oxovegyületek reduktív aminálásával, de a gyógyszeriparban az egyik leggyakrabban alkalmazott eljárás a nitrilek vagy nitrovegyületek heterogén katalitikus hidrogénezése. A szakirodalomból régóta ismert, hogy a nitrilcsoport átalakítása primer aminokká viszonylag egyszerűen megoldható, bár a reakció szelektivitása lecsökkenhet a mellékreakcióban keletkező szekunder és tercier aminok miatt. A másod- vagy harmadrendű aminok mennyiségét minimalizálhatjuk, ha a reakciót ammóniás alkoholban (pl. metanol, etanol) végezzük, azonban a jó eredmények eléréséhez legalább 5–6-szoros mennyiségű ammónia szükséges, még a legalkalmasabbnak bizonyult Raney-Ni katalizátor esetében is. A BME Szerves Kémia és Technológia Tanszékén új eljárást dolgoztak ki nitrilek katalitikus hidrogénezésére, amelyben aktívszén-hordozós palládium katalizátorral, egymással nem elegyedő oldószerpár (pl. víz/diklórmetán) alkalmazásával, savas jellegű adalék (pl. NaH2PO4) jelenlétében, enyhe reakciókörülmények között (30–80 ºC, 6 bar), teljes konverzió mellett, 80–90%-os termelés és 85–95%-os szelektivitás érhető el a primer aminokra vonatkozóan. Ezen kutatásba csatlakozva feladatom volt, hogy – a kidolgozott eljárás kiterjeszt-hetőségét tanulmányozva – vizsgáljam a 3,4-dietoxibenzil-cianid palládiumkatalizált hidrogénezését. Ennek során egy fontos és értékes gyógyszeripari közti termék – a 2-(3’,4’-dietoxi-fenil)etil-amin – képződik, ami a drotaverin-hidroklorid (No-Spa®) simaizom görcsoldó hatású gyógyszer kulcsintermediere. Célom volt, hogy meghatá-rozzam ezen primer amin szelektivitásának és termelésének optimális körülményeit.

143


KÉMT-9

Elektrosztatikus nanoszálképzés alkalmazása a gyógyszertechnológiában Nyúl Katalin, IV. évf. vegyészmérnöki BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Marosi György, egyetemi tanár BME VBK Szerves Kémia és Technológia Tanszék Nagy Zsombor Kristóf, doktoráns BME VBK Szerves Kémia és Technológia Tanszék A mai gyógyszerkutatás, és azon belül a készítmények fejlesztésének egyik jelentős kihívása a hatóanyagok oldhatóságának javítása, mivel az újonnan felfedezett hatóanyagok nagy része nagyon rosszul vagy egyátalán nem oldódik vízben. Ennek következtében szilárd gyógyszerkészítményben történő felhasználásukra gyakran nem kerülhet sor. A gyógyszerformulálásnak ezért egyik igen fontos feladata a hatóanyagok oldhatóságának, kioldódásának különböző módszerekkel történő növelése illetve gyorsítása, mely végeredményben a biológiai hasznosulás növekedését eredményezi. Ezen kívül jó vízoldékonyságú hatóanyagok esetében a pillanatszerű kioldódás elérése lehetővé teszi bukkális gyógyszerkészítményben való felhasználásukat. Munkám során az electrospinning, magyar nevén elektrosztatikus szálhúzás gyógyszerformulálásban való alkalmazhatóságát vizsgáltam különböző hatóanyaghordozó rendszereken. Célom a hatóanyag amorf formában történő előállítása és nanoszálas hordozóstruktúra létrehozása, illetve ezek révén a kioldódás nagyfokú gyorsítása. Dolgozatomban bemutatom az eljárást, és az ily módon előállított nanoszálas szövetek (továbbiakban filmek) vizsgálatának eredményeit. Figyelemmel követtem a morfológiai tulajdonságokat befolyásoló paramétereket, vizsgáltam a hordozóba ágyazott hatóanyag kristályosságát és a célkitűzés szempontjából legfontosabb tulajdonságot, a kioldódás kinetikáját. Az előállított elektroporlasztott cseppek és nanoszálak morfológiáját optikai mikroszkóppal, pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) és atomerő mikroszkóppal (AFM) vizsgáltam. A szálak átmérője 100-1000nm tartományba esett. A hatóanyagok kioldódását UV spektrofotométerrel követtem. A filmek vízben pillanatszerűen oldódtak, míg hagyományos módon készült készítmények (öntött film, extrudátum, préselt tabletta) esetén ez akár több mint fél órát is igénybe vesz. A Ramanmikroszkópos, FT-IR, DSC és XRPD vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy a hatóanyag amorf formában van jelen a filmben, mely tulajdonságát több hónap múlva is megőrzi.

144


KÉMT-10

Víz hatása a szén nanocsövek CCVD módszerrel történő előállításában Szilágyi István, V. évf. Vegyészmérnök BSc PE Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Horváth Géza egyetemi docens PE Vegyipari Műveleti Intézeti Tanszék Szentes Adrienn PhD Hallgató PE Vegyipari Műveleti Intézeti Tanszék A szén nanocsövek a fullerének családjába tartozó szénvegyületek. Két fő csoportra bonthatjuk őket: egyfalú (SWCNTs - single-walled carbon nanotubes) illetve többfalú (MWCNTs - multi-walled carbon nanotubes) szén nanocsövek. Az egyfalú nanocsöveket legkönnyebben úgy lehet elképzelni, mintha egy grafitháló tökéletes hengerré tekeredne fel. A többfalú nanocsövek több egymásban koncentrikusan elhelyezkedő egyfalúból épülnek fel. Szén nanocsövek előállítására jelenleg három jelentős módszer létezik: lézeres elpárologtatás, ívkisüléses módszer, illetve szénhidrogének katalitikus bontása ( CCVD - Catalytic Chemical Vapour Deposition ). Ezek közül is a legjelentősebb a CCVD módszer, mivel itt a többi két módszerhez képest kisebb hőmérsékleten és nagyobb mennyiségben lehet többfalú szén nanocsöveket előállítani. A szén nanocsöveket kísérleteink során CCVD módszerrel állítottuk elő. A katalizátor Fe-Co kétfémes katalizátor volt, talkum hordozón. Szakirodalmak szerint a bevezetett gázhoz megfelelő mennyiségű vízgőz hozzáadásával a katalizátor élettartama jelentősen növelhető. Kísérleteink során a szénforráshoz különböző mennyiségű vízgőzt adtunk és vizsgáltuk annak hatását a termék minőségére és mennyiségére vonatkozóan. A szén nanocsövek alkalmasak polimer erősítő anyagként kompozitokban, így rendkívül könnyű és erős terméket kapunk. Nem csak kiváló mechanikai tulajdonságai miatt hanem vezető illetve félvezető tulajdonságai miatt is használják polimerek adalékanyagaként.

145


KÉMT-11

Triacetin előállítása a biodízelgyártás melléktermékeként keletkező nyers glicerin tartalmú fázisból Tollár Ágnes Nikolett, V. évf. Környezettudományi szak Pannon Egyetem Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Dallos András egyetemi docens Dr. Marton Gyula† egyetemi tanár Szabóné Herseczki Zsanett okl. vegyészmérnök Környezeti és Informatikai Kooperációs Kutató Központ Jelenleg a biodízel előállítási költségei meghaladják a kőolaj alapú dízelét. A költségek jelentősen csökkenthetőek a gyártási folyamat során keletkező nyers glicerin további hasznosításával, ezért intenzív kutatások folynak a nyers glicerin átalakításával nyert értéknövelt termékek előállításával kapcsolatban. Kísérleti munkám célja az volt, hogy ebből a glicerin tartalmú melléktermékből triacetint állítsak elő az elérhető legjobb tisztasággal. A triacetint (glicerin-triacetát) az ipar számos területén felhasználják, és napjainkban egyre fontosabb vegyületté válik a sokrétű alkalmazhatósága miatt. Kis toxicitású, alacsony illékonyságú oldószer. Az élelmiszeriparban, parfümiparban, kozmetikai iparban, gyógyszeriparban egyaránt alkalmazzák, továbbá az üzemanyaggyártásban fagyáspontcsökkentő adalékanyagként, és viszkozitási tulajdonságok javítására is használatos. A kísérletek során megvizsgáltam a különböző katalizátorok (foszforsav, p-toluolszulfonsav, kénsav, Amberlyst 15 és Amberlyst 36) szerepét. A kísérleteket minden esetben tiszta glicerin (99,5%) kiindulási alapanyaggal is elvégeztem. A kapott termékösszetétel adatokat referenciaként használtam fel. Megállapítottam, hogy a biodízelgyártás melléktermékeként keletkező nyers glicerin tartalmú fázisból, részleges tisztítás után előállítható triacetin a kívánt tisztasággal (>95%). A vizsgált minták elemzése GC-MS-sel történt.

146

Kolloid és makromolekuláris kémia tagozat

147


KOLL-1

Komplex bevonatok előállítása Langmuir-Blodgett és szol-gél technikával Balázs Dániel, IV. évf. vegyészmérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető: Konzulens:

Dr Hórvölgyi Zoltán egyetemi docens BME Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék Detrich Ádám doktoráns BME Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék

Speciális szerkezetű bevonatok fontos és különleges, optikai, elektromos, mágneses és/vagy kémiai tulajdonságokkal látják el a szilárd hordozókat. Számos módszer ismert filmek szilárd felületen való kialakítására. A Langmuir-Blodgett (LB) technikával tervezett szerkezetű és morfológiájú nanorészecskés bevonatok állíthatók elő. Az LBfilmek gyakorlati alkalmazását korlátozza kis mechanikai stabilitásuk. A mártásos szolgél-technika egy viszonylag egyszerű módszer mechanikailag ellenálló, vékony bevonatok létrehozására. A film jellemzőit a réteghúzás körülményei és a prekurzor szol összetétele szabja meg. Célom az volt, hogy e két különböző rétegképzési technika előnyeit egyesítsem: nanostrukturált és mechanikailag stabil réteget képezzek szilárd felületen. Stöberszilika nanorészecskékből készült LB-filmeket borítottam be szilika vagy titán-dioxid szol-gél filmmel. Hordozóként mikroszkóp tárgylemezt használtam. A bevonatok mechanikai stabilitását, szerkezetét és felületi morfológiáját tanulmányoztam. A kombinált bevonatok a „lift-off” vizsgálatok alapján megnövekedett mechanikai stabilitást mutattak az eredeti LB-filmekhez képest. A bevonatok szerkezetéről optikai vizsgálatok szolgáltattak információt. Az optikai jellemzőket pásztázó szögű reflektometriai és UV-Vis spektroszkópiai módszerekkel vizsgáltam. A kapott reflektancia és transzmittancia görbéket különböző vékonyréteg-optikai modellek illesztésével értékeltem. A felületi morfológiát atomi erő mikroszkóppal tanulmányoztam. A képek különböző - a szol-gél réteg vastagságától függő - felületi érdességet mutattak. Ezek szerint lehetőség nyílik szabályozott nanomorfológiájú bevonatok előállítására. Összehasonlításként mikroszkopikus részecskékkel is végeztem vizsgálatokat. Ezekkel a hordozó felületén mikrométer-léptékű morfológiát sikerült létrehozni.

148


KOLL-2

Az elektrolit kettős hatása ellentétes töltésű polielektrolitok és tenzidek asszociációjára Bertalanits Edit, V. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Mészáros Róbert egyetemi adjunktus ELTE Fizikai Kémiai Tanszék

Kutatásaink során különböző mennyiségű nátrium kloridot tartalmazó poli(etilénimin)/nátrium - dodecilszulfát (PEI-NaDS) és poli(sztirol-szulfonát)/ alkil-trimetilammónium bromid (PSS-DTAB, PSS-CTAB) elegyekkel foglalkoztunk. Vizsgáltuk a polielektrolit-tenzid asszociátumok elektroforetikus mobilitását, látszólagos hidrodinamikai átmérőjét, valamint a polielektrolit-tenzid elegyek kinetikai stabilitását. A koaguláció sebességi állandó NaCl koncentrációval történő változása kinetikailag stabil kolloid diszperzió képződésére utal PEI-NaDS és PSS-CTAB elegyeiben tenzidfeleslegben. Mindkét rendszer esetén elektrolit adalék hatására szélesedett a csapadékos koncentráció tartomány nagysága. Nagy sókoncentráció esetén (0.5-0.6 M) PSS-DTAB és PSS-CTAB elegyeiben a teljes tenzidkoncentráció tartományban transzparens oldatokat kaptunk. Ez az elektrolit mennyiség ugyanakkor PEI és NaDS elegyében tovább növelte a csapadékos koncentráció tartomány nagyságát. Az elektrolit ellentmondásos hatását a polielektrolit-tenzid rendszerekre gyakorolt kettős hatás képével oldottuk fel, melyben az elektrolit kinetikai stabilitásra, és egyensúlyi fázistulajdonságokra gyakorolt hatása is szerepel.

149


KOLL-3

Tioféntartalmú fahéjsavanalógok önszerveződése ezüstfelületen Csankó Krisztián V. vegyész SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Pálinkó István egyetemi docens SZTE TTIK Szerves Kémiai Tanszék

Köztudott, hogy a kénnek akár atomos állapotban, akár molekulákban nagy az átmeneti- és a kora átmenetifémekkel szemben mutatott affinitása. Ezüstfelületeken például, várhatóan kialakul legalább egy monomolekulás réteg, amely Ag−S kovalens kötésekkel rögzül. Ha a vizsgált molekula képes más, például hidrogénhidas vagy van der Waals kölcsönhatásra, akkor összetettebb felületi formációk jöhetnek létre. Munkám során ilyen molekulák, a tienilcsoportot vagy csoportokat tartalmazó αfenilfahéjsav analógok, ezüstfelületen történő önszerveződése során kialakuló felületi formákat vizsgáltam infravörös mikrospektroszkópiával és atomi térerő mikroszkóppal. A felületi réteget dip-coating technikával alakítottam ki, amelyhez nagyszámú tienilcsoportot vagy csoportokat tartalmazó α-fenilfahéjsav sztereoizomert használtam (6 molekulát). Ezek a molekulák képesek egymással többféle (O−H…O és C−H…S) hidrogénhidas kölcsönhatásba lépni, és szerkezetükből adódóan lehetőségük van C−H…π és π…π intermolekuláris kölcsönhatások kialakítására is. Az ezüstfelület lézeres párologtatással készült. A tiszta ezüstfelületet pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM), a borított felületeteket infravörös mikroszkóppal (IRM) reflexiós üzemmódban és atomi térerő mikroszkóppal (AFM) a közvetlen érintkeztetés módszerével tanulmányoztam. A molekulák kölcsönhatásait a Hyperchem csomag segítéségével modelleztem. SEM méréseim szerint a tiszta ezüstfelületek jórészt simák, de néhol tartalmaznak cseppszerű egyenetlenséget. Infravörös méréseimből kiderült, hogy a molekulák valóban megkötődtek az ezüstfelületen, és a felületi réteg kialakulása során bomlás sem történt. Az AFM mérések azt mutatták, hogy alapvetően multirétegek alakultak ki a felületen. Bizonyos esetekben ezen túl, föltehetőleg, különleges, körkörösen elrendezett felületi formákat is találtam. Modellezési eredményeimből levonható következtetések szerint e formák több tucat, néha több száz a felületre közel merőlegesen, kötegszerűen elrendeződő savdimer asszociációjával alakultak ki.

150


KOLL-4

Sztérikusan stabilizált intelligens mikrogélek szintézise Kardos Attila, I. évf. vegyész MSc ELTE TTK Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Témavezető:

Dr. Varga Imre egyetemi adjunktus ELTE TTK Kémia Intézet

Kutatásom célja olyan sztérikusan stabilizált, intelligens, monodiszperz, töltéssel rendelkező mikrogél részecskék egy lépéses szintézisben történő előállítása volt, melyek megőrzik kolloid stabilitásukat ellentétesen töltött makromolekulákkal (pl. hatóanyagok) szemben. Az irodalomban eddig is találkozhattunk, olyan mag/héj szerkezetű mikrogélekkel, melyek ellentétesen töltött molekulákkal szemben is megőrizték kolloid stabilitásukat. Azonban e részecskék szintézise több lépésben történt, mely jelentős idő és energia befektetést igényelt [1,2]. Az általam kidolgozott egy lépéses eljárás során e mag/héj szerkezetű részecskék egyszerűen előállíthatóak voltak. Munkám során precipitációs polimerizációt alkalmaztam, mely eljárás biztosítja a monodiszperz méreteloszlást, illetve sokféle komonomer adagolható a rendszerhez. A szintézis során előállított hidrogél részecskék 10 mol% akrilsavat tartalmaztak, illetve különböző mennyiségű felületen kötött polietilénoxid- metilmetakrilátot. Az alábbi munka végigkíséri a mikrogél részecskék egy lépésben történő előállításának technikáját, a kezdeti lépésektől egészen a kész mikrogél tulajdonságainak ismertetéséig, magában foglalva a mag/héj szerkezetű hidrogélek előállításának pontos részleteit, monodiszperzitás illetve stabilitás vizsgálatait a megfelelő módszerek alkalmazásával. A munkám során elért eredmények egy olyan kutatás stabil alapkövének tekinthetőek, amely a későbbiek folyamán intelligens anyagok gyógyszerhordozó rendszerekként való felhasználását tűzte ki célul. A végső cél megvalósításában fontos szerepet játszik, az általam alkalmazott szintézis technika, illetve a mikrogél részecskék felületének módosítása a felületi kölcsönhatások szempontjából semleges molekulák alkalmazásával. Munkám fontosságát az elmúlt évek törekvései is alátámasztják, hiszen az utóbbi évtizedben a gyógyszerészeti kutatások fő irányvonalát képviselik olyan gyógyszerhordozó rendszerek kifejlesztése, melyek elnyújtott és célzott hatóanyag bejuttatásra képesek az emberi szervezeten belül. Az ilyen rendszerekkel szemben támasztott fontos követelés, hogy fiziológiás körülmények között is stabil rendszerekként viselkedjenek, illetve hogy előnyös tulajdonságaikat ilyen körülmények között is ki tudjuk használni. [1] Jones, C. D., Lyon, L. A., Macromolecules, 36, 1988-1993 (2003) [2] Jones, C. D., Lyon, L. A., Langmuir, 19, 4544-4547 (2003)

151


KOLL-5

Pegilált mágneses folyadékok előállítása MRI diagnosztikai céllal Kupcsik Edina, I. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető: Konzulens:

Dr. Tombácz Etelka egyetemi tanár Hajdú Angéla kutató SZTE TTIK Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék

A mágneses folyadékok a nemzetközi érdeklődés középpontjába kerültek, különösen vizes közegűek, amelyek újszerű orvosbiológiai felhasználásra adnak lehetőséget. A mágneses nanorészecskék (MNPs) alkalmazása a diagnosztikában, például MRI (mágneses magrezonancia képalkotás) kontrasztanyagként előnyös. Az irodalomban ismert a MNPs különböző anyagokkal (pl. citromsav, PEO (polietilén oxid), Pluronic, kettős zsírsavas borítás) való stabilizálása, mely az MRI-ben a kapott jelet, ezáltal a kontrasztképző hatását befolyásolja. Munkám során, a Vizes kolloidok kutatócsoportjának korábbi tapasztalatai [1] alapján a magnetit nanorészecskék felületének módosítását terveztem a biokompatibilitás fokozása érdekében egy új borítás, a pegilálás kidolgozásával. A kettős olajsav (OA) borítású (2 mmol OA/g magnetit) mintát referenciaként használva egy újabb réteget alakítottam ki polietilén glikol (PEG) segítségével (150 mmol PEG/g magnetit). Az így kapott nanorészecskék MRI készülékben mérhető, a víz protonjainak T1 (longitudinális) és T2 (transzverzális) relaxációjára gyakorolt hatását vizsgáltam. A mágneses rezonancia kísérletek folyamán két ellentétes folyamat játszódik le. Gerjesztéskor az abszorpció, azt követően az egyensúlyi visszarendeződést eredményező relaxáció. A méréseket az Euromedics Diagnostics Szeged Kft., 1,5 T GE Excite HD klinikai MRI készülékén végeztük el. Megállapítottam, hogy a PEG borítás hatására a mágneses magtól a vízmolekulák távolabb kerülnek, így a hidrofilitás növelése ellenére a relaxivitás (r1, r2) értékek csökkentek a referencia kettős olajsav borításhoz képest. Tehát a pegilált réteg kiépítésével a magnetit nanorészecskék biokompatibilitása előnyösen változik, a kontrasztképző hatása viszont nem növelhető. [1] A. Hajdú, E. Tombácz, E. Illés D. Bica, L. Vékás, Progr. Colloid Polym. Sci., 135: 29-37, (2008)

152


KOLL-6

PMAA-l-PIB amfifil polimer kotérhálók előállítása és pH-függő duzzadási tulajdonságaik vizsgálata Pásztor Szabolcs, I. évf. vegyész MSc. ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Iván Béla egyetemi magántanár, tudományos osztályvezető ELTE TTK Szerves Kémiai Tanszék és MTA KK AKI Polimer és Anyagtudományi Osztály Dr. Kali Gergely Áron tudományos munkatárs MTA KK AKI Polimer és Anyagtudományi Osztály Munkám egy olyan amfifil polimer kotérháló kifejlesztésének eddigi lépéseit mutatja be, mely például szintetikus izomként és egyedi szabályozórendszerekben, mint pH-szelep kerülhet felhasználásra. Ez az anyag az intelligens jellegű tulajdonsággal bíró polimetakrilsav és a kiváló kémiai ellenálló képességgel és jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező, biokompatibilis poliizobutilén kovalens kötésekkel való összekapcsolásásával készülő amfifil kotérhálós polimer gél (polimetakrilsav-l-poliizobutilén, röviden: PMAA-l-PIB). Kutatásaimnak kettős célja volt: egyrészt bifunkciós iniciátor majd ennek segítségével különböző végcsoportokkal ellátott telekelikus poliizobutilének szintézise, majd utóbbi felhasználásával random szerkezetű amfifil kotérhálós polimer gélek (PMAA-l-PIB) előállítása és analízise, majd ezek pH-függő longitudiális duzzadásának a tanulmányozása. Ezek a kimagasló biokompatibilitással rendelkező kotérhálók a környezet koncentráció-változására (pH) méretváltozással reagálnak. Munkám során ezt a tulajdonságukat tanulmányoztam. A gélek duzzadását azonban az eddigiek során alkalmazott gravimetriás módszerrel szemben longitudinálisan, hosszméréssel vizsgáltam. A kotérhálókat a kiindulási anyagok szintézise, tisztítása, és vizsgálata után két kísérletsorozat keretében szintetizáltam, kísérletenként 4négy-négy gélt. A kapott kotérhálókat tisztítottam, majd a trimetilszilil védőcsoport sósavas eltávolítása után több módon vizsgáltam a kapott géleket. A pH-függő longitudinális duzzadási vizsgálatok eredményesek voltak. A minták kimagasló hosszméret növekedést mutattak (150-220%), mely indokolja a további kutatásokat. Munkám eredményei alapján pedig pontosítható a munkavégzésre és pHszelepként történő alkalmazásra felhasználható PMAA-l-PIB amfifil kotérhálók összetétele.

153


KOLL-7

Tuberkulózis elleni hatóanyag és hatóanyag-konjugátum nanokapszulázása Pribranská Kinga, I. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Kiss Éva egyetemi docens ELTE Fizikai Kémiai Tanszék

A nanotechnológia fejlődése lehetővé tette új anyagok és eljárások megjelenését a korszerű gyógyszerformulázásban, a programozott és célzott hatóanyagtranszport megvalósításában. A kolloidális gyógyszerhordozók előnye, hogy méretük a nanométeres tartományba esik, ezáltal a szervezetben az aktív hatóanyag eloszlása szabályozható, a mellékhatások pedig csökkenthetőek. A biodegradábilis polimerek a korszerű gyógyszerhordozók fontos alapanyagai, mivel előnyös tulajdonságuk, hogy biokompatibilisek és szabályozható sebességű bomlásuk lehetővé teszi a programozott hatóanyag-felszabadulást, miközben bomlástermékei nem toxikusak. Nanorészecskeként való előállításukra több módszert kidolgoztak, melyek célja, hogy adott méretű és monodiszperz gyógyszerhordozó rendszert nyerjenek. Munkánkban egy ilyen biodegradábilis polimerből (tejsav/glikolsav kopolimer, PLGA50/50) nanolecsapási módszerrel állítottunk elő nanorészecskéket és többféle módszerrel jellemeztük a méretüket és méreteloszlásukat (dinamikus fényszórás, SEM, AFM), valamint a kolloid rendszer időbeli stabilitását. A bioaktív molekula, melynek a nanorészecskébe való kapszulázását tanulmányoztuk, a tuberkulózis elleni izoniazid (INH) hatóanyag. Összehasonlítottuk az INH és az MTA-ELTE Peptidkémiai Kutatócsoportjában szintetizált INH-konjugátum nanokapszulázását. A kísérleti körülmények változtatásával vizsgáltuk, hogyan befolyásolható az előállított nanorészecskék hatóanyagtartalma és a kapszulázási hatékonyság. Megállapítottuk, hogy a konjugátumban jelenlévő célbajuttató peptid és a hidrofóbicitást növelő palmitinsav molekularészlet előnyösen befolyásolja a nanokapszulázást. Előre tervezhető hatóanyagtartalmú (3-30%) és szűk méreteloszlású gyógyszerhordozó nanorészecskéket nyertünk, melyek előállítása során a kapszulázási hatékonyság igen nagy (70-100%) volt. A további felhasználást segíti, hogy a liofilizált állapotban tárolt gyógyszerhordozó rendszer jó rediszpergálhatóságot is mutatott.

154


KOLL-8

Komplex gyógyszerhordozó nanorészecskék szintézise és jellemzése Szécsényi Ágnes, III. évf. kémia BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Nagyné Naszályi Lívia, tudományos munkatárs MTA KK Nanokémiai és Katalízis Intézet

A modern gyógyszerkutatásban már nem csak új hatóanyagok előállítása a cél, hanem megfelelő mikrokörnyezet létrehozása is. Olyan hatóanyagok esetében, amelyeknél a terápiás hatás bizonyított, és eddig nem megoldott gyógyászati célt szolgálnak, indokolttá válik az amúgy költséges nanohordozó tervezése. Tudományos diákköri munkám során feladatom olyan komplex nanohordozók tervezése és kifejlesztése, amelyek adott hatóanyag molekula bezárására és szabályozott leadására alkalmasak intravénás alkalmazás esetén. Az általam preparált új, komplex nanohordozók középpontjában elhelyezkedő szervetlen mag/héj részecske biztosítja a hordozó integritását. A középpontra polimerizációval felvitt polimer réteg magába zárja (szolubilizálja és védi), valamint bomlásával egyidejűleg kiereszti a hatóanyagot. A komplex nanorendszerekre fluoreszcens festékmolekulákat kapcsoltam, amelyek lehetővé teszik a hordozók eloszlásának fluoreszcens mikroszkóppal történő vizsgálatát. A hordozók SiO2/ZrO2 mag/héj középpontjának kifejlesztéséhez irodalomban ismert eljárásokat használtam fel [1]. Az L-(–)-almasav alapú lebomló polimer réteg kialakításához direkt kondenzációs polimerizációt végeztem [2]. A fluoreszcens festék felkapcsolására peptidkémiában használatos eljárásokat alkalmaztam. A minták morfológiai jellemzése transzmissziós elektronmikroszkópiával történt. Dinamikus fényszórás mérésből kaptam információt a részecskék átlagos átmérőjéről és méreteloszlásáról. Infravörös és UV-látható spektroszkópiával követtem a szervetlen középpont és a szerves bevonat kialakulását. A bevitt hatóanyag mennyiségének meghatározására és a kioldódás sebességének tanulmányozására tömegspektrometriát alkalmaztam. Eredményeim alapján a hatóanyag-leadás kinetikája függ a polimer-bevonat összetételétől, vagyis szabályozható annak megfelelő megválasztásával. A kifejlesztett gyógyszerhordozó nanorészecskéken jelenleg in vitro és in vivo állatkísérletek zajlanak. [1] Kim J., Chang S., Kim S., Kim K., Ceramics International 35, 1243-1247 (2009). [2] Kajiyama T., Kobayashi H., Taguchi T., Saito H., Kamatsu Y., Kataoka K., Tanaka J., Mater. Sci. Eng. C 24, 815–819 (2004)

155


KOLL-9

Gemini tenzidek jelentősége és tenziométeres minősítése EOR kutatások szempontjából Tabajdi Réka, V. évf. vegyész SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Király Zoltán egyetemi docens SZTE Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék

A kőolajtelepeken az elsődleges művelés folyamán, amikor természetes rétegenergiával történik a termelés, a rétegben található kőolaj 50-60%-a kerül felszínre. A kőzetek pórusaiban visszamaradt kőolaj kihozatalát segítik a másodlagos művelési technikák, melynek során gáz- vagy vízbesajtolást alkalmaznak. A következő lépcsőfok a harmadlagos művelés, amely már magas technikai színvonalat igényel. Ez történhet gáz besajtolással, termikus módszerekkel, vagy kémiai módszerekkel. Ezeket a fokozottan javított műveleti eljárásokat nevezzük EOR műveleteknek (Enhanced Oil Recovery). Ezen eljárásokkal 20-30%-kal növelhető a kőolaj kihozatal. A kémiai eljárások legújabb területét képezik a tenzides technikák, ezen belül is egy újfajta tenzid csoport a gemini tenzidek, melyekben kettő vagy három hidrofil csoport kapcsolódik a geometriailag jól meghatározott hidrofób egységekhez. Például az alkildodecil-benzol-szulfonát Jeffamin-só (ABSJ), melyet a későbbiekben vizsgálunk. Jelenleg a tanszéken a MOL Nyrt. megbízásából kutatnak az adott felhasználás szempontjából optimális tulajdonságú gemini tenzid, ill. tenzidkeverékek után. Fő szempont számukra a kritikus micellaképződési koncentráció (cmc) meghatározása. Ezen felül igen lényeges a kút kőzetéből vett sima homokkövön, ill. olajjal telített homokkövön végzett felszívási kísérletek, ahol a tenzid nedvesítési képességét vizsgáljuk. Munkám során vizsgáltam az ABSJ gemini tenzid micellaképződését desztillált vízben, szintetikus rétegvízben (meghatározott súly- és ionösszetételű elegy) és szűrt algyői rétegvízben Wilhelmy- lemez módszerrel. A felszívódási képességeit is megvizsgáltam mindhárom vízben, valamint megmértem ezen tulajdonságainak a hőmérséklet és koncentráció függését is, ezt a kísérlet sorozatot Washburn-módszerrel végeztem el. Ezek után a tenzid viszkozitásának javítása érdekében polimerrel elegyítettük, majd ezt a keveréket 1 éves hőkezelésnek vetettük alá, hogy a keverék hőstabilitásáról is információt kapjunk, és minden hónapban megmértem a cmc és felületi feszültség változást, ill. megvizsgáltam, hogy a felszívási tulajdonságaiban történt e változás.

156

Koordinációs kémia tagozat

157


KRDK-1

Körömvirágból (Calendula officinalis L.) szuperkritikus szén-dioxiddal extrahált faradiol-észterek ciklodextrines komplexálásának vizsgálata Baffi Bálint, II. évf. vegyészmérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Simándi Béla egyetemi tanár BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

A körömvirág egy széles körben használt gyógynövény, amelynek napjainkban számos pozitív élettani hatást tulajdonítanak. Célul tűztem ki egy olyan eljárás kidolgozását, amely segítségével a körömvirág triterpén gyulladásgátló hatóanyagait (faradiol-észterek, amelyek vízben való oldhatósága csekély, ami korlátozza az elérhető in vivo koncentrációjukat, ezzel hatékonyságukat) komplexálni tudom különböző ciklodextrinekben. Munkámat megkülönbözteti az irodalomakban ismertetett különböző komplexálási eljárásoktól, hogy nem egy tiszta vegyületet használtam fel alapanyagként, hanem egy összetett növényi kivonatot, amely több száz vegyületet tartalmaz. Az eddig leírt kompexálási eljárások mellett új módszerrel is kísérleteztem, amelynek lényege, hogy az extrahált kivonatot egy nagy fajlagos felületű hordozóra viszem fel, és ezen bocsátunk át szuperkritikus szén-dioxidot, amely az egyes komponenseket ismét feloldja. A fluidumot ezután egy ciklodextrines ágyra vezetem rá, ahol a komponensek komplexet képeznek a ciklodextrinnel. A módszer előnye, hogy a komplexet készen kapjuk, nem igényel utólagos kezelést. Három alapvető technológia, azaz a légköri nyomáson vizes szuszpenzióban, illetve a szakaszos és dinamikus reaktorokban szuperkritikus szén-dioxidos közegben történő komplexálásnak hatékonyságát összehasonlítottam egymással, nagy hangsúlyt fektetve a ténylegesen komplexált és a csak adszorbeált faradiol-észterek elkülönítésére. A kísérletek kiértékelése HPLC-s mérésekkel történt. Végül az eredmények értékelésekor azt kaptam, hogy a szakaszos szuperkritikus szén-dioxidos technológia képes felülmúlni a dinamikus reaktoros módszert az általam használt körülmények között. Örvendetes ugyanakkor, hogy a még az elterjedés fázisában lévő, zöld technológiának tekinthető szuperkritikus komplexálás ez esetben hatékonyabbnak bizonyult a hagyományos szuszpenziós eljárásnál. Megállapítottam, hogy a β-ciklodextrin képes 1000 ppm nagyságrendbe komplexet képezni a faradiolészterekkel, míg a γ-ciklodextrin az általam használt körülmények között nem.

158


KRDK-2

Amilinfragmensek oldategyensúlyi vizsgálata Dávid Ágnes, I. évf. vegyész MSc DE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Kállay Csilla posztdoktor DE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

A 37 aminosavból felépülő amilin a hasnyálmirigyben keletkező hormon, melynek biológiai szerepe a II. típusú cukorbetegséghez kapcsolható. A II. típusú cukorbetegség során ugyanis a hasnyálmirigy Langerhans-szigeteiben a peptidlánc aggregációja következik be, melynek mechanizmusa és oka eddig még nem ismert. Érdekes azonban, hogy a patkány amilinje nem mutat hajlamot ilyen plakkok képzésére. Az emberből és a patkányból izolált amilin szekvenciája hat aminosavban tér el egymástól. Annak ellenére, hogy a patkány-amilin peptidlánca nem tartalmaz olyan horgonycsoportokat, amelyek elősegítenék a réz(II)ion kötődését, mégis azt találták az amilin 17-29 és a VRSSNN hexapeptid fragmens vizsgálata során, hogy réz(II)ion jelenlétében bekövetkezik az amidnitrogének deprotonálódása és koordinációja. Így felvetődik a peptidben lévő, poláris oldalláncú aminosavak (az arginin, a szerin és az aszparagin) lehetséges szerepe. Diákköri munkám során ennek felderítésre egyrészt azt vizsgáltuk, milyen hatással van a képződő komplexek stabilitására az, ha egy kérdéses oldalláncból több is jelen van. Ezért vizsgáltuk a három szerin oldalláncot is tartalmazó triszerin ligandumot különböző átmenetifém-ionokkal. Másrészt azt is vizsgáltuk, hogy milyen hatása van a különféle poláris oldalláncok együttes jelenlétének. Ez utóbbit az amilin arginin-, aszparagin-, és szerinoldalláncot is tartalmazó fragmenseinek (VRSS, VRAA, VASS, SSNN) komplexképzésén keresztül tanulmányoztuk. Emellett célunk volt az amilinfragmensek komplexképzését kvantitatíve és kvalitatíve is leírni, így két független módszerrel végül stabilitási állandókat is tudtunk meg határozni a réz(II)iont megkötő fragmensek esetében. Eredményeink arra engednek következtetni, hogy a poláris csoportok együttes jelenléte okozhatja a koordinációt, ezek hozzájárulása azonban nem egyenlő mértékű. A VRSS mutánsainak vizsgálata kapcsán megállapíthattuk, hogy az arginin szerepe a legkisebb. A VRSSNN hexapeptid fragmensének C-terminális részét, az SSNN tetrapeptidet tanulmányozva pedig felmerült az aszparagin és a szerin jelentősebb szerepe is a polipeptid rézmegkötő képességében. Eredményeinkből ezért arra következtethetünk, hogy az SSNN szekvencia modellezheti az amilin fémmegkötő helyét.

159


KRDK-3

Rákellenes [bisz-indazol-rutenát(III)]komplexek kölcsönhatásának vizsgálata humán szérum albuminnal kötőhely markerek segítségével Dömötör Orsolya, V. évfolyam gyógyszerész SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Enyedy Éva Anna egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

_ _ A nem-platina alapú rákellenes fémkomplexek Na H N közül kiemelkedő jelentőségűek a ruténium(III)HN NH NH tartalmú [bisz-indazol-rutenát(III)] komplexek N N Cl Cl Cl Cl (KP1019 és KP1339), melyek sikeresen túljutottak Ru Ru C l C l Cl Cl N N számos klinikai fázis I vizsgálaton [1]. HN HN Egy gyógyszer farmakokinetikáját a szérumfehérjékkel, elsősorban a legnagyobb koncentrációban jelenlévő humán szérum albuminnal (HSA) KP1019 KP1339 való kölcsönhatás is befolyásolja. A HSA a legfontosabb nem specifikusan kötő szállítófehérje a vérben. A II.A doménban lévő hidrofób kötőhelyén („site I”) főként nagyméretű heterociklusos negatív töltésű anyagok, míg a III.A doménban lévő kötőhelyen („site II”) jellemzően kisméretű aromás karbonsavak kötődnek meg. A KP1019 komplex intravénás beadást követően több mint 90%-ban albuminhoz kötődik. Ezért vizsgáltuk a KP1019, és a tőle csak ellenionban különböző KP1339 komplex HSA-hoz való közvetlen kötődésének erősségét és helyét elsősorban spektrofluorimetriásan, ugyanakkor ultraszűrés-UV és kapilláris elektroforézis módszereket is használtunk kiegészítésként. Kompetíciós vizsgálatokat végeztünk ún. kötőhely marker anyagok (warfarin és danzilglicin) bevonásával. Mivel a HSA által szállított egyik fontos endogén vegyület a bilirubin, ezért vizsgáltuk a KP1019 és KP1339 komplexek vele való kompetícióját is. A fluorimetriás mérési módszer alkalmazhatósága és az adatfeldolgozási lehetőségek áttekintéséhez egyszerűbb modellvegyületeket is bevontunk a vizsgálatba, mint pl. az acetil-szalicilsav és a folsav. +

III

+

III

[1] Hartinger, C.G., Jakupec, M.A., Zorbas-Seifrieda, S., Groessl, M., Egger, A., Berger, W., Zorbas, H., Dyson, P.J., Keppler, B.K., Chemistry & Biodiversity, 5, 2140-2155 (2008)

160


KRDK-4

Kéntartalmú ligandumok vanadátkomplexeinek egyensúlyi vizsgálata Fischer Gabriella, II. évf. kémia BSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető: Dr. Jakusch Tamás egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék A világon napjainkban 200 millió cukorbeteg él, a diabetes gyógymódját, kezelési lehetőségeit számos helyen kutatják. Vanádiumtartalmú komplexek antidiabetikus hatásuk révén potenciális szájon át bevehető gyógyszerek a diabetes úttörő kezelésében. Számos kéntartalmú bidentát ligandum[1] VO(IV) komplexeit már részletesen tanulmányozták, vanadátkomplexeinek kémiája azonban még nem ismert. TDK munkámhoz ezért választottuk a tiomaltol (3-hidroxi-2-metil-4-tiopirán) és tdhp (3hidroxi-1,2-dimetil-4-tiopiridin) ligandumokat. A ligandumokat, mivel kereskedelmi forgalomban nem voltak kaphatóak, szintetizáltuk; a tiomaltolt maltolból és P2S5, míg a tdhp-t a tiomaltol és metilamin reakciójával állítottuk elő. Ezen ligandumok VV – el alkotott komplexeinek egyensúlyát pH-potenciometriás és 51V-NMR spektroszkópiai mérésekkel vizsgáltuk meg. Mindkét esetben - még ligandumfelesleg esetén is – a pH 6,5 - 9 tartományban csak a [VO2OHL]összetételű monokomplexet figyeltünk meg. Ez a tény azért meglepő, mivel a maltol esetében – adott pH tartományban – a biszkomplexek képződése még 1:1 fém ligandum arány mellett is kedvezményezett. Savas tartományban egyik ligandum esetében sem sikerült egyensúlyi vizsgálatokat végezni, mivel csapadékképződés következett be. A tiomaltol esetében a semleges komplex, [VO2L] oligomerizációját valószínűsítjük, míg a tiomaltol esetében a feleslegben található ligandumot a fémion oxidálja. [1] V. Monga, K. H. Thmpson, V. G. Yuen, V. Sharma, B. O. Patrick, J. H. McNeill, C. Orvig, Inorg. Chem. 2005, 44, 2678-2688

161


KRDK-5

Vízoldható mangán-porfirin komplexek fotokémiai és fotofizikai vizsgálata Fodor Melinda Anna, III. évf. kémia BSc Pannon Egyetem, Mérnöki Kar Témavezető: Dr. Horváth Ottó egyetemi tanár PE Kémia Intézet, Általános és Szervetlen Kémia Tanszék A porfirin-vegyületek és származékaik fontos szerepet játszanak a növények és állatok anyagcsere folyamataiban (hemoglobin, klorofill, citokrómok). A porfirin-vázat 4 pirrol-gyűrű alkotja, melyek metilidin-hidakon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. E konjugált kötésrendszert tartalmazó váznak köszönhetően a porfirin-származékokat – többek között – fényérzékenyítőként illetve foto- és termikus katalizátorként alkalmazzák. A mangán vegyületeiben egyedülállóan széles tartományban képes változtatni oxidációs állapotát. Több mangán-komplex mind oxidációs, mind redukciós folyamatokban alkalmazható katalizátorként. A mangán +2-es oxidációs állapotban a legstabilabb termodinamikailag, illetve a természetben előforduló vegyületeiben is többnyire ilyen oxidációs állapotú. Az általam vizsgált mangán-porfirin esetében azonban a +3-as oxidációs állapotot stabilizálja a négyfogú porfirin ligandum. Munkám célja olyan reduktív fotokatalitikus vizes rendszer létrehozása volt, melyben a katalizátor mangán-porfirin. Ennek érdekében előállítottam és vizsgáltam anionos és kationos mangán(III)-porfirin komplexeket. Fotofizikai tulajdonságaik vizsgálata mellett, a kationos mangán(III)-5,10,15,20-tetrakisz(1-metilpiridínium-4-il)porfirin fotoredoxi átalakulását is sikerült megvalósítani mangán(II)-porfirinné megfelelő reduktív kioltó jelenlétében, látható fény hatására. Folytonos és időfelbontásos emissziós vizsgálatokkal kimutattuk, hogy a mangán(III)-komplex gerjesztett állapota statikus kioltás révén reagál, s az így megjelenő rövid élettartamú köztitermék tranziens elnyelési színképét lézer villanófény fotolízissel detektáltuk. A képződött mangán(II)-komplex ugyancsak fotoaktívnak bizonyult; gerjesztése a porfirin ligandum bomlását idézte elő, mely folyamat oxidatív kioltó jelenlétében visszaszorult, s helyette elektronátadás következett be a mangán(II) centrumról. Így visszanyertük a kiindulási mangán(III)-komplexet, és a fotoredoxi ciklus kezdődött előlről, s mindaddig működött, míg elegendő reduktív kioltó volt a rendszerben. További vizsgálataink célja az oxidatív kioltóra közvetített elektron hasznosításával hidrogén fejlesztése vízből, mely révén megvalósítható a napenergia látható és ibolyántúli tartományba eső sugárzásának átalakítása és tárolása környezetbarát üzemanyag formájában.

162


KRDK-6

Egy rendkívül stabilis makrociklusos tallium(III) komplex, a [TlDOTA]Fodor Tamás, II. évf. vegyész MSc DE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Tóth Imre egyetemi tanár DE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

A munka során a Tl(DOTA)- komplex egyensúlyi állandóját mértük kompetíciós módszerrel, Br- és CN- segédligandumokkal UV-VIS spektrofotometria és 205Tl NMR módszerekkel. A komplex nagy stabilitása miatt a DOTA ligandum kiszorítását csak erélyes körülmények közt sikerült elérni, ahhoz nagy feleslegben alkalmazott bromid ion és erősen savas közeg volt szükséges. A makrociklusos komplex lassú képződésiés disszociációs reakciói miatt az egyensúly beállására hosszú időt kellett várni. A bromidionok erősen savas közegben képesek kiszorítani a DOTA-t, a reakció lassú, 1-2 hét alatt kerül egyensúlyba a rendszer. A fotometriás mérésekből lgK ~ 60 stabilitási állandó számolható, ami több mint 20 nagyságrenddel nagyobb a Tledtakomplex állandójánál (lgK = 37). Eltérő tulajdonság az is, hogy a Tl(DOTA)rendszerben nem mutatható ki vegyeskomplexek képződése sem OH-, sem Br- ionnal. Ez arra utal, hogy a törzskomplexben nincs koordinált vízmolekula. A cianidionokkal végzett mérések alátámasztják a nagy lgK értéket, ezzel a segédligandummal nem szorítható ki a DOTA. Ugyanakkor lúgos közegben Tl(DOTA)(CN)2-vegyeskomplex képződik. A folyamatban valószínűleg a DOTA egyik karboxilát-csoportja válik szabaddá. A Tl(DOTA)(CN)2- vegyeskomplex stabilitási állandója (K ~ 8), ez kb. nyolc nagyságrenddel kisebb, mint a megfelelő Tl(edta)(CN) 2- vegyeskomplexé (K = 108,7). Megállapítottuk, hogy a Tl(III) – DOTA – X- rendszerekben (ahol X = CN, Br vagy acetát) pH > 5 esetében a Tl(DOTA)- komplex képződése viszonylag gyors, a rendszer percek alatt eléri az egyensúlyt. Ezt tudva, oldatban egyszerűen előállítható a makrocikluos vegyület. Előállítottunk szilárd NaTl(DOTA)–t több úton is elfogadható kitermeléssel, a röntgendiffrakciós szerkezet-meghatározás még nem fejeződött be.

163


KRDK-7

A [Ru(η η6-p-cimol)(H2O)3]2+ kölcsönhatása citrátionnal Hüse Dániel, II. évf. vegyészmérnök BSc DE TEK Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Dr. Buglyó Péter egyetemi docens DE TEK Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

Jelenleg intenzív kutatás folyik olyan gyógyszerek kifejlesztésére, melyek hatásosan alkalmazhatók daganatos betegségek kezelésére. Ezek közül egy fontos területet jelenthetnek az átmenetifém komplexek alkalmazásai; egyes Ru(III) vegyületek már a klinikai kipróbálás I. fázisában vannak. Újabb kutatások keretében fémorganikus Ru(II) komplexeket vizsgálnak. Ezek a vegyületek a szervezetbe bejutva számos kis és nagy biomolekulával léphetnek kölcsönhatásba. A citromsav is egy ilyen jelentős kelátképző kismolekula a szervezetben, ezért munkám során a potenciálisan rákellenes hatású félszendvics ruténium(II) komplexek disszociációja során képződő [Ru(η6-p-cimol)(H2O)3]2+ kölcsönhatását vizsgáltam citrátionnal. A rendszer minél alaposabb megismerése végett a [Ru(η6-p-cimol) (H2O)3]2+ – citrát rendszert szilárd és oldatfázisban egyaránt vizsgáltam különféle módszerekkel. Szilárd fázisban röntgendiffrakciós szerkezetvizsgálati módszert alkalmaztunk, míg oldatfázisban pH-potenciometriás, 1H-NMR és ESI-MS méréseket végeztünk. A pH-potenciometriás mérések eredményeit kiértékelve meghatároztuk a [Ru(η6-pcimol)]2+– citrát rendszerben képződő komplexek összetételét és stabilitási szorzat értékeiket. A kapott modell háromféle, 1:1 összetételű, de eltérő protonáltságú részecske keletkezését támasztja alá. A savas pH-n kialakuló [MAH] összetételű komplexnél (COO-, COO-) koordinációt feltételezünk. Ebből alakul ki a harmadik karboxilcsoport deprotonálódásával az [MA]– részecske, amelynél (COO-, COO-, COO-) kötésmód valószínűsíthető. Az [MAH–1]2– az alkoholos hidroxilcsoport deprotonálódásával jön létre, ami egy (COO-, COO-, O-) koordinációjú komplexet eredményez. Erről a részecskéről azt állapítottuk meg, hogy stabil és pH ~ 10-ig a fémion jelentősebb hidrolízisét is meggátolja vizes oldatokban. A 1H-NMR és ESI-MS vizsgálatok eredményei is alátámasztották a pH-potenciometriás modellt. A fémion és a citrátion reakciójában képződő szilárd, 1:1 összetételű komplexből sikerült egykristályt növesztenünk és szerkezetét röntgendiffrakciós módszerrel meghatároznunk. A semleges molekulában a ligandum (COO-, COO-, OH) donoratomokon keresztül koordinálódik, miközben a harmadik karboxilcsoport protonált formában van jelen.

164


KRDK-8

A vanadát(V)-dhp komplexek egyensúlyi vizsgálata Kozma Károly, II. évf. kémia BSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Jakusch Tamás egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

Az elmúlt évtizedekben a vanádiumvegyületek inzulinutánzó tulajdonságát számos kutatócsoport vizsgálta. Bár a hatásmechanizmus nem ismert, a vanádiumnak elsősorban a +4-es és a +5-ös oxidációs állapotú komplexeiről feltételezhető, hogy alkalmazhatóak lesznek szájon át szedhető gyógyszerként a jövőben. A komplexekben a vanádium az aktív rész, a ligandum csak hordozó szerepet lát el, többek között valószínűsíthetően segíti a felszívódást. A ligandumok közül a bidentát vegyületeket vizsgálták nagy számban, mint például a maltolt, az etilmaltolt vagy a dhp-t (1,2-dimetil-3-hidroxi-4(1H)piridinon), a koordinatív kötés a vanádium és az egyszeresen deprotonált ligandum oxigénjei között jön létre. Mind a vanádium(IV)- [1] mind a vanadát(V)-dhp [2],[3] egyensúlyi rendszereket részletesen vizsgálták, ennek ellenére az utóbbi két közleményben azonban pl. hibásan számolt látszólagos stabilitási állandókat közöltek a vanadát(V)-dhp komplexekre, és számos esetben az 51VNMR spektrumokon megjelenő csúcsokat sem azonosították. A pH-potenciometriás titrálások mellett 51V-NMR spektroszkópiai módszert használtunk az egyensúly követésére. A vizsgált oldatokban a domináns részecskék a következő mono- és biszkomplexek voltak: [VO2OH(dhp)]-, VO2(dhp)(H2O)x, illetve [VO2(dhp)2]-, VO(OH)(dhp)2, és [VO(dhp)2]+, melyeknek mindkét módszerrel meghatároztuk a stabilitási állandóit. Sikerült azonosítani új részecskéket is, három dimert, pl. a [(VO2(dhp))2(OH)]- összetételűt, egy trimert, valamint egy [V(OH)(dhp)3]+ szerkezetű triszkomplexet is a savas pH-tartományban. A [VO2(dhp)2]- káliumsójából egykristályt is növesztettünk, szerkezetét röntgendiffrakciós méréssel határozták meg. [1] P. Buglyó, T. Kiss, E. Kiss, D. Sanna, E. Garribba, G. Micera, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 2002, 2275-2282 [2] M. M. C. A. Castro, F. Avecilla, C. F. G. C. Geraldes, B. de Castro, M. Rangel, Inorg. Chim. Acta, 2003, 356, 142-154 [3] F. Avecilla, C. F. G. C. Geraldes, M. M. C. A. Castro, Eur. J. Inorg. Chem., 2001, 3135-3142

165


KRDK-9

Hidroxil-amin alapú ligandumok Mo(VI)- és U(VI)-komplexeinek egyensúlyi vizsgálata Oncsik Tamás, I. évf. Vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Jakusch Tamás egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

Az SZTE TTIK Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszéke és a görög University of Ioannina-val való együttműködés keretein belül vizsgálták a két hidroxil-amin alapú ligandum vanadátkomplexeit. A két vegyület komplexkémiai viselkedése rendkívül hasonlatos, mindkettő a pH 2-12 tartományban nagy hidrolitikus stabilitással rendelkező komplexeket alkot (O, N, O) tridentát típusú koordinációval, mely két deprotonált hidroxil-amin-O-atom és a közbenső triazin-N-atom révén valósul meg. Munkám során a VO2+ ionhoz hasonlóan dioxido kationos formában is létező, bár ekkor kétpozitív töltésű Mo(VI)- és U(VI)-ionok az ábrán látható ligandumokkal alkotott komplexeinek vizes oldatbeli egyensúlyi viszonyait vizsgáltuk. Három módszert alkalmaztunk; pH-potenciometriát, UV-VIS spektroszkópiát valamint 1H-NMR spektroszkópiát. Meghatároztuk a képződő komplexek összetételét, és stabilitási állandóit. O

H 3C

N

N H3 C

N OH

OH N N

N

N N OH

CH 3 H 3C

N

N N

OH

N

CH3

OH

A két ligandum: a H2thy és a Hbhy

A Mo(VI) ionokkal kizárólag a pH 2-6 tartományban képződik a vanadátnál megfigyelt (O, N, O) tridentát típusú koordinációval rendelkező monokomplex, amely a Hbhy esetében valószínűleg az oldalláncok kölcsönhatása miatt dimerizálódik. Az U(VI) esetében nemcsak mono-, de a bidentát típusú koordináció következtében biszkomplexek is létrejönnek, melyek protonáltsági állapota rendkívüli tág határok között változhat. A V(V) ionnal ellentétben ligandumok analitikai alkalmazási lehetőségei Mo(VI)és U(VI)-ionokkal korlátozottak.

166


KRDK-10

Neodímiumion síkon kívüli porfirin-komplexének képződése, fotofizikai és fotokémiai vizsgálata vizes közegben Szentgyörgyi Csanád, III. évf. vegyészmérnöki BSc PE Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Valicsek Zsolt egyetemi adjunktus Dr. Horváth Ottó intézetvezető egyetemi tanár PE Kémia Intézet, Általános és Szervetlen Kémia Intézeti Tanszék A Nap sugárzó energiáját a fotoszintézis során porfirin-származékok kötik meg és használják fel oxigén és szerves anyagok előállításában. A porfirin összetett vegyület, amelyben négy pirrolt kapcsolnak össze metilidin-hidak, így kialakítva egy gyűrűs molekulát konjugált π-elektronrendszerrel. Középső üregébe a négy nitrogénhez fémionok koordinálódhatnak. A természetben leggyakrabban vas- és magnéziumion fordul elő központi atomként. Emellett kutatások indultak olyan fémionok körében, mint a lantanoidák, melyek nagyobb méretük következtében nem tudnak beilleszkedni a gyűrűbe, ezért arra „ráülnek” SAT („sitting-atop”) vagy síkon-kívüli komplexet képezve. Ebből az egyszerű szerkezetből a ligandum torzulása és a fémion magas koordinációs száma révén többmagvú szendvicsszerkezetek alakulhatnak ki. Emellett a lantanoidakontrakció még lehetőséget kínál a fémion pozíciójának hangolására a ligandumhoz képest, és a különböző jellemzők ebből adódó változásának vizsgálatára. A SAT komplexekben fény hatására töltésszeparáció valósul meg, és a redukált fémion nem képes komplexben maradni, így az oldatba erős redukáló ágensként kerülve olyan reakciókat iniciálhat, melyek normál körülmények között nem játszódnának le. Így ezen metallo-porfirinek katalizátorként is alkalmazhatók, mert megfelelő regenerálószerrel a kialakuló porfiringyök is visszaalakítható. Kutatásaim során neodímium-komplexekkel foglalkoztam, és ezen eredményeket vetettem össze a korábbi, cériumionnal végzett kísérleteim tapasztalataival. A komplex kialakulásának kinetikáját két hőmérsékleten és két különböző közegben vizsgáltam, melyek pufferáló - ionerősség-szabályozó szerepük mellett a metallo-porfirin kialakulását, illetve a fémion oligomerizációs hajlamát is befolyásolják. A komplex kialakulása spektrofotometriásan követhető. Az elnyelési színképek változását figyelve információt kapunk a folyamatos koncentrációeloszlás-változásról, így nyomon követhető a folyamatos átalakulás, és számolható a komplex stabilitása, képződésének sebességi állandója. A fotofizikai és fotokémiai kísérletek követése is spektrofotometriásan történik, így megfigyelhető a fém-porfirin fénykisugárzása, illetve fotoindukált disszociációja és gyűrűszakadása .

167


KRDK-11

Toxikus fémionok eltávolításában potenciálisan felhasználható dodekapeptid kölcsönhatása higany(II)ionokkal Angyal Anikó, III. évf. kémia BSc Szunyogh Dániel Mihály, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Jancsó Attila egyetemi adjunktus Dr. Gyurcsik Béla egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék A környezetünkbe kerülő toxikus fémionok eltávolításának egy ígéretes, új lehetősége a szennyezett területek bioremediációja, amely olyan mikroorganizmusok (baktériumok, gombák) alkalmazásán alapul, melyek bioszorpcióval vagy egyéb módon kivonják a szennyezett talajokból vagy vizekből a fémionokat. Ha egy adott fémkötő fehérje génjének baktériumba juttatásával a fehérje túltermelését biztosítjuk, az megnövelheti a sejt toxikus fémion(ok)al szembeni tűrőképességét, illetve elősegítheti a fémion(ok) akkumulációját a sejtben [1]. A munkánk célkitűzése higany(II)ionok megkötésére alkalmas rövid oligopeptid(ek) tervezése/előállítása és a fémionnal való kölcsönhatásának jellemzése, illetve az ezen peptidszekvencia(k) biokémiai úton való túltermeltetése baktériumokban fúziós fehérjék formájában. Utóbbi célunk a vizsgált peptidszekvenciát kódoló gén DNS hordozóba (vektor) való beépítése és baktériumba juttatása révén valósítható meg. Egy, a MerR fémionszabályzó PP = SCPGDQGSDCPI V cholerae CueR fehérjék családjába tartozó, CueR PS = SCPGDQGSDCSI A tervezett fehérje fémionkötő szakaszának [2] mutáns alapján megterveztük az ábrán be- HS = SCHGDQGSDCSI szekvenciák mutatott négy szekvenciát és elő- HP = SCHGDQGSDCPI állítottuk a PS ligandumot. Vizsgálataink (pH-metria, UV-, SRCD, ESI-MS, NMR- és PAC spektroszkópia) eredményei a Hg2+-ion és a peptid közötti rendkívül erős kölcsönhatást mutatták, a komplexképződés már pH 2 alatt teljes mértékben végbemegy. A ligandum Hg2+kötésének erősségét ligandum-kompetíciós vizsgálatokkal (jodidionok segítségével), UV-spektroszkópia alkalmazásával jellemeztük. A PS szekvencia baktériumokkal való túltermeltetése GST-fúziós fehérje formájában történik. [1] M. Mejáre, L. Bülow, Trends Biotechnol., 19 (2), 67-73 (2001) [2] A. Changela, K. Chen, Y. Xue, J. Holschen, C.E. Outten, T.V. O’Halloran, A. Mondragón, Science, 301, 1383-1387 (2003)

168


KRDK-12

Kalcium komplexek stabilitási állandójának meghatározása oldhatósági mérések alapján Tasi Ágost Gyula, II. évf. kémia BSc SZTE Temészettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Sipos Pál és Dr. Pálinkó István SZTE TTIK Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék A vizes oldatokban képződő komplexek stabilitási állandójának egyik lehetséges meghatározási módja az oldat és egy vele egyensúlyban lévő szilárd kristályos anyag vizsgálatán alapul. Ha a szilárdfázis összetételét ismerjük, és az oldatfázis egyensúlyi koncentrációját mind komplexképző ligandum jelenlétében, mind ligandummentes rendszerben meghatározzuk, akkor a koncentrációkülönbségekből az oldatban lévő komplexek összetétele és egyensúlyi állandója kiszámítható. Munkánk során először házilag egy olyan oldhatóság meghatározására alkalmas berendezést terveztünk, építettünk és teszteltünk, amelyben (i) a hőmérsékletet nagy pontossággal állandó (± 0.01 oC), és széles tartományban (5 – 80 oC) szabályozható; (ii) párhuzamosan 15 oldat szabályozott sebességű (lassú) kevertetése lehetséges, és (iii) agresszív (pl. erősen lúgos vagy korrozív) reakcióelegyek vizsgálatára is alkalmas. A berendezés teszteléséhez a tájékozódó méréseket Ca(OOC)2.H2O-val végezték el. Ennek folytatásaként diákköri munkám során először Ca(OH)2 egyensúlyi oldhatóságát határoztam meg 25.00 ± 0.01 oC-on, 0.5 M – 3 M koncentrációjú NaOH-oldatokban. A szilárd fázis összetételét XRD mérésekkel ellenőriztem és megállapítottam, hogy az általunk alkalmazott reakciókörülmények között az oldatok Ca(OH)2-dal (és nem az eredetileg az oldathoz adott, kihevített CaO-dal illetve a még elvben lehetséges, de ki nem mutatható CaCO3-tal) kerülnek egyensúlyba. Az oldatok Ca(II)-tartalmát ICPAES módszerrel határoztuk meg, amiből kiszámítottuk a Ca(OH)2 egyensúlyi oldhatóságát és megállapítottuk, hogy az általunk kapott és mások által az irodalomban közölt adatok (Powder Technology, 123, 2002, 33) között szisztematikus eltérés mutatható ki. Az oldhatóság [OH–] függése alapján meghatároztuk a Ca(OH)2 oldhatósági szorzatát és a CaOH+ hidroxokomplex képződési állandóját is, amelyek jó egyezést mutattak független irodalmi adatokkal. Végül előkísérleteket folytattunk néhány, a cementgyártásban használatos cukor-karboxilát tipusú ligandum lúgos közegben képződő Ca(II) komplexe stabilitási állandójának meghatározására is.

169


KRDK-13

Hisztidintartalmú peptidek és fémkomplexeik a mikroállandók tükrében Tóth Eszter, III. kémia BSc SZTE Temészettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Gyurcsik Béla egyetemi adjunktus SZTE TTIK Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

A természetes fehérjék és fémionok rendszereinek oldategyensúlyi vizsgálata számos gyakorlati akadályba ütközik. Előállításuk vagy izolálásuk természetes rendszerekből nehézkes, nagy molekulatömegük miatt csak kis moláris koncentrációjú oldatok készíthetők. A protonálható, illetve fémionok megkötésére alkalmas aminosavak nagy száma pedig a mérési eredmények kiértékelését bonyolítja meg. Ezen okok miatt a kisebb méretű oligopeptideket előszeretettel alkalmazzák a metalloproteinek és metalloenzimek termodinamikai, szerkezeti és funkcionális modellezésére. A hisztidin számos fehérje fémionkötő helyén megtalálható. E fehérjék modellezése hisztidintartalmú peptidek és fémionok kölcsönhatásán keresztül lehetőséget teremtett arra, hogy jobban megértsük pl. olyan neurodegeneratív betegségek kialakulását mint a prion betegségek vagy az Alzheimer-kór, de enzimek mesterséges modelljei is előállíthatók (pl. Cu,Zn-SOD és egyéb redoxi, illetve nukleáz enzimek). A peptidek vizsgálata során szintén számos probléma merülhet fel. Egyrészt a fémion-indukálta amid-deprotonálódás (réz(II)), másrészt a fémionok hidrolízise (cink(II)) is gyakori a peptidek jelenlétében, míg a fehérjék fémkomplexeire e folyamatok nem jellemzőek. Több hisztidint tartalmazó, alkalmasan megválasztott szekvenciájú peptidekkel ez elkerülhető, ám itt a donorcsoportok nagy száma miatt szinte minden esetben kötési izomerek kialakulásával kell számolni, ami miatt a mérési eredmények molekuláris szinten történő értelmezése komoly kihívást jelent. Az irodalomban többször is előfordul, hogy a peptidek, illetve a komplexek makroszkópikus protonálódási állandók értékei, illetve ezek összehasonlítása alapján következtetéseket vonnak le a komplexek kötésmódjára nézve. A makroállandók azonban nem rendelhetők adott funkciós csoport protonálódási folyamatához, mikroállandókat pedig csak a legegyszerűbb esetekben tudunk meghatározni. A fentiekből kiindulva egyszerűsített módszerrel számolt új típusú állandót vezettünk be, és vizsgáltuk meg alkalmazhatóságát nagyszámú irodalmi adatra. Egy már ismert rendszer esetében pH metria, cirkuláris dikroizmus és ESR spektroszkópia alkalmazásával egyértelmű kerestünk az izomerek képződésére, és megkíséreltük azok egyensúlyi viszonyait meghatározni.

170


KRDK-14

Klórpropilezett szilikagélen kovalens kötéssel immobilizált Co2+védett aminosav komplexek szintézise és szerkezetvizsgálata Varga Gábor, III. évf. kémia BSc SZTE Szerves Kémia Tanszék Témavezető:

Dr. Kiss T. János egyetemi docens SZTE Szerves Kémia Tanszék

Munkám célja olyan komplexek előállítása volt, amelyek aktivitása és szelektivitása összevethető a fémion kofaktort tartalmazó elektrontranszfer sajátságú enzimekével, azonban szélesebb hőmérséklet- és pH tartományban is használhatók. Fontos szempont, hogy a katalizátor visszanyerhető és többször felhasználható legyen. A megoldást a komplexek szilárd felülethez kötése jelentheti. Munkám során kobalt-védett aminosav komplexeket rögzítettem kovalens kötéssel, módosított szilikagélen. A szilikagél, mint hordozó a fehérjeváz utánzására is szolgál [1]. Először a megfelelően védett aminosavakat kötöttem a felületre. A reakciók az Nvédett aminosavak esetén észterképződéssel, a C-védetteknél pedig N-alkilezéshez hasonló folyamattal mentek végbe. Az aminosavak felületre kötését követően a fémion-aminosav komplexek kialakítását végeztem el, ligandumban szegény (csak felületen kötött aminosav-származékok vehettek részt a komplexképződésben) és ligandumban gazdag (a szintéziselegy tartalmazott felületre nem kötött aminosavszármazékokat is) körülmények között. A szintézisen kívül feladatom volt a létrehozott rendszerek szerkezetvizsgálata is. Ezen célra a komplexeket az infravörös spektroszkópia módszerével vizsgáltam, diffúz reflexiós méréstechnikával. A spektrumokat elemeztem, a megfelelő felületen nem kötött védett aminosavak színképeivel összehasonlítottam, és így valószínűsítettem az adott koordinációs szférát. Az IR spektroszkópiai vizsgálatok azt mutatták, hogy a fémion-aminosav komplexek előállítása minden esetben sikeres volt. Feladatom volt még a kialakított komplexek szuperoxid dizmutáz (SOD)aktivitásának vizsgálata is, erre a Fridovich-Beauchamp tesztreakciót használtam, a reakciót UV-VIS spektrofotométerrel követtem. Minden szintetizált anyag mutatott SOD aktivitást. Némelyik egészen kiemelkedőt, reményt nyújtva arra, hogy alkalmazható lesz egyéb, például finomkemikáliákat előállítását célzó elektrontranszfer reakciókban, az enzimreakcióknál szigorúbb körülmények (szerves oldószer, magasabb hőmérséklet, atmoszféránál nagyobb nyomás) között is. [1] J. Kirby, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. , 35 (1996) 706

171


KRDK-15

Az antitumor hatású Triapin és származékainak átmenetifémionokkal képzett komplexeinek összehasonlító oldategyensúlyi vizsgálata Zsigó Éva, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Enyedy Éva Anna egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

A klinikai fázis II-ben lévő rákellenes hatású α-N-heterociklusos tioszemikarbazon (TSK) kemoterapiás gyógyszermolekula, a Triapin és két N-terminálisan dimetilált származéka (PTSC, APTSC) kölcsönhatását vizsgáltuk réz(II), cink(II) és vas(II)ionokkal vizes fázisban. A biológiai aktivitás alapja a ribonukleotid reduktáz enzim inhibíciója és nemcsak a ligandumok, hanem azok fémkomplexei is hatásosak. Az αN-heterociklusos TSK vegyületek fémkomplexeikben elsősorban háromfogú ligandumként (N,N,S-) donoratomokon keresztül koordinálódnak. A ligandumok deprotonálódási folyamatait és kétértékű átmenetifém-ionokkal (Cu, Zn, Fe) való komplexképzését pH-potenciometriás, UV-látható spektrofotometriás, ESR, 1H NMR és ESI-MS módszerekkel követtük nyomon 30% dmso/víz elegyben. Meghatároztuk a savi disszociációs állandókat és a különböző protonáltsági fokú részecskékhez (H2L+, HL; L-) tartozó egyedi UV-látható spektrumokat, valamint a képződő fémkomplexek összetételét, stabilitási állandóit és a legvalószínűbb kötésmódokat. Legfontosabb eredményeink: Mono- ([MLH]2+, [ML]+, [ML(OH)], [ML(OH)2]-) és bisz-ligandum ([ML2H]+, [ML2], [ML2(OH)]-) komplexek képződnek a vizsgált rendszerekben. A Cu(II) esetén egy kétmagvú [Cu2L3]+ összetételű részecske képződését is sikerült igazolnunk az ESIMS és ESR mérések alapján. A dimetil származékok hatásosabb fémmegkötők, mint az alap Triapin molekula. Mindhárom ligandum a cinkionnal képzi a legkisebb stabilitású komplexeket, míg a vas(II)-komplexek stabilitása valamivel meghaladja a rézkomplexek stabilitását. A kapott stabilitási állandók segítségével különböző koncentrációeloszlási görbéket számoltunk, melyek alapján megállapítottuk, hogy a fiziológiás pH tartományban a cink(II)-, és vas(II)ionokkal elsősorban a semleges bisz-ligandum [ML2] komplexek, míg a réz(II) esetén a [Cu2L3]+ komplex képződése a kedvezményezett. Ugyanakkor a biológiailag aktív koncentrációtartományban (µM) jelentős a mono komplexek jelenléte is.

172

Környezeti kémia és környezettan tagozat

173


KÖK-1

ZVI tartalmú rendszerek remediációs hasznosításai Antal Péter, II évfolyam, biológus MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető: Dr. Kesserű Péter osztályvezető Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Biotechnológiai Intézet Az in situ abiotikus remediációs eljárások egyre terjedő módja a zéró valent vas (ZVI) barrier zónákban történő alkalmazása. A ZVI technológia reduktív erejének fokozására alapuló újszerű eljárásokban nano méretű zero valent vas szuszpenziókat használnak (NZVI), bár a technológia költséges és fokozott reduktivitása miatt toxikus az élő környezetre. A felületnövelés egy másik lehetséges módja ZVI gélek alkalmazása. Munkám során az általunk kifejlesztett speciális vasgélek (ZVIG) reduktív hatékonyságát vizsgáltam különböző abiotikus és biotikus tesztrendszerekben. A ZVIG technológia reduktív képességét kezdetben abiotikus nitrát redukcióval vizsgáltuk. A gél felületnövelő hatásának köszönhetően az oldatban jelenlévő 113 mg/l-nyi nitrát-N 18,8 %-a NH3-N-né alakult, míg azonos mennyiségű ZVI-t tartalmazó kontroll rendszerekben (natív vas és vaspor) a redukció csak 0,1 és 1,2 %-osnak volt mérhető 48 óra alatt. A nitrát redukciós képesség nyomon követését oszlopreaktorokkal is elvégeztük, mely során az alkalmazott vasgélek és vaspor redukciós profiljainak eltérését tapasztaltuk. Mivel a ZVI eljárásokat főleg halogénezett szennyezőanyagok ártalmatlanítására használják, vizsgáltuk a ZVIG reduktív hatékonyságát különféle klórozott szénvegyületek degradációjával kapcsolatban abiotikus és biológiai rendszerekben. A legnagyobb katalitikus aktivitást mutató ZVIG rendszer az oldatban jelen lévő metolaklór (8,4 mg/l) 94 %-áról volt képes a halogént a GC-ECD mérés eredményei alapján leválasztani 24 óra alatt. Az említett metolaklór mellett szintén vizsgáltuk a ZVIG atrazinra és triklór-eténre gyakorolt hatását is. A ZVI rendszerek alkalmazhatósága szempontjából kiemelkedően fontos annak vizsgálata, hogy hogyan befolyásolják a mikrobiális életközösségeket. Ennek érdekében mikrokozmosz rendszerekben vizsgáltuk a ZVIG CO2 termelésre és bakteriális populációra gyakorolt hatását. A ZVIG rendszerek az abiotikus kísérletek során bizonyították a fokozott reduktív erejüket, miközben a vizsgált mikroflórákra nem fejtettek ki toxikus hatást. Mindez kiválóan megalapozza alkalmazhatóságukat későbbi bioremediációs eljárások során.

174


KÖK-2

A beltéri aeroszol jellemzése egy egyetemi előadóteremben Dosztály Katinka, I. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Salma Imre egyetemi tanár ELTE TTK Analitikai Kémiai Tanszék

Dolgozatomban az ELTE TTK Ortvay-előadóteremben lévő, beltéri aeroszol vizsgálatával és kapcsolatrendszerének felderítésével foglalkoztam. 2010. április 8. és 15. között, a szorgalmi időszakban nagy időfelbontású méréseket végeztünk on-line műszerekkel a PM10 méretfrakciójú aeroszol tömegkoncentrációja, a részecskeszám és méreteloszlás, a CO2 koncentráció és alapvető meteorológiai jellemzők meghatározása céljából. A mérések mellett aeroszol mintákat is gyűjtöttünk. Jelen dolgozatomban az on-line adatok feldolgozásával, kiértékelésével és előzetes következmények megállapításával foglalkoztam. Megállapítottam, hogy a PM10 aeroszol tömegkoncentrációja 1,5 és 101 µg/m3 között változott 15,4 µg/m3 medián értékkel. Szignifikáns különbségeket tapasztaltam a munkanapok és munkaszüneti napok, illetve a terem zárt és nyitott állapota között. Adatainkat a kültérre vonatkozó, 24 órás egészségügyi határértékekhez (50 µg/m3) viszonyítottam. Megvizsgáltam a szellőzés hatását a koncentrációra, és megállapítottam, hogy a legnagyobb, sőt kiugróan nagy koncentrációk akkor alakultak ki, amikor a szellőző berendezés ki volt kapcsolva napközben. A részecskeszám koncentráció a 6–1000 nm mobilitásai átmérőtartományban 1,34×103 és 17,5×103 cm-3 között változott 3,7×103 cm-3 medián értékkel. Ezek az adatok jelentősen kisebbek a Budapest belvárosára jellemző tipikus szinteknél. Az ultrafinom részecskék (Dp<100 nm) átlagos járuléka és szórása a teljes részecske koncentrációkhoz (69±7)%, ami jelentősen kisebb a kültéri levegőben mért járuléknál. A különbség a szellőzéssel magyarázható. A CO2 koncentrációja szintén jelentősen, 373 és 1374 ppm érték között ingadozott 393 ppm medián értékkel. Ezt az adatsort a teremben lévő személyek számának becsélésére használtuk. A PM10 és a CO2 koncentrációk napi menetén azonos változások voltak megfigyelhetők, amelyek az előadások kezdetén és végén, intenzív helyváltoztatásokkal, valamint a teremben zajló tevékenységekkel kapcsolatosak. Legnagyobb értékek, az előadások közötti, rövidebb szünetekben fordulnak elő. A részecskeszám koncentrációja nem követte ezeket a napi meneteket, ami a részecskeszám eltérő forrástípusával magyarázható. További terveim között szerepel az aeroszol minták kémiai analízise, az átlagos részecskeszám méreteloszlások meghatározása, és az adatok együttes értelmezése, valamint a fő forrástípusok meghatározása.

175


KÖK-3

Hulladéklerakóban alkalmazható polimer rendszerek fejlesztése /Polimer hulladékok értéknövelő újrahasznosítása/ Fejős Márta, II. évf. környezetmérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Marosi György egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Bodzay Brigitta doktorjelölt BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Hulladéklerakók szabványos kialakítása számos műanyag elem alkalmazását igényli (pl. aljzat- és fedőszigetelés), amelyeknek komoly jogi és műszaki követelményeknek kell megfelelniük. Ugyanakkor felmerül a kérdés, hogy miért alkalmaznánk egy hulladéklerakóban primer alapanyagból gyártott geoműanyagokat, ha hulladékból is elő lehet állítani azokat? Kutatómunkám célja olyan - kommunális lerakókban alkalmazható – szigetelő (geomembrán), illetve szerkezeti elemek kifejlesztése, amelyek túlnyomórészt újrahasznosított anyagokat tartalmaznak. Egy hulladéklerakónál az öngyulladásból származó tűzeset gyakori jelenség, ezért kiemelkedő figyelmet fordítottam az égésgátlásra. Nemzetközi és hazai kutatási pályázatok keretein belül aprított, és sűrűség szerint frakcionált autóipari műanyag hulladék összetételét elemeztem, hogy megállapítsam, melyik frakció a legalkalmasabb anyagában történő hasznosításra. Ezt követően módosító adalékok alkalmazásával a geomembrán esetében a rugalmasságra, míg a szerkezeti elemnél a szilárdság növelésére törekedtem. Flexibilitás növelésére etilénvinil-acetát kopolimert és hulladék gumi őrleményt, mechanikai jellemzők (pl. rugalmassági modulus) növelésére pedig bazaltszál-hulladékot használtam. A geomembrán esetében egyrétegű rendszert alakítottam ki, míg a szerkezeti elemek fejlesztésénél többrétegű rendszerrel értem el jobb eredményeket. Égésgátló adalékként poliuretán hulladékot tartalmazó felhabosodó rendszereket alkalmaztam. Hulladékokban alkalmazható funkcionális polimer rendszerek kialakítása műanyag hulladékból megoldást jelenthet a polimer hulladék egyes frakcióinak értéknövelő újrahasznosítására.

176


KÖK-4

Gázfázisú illékony szerves vegyületek lebontása UV és látható fénnyel megvilágított, rögzített titán-dioxid alapú fotokatalizátorokon Gácsi Attila, I. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Mogyorósi Károly tudományos munkatárs Veréb Gábor Ph. D. hallgató SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék Napjainkban komoly környezeti probléma az illékony szerves vegyületek (VOCs – Volatile Organic Compounds) által okozott légszennyezés. A VOC kibocsátásának káros hatása például abban jelentkezik, hogy lényegesen nőtt a földközeli ózonkoncentráció (elsősorban a motorizáció, a vegyipar fejlődése következtében), aminek már a környezetre és az emberi szervezetre is egyértelműen káros hatása van. Bizonyos VOC vegyületek lehetnek továbbá rákkeltőek is, így a káros hatások csökkentése érdekében szükségessé vált ezen vegyületek ártalmatlanítása. Ennek megvalósítására az egyik megoldás lehet a nagyhatékonyságú oxidációs eljárások alkalmazása. Ezek közül a heterogén fotokatalízis titán-dioxid alapú fotokatalizátorok alkalmazásával egy ígéretes megoldást szolgáltathat. E módszer alkalmazhatóságát vizsgáltam laboratóriumi körülmények között. Munkám során fotokatalizátorokat rögzítettem (immobilizáltam) a kutatócsoport által szintetizált, valamilyen fémes ill. nemfémes anyaggal adalékolt titán-dioxid fotokatalizátorok felhasználásával. Arannyal (Au/P25 TiO2), ezüsttel (Ag/P25 TiO2), nitrogénnel (TiO2-N) dópolt, valamint kereskedelmi forgalomban kapható Kronos vlp7000 TiO2-ot, referenciamérésekhez pedig Degussa P25, Aeroxide TiO2 és Aldrich anatáz fotokatalizátorokat alkalmaztam. Ezeket a fotokatalizátorokat megfelelő körülmények között impregnációs technikával üveglapon illetve kerámiapapíron rögzítettem. Vizsgáltam a kiválasztott szerves vegyület (acetaldehid) adszorpcióját és UV, illetve látható fénnyel megvilágított fotokatalizátorokon bomlásának mértékét. A fotokatalízis hatékonyságát, az adszorpció és az oxidáció előrehaladtát a vizsgált anyag gázfázisbeli koncentrációváltozásának mérésével, gázkromatográfiásan követtem nyomon. A vizsgálatokat egy egyszerű reaktorban végeztem. Kísérleteim eredményei egyértelműen bizonyítják azt, hogy a felületen rögzített titán-dioxid fotokatalizátorok alkalmasak gázfázisú szerves szennyezők ártalmatlanítására.

177


KÖK-5

Állati hulladékok feldolgozása során keletkező szennyvizek tisztíthatóságának vizsgálata Gulyás Gábor, I. évf. környezetmérnök MSc PE Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Kárpáti Árpád egyetemi docens PE Környezetmérnöki Intézet Fazekas Bence Egyetemi tanársegéd PE Környezetmérnöki Intézet Környezetünk védelme az elmúlt két évtizedben meghatározó szerephez jutott, melynek eredménye, hogy minden beruházásnál, gyártási folyamatnál, technológiánál alapvető követelmény a természeti értékek, erőforrások, illetve az emberi egészség védelme, és a környezeti rendszerek zavartalan működésének fenntartása. Ezen beül is, talán az egyik legfontosabb terület a szennyvíztisztítás. A tudomány fejlődésének köszönhetően mára már olyan technológiákat, rendszereket fejlesztettek ki a szennyvizek megtisztítására, melyek nagy biztonsággal garantálják a befogadók, és ezen keresztül az egész természet védelmét. Dolgozatomban ipari szennyvizek tisztíthatóságát vizsgálom különböző körülmények között. Az ilyen szennyvizek összetétele és szennyezettsége jelentősen eltér a lakossági szennyvizekétől. Az állati hulladékok feldolgozása során keletkező szennyvizek tisztíthatóságáról eddig csak néhány dolgozat született. Mivel azonban a tetemek elszállítása, kezelése és ártalmatlanítása mára gyakorlattá vált, fontosnak tartottuk egy ilyen kísérleti rendszer felállítását és az általunk elért eredmények megosztását. A laboratóriumi körülmények között négy teljesen azonos, automata vezérlésű reaktor folyamatos üzemeltetésével a tisztítási hatékonyság változását vizsgáltam különböző üzemeltetési hőmérséklet esetén. A feladott szennyvíz összetétele és mennyisége minden esetben megegyezett, így a vizsgálati paraméter hatását el tudtam különíteni. Az elfolyó tisztított vizek minőségét rendszeresen vizsgáltam annak érdekében, hogy információkat kapjak a tisztítási hatékonyságról, illetve arról, hogy melyek azok az optimális körülmények, amelyek mellett a legnagyobb mértékű tisztítás tapasztalható. Amennyiben a kísérletek eredményesen zajlanak, tervezzük az említett szennyvizek tisztíthatóságának vizsgálatát egyéb körülmények között is.

178


KÖK-6

Toxikus elemek eltávolítása vizekből biotechnológiai úton Kozmér Zsuzsanna, III. évf. kémia BSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Gyurcsik Béla egyetemi adjunktus SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

Mindannyiunk számára fontos ivóvizeink megfelelő minősége, amihez hozzátartozik az abban jelenlévő toxikus elemek ionjainak minimális, vagy legalábbis a megengedett határérték alatti szinten tartása. Ilyen toxikus hatású pl. az As(III), illetve As(V). Bár az előbbi mérgező hatása nagyobb, az ivóvízben a teljes Askoncentráció az EU szabályok szerint nem haladhatja meg a 10 µg/liter határértéket. Magyarországon leginkább a Dél-alföldi térség talajvize tartalmaz ezen értéknél nagyobb koncentrációban arzént. A Hg(II)-re a határérték 1,0 µg/liter, a Cd(II)-re 5,0 µg/liter. Ezen ionok biológiai hatásukat többek között a fehérjék kéntartalmú donorcsoportjaihoz kötődve fejtik ki a létfontosságú fémionokkal szemben hatékonyan versengve. E mérgezések elkerülése érdekében fontos nemcsak az ivó-, hanem a talaj-, a felszíni és az ásványvizek ellenőrzése, és szükség esetén tisztítása. Az előbbiekben felsorolt toxikus ionok vizekből való eltávolítására munkám során egy új módszert próbáltam ki módosított baktériumok segítségével. A baktériumokba olyan tervezett gént juttattam, mely a belőle képződő fehérje C-terminális végéhez egy 24-tagú peptidet fűz hozzá. Ez utóbbi (L7) peptid két, egymáshoz közeli ciszteint, illetve ezek oldalláncaiban S-donoratomokat tartalmaz, ezáltal fémionok megkötésére lehet képes. Kísérleteim során a megfelelő körülmények között tápoldatban szaporított, módosított baktériumok toxikus ionokkal történő mérgezését vizsgáltam As(III), Hg(II), illetve Cd(II) jelenlétében. Spektrofotometriával követtem a baktériumok szaporodási képességét a hozzájuk adott ion koncentrációja és az idő függvényében, valamint méréseket végeztem a baktériumokban akkumulált, illetve a tápoldatban maradt ionok mennyiségének meghatározása céljából ICP-AES módszerrel. A mérések azt mutatták, hogy a Hg(II)-ion hatása a legnegatívabb a három ion közül, ugyanis e mintákban a baktériumok már kis koncentrációjú mérgezőanyag hatására pusztulni kezdtek, míg a többi mintában a szaporodás zavartalannak tűnt. TDK munkámban a fenti eredményeket összegeztem és értelmeztem. [1] D.K. Nordstorm, Science, 296, 2144-2146 (2002) [2] 201/2001.(X.25.) számú kormányrendelet az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről

179


KÖK-7

A légköri humusszerű anyag kiralitása és eredete Mészáros Tímea, II. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Salma Imre egyetemi tanár ELTE TTK Analitikai Kémiai Tanszék

Vízoldható szerves vegyületeket tartalmazó finom méretű aeroszol részecskék fontos szerepet játszhatnak a Föld energiamérlegében. Közülük a légköri humusszerű anyagok (HULIS) csoportja az egyik legjelentősebb összetevő. Éghajlati szerepük ellenére a HULIS keletkezési mechanizmusairól kevés ismerettel rendelkezünk. Az elképzelések között szerepel a biomassza termikus degradációjából származó, közvetlen emisszió. HULIS keletkezhet a levegőben gázok kémiai reakciói és a termékek oligomerizációja révén. Erdős környezetben terpének, míg városokban elsősorban az aromás szénhidrogének játszhatnak szerepet. A cellulóz mint a biomassza fő anyaga optikailag aktív. Erdős területeken megfigyelték a legnagyobb mennyiségben lévő terpén, az αpinén egyik enantiomerjének kismértékű dúsulását, tehát a belőle keletkező HULIS gyenge optikai aktivitással rendelkezhet. A városokban lezajló légköri reakciók azonban tipikusan racém elegyeket hoznak létre. Az optikai aktivitás tanulmányozása tehát lehetőséget adhat a keletkezési mechanizmusokba való betekintésbe is. Munkám során városi környezetben, vidéki háttérben és az Amazonas medencében trópusi biomassza égetéskor gyűjtött, PM2.5 méretfrakciójú aeroszol mintákból vízoldható szerves szenet (WSOC) és HULIS-t izoláltam. A kapott mintákat teljes szerves szén analizátorral, továbbá elektromos és rezgési cirkuláris dikroizmus (ECD és VCD) spektroszkópiával vizsgáltam. Megállapítottuk, hogy a HULIS légköri koncentrációja vidéki háttérhelyen 1,7, városban 2,2 µg m–3 volt, míg biomassza égetés során elérte az 52 µg m–3 értéket. A HULIS széntartalma 35, 48 és 70%-kal járult hozzá a WSOC mennyiségéhez vidéki, városi és biomassza égetésből származó minták esetében. Meghatároztuk a szerves anyag/szerves szén tömegkonverziós tényezőt biomassza égetésből származó HULIS esetében, és 2.04±0.06 átlagértéket és szórást kaptunk. Az ECD spektrumban a városi mintánál gyakorlatilag az alapvonalat mértük, a vidéki mintánál nagyon gyenge jelet kaptunk, míg a biomassza égetésből származó HULIS és a standard fulvósav esetén nem mutatkozott effektus. A VCD spektrumokban a városi és vidéki minták nem mértünk optikai aktivitást, a biomassza égetésből származó HULIS spektrumában azonban nagy negatív sávot kaptunk. A kapott eredmények arra utalnak, hogy a biomassza égetésből származó HULIS jobban hasonlít a fulvósavra, mint a másik két típusú HULIS-ra. Mindez összefüggésben áll hasonló eredetükkel: a biomassza termikus degradációjával, illetve anaerob biodegradációjával.

180


KÖK-8

Egy újabb fémkor hajnalán Miczán Vivien, II. évf. molekuláris bionika BSc PPKE Információs Technológiai Kar Témavezetők: Dr. Bondár Elek nyugalmazott középiskolai tanár Váci Mihály Gimnázium, Szakközépiskola és Kollégium Görgei-Sirilo Lívia középiskolai tanár Váci Mihály Gimnázium, Szakközépiskola és Kollégium Környezetünkben egyre inkább növekszik a fémtárgyak száma, ezzel párhuzamosan az antropogén hatásoknak hála növekszik a vizek, a levegő, s így a bioakkumuláció révén az élőlények fémtartalma is. A biogén elemek szükségesek a szervezet működéséhez (Na+, K+, Ca2+, nyomelemek, stb.), ám például a nehézfémek (Pb,Hg,Ni) kifejezetten károsak lehetnek, enyhébb esetben allergiás reakciókat, súlyosabb esetben mérgezést indukálhatnak. Ezen allergiás és toxikus reakciók mechanizmusa és okai még nem teljesen tisztázottak. Dolgozatomban megkísérlem körüljárni a fémallergia kialakulásának lehetséges okait, ehhez a hazai és nemzetközi szakirodalmat valamint egy saját felmérést hívok segítségül. Ezen kívül modellezni kívánom az embereket érő környezeti fémterhelést is, tehát a tápcsatornán, a légzőszervrendszeren illetve a bőrön keresztül való szervezetbe jutást. Korábban már vizsgáltam egyes biogén fémek koncentrációváltozásait a levegőben harmatvizsgálatok segítségével. Most ezen vizsgálódást terjesztettem ki néhány allergén nehézfémre is, (pl. katalizátorfémekre, mint a nikkel, platina, ólom stb.), ennek keretén belül csapadék- és ülepedő pormintákat véve a Miskolci Egyetemen HPLC módszerrel, illetve atomabszorpciós spektrofotométerrel mértük az adott minták fémtartalmát. A környezeti terhelést szerettem volna tanulmányozni, ezért egymástól eltérő jellegzetességet pl. különböző közúti terhelést, eltérő domborzatot, esetlegesen eltérő agrokultúrát mutató mintavételi helyeken gyűjtöttem vizsgálati adataimat. Állati szövetekkel végzett inkubációs kísérletekben megfigyeltem az adszorpciós és diffúziós folyamatokat, amelynek eredményeiből próbáltam következtetni ezzel analóg emberi allergiás, vagy mérgezési esetekre. Vizsgálataim célja, hogy felhívjam környezetem figyelmét a növekvő, egyre több különleges helyzetet eredményező fémterhelésre, az esetlegesen ebből eredő allergiás, vagy toxikus hatásokra.

181


KÖK-9

Alkáli újrahasznosítás határréteg szeparációs módszerrel Paor Dávid, IV. évf. vegyészmérnöki BSc PE Mérnöki Kar Témavezető:

Rippelné Dr. Pethő Dóra, egyetemi tanársegéd PE Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki Intézet, Vegyipari Műveleti Intézeti Tanszék

A dolgozatban az ipari szennyvizek kezelésére egy új megoldást mutatok be, amelyet témavezetőm javaslatára határréteg szeparációs módszernek (BLSM) neveztünk el. Felhasználtam azt a jelenséget, hogy elektromosan töltött elektród felületén a határrétegben az ionok feldúsíthatóak a fázishoz képest. A módszer lényege, hogy alkalmasan megválasztott sebességgel a határréteg sérülés nélkül kiemelhető a szennyvízből és az ionokban gazdag határréteg recirkuláltatható. A módszer az elektroszorpció jelenségén alapul, amely felületi jelenség. Akkor használható jó hatásfokkal, ha az elektródok elektrokémiailag hozzáférhető felülete nagy. A munkám során két nagyfelületű nikkel elektródot állítottunk elő. Megbecsültük az elektródok elektrokémiai szempontból hatásos felületének nagyságát és meghatároztuk az elektrolitikus kettősréteg kapacitását. A dolgozatban bemutatom a határréteg szeparációs módszerrel történő iontranszportot, melyet ciklikus műveletként valósítottunk meg. Vizsgáltuk a ciklusszám, a műveleti idő és a polarizációs potenciál hatását az anyagtranszportra. A kísérletekhez automata elektroszorpciós berendezést építettünk és használtunk. A modell oldatok mellett ipari szennyvízzel is végeztünk kísérleteket.

182


KÖK-10

Modellkísérletek szerves szennyező vegyületek és a talajkolloidok közötti kölcsönhatás tanulmányozására Samu Gyöngyi, I. évf környezetmérnöki MSc PE Mérnöki Kar Témavezető:

Szakácsné Dr. Földényi Rita egyetemi docens PE Föld- és Környezettudományi Intézeti Tanszék

Kutatásom szerves szennyező anyagok és talajkolloidok kölcsönhatásának tanulmányozására irányul, aminek fontos része az oldat stabilitásának vizsgálata, valamint ehhez kapcsolódóan a felületi feszültség meghatározása. Vizsgálataim során egy anionos peszticid formázószer, a Supragil WP (nátrium(diizopropil-naftalinszulfonát)), és egy kationos, detergens tulajdonságú anyag, a Cetrimide (cetil-trimetil-ammónium-bromid) talajoldatbeli viselkedését figyeltem meg. Az anyagokat homoktalaj, barna erdőtalaj és csernozjom 0,01 M-os foszfát pufferrel (pH=7) készített kivonataiban vizsgáltam. A talajbeli viszonyokat különböző koncentrációjú fulvosav (FA), ill. huminsav-nátriumsó (HANa) desztillált vizes és pufferelt oldataival is modelleztem. A tenzid koncentrációk beállításához az anyagok oldhatósági adatait, valamint korábbi szakdolgozatokban meghatározott kritikus micellaképződési koncentrációit (c.m.c.) használtam fel. Az oldatok stabilitását a bennük mért zéta-potenciál alapján állapítottam meg, amelyet Zetasizer Nano-ZS (Malvern) műszer segítségével mértem. A szakirodalom alapján egy oldat akkor tekinthető stabilnak, ha -30 mV-nál kisebb vagy +30 mV-nál nagyobb értékeket mérünk. A stabilitás mellett vizsgáltam a felületi feszültség változását is, ezáltal meghatároztam a c.m.c. értékeket a humuszanyagtartalmú modelloldatokban. Vizsgálataim eredményei azt mutatják, hogy mindkét felületaktív anyag valamennyi vizsgált közegben jelentős mértékben befolyásolja a kolloid stabilitást. A detergensek anionos, illetve kationos jellegüknek megfelelően változtatták meg a stabilitást. Supragil WP nagy koncentrációja mellett erősen stabilizálódtak az oldatok. Cetrimide jelenléte áttöltést eredményezett, azaz a zéta-potenciál kezdeti negatív értéke a felületaktív anyag növekvő koncentrációjának következtében pozitívvá vált. A kritikus micella koncentrációt a humuszanyagot tartalmazó modelloldatokban csak Cetrimide esetében tudtam meghatározni, Supragil WP tartalmú oldatokban csak ún. premicella képződési koncentrációt állapítottam meg. A kapott értékek mindkét felületaktív anyagnál alacsonyabbak voltak, mint a tiszta vízben mért értékek.

183


KÖK-11

Fenilalanin fotodegradációja Somogyi Katalin, II. évf. vegyész MSc PE Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Szabóné Dr. Bárdos Erzsébet egyetemi adjunktus PE Általános és Szervetlen Kémiai Intézeti Tanszék Dr. Horváth Attila egyetemi tanár PE Általános és Szervetlen Kémiai Intézeti Tanszék Az L-fenilalanin aromás gyűrűt tartalmazó aminosav, mind a három funkciós csoportja reakcióba léphet a katalizátor gerjesztésekor képződő különböző reaktív részecskékkel: (i) az aminocsoport képes a gerjesztett félvezető vezetési sávjából elektront „átvenni”, (ii) a karboxilcsoport a vegyértéksávban képződő lyuknak elektront adhat át, (iii) a fenilcsoportot a lyuk és a vízmolekulák reakciójában képződő hidroxilgyök támadhatja meg. Aromás vegyületek fotodegradációjakor fontos kérdés, hogy mely részecskék indítják el a gyűrű felnyílását. Aktív reaktáns lehet a hidroxilgyök, a szuperoxid-gyökanion/hidroperoxilgyök, de akár a szingulett oxigén is. A modellvegyület vizes szuszpenziójának anaerob és aerob körülmények között végzett megvilágításakor kapott kísérleti adatok alapján igyekszünk a fentebb megfogalmazott kérdésre választ adni. A fotokatalitikus reakciókat a folyadék fázis pH-jának és TOC-tartalmának mérésével, a képződő NH4+ koncentrációjának meghatározásával, valamint a spektrális változások detektálásával és értékelésével követtem nyomon. HPLC-MS vizsgálatokkal kimutattuk, hogy hidroxi (pl. L-tirozin)-, illetve dihidroxi (pl. L-dopa) intermedierek keletkeznek, melyek argonnal kevert rendszerekben felhalmozódnak, míg levegő jelenlétében degradálódnak. Az L-tirozin és az L-dopa fotokatalitikus reakcióinak vizsgálata elősegíti az L-fenilalanin fotobomlási mechanizmusának feltárását, a gyűrűfelnyílást indító lépés és a gyűrű felnyílásáért felelős aktív oxigén-tartalmú részecske azonosítását. Ezüstionokat tartalmazó TiO2 szuszpenziókban UV-A sugárzás hatására a fémionok redukálódnak, csökken az elektron-lyuk pár rekombinációjának valószínűsége. Az Ag+ ionok jelenlétében végrehajtott kísérletek során lehetőség nyílik a reakciók mechanizmusának mélyebb, nevezetesen a lyukak és a belőlük képződő hidroxilgyökök szerepének megismerésére. Másfelől rámutathatunk azokra az elsőleges elektronátadási folyamatokra is, amelyek ezüstionok jelenlétében nem játszódnak le, az ezüst leválást követően, vagy ezüstöt nem tartalmazó reakcióelegyekben pedig mérhető mennyiségű közti-, vagy végtermékeket eredményeznek.

184


KÖK-12

Antimonformák speciációs meghatározása városi szálló porból Szabó József, V. évf. biológus DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Dr. Posta József egyetemi tanár DE Szervetlen Kémiai és Analitikai Tanszék

Munkák során Debrecen város levegőjének szálló porát vizsgáltuk széles körben. A pormintákat a debreceni DKCE kft. bocsátotta rendelkezésünkre nagy mennyiségben. Az általuk alkalmazott technológiához a levegő gyakorlatilag teljes pormentesítésére van szükség, amit 180 durva és ugyanennyi finomszűrő segítségével viteleztek ki. A szűrők, amiket kaptunk 28 milliárd m3 levegőből származó port tartalmaztak, így egy éves átlagra meg tudtuk mondani a városlakok különböző szennyezőkre vonatkozó kitettségét. Vizsgálataink kiterjedtek a porok morfológiájára, szemcseméret eloszlásra, a vízoldható frakció vizsgálatára, elemanalízisre, Pt fémek vizsgálatára. Feladatom a porok antimontartalmának jellemzése volt. Irodalmi adatokból tudtuk, hogy külön ki lehet oldani az egyes antimonformákat illetve roncsolással meghatározható az összantimon. Az antimon(III)-oxiot 0,5 M borkősav oldattal 120 perces ultrahangos rázatással oldottuk ki, míg az antimon(III)-szulfid és oxid együttes mennyiségét 6 M sósavval való 60 perces ultrhangos rázatással választottuk le. Az összes antimont mikrohullámmal elősegített nedves roncsolással oldottuk le. Eredményeink szerint a porminták 35,21 µg antimon(III)-oxidot, 2,2 µg antimon(III)-szulfid és 3,65 µg egyéb antimonformát tartalmaznak grammonként. Bár ezek az értékek magasnak tűnhetnek, 1m3 levegőre vonatkozatva nem haladják meg a határértéket. Eredményeinket összevetettük a korábban Budapesten mért értékekkel és a három vegyértékű formák közötti arány eltolódását tapasztaltuk az antimon(III)-oxid felé. Ez valószínűleg azzal magyarázható, hogy a mintáink a szálló porok mérettartományába estek, melyek jobban ki vannak téve a légköri oxidánsok hatásainak.

185

186

Műanyagkémia tagozat

187


MŰAK-1

Szén nanocsövek és szén nanoszálak képződése polimer hulladékok lézerpirolízise során Bocz Katalin, II. évf. környezetmérnöki MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Marosi György egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Bodzay Brigitta PhD hallgató BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Az e-hulladékok kezelésének jogi szabályozásában kitűzött célok elérése érdekében az elhasználódott elektronikus berendezésekben található műanyagok (kb. 21%) minél nagyobb részének hasznosítása (anyagában vagy energetikailag) napjaink egyik kiemelt feladata. A technológiai és gazdasági szempontból is optimális hasznosítási mód kiválasztásához a hulladékok megfelelő szeparációjára, valamint analízisére van szükség. Munkám kezdetén az előzetesen sűrűségfrakciókra szétválasztott elektronikai műanyag hulladékok és töltőanyagaik teljes körű azonosítását végeztem el, majd a kutatócsoportunk által kifejlesztett lézerpirolízis (LP)-FTIR kapcsolt rendszerrel modelleztem a hulladék polimerek adalékanyagainak hatását a pirolitikus bomlásra. A lézerpirolízis során a több agyagásvány típusú adalékanyagot tartalmazó hulladékfrakció esetében szenesedést figyeltem meg. A kialakult szenes szerkezetről készült pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) képeken szén nanocső jellegű képződmények voltak láthatóak. A szakirodalom alapján lehetséges, hogy a többfalú szén nanocsövek egy jóval egyszerűbb előállítási módját sikerült felfedeznem. Kísérleteim során a szálszerű képződmények szerkezetét és kialakulási folyamatát vizsgáltam. Különböző polimer mátrixokban többféle szerkezetű és összetételű agyagásványt alkalmaztam az optimális kompozit meghatározása érdekében. Vizsgáltam a körülmények (nyitott, vagy zárt pirolíziscella; különböző atmoszféra és lézerteljesítmény) hatását a kialakult szén nanoszálak átmérőjére, hosszára és szerkezetére. A képződött szén nanoszálakat Raman mikroszkóp, transzmissziós elektronmikroszkóp (TEM) és termoanalitikai (TG) vizsgálatok segítségével is jellemeztem. Eredményeim egy új, költséghatékony, speciális körülményeket nem igénylő szén nanocső előállítási módot vetnek fel, mely egyben megoldást jelenthet az elektronikai műanyag hulladék egyes frakcióinak értéknövelő újrahasznosítására.

188


MŰAK-2

Lenszál és kenderszál karbonizálása Bora Ágnes, III. évf. vegyészmérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Borsa Judit egyetemi tanár Dr. László Krisztina egyetemi tanár BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék A növényi alapú szénszálak talajjavításra és – aktivált állapotukban – adszorbensként használhatók. Ezek a termékek – az olaj alapúaktól eltérően – széndioxidra nézve semlegesek (elégetésükkor annyi szén-dioxid keletkezik, amennyit a növény fotoszintézis útján megkötött), továbbá a karbonizált növények („biochar”) bekeverése a talajba nem csak javítja annak minőségét, hanem a növény által megkötött szén-dioxid egy részét ki is vonja a körforgásból, tehát a folyamat széndioxid mérlege negatív. A karbonizált növényi alapanyag minősége az alkalmazás szempontjából fontos kérdés. Az irodalom szerint a növények karbonizálásának eredménye, nevezetesen a porozitás nem csak a fő komponensek arányától, hanem a komponensek egymásra hatásától is függ [1]. A növényi rostok lazítására alkalmazott ultrahangos, ill. lúgos/ultrahangos kezelés megváltoztatja a komponensek kölcsönhatását, ezért indokolt ezen kezeléseknek a karbonizálásra gyakorolt hatását vizsgálni. A natív, ultrahanggal, ill. lúggal és ultrahanggal kezelt szálak karbonizálásának körülményeit TG-MS vizsgálatokkal határoztam meg. Vizsgáltam a kiválasztott paraméterek (hőmérséklet, idő) hatását a kitermelésre, a karbonizált szál sűrűségére, nitrogén adszorpciós kapacitására és morfológiájára (SEM, porozitás). Az előkezelések hatására az eredeti szál nitrogén adszorpciós kapacitása a p/p0 ≈ 0,3 relatív nyomás feletti tartományban a len esetén csökkent, a kender esetén növekedett. A hatás mindkét esetben a kombinált lúgos ultrahangos kezelés esetén volt a nagyobb. A kétféle szál jellemzőinek eltérő irányú változása a karbonizálás után is megmaradt. A kezelések növelték a karbonizált kender pórustérfogatát, a kombinált kezelés megháromszorozta azt. A len esetében az ultrahangozás, illetve a kombinált kezelés hatása ellentétes: előbbi kismértékben csökkentette, utóbbi kismértékben növelte a pórustérfogatot. A len- és kenderszál esetén a tapasztalt eltérő változások felhívják a figyelmet az ultrahangos kezelésben rejlő ellentmondásokra, ami további kutatások témája lehet. [1] Cagnon B, Py X, Guillot A, Stoeckli F, Chambat G (2009), Biores. Technol. 100, 292-298 (2009)

189


MŰAK-3

Mikromechanikai deformációs folyamatok PLA alapú biokompozitokban Dora Gábor Csaba, II. évf. vegyészmérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Pukánszky Béla tanszékvezető egyetemi tanár BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

A politejsav kopolimerei, keverékei és kompozitjai iránti érdeklődés folyamatosan növekedett az utóbbi időszakban. A PLA számos előnyös tulajdonsággal rendelkezik a hagyományos polimerekkel szemben: megújuló erőforrásokból előállítható, újrafeldolgozható, komposztálható és tulajdonságai széles tartományban módosíthatóak, aminek köszönhetően viszonylag nagyszámú lehetőség nyílik alkalmazására. A PLA felhasználásának egyik fontos területe a természetes szállal erősített kompozitokban való alkalmazása mátrixanyagként. A munkám során különböző természetes eredetű töltőanyaggal erősített PLA mátrixú kompozitokat vizsgáltam. A kompozitok mátrix anyagaként NatureWorks Ingeo 4032D típusú politejsavat, míg töltőanyagként lignocellulóz szálakat használtam. A töltőanyagokat különböző technológiákkal körültekintően jellemeztem (kémiai összetétel, szemcseméret, méreteloszlás és alaki tényező). A komponensek homogenizálása belső keverőben történt (180 °C, 50 rpm, 10 perc), amit 1 mm-es lapok préselése és próbatestek kivágása követett. A mechanikai vizsgálatok és SEM felvételek alapján jellemeztem a határfelületi kölcsönhatást és a szerkezet-tulajdonság közötti kapcsolatot, az akusztikus emissziós mérésekből pedig meghatároztam a domináló mikromechanikai deformációs folyamatokat. A kompozitok szerkezetét a próbatestek törési felületéről készült SEM és POM felvételekkel tanulmányoztam. A PLA/lignocellulóz kompozitok mechanikai tulajdonságait rendkívül jelentősen befolyásolja a töltőanyag és/vagy erősítőanyag szemcséinek alaki tényezője és belső szilárdsága. A komponensek kémiai karaktere miatt erős kölcsönhatást várnánk közöttük, azonban valódi erősítést nem sikerült elérni a vizsgált kompozitokban. Az akusztikus emissziós mérések eredményei azt mutatják, hogy a szálak törése iniciálja a minták tönkremenetelét, amit a SEM és POM felvételek is megerősítettek. A kölcsönhatás erősségére jellemző B paraméter alapján megállapítottam, hogy a PLA/faliszt kompozitokban erősebb a kölcsönhatás, mint a kapcsolóanyagot nem tartalmazó poliolefin/faliszt kompozitokban, ugyanakkor gyengébb, mint kapcsolóanyagot tartalmazó változatukban. Ezért a kutatómunka további célja ezen kölcsönhatás javítása és erre alkalmas kapcsolóanyag keresése.

190


MŰAK-4

A poli(vinil-klorid) láncmenti módosítási reakciói Galát Márk, II. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Iván Béla egyetemi magántanár ELTE TTK Szerves Kémia Tanszék és tudományos osztályvezető MTA KK AKI Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály Szarka Györgyi tudományos segédmunkatárs MTA KK AKI Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály A dolgozatban bemutatott kutatás egy olyan új polimer előállítását célozza meg, mely egyesíti magában a poli(vinil-klorid) (PVC) előnyös mechanikai és a poli(etilénglikol) (PEG) hidrofil, testbarát tulajdonságait. A megcélzott polimer előállításához egyfajta click reakciót, a Huisgen-féle 1,3-dipoláris cikloaddíciót terveztük alkalmazni.. Ennek kivitelezéséhez szükség van egy azid és egy alkin csoporttal rendelkező „alkotóelemre”. A szintézissor első lépésében a PVC láncmenti klóratomjait cseréltük le részlegesen azidcsoportokra, majd ennek azidáltsági fokát egy új, korábban nem alkalmazott módszerrel kvantítatíve meghatároztuk. Vizsgálatokat kezdtünk továbbá az azidálás konverziójának időfüggése felderítésére is.. Második lépésben kétféle monofunkciós PEG-et szintetizáltunk a click kapcsolás céljából egy propargilálási reakcióval. A harmadik lépés az azidáltsági vizsgálati reakció tapasztalatait felhasználva a PVC-PEG ojtott kopolimer előállítását és szerkezetének igazolását célozta meg. A kívánt terméket sikerült előállítani. Jövőbeli terveink közé tartoznak a reakcióparaméterek és a tisztítási folyamat optimalizálása, illetve a polimeren végzett szerkezeti, termoanalitikai és mechanikai vizsgálatok annak eldöntésére, hogy a kapott termék milyen tulajdonságokkal rendelkezik, és a célkitűzűseinknek megfelelően későbbi gyógyászati, vagy másféle felhasználásra alkalmas-e.

A célmolekula: PVC-g-PEG

191


MŰAK-5

Új típusú amfifil polimer kotérhálók szintézise ”click” kémiai kapcsolási reakcióval Illés Gergely, V. évf. vegyész ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Iván Béla egyetemi magántanár, tudományos osztályvezető ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék és MTA KK AKI, Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály Szanka István tudományos segédmunkatárs MTA KK AKI, Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály Napjainkra a polimer kotérhálók, ezen belül az amfifil polimer kotérhálók iránti érdeklődés ugrásszerű növekedésnek indult. Különleges nanofázisú szerkezetükből adódóan nanotechnológiai alkalmazásukon kívül szövetbarát tulajdonságuknak köszönhetően felhasználhatók implantátumok, szabályzott gyógyszerhordozók és szövetpótló anyagok előállítására is. Célom kváziélő atomátadásos gyökös polimerizáció (ATRP) és ”click” kémia [1,2] kombinációjával olyan új típusú amfifil polimer kotérhálók előállítása volt, amelyek jól definiált szerkezettel rendelkeznek. Tetrafunkciós iniciátort alkalmazva, kváziélő ATRP-vel négyágú poli(n-butilakrilát) és polisztirol csillag polimereket állítottam elő. Az így kapott csillag polimereken funkciós csoport módosítást, azidálást hajtottam végre, majd a funkcionált csillag polimereket Huisgen-féle 1,3-dipoláris cikloaddíciós ”click” reakcióval propargil telekelikus poli(etilén-glikol) molekulákkal kapcsoltam össze. Elemanalízis eredmények igazolták a megcélzott összetételű kotérhálók képződését. Duzzadási vizsgálatokkal pedig igazoltam a kapott kotérhálók amfifil tulajdonságát. Gyógyszerkibocsátási modellkísérleteim eredményei alapján megállapítható az is, hogy az új kotérhálók szerkezetüktől és összetételüktől függő módon szabályozott gyógyszerkibocsátó mátrixként alkalmazhatóak.

Összességében elmondható, hogy elsőként sikerült láncvégi ”click” reakcióval polimer kotérhálókat szintetizálnom, és egyúttal bizonyítani a ”click” reakció alkalmasságát különböző, jól definiált szerkezettel rendelkező, új típusú amfifil kotérháló létrehozására. Ezek az új anyagok feltehetően alkalmazhatók lehetnek különféle nanoszerkezetű anyagi rendszerek alkotóiként és gyógyászati területeken. [1] H. C. Kolb, M. G. Finn, K. B. Sharpless, Angew. Chem. Int. Ed., 40, 2004-2021 (2001) [2] C. E. Hoyle, C. N. Bowman, Angew. Chem. Int. Ed., 49, 1540-1573 (2010)

192


MŰAK-6

Környezetben lebomló műanyagok – A bomlás körülményei és a szerkezet változásának összefüggése Kocsis Krisztina IV. évf. vegyészmérnöki BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Vargha Viktória ny. tudományos főmunkatárs BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

A dolgozat célja különböző adalékanyagok hatásának vizsgálata kissűrűségű polietilén alapú fóliák bomlására. A minták öregítése különböző igénybevételek, nevezetesen hő, UV fény, külső környezeti körülmények hatására történt. A lebomlást a mechanikai tulajdonságok, a szerkezet és a molekulatömeg változásának mérésével követtük nyomon. A dolgozat ismerteti a témához kapcsolódó irodalmak egy részét, amelyek támpontot adnak a degradálódott minták lehetséges viselkedéséről, tulajdonságainak változásáról. A mechanikai tulajdonságok vizsgálata a szakítószilárdság és szakadási nyúlás alapján, Instron berendezéssel történt. Nagymennyiségű minta szakítási vizsgálatainak eredménye alapján választottuk ki a környezetben legnagyobb mértékű bomlást szenvedett mintákat további vizsgálatokhoz. A szerkezetben bekövetkező kémiai változások nyomonkövetésére elsősorban FTIR spektroszkópia szolgált. A felvett spektumok alapján következtettünk az öregedés során bekövetkező oxidáció mértékére a minta karbonil – indexének meghatározásával. A lánctördelődésre a vinilcsoportok megjelenéséből következtettünk. A reprodukálhatóság szempontjából a kiválasztott mintákat újbóli öregítésnek vetettük alá. A szakítás során tapasztalt mechanikai tulajdonságok közel azonosak, azonban az infravörös spektrumon már eltérés figyelhető meg. Tehát a szerkezetben bekövetkezett kémiai változások rendkívül komplexek. Az anyag tönkremegy, emellett a fóliák vastagsága is csökken. A dolgozat további részében ezen megfigyelések okait különböző mérési módszerek alkalmazásával kerestük. Az anyag felületi szerkezetét XPS, a felület morfológiáját SEM módszerrel vizsgáltuk. A molekulatömeg változását dinamikus reometria módszerével követtük. A várakozásoknak megfelelően az öregedés során a molekulatömeg csökkenését tapasztaltuk. A kémiai szerkezet és a termikus stabilitás közötti összefüggést TGA készüléken, inert körülmények között kerestük. A kiindulási és öregített mintákban jelen lévő kristályos és amorf fázisok arányát, illetve az olvadási, kristályosodási jellemzőket DSC készüléken végzett mérésekkel vizsgáltuk.

193


MŰAK-7

Hiperelágazásos polisztirol előállítása sztirol és divinil-benzol karbokationos kopolimerizációjával környezetileg előnyös reakciókörülmények között Németh Brigitta, II. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Iván Béla egyetemi magántanár ELTE Szerves Kémiai Tanszék és MTA KK AKI, Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály Verebélyi Klára tudományos segédmunkatárs MTA KK AKI, Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály Napjainkban a polimer kémiai kutatások egyik egyre jelentősebbé váló területe a sok elágazást tartalmazó polimerek, mint a hiperelágazásos polimerek és a dendrimerek előállítására irányul. Munkám során egy újnak számító módszert kíséreltem meg alkalmazni hiperelágazásos polimerek szintézisére az egyik legnagyobb mennyiségben felhasznált monomer, a sztirol szobahőmérsékleten kivitelezett, divinil-benzollal zajló kopolimerizációja révén kváziélő karbokationos körülmények között. A polimerizációs reakciót két különböző oldószerben végeztem: a hagyományosnak számító, környezetre ugyanakkor hátrányos diklór-metánban (DCM), valamint a környezetileg előnyös benzotrifluoridban (BTF). Vizsgáltam mindkét oldószerben a koiniciátor valamint az iniciátor/bifunkciós monomer koncentrációjának hatását a hiperelágazásos polisztirol képződésére. Az optimális reakciókörülmények kiválasztásával méretnövelést is megkíséreltem úgy, hogy további reakciókra alkalmas, el nem reagált vinil-csoportokat csoportokat tartalmazó hiperelágazásos makromolekulák keletkezzenek. A tudomásunk szerint a világon elsőként kifejlesztett és megvalósított eljárás alkalmas környezetileg előnyös oldószerben, rövid reakcióidő alatt, további növekedésre képes csoportokat tartalmazó hiperelágazásos polisztirol előállítására a hagyományoshoz hasonló konverzióval. A polimerizáció a hagyományos, hűtést igénylő módszerekkel ellentétben külön energiabefektetés nélkül, szobahőmérsékleten játszódott le, így a későbbi felhasználás során jelentős energiamegtakarítás érhető el vele. A tovább módosítható vinil-csoportok révén pedig a termék alkalmas lehet peptidkémiai vagy gyógyszerkémiai felhasználásra, ugyanakkor további polimerizációk makroiniciátoraiként is alkalmazható.

194


MŰAK-8

A poli(N-izopropil-akrilamid) mint intelligens anyag Osváth Zsófia, II. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Iván Béla egyetemi magántanár ELTE Szerves Kémiai Tanszék és MTA KK AKI, Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály Dr. Kali Gergely tudományos munkatárs MTA KK AKI, Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály Napjainkban az intelligens anyagok világszerte az érdeklődés középpontjába kerültek. A hőmérsékletérzékeny poli(N-izopropil-akrilamid) talán a legtöbbet vizsgált intelligens anyag, mivel felhasználása igen sokrétű. Alkalmazható az orvosbiológiában, gélüvegként, szenzorként vagy akár akkumulátorként is. A polimer kémiában a mai napig kihívást jelent a polimerek tudatos tervezése. Nagyon fontos ugyanis, hogy a polimer szegmensek közel azonos hosszúságúak legyenek, mivel tulajdonságaik jelentősen függnek a molekulatömegüktől és a molekulatömeg-eloszlásuktól. Munkám fő célkitűzése ennek a problémának a megoldására irányult. Először lineáris poli(N-izopropil-akrilamid)ot szintetizáltan a hagyományosnak tekinthető szabad gyökös polimerizációval. Második lépésben egy kváziélő polimerizációs eljárással, a kváziélő reverzibilis addíciós-fragmentációs láncátadásos (RAFT) [1] gyökös polimerizációval állítottam elő ugyanezt a polimert, a polimerizációhoz szükséges láncátadószerek szintézise után. A kapott polimereket gélpermeációs kromatográfiás (GPC) és 1H-NMR spektroszkópiás alalízisnek vetettem alá, melyek igazolták a várt eredményeket. Dinamikus fényszóródásméréssel meghatároztam a polimerek alsó kritikus oldhatósági hőmérsékletét (LCST), amely a szabad gyökös polimerizáció esetében jól egyezik az irodalmi adatokkal [2], viszont hidrofób csoporttal rendelkező RAFT láncátadószer alkalmazásakor 4 °C csökkenést tapasztaltam, ami már kismértékű hidrofób csoport jelentős hatását mutatja a polimer LCST értékére. Ez az eredmény az LCST ily módon történő szabályozási lehetőségét veti fel. [1] Chiefari, J.; Chong, Y. K.; Ercole, F.; Krstina, J.; Jeffery, J.; Le, T. P. T.; Mayadunne, R. T. A. ; Meijs, G. F.; Moad, C. L.; Moad, G.; Rizzardo, E.; Thang, S. H. Macromolecules, 31, 5559–5562 (1998) [2] H. Alarco’n, S. Pennadam, C. Alexander, Chem. Soc. Rev., 34, 276-285 (2005)

195

196

Reakciókinetika és katalízis tagozat

197


RKK-1

Formiátion oxidációja perjodátion és ozmium-tetroxid elegyével Bajusz Dávid, III. évf. kémia BSc DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Dr. Lente Gábor egyetemi docens DE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

A metán metanollá történő oxidálása egy régen fennálló kihívás és egyelőre megoldatlan probléma a kémikusok számára. [1] A metán a földgáz fő komponense, amelyet üzemanyagként és nyersanyagként is hasznosítanak. Tárolás és szállítás szempontjából azonban jobb alternatívát nyújt a folyékony metanol, amelynek felhasználása ráadásul rohamosan növekszik az utóbbi időkben. A metán metanollá történő átalakítása az erős C–H kötés, illetve a metanol további oxidációja miatt bonyolult feladat, amelyet sokféleképpen próbáltak már megoldani, homogén és heterogén reakciók útján egyaránt. A közelmúltban Dr. James M. Mayernek és társainak sikerült metánt metanollá oxidálni nátrium-perjodát és ozmium-tetroxid elegyével; kutatómunkájuk eredményeit 2006-ban publikálták. [2] Kutatócsoportunk munkájának célja a perjodátion és az ozmium-tetroxid egymást segítő, szinergikus hatásának a tanulmányozása oxidációs reakcióik kinetikai vizsgálatával (külön-külön ugyanis a két oxidálószer nem alkalmas a reakció kivitelezéséhez). Kutatómunkánk során a perjodátion/ozmium-tetroxid rendszer formiátionnal való reakciójának kinetikáját vizsgáltuk, elsősorban UV/VIS spektrofotometria segítségével. Összehasonlításképpen megvizsgáltuk a perjodátion és a formiátion közötti reakciót is, ozmium-tetroxid nélkül, de egyébiránt azonos körülmények között. A két reakció mechanizmusa egymástól lényegesen különböző, így mindkét folyamatra meghatároztuk a reakciósebesség függését a reaktánsok koncentrációjától és az eredmények értelmezésére kinetikai modellt állítottunk fel. A kinetikai modellek összehasonlításával értelmezhetjük az ozmium-tetroxid szerepét a reakcióban: az eddigi eredmények alapján azt valószínűsítjük, hogy az ozmium-tetroxid a perjodátion – oxidatív reaktivitás szempontjából jelentősen eltérő – tetraéderes, illetve oktaéderes formái közötti reakciót katalizálja. [1] Olah, G. A.; Goeppert, A.; Surya Prakash, G. K.: Beyond oil and Gas: The Methanol Economy, Wiley-VCH, Weinheim, 2006. [2] Osaka, T.; Watson, E. J.; Dehestani, A.; Bales, B. C.; Mayer, J. M. Angew. Chem. 2006, 118, 7593.

198


RKK-2

Bakteriális kemotaxismodellek érzékenységanalízise Danis Judit, IV. évf. biológia BSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Turányi Tamás egyetemi tanár ELTE Kémia Intézet

A kemotaxis a sejtek kémiai anyag által irányított mozgása. A folyamat lehetővé teszi a baktériumok számára az élelem megtalálását, és a veszélyek (pl. mérgek) elkerülését. A kemotaxis folyamata során a receptorok érzékelik a környezetben lévő anyagokat, és egy több fehérjéből álló foszforilációs kaszkádon keresztül módosul a sejt mozgásállapota. A bakteriális kemotaxis biokémiai reakciómechanizmusokon alapuló modelljei egyszerű példái a biológiai jelátviteli rendszereknek, és alapot adnak a magasabbrendű szervezetek jelátviteli útvonalainak feltárásához. Munkám során Rao és munkatársai E. coli és B. subtilis kemotaxis modelljeit [1] vizsgáltam meg érzékenységanalízis segítségével. Kimutattam, hogy a kemotaxisban fontos szerepet játszó anyagfajták koncentrációlefutására mely reakciósebességi együtthatók értékének kis megváltoztatása van nagy hatással. A COPASI program segítségével számítottam az érzékenységi függvényeket, majd azok megfelelő hányadosainak képzésével megvizsgáltam, hogy az E. coli és a B. subtilis modelljénél fennállnak-e összefüggések az érzékenységi függvények között? Mindkét modellnél találtam lokális és globális hasonlóságot [2] is az érzékenységi függvények bizonyos csoportjaira. Megmutattam, hogy a globálisan hasonló érzékenységi függvényű paraméterek egymás megváltoztatásának hatását kompenzálni képesek. Biológiai rendszerek modelljeinél az érzékenységi függvények globális hasonlósága azért fontos, mert ez egy lehetséges magyarázat a biológiai rendszer robosztusságára [3], hiszen azt mutatja, hogy külső okokból (pl. hőmérsékletváltozás miatt) megváltozó paraméterek hatását más paraméterek megfelelő megváltoztatásával teljesen kompenzálni lehet. [1] C. V. Rao, J. R. Kirby, A. P. Arkin, PLOS Biology, 2, 239-252 (2004) [2] I. Gy. Zsély, J. Zádor, T. Turányi, J.Phys.Chem. A, 107, 2216-2238 (2003) [3] A. Lovrics, I. Gy. Zsély, A. Csikász-Nagy, J. Zádor, T. Turányi, B. Novák, Int.J.Chem.Kinet., 40, 710-720 (2008)

199


RKK-3

Stopped-flow készülék kalibrációja Ditrói Tamás, III. évf. kémia BSc DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezetők: Dr. Lente Gábor egyetemi docens DE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék A gyors-kinetikai folyamatok tanulmányozására már 80 éve léteznek módszerek, ezek közül az általunk is vizsgált technika a megállított áramlásos, azaz stopped-flow módszer, amely a reaktánsok nagyon gyors áramlással végzett összekeverésén, majd az áramlás megállításán alapul Ez a fajta módszer csekély oldatigényű technika, amely során a reaktánsok keverése 1 milliszekundumos időtartam alatt történik. A készülék is rendelkezik felső méréshatárral: saját mérésünk alapján mintegy 500 -1 s nagyságú elsőrendű sebességi állandójú reakciókig lehet nagy pontossággal mérni. Ennél gyorsabb folyamatok helyes tanulmányozásához azonban korrekcióra van szükség, amelyre már egy 1974-es cikkben felhívták a figyelmet [1]. A korrekcióhoz fontos a készülék megfelelő paramétereinek meghatározása, ezeket kalibrációs mérésekkel végezhetjük. Munkám során a készülék kalibrációját végeztem el egy 1977 óta publikált [2] és még máig használt kalibrációs reakcióval. Ez a diklórfenol-indofenol redukciója savas közegben aszkorbinsavval pszeudo-elsőrendű körülmények között, redukálószer-koncentráció változtatásával. A korábban javasolt eljárás egyetlen időparaméterre, a holtidőre koncentrált. Saját eredményeink azt mutatták, hogy a pontos munkához még további két időparaméterre van szükség, ezek a küvettafeltöltési idő és az időeltolás. Módszert fejlesztettünk ki ezek egyidejű meghatározására, és megmutattuk, hogy a korábban használatos eljárás jelentősen torzítja a holtidő becslését. Az általunk kifejlesztett módszerrel meghatározott adatok összhangban vannak a készülék fizikai paramétereivel (küvettaés holttérfogatok aránya, becsülhető dugattyúmozgási sebesség). Nagyon gyors reakcióknál (1000 s-1) a küvettán belüli oldat inhomogenitásának nem hanyagolható el. Elvégeztük a készülék maximális mérési idejének kísérleti megállapítását is, amelyet a mintaoldatokból a reakciócella irányába (vagy visszafelé) történő diffúzió korlátoz. A technikával még biztosan mérhető leghosszabb reakcióidő 150 s körülinek adódott. [1] Lin, C. T., Rorabacher, D. B. J. Phys. Chem. 78, 305. (1974)

[2] Tonomura, B., Nakatani, N., Ohnishi, M., Yamaguchi-Ito, J., Hiromi, K., Analytical Biochemistry, 84, 370 (1978)

200


RKK-4

Merrifield-gyantán immobilizált Co− −aminosav komplexek készítése, szerkezeti jellemzése és szuperoxid dizmutáz aktivitása Elek Gábor gimnáziumi tanuló (12. osztály) [jelenleg I. vegyészmérnök BSc] Deák Ferenc Gimnázium − SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető: Dr. Pálinkó István egyetemi docens SZTE TTIK Szerves Kémiai Tanszék Aktív és szelektív katalizátorok készítése régóta az alap- és alkalmazott kutatások központi kérdése. Ilyen katalizátorok készítéséhez sokféle mintát lehet használni, de a legalkalmasabbak mindkét szempontból az enzimek. A sokféle enzim közül mi a fémion kofaktort tartalmazó elektrontranszfer sajátságú enzimeket választottuk mintának. Olyan katalizátorokat készítettünk, amelyekben a fémion képes az oxidációs állapotát és a koordinációs számát változtatni, a ligandumok a lehető legegyszerűbbek, de még/már mutatják a polipeptid-környezet katalitikus sajátságait, ugyanakkor bírják a "szigorúbb" kísérleti körülményeket (magasabb hőmérséklet, különféle oldószerek, stb.) és a reakcióelegyből könnyen visszanyerhetők, így újrafelhasználásuk biztosítható. Fémionként a Co(II)-iont, ligandumként C-védett aminosavakat (C-védett ciszteint, cisztint és hisztidint) vagy azok keverékét, hordozóként Merrifield-gyantát választottuk. Az aminosavat vagy azok keverékét kovalens kötéssel rögzítettem a gyantára, és ezután építettem ki a fémkomplexet egyrészt úgy, hogy csak felületen rögzített ligandumok álltak rendelkezésre, másrészt úgy, hogy feleslegben lévő, nem rögzített C-védett aminosavak is szerepelhettek ligandumként. A kapott immobilizált komplexek szerkezetét FT-IR spektroszkópiával tanulmányoztam. A spektrumok vizsgálata, a felületi komplexek színe és a kémiai intuíció segített a koordinációs szám és a koordinálódó csoportok valószínűsítésében. A kapott anyagok szuperoxid dizmutáz aktivitását egy biokémiai tesztreakció segítségével tanulmányoztam. Azt tapasztaltam, hogy azok a komplexek, amelyek aminosav-keveréket tartalmaztak ligandumként aktívabbak voltak, mint az egyfajta aminosavat tartalmazók, és ezek közül is azok mutattak kiemelkedő aktivitást, amelyeknél ligandumként csak felületen rögzítetett védett aminosavak jöhettek szóba.

201


RKK-5

Kondenzált gyűrűs vegyületek szelektív oxidációja Cr-SBA-15 mezopórusos katalizátorokon Lajter Ildikó, V. évf. vegyész SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Halász János egyetemi docens Bangó Adrienn PhD hallgató

SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék Szerves kémiai reakciókban a megfelelő szelektivitás katalizátorok alkalmazásával érhető el, ami egyrészt jelentheti egy adott termék előállítását szelektív oxidáció eredményeként, másrészt pedig – például környezetszennyező komponensek ártalmatlanításakor – a melléktermékek nélküli teljes oxidációt. A nehezen oxidálható szerves komponensek hidrogén-peroxiddal megvalósított katalitikus oxidációjában ez az elv érvényesül. A kondenzált gyűrűs vegyületek (naftalin, dekalin, tetralin) szelektív oxidációjával értékes termékek (naftolok, tetralon, stb.) állíthatók elő, azonban megfelelő pórusméretű katalizátor szükséges a reakció megvalósításához. Az utóbbi évtizedekben sikeresen alkalmazzák a mezopórusos katalizátorokat (megfelelő aktív centrum bevitelével) hasonló reakciókban, ezért tartottuk célszerűnek vizsgálni aktivitásukat ezekben a folyamatokban. A különböző módon [impregnálással(1) és izomorf szubsztitúcióval(2)] előállított Cr–SBA-15 katalizátorokat, a szintézist követően röntgendiffraktometriás, nitrogénadszorpciós és TEM mérésekkel jellemeztük. A vegyületek oxidációját ultrahangos keveréssel, 80 °C hőmérsékleten (tetralin esetében 60-40 °C hőmérsékleten is), különböző reaktáns:H2O2 mólarány alkalmazásával, metanol (protikus) és acetonitril (aprotikus) oldószerekben, a két katalizátor jelenlétében valósítottam meg. A reakcióelegyek analízisét gázkromatográfiás úton végeztem. A reaktánsok közül a naftalin az adott körülmények között a legstabilisabb, csak kismértékben alakul át, ez az aromás rendszer hatásának tulajdonítható. A dekalin is viszonylag stabilis, de a termékspektrum szélesebb.. Az oxigén szelektív beépülése (hidroxil- vagy oxovegyület kialakulása) mindkét szubsztrát esetén detektálható, ez bizonyíték a reakció lejátszódására. Ezen folyamatok a beépített átmenetifémek jelenlétének tulajdoníthatók. A tetralin oxidációjában Cr-SBA-15(1) és Cr-SBA-15(2) katalizátorok alkalmazása esetén nagy szelektivitással kaptuk az ipari szempontból jelentős (növényvédőszer és gyógyszer intermedier) 1-tetralont, ami lehetőséget nyújthat a gyakorlati megvalósításra, természetesen a reakciókörülmények optimalizálását követően.

202


RKK-6

A Ce(IV) fotoreakciói vizes oldatokban Michnyóczki Judit, II. évf. vegyész MSc DE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Ősz Katalin egyetemi adjunktus DE Fizikai Kémiai Tanszék A Ce(IV) ionok savas kémhatású vizes oldatában polikromatikus fény hatására lejátszódó fotokémiai folyamatokat vizsgáltuk. Kinetikai méréseinket egy HP-8543 típusú diódasoros spektrofotométerben végeztük, mellyel egyidőben tudtuk iniciálni és a spektrális változások alapján követni a fotoreakciókat. Vizsgáltuk a Lambert-Beer törvény érvényességét az oldatok Ce(IV) koncentrációjára vonatkozóan, melynek során azt tapasztaltuk, hogy az összefüggés nagyon jó közelítéssel egyenest ad. Ugyanakkor ha a kénsav koncentrációja nem megfelelően nagy az oldatban, akkor a Ce(IV) hidrolízise miatt némileg eltérhetünk a lineáris összefüggéstől. Az oldattérfogattól való függés fotokémiai reakcióknál lényeges. Ennek vizsgálata során azt tapasztaltuk, hogy nagyobb térfogat esetén a kezdeti reakciósebesség kisebb. Az adatokból kiszámoltuk a reakció fényintenzitásra vonatkozó rendűségét, ami 1-nek adódott. A megvilágítási időtől való függést többféle koncentrációjú Ce(IV) oldat esetében megvizsgáltuk. A 2,2·10–4 mol/dm3 Ce(IV) oldat esetén közel lineáris összefüggést kaptunk a kezdeti sebesség és a megvilágítási százalék között. Emiatt ez esetben kvantumhasznosítási tényezőt számítottunk, mely Φ=0,12-nek adódott. Megfigyelhető volt ugyanakkor, hogy a reakció fény nélkül is lejátszódik. Az 1,4·10–3 mol/dm3 töménységű Ce(IV) oldat esetén ez az összefüggés már nem lineáris, hanem egy telítési görbét kaptunk. Az ennél töményebb Ce(IV) oldatok esetén a telítés még kisebb megvilágítási százalék esetén bekövetkezik. Adott Ce(IV) koncentráció mellett a H2SO4 koncentrációjának a növelésével a reakció szintén gyorsítható. A hőmérsékletfüggés vizsgálata során bebizonyítottuk, hogy a reakciónak vannak nem fotokémiai lépései is, hiszen magasabb hőmérsékleten a kezdeti reakciósebesség jelentősen megnőtt. Ezen kívül megvizsgáltuk a Ce(III) ionok jelenlétének hatását, mely egyértelműen azt mutatta, hogy növekvő Ce(III) koncentráció esetén a folyamat lelassul. Ezen munka a TÁMOP 4.2.1./B-09/1/KONV-2010-0007 támogatásával készült.

203


RKK-7

A 3,4-dihidroxifenil-ecetsav és a vas(III) ion közötti reakció kinetikája Miskovics Adrienn, II. évf. gyógyszerész Debreceni Egyetem Természettudományi és Technológiai Kar Témavezetők: Dr. Lente Gábor egyetemi docens és Kalmár József doktori hallgató DE TTK Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék A 3,4-dihidroxi-fenil-ecetsav az élő szervezetben termelődő vegyület, amely az egyik legfontosabb ingerületátvivő anyagnak, a dopaminnak a fő anyagcsereterméke. A dopamin a központi idegrendszerben fejti ki hatását, az ingerület-átvitelben játszik fontos szerepet. A dopamin akkor szabadul fel, amikor valamilyen pozitív hatás éri az élőlényt. A 3,4-dihidroxi-fenil-ecetsav (DOPAC) eredete a szervezetben valószínűleg kettős: részben az ételekből származó, részben pedig a szimpatikus idegekben szintetizált dopamin származéka. Korább munkákban a dopamin reakcióját peroxomonoszulfát-ionnal és vas(III) ionnal kinetikai szempontból is megvizsgálták. [1-2] Saját munkánkban hasonló kísérletsort hajtottunk végre a 3,4-dihidroxifenil-ecetsav alapvető reaktivitási sajátságainak spektrofotometriás és stopped-flow módszerekkel. A peroxomonoszulfát-ionnal végzett kezdeti kísérleteink során komoly reprodukálhatósági problémáink adódtak. Ezen nehézség leküzdése érdekében EDTAoldatot alkalmaztunk, amely bár javította, meg nem oldotta a problémát, így a továbbiakban Fe3+-oldatot használtunk oxidálószerként. Előkísérleteink során megállapítottuk, hogy savas körülmények között nem történik katalitikus autooxidáció, így a méréseink nem igényeltek oxigénmentes körülményeket. Emellett a fotokémiai reakció lehetőségét is kizártuk. A kezdeti reakciósebesség koncentrációfüggésének vizsgálatakor tapasztaltak arra utaltak, hogy a kezdeti szakasz Fe3+-ra nézve elsőrendű, míg a dihidroxi-fenil-ecetsavra nézve telítési jellegű kinetikát mutat. A kísérleti tapasztalatokat összegezve megállapítottuk a folyamat tapasztalati sebességi egyenletét, amelynek magyarázata és így a kinetikai modell felállítása azonban még további kísérleti munkát igényel. [1] El-Ayaan, U., Herlinger, E., Jameson, .F., Linert, W., Dalton Trans. 2813-2818 (1997) [2] Simon Adrienn: Dopaminszármazékok oxidálása peroxomonoszulfát-ionnal, vas(III) katalizátor jelenlétében, diplomamunka, Debreceni Egyetem (2009)

204


RKK-8

A hidrogén égésénél fontos reakcióparaméterek bizonytalanságának hőmérsékletfüggése Sedyó Inez, I. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezetők: Turányi Tamás egyetemi tanár ELTE Fizikai Kémiai Tanszék Zsély István Gyula egyetemi adjunktus ELTE Fizikai Kémiai Tanszék Gázfázisú elemi reakciókat tartalmazó mechanizmusokkal leírhatók a különböző anyagok égései és a légkörkémiai folyamatok, felhasználásukkal lehet környezetkímélő eljárásokat fejleszteni és vegyipari folyamatok hatékonyságán javítani. Sokan tanulmányozták és tanulmányozzák ma is az egyes elemi reakciókat, és rengeteg kísérleti adat áll azokról rendelkezésre. A reakciókinetikai paraméterek fontos jellemzője azok bizonytalansága, hiszen segítségükkel kiszámítható a reakciómechanizmusokat felhasználó modellek eredményének megbízhatósága. Nagy Tibor PhD értekezésében [1] levezetett egy összefüggést a sebességi együttható hőmérsékletfüggő bizonytalansága, illetve az Arrhenius-paraméterek szórása és korrelációs együtthatói között. Ezt az összefüggést fel lehet használni arra, hogy a kísérleti adatok bizonytalanságából meghatározzuk az egyes elemi reakciók Arrhenius-paramétereinek bizonytalanságát. Dolgozatomban a következő gázfázisú elemi reakciókat vizsgáltam: HO2 + H → H2 + O2 , H + O2 + M → HO2 + M, OH + H2 → H2O + H, H + O2 → O + OH és O + H2 → H + OH. Mindegyik reakció alapvetően fontos a hidrogén gyulladásának kvantitatív leírásához. Több reakciókinetikai adatgyűjtemény felhasználásával mindegyik reakcióhoz összegyűjtöttem az összes kísérleti és elméleti adatot (reakciónként jellemzően 40−100 meghatározott Arrhenius-paraméter-készlet). Az adatok kritikai értékelésével minden egyes elemi reakcióhoz meghatároztam a sebességi együtthatók és azok bizonytalanságának hőmérsékletfüggését, majd kiszámítottam az Arrhenius-paraméterek korrelációs mátrixát. Meghatároztam a fordított irányú reakciók Arrhenius-paramétereinek bizonytalanságát is a termodinamikai adatok bizonytalanságának felhasználásával. A kapott bizonytalansági adatok korábban nem álltak rendelkezésre. Ezek az információk felhasználhatók a reakciókinetikai modellek bizonytalanságának sokkal pontosabb meghatározásához. [1] Nagy, T., Reakciókinetikai modellek bizonytalanságanalízise és redukciója, PhD értekezés, (2009)

205


RKK-9

A gamma-valerolakton előállítása a levulinsav katalitikus hidrogénezésével Strádi Andrea, II. évf. környezettudomány MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Mika László Tamás egyetemi adjunktus ELTE Szerves Kémiai Tanszék

A XVIII–XIX századi ipari és technológiai forradalom óta bolygónk lakossága és vele együtt az energetikai és vegyipari termékek iránti igényei is jelentősen megnőttek. A földgáz és a kőolaj mindkét ipar fontos nyersanyaga, így a lelőhelyek kimerülése kettős nehézségeket vet fel. Az ezek kiváltását célzó innovatív megoldások tehát égetően szükségesnek bizonyulnak. A biomassza könnyen kezelhető, szén-tartalmú vegyületekké való átalakítása igen gyorsan fejlődő ágazat a fenntartható kémiában. Horváth István Tamás Professzor Úr kutatócsoportja segítségével sikeresen állította elő cukrokból a levulinsavat, majd annak katalitikus hidrogénezésével az energetikai- és vegyipar számára egyaránt hasznosítható gamma-valerolaktont, amely bizonyítottan tovább alakítható alkánokká.1 Az élelmiszeriparban már ismert és alkalmazott vegyületet kellemes, édeskés illata könnyen felismerhetővé teszi, míg környezetbarát mivoltát alátámasztja, hogy vízzel korlátlanul elegyedik, ezért a természetben gyorsan lebomlik. Mivel előállítása biomasszából is történhet, így a mezőgazdasági növényi hulladékok felhasználására potenciálisan alkalmas. Alacsony az olvadáspontja és a gőznyomása, illetve magas a forráspontja, biztonságosan tárolható és szállítható. Felhasználása sokoldalú, lehetséges gyújtófolyadékként (az említett kutatócsoport szabadalma) vagy benzin-adalékként energetikai célokra, illetve alkánokká átalakítva vegyipari alapanyagként hasznosítani. Kutatásom célja, hogy a zöldkémia alapelveit figyelemben tartva, oldószermentesen, különböző szelektív katalizátorokkal (valamint azok összehasonlításával) és a reakciók konverzióinak összevetésével olyan módszert alakítsak ki, amely iparilag is alkalmazható lehet. Méréseimet gázkromatográfia és NMR spektroszkópia segítségével is nyomon követem. [1] Mehdi, H.; Fábos, V.;Tuba, R.; Bodor, A.; Mika, L. T.; Horváth, I. T., Top.Catal., 2008, p.48-49.

206


RKK-10

Klór-szubsztituált (E)-2,3-difenilpropénsav származékok enantioszelektív hidrogénezése cinkonidinnel módosított palládium katalizátoron; a sav-adszorpció módjának kísérleti kimutatása Szabados Erika, I. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Szőllősi György tudományos főmunkatárs MTA-SZTE Sztereokémiai Kutatócsoport, Szerves Kémiai Tanszék

A szintetikus szerves kémiában napjainkra egyre fontosabb követelmény lett az optikailag tiszta királis vegyületek előállítása, melyet többek között enantioszelektív heterogén katalitikus eljárásokkal oldanak meg. A heterogén katalizátorok előnye újrafelhasználhatóságuk miatt kereskedelmi és környezetvédelmi szempontból is jelentős a homogén katalizátorokkal szemben. Munkám során vizsgáltam prokirális telítetlen karbonsavak, ezen belül is az (E)-2,3-difenilpropénsav klór-szubsztituált származékainak hidrogénezését cinkonidinnel módosított palládium katalizátoron. Az (E)-2,3-difenilpropénsav és származékainak hidrogénezése kiemelkedő, akár 96%-os enantioszelektivitást is eredményezett korábbi vizsgálatok során, ám ezek egyike sem mutatott rá pontosan a sav fémfelületen való adszorpciójának módjára, az adalék amin pontos hatására, valamint a felületi sav-cinkonidin átmeneti komplex szerkezetére sem. Ezek vizsgálatára az (E)-2,3-difenilpropénsav 11 db különböző helyzetű klór-szubsztituált változatát választottuk, figyelembe véve egyrészt az eddig vizsgált származékok esetében kapott szubsztituens-hatást, másrészt azt, hogy vélhetően milyen helyettesítési pozíciók adhatnak információt a sav adszorpciójának mikéntjéről. Az eredmények alapján megállapítható, hogy az α-fenil gyűrűn mind az orto mind a para helyzetű szubsztituens csak kis mértékben hasad le, tehát ez a gyűrű nem lapjával adszorbeálódik a fémkatalizátor felületén. A β-fenil gyűrűn található para helyzetű szubsztituens viszont rendkívül gyorsan lehasad, amely a β-fenil gyűrű lapjával való adszorpciójára utal a katalizátor felületén. Vizsgálataink nem csak az adszorpció módjára mutattak rá, hanem arra is, hogy az általunk használt módszer β-fenil gyűrűn klórral helyettesített 2,3-difenilpropionsavak előállítására nem alkalmas a szubsztituens gyors hidrogenolízise miatt, ám kiválóan alkalmazható az α-fenilen klórral szubsztituált telített savak kinyerésére, mégpedig jó kitermeléssel és megfelelő optikai tisztasággal.

207


RKK-11

Reakció-diffúzió mintázatok a Landolt reakció bővített változataiban Takács Nándor, V. évf. vegyész ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Szalai István egyetemi adjunktus ELTE TTK Kémiai Intézet, Analitikai Kémiai Tanszék

Az autokatalitikus kémiai reakciók számos érdekes jelenséget produkálnak. Ezek közül az egyik leglátványosabb a kémiai mintázatképződés. A kémiai mintázatokhoz hasonló struktúrákat a természetben számtalan helyen találhatunk: kőzetek belsejében kialakuló periodikus struktúrák, az állatok külsején látható jellemzően foltok, csíkok. Az egyszerűbb kémiai reakciókban megfigyelhető mintázatok modellként jó kiindulási pontot adnak a bonyolultabb biológiai és geológiai jelenségek megértéséhez. A Landolt reakció (jodátion-szulfition) bővített változatai megfelelő körülmények között alkalmasak kémiai minták előállítására. A reakció-diffúzió rendszerek viselkedését alapvetően meghatározzák a peremfeltételek és a reaktor geometriája. Munkám a (kálium-(hexacianoferrát(II))-tal (FIS) és tiokarbamiddal (TuIS) bővített rendszerek kúpban és hengerben tapasztalható viselkedésének vizsgálata és az eredmények magyarázata volt. A kúp alakú gélekben elvégzett kísérletekkel a méretfüggés mintázatokra gyakorolt hatását vizsgáltam. Az eredményeket kétféle méretű henger alakú gél segítségével ellenőriztem. A két, alapvetően hasonló reakciódiffúzió rendszer viselkedésében lényeges különbségeket figyeltem meg, amelyeket részben kinetikai okokra tudtam visszavezetni.

Periodikusan mozgó front a kúp alakú gélben (FIS reakció)

208


RKK-12

Az ozmium-tetroxid és a perjodátion szinergikus hatásának vizsgálata jodidionnal szemben Timári István, I. évf. vegyész MSc Debreceni Egyetem Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Dr. Lente Gábor egyetemi docens DE TTK Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

Vizsgálataink során a jodidion és az ozmium-tetroxid/perjodátion elegy közötti reakciót tanulmányoztuk. Az ozmium-tetroxid és a perjodátion oxidációs reakcióiban tapasztalható szinergikus hatást az irodalomban a metánnak metanollá való átalakítása során észlelték [1], azonban ezen érdekes jelenség okára még nem találtak választ. A metánnak metanollá való oxidálása ipari szempontból nagy jelentőséggel bíró folyamat, ezért is fontos a szinergikus hatás mechanizmusának értelmezése. Mi a két oxidálószer hatását jodidionnal szemben vizsgáltuk meg. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy az ozmium-tetroxid/perjodátion elegy gyorsabban oxidálja a jodidiont, mint ha a két oxidálószert önmagában alkalmazzuk. A legnagyobb relatív különbséget bórax pufferes közegben tapasztaltuk, ezért kísérleteink nagy részét ilyen körülmény mellett végeztük. Kinetikai vizsgálataink során tanulmányoztuk a dolgozat témáját képező reakció kezdeti sebességének függését az ozmium-tetroxid, a perjodátion és a jodidion koncentrációjától, illetve a pH-tól. A kinetikai effektusok kézenfekvő magyarázata lenne, hogy a perjodátion és az ozmium-tetroxid között valamiféle adduktum alakul ki, és ennek a koncentrációja összemérhető a meghatározó reagens koncentrációjával. Kiterjedt egyensúlyi kísérleteink folyamán azonban az ozmium-tetroxidot és perjodátiont is tartalmazó reakcióelegyben spektrofotometriás, pH-potenciometriás, 127I NMR spektroszkópiás és ESI-TOF tömegspektrometriás módszerrel sem tudtunk semmiféle komplex részecskét kimutatni. Magyarázatként felvethető az is, hogy az ozmium-tetroxid a jodidion-perjodátion reakcióban keletkező egyik köztitermékkel reagálva fejti ki katalitikus hatását. A reakciórendszer pontos mechanizmusleírásának kulcskérdése, hogy az OsO4 milyen részecskével reagál közvetlenül. Ilyen tekintetben eddigi kísérleteink csak negatív irányban nyújtanak támogatást: az oldott fém-oxiddal reagáló részecske nem lehet sem a perjodátion, sem a jodátion, sem a jodidion. [1] Osako, T., Watson, E. J., Dehestani, A., Bales, B. C., Mayer, J. M., Angewandte Chemie, 118, 7593-7596 (2006)

209


RKK-13

Hidrodehalogénezési reakciók áramlásos mikroreaktorban Torma Krisztián Gábor, IV. évf. kémia BSc DE Természettudományi Kar Témavezető: Dr. Kathó Ágnes tudományos főmunkatárs DE Fizikai Kémiai Tanszék A halogénezett szénhidrogének között számos toxikus, rákkeltő hatású van. Mivel természetes lebomlásuk rendkívül lassú, a szennyezések eltávolítása, ártalmatlanítása elengedhetetlen a környezet megóvásának szempontjából. Az alkalmazott kémiai folyamatok közül jelentősek a hidrodehalogénezési reakciók, melyeket gyakran úgy végeznek, hogy megfelelő heterogén katalizátor jelenlétében, állandó keverés mellett reagáltatják az átalakítandó vegyületet H2 gázzal. Dolgozatomban a szakaszos reaktor helyett folyamatos áramlásos reaktorban vizsgáltam a benzilklorid, klór- és brómbenzol valamint az 1,2-dibrómbenzol halogénmentesítését különböző hőmérsékleteken, nyomásokon valamint áramlási sebességek mellett. A vizsgálatokhoz a ThalesNano Zrt. által kifejlesztett mikrofluidikai reaktort (HCube®) használtam, melyben a reakciók cserélhető katalizátor oszlopokon mennek végbe. A benzilklorid hidrodehalogénezését azonos körülmények között részletesen tanulmányoztam Raney-Ni és 10% Pd/C katalizátorral. Megállapítottam, hogy 20 bar H2 nyomáson és 30 °C hőmérsékleten a Raney-Ni az aktívabb katalizátor, de sem a nyomás, sem a hőmérséklet növelésével nem fokozható az átalakulás. A Pd/C katalizátorral azonban a hőmérséklet emelésével jelentősen nőtt a konverzió, a nyomás fokozásával pedig teljessé vált a reakció. Bár további tizenhat katalizátorral is vizsgáltam a benzilklorid hidrodehalogénezését, céljaimnak a 10% Pd/C bizonyult a legalkalmasabbnak. Így, a klór- és brómbenzol halogénmentesítéséhez is ezt használtam. Adataim az elvárásokat támasztják alá: a./ az aromás magban szubsztituált halogénvegyületek hidrodehalogénezése nehezebben megy végbe, mintha a halogén a benzilcsoporthoz kapcsolódna b./ a brómbenzol lényegesen enyhébb körülmények között dehalogénezhető, mint a megfelelő kloro-származék. A brómbenzol és az 1,2-dibrómbenzol azonos körülmények között meghatározott konverzióit összehasonlítva, a kétszeresen halogénezett vegyület nagyobb mértékben alakul át. Ez arra utal, hogy az első halogén leszakítása könnyebb, mint a brómbenzol dehalogénezése. Atmoszférikus H2 nyomáson, T= 35°C-on szakaszos üstreaktorban dehalogéneztem az 1,2-dibrómbenzol oldatát az H-Cube® készülék töltetével megegyező mennyiségű katalizátor jelenlétében: öt perc alatt kaptam olyan termékelegyet (42,1% benzol, 14,9% brómbenzol), mely ezen a hőmérsékleten és nyomáson 13 mp tartózkodási idő mellett képződik az H-Cube® mikroreaktorban.

210


RKK-14

Reakciókinetikai szimulációk a PrIMe adatbázis alapján Varga Tamás, III. évf. kémia BSc ELTE Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Témavezetők: Turányi Tamás egyetemi tanár ELTE TTK Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Zsély István Gyula egyetemi tanár ELTE TTK Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Összetett reakciómechanizmusok vizsgálata esetén fontos és nagyon munkaigényes feladat a mechanizmuson alapuló modellek szimulációja számos különböző kísérleti körülménynél és az eredmények összehasonlítása a mért adatokkal. A mechanizmusvizsgálatban hasznos és hatékony eszköz az érzékenységvizsgálat [1]. Az érzékenységvizsgálat segítségével megtudható, hogy az egyes paraméterek megváltoztatása mekkora változást idéz elő adott körülmények között egy szimulációs eredményben. Munkám során elkészítettem egy Matlab programot, amely a PrIMe adatbázisban [2] található, kísérleteket leíró adatfájlok alapján automatikusan elvégzi a szimulációt, táblázatosan és grafikusan összehasonlítja a mért és számított eredményeket, valamint érzékenységvizsgálatot is végrehajt. A programom segítségével szisztematikusan megvizsgáltam a PrIMe adatbázisban található, a H2/O2 rendszerek gyulladását leíró kísérleti adatokat. Összesen 354 lökéshullám-csővel végzett kísérlet adatait dolgoztam fel és érzékenységanalízissel megállapítottam, hogy az egyes kísérleti eredmények mely elemi reakciólépés sebességi együtthatójának pontosításához használhatók fel. A programom képes arra is, hogy tetszőleges PrIMe adatfile alapján, tetszőleges kísérleti ponthoz polinomközelítésen alapuló válaszfelületet számítson. Egy válaszfelület [3] a modell paraméterei függvényében fejezi ki egy szimuláció eredményét. Ezeket a válaszfelületeket alkalmazni lehet majd mechanizmusoptimalizáló eljárásokban. A programom segítségével sokkal jobban felhasználhatóvá vált a Prime adatbázis, valamint gyorsabbá, egyszerűbbé és hatékonyabbá vált összetett gázkinetikai reakciómechanizmusok fejlesztése és tesztelése. [1] Saltelli, A., M. Scott, K. Chen, Sensitivity analysis. Chichester: Wiley. (2000) [2] http://www.primekinetics.org/. [3] Davis, S. G., Mhadeshwar, A. B., Vlachos, D. G., Wang, H., Int. J. Chem. Kinet., 36, 94-106 (2004)

211


RKK-15

A γ-valerolakton hidroxilgyökkel végbemenő gázfázisú elemi reakciójának kinetikai vizsgálata gyorsáramlásos mérőberendezéssel Zsibrita Dóra, III. évf. vegyészmérnök BSc BME Vegyész- és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Dóbé Sándor egyetemi magántanár MTA KK Anyag- és Környezetkémiai Intézet Farkas Mária tudományos segédmunkatárs MTA KK Anyag- és Környezetkémiai Intézet Napjainkban az egyik legnagyobb problémát jelenti Földünk fosszilis energiatartalékainak kimerülése. Ez arra ösztönzi a vegyipart, hogy minél több, lehetőleg új, a környezetre és egészségre nem ártalmas, biomasszából előállítható, megújuló nyersanyagforrásokat találjon. Az ígéretes, új biovegyületek sorába tartozik a γ-valerolakton (GVL). A GVL igazi környezetbarát molekula, régóta alkalmazzák élelmiszeradalékként. Szembesülnünk kell viszont azzal a problémával, hogy nem ismerjük a molekula légkörkémiai hatásait, ezért a széleskörű felhasználás előtt alaposan meg kell vizsgálni a GVL fizikai-kémiai tulajdonságait és reakcióinak kinetikáját. Légkörkémiai szempontból elsősorban a hidroxilgyökkel végbemenő reakciót kell tanulmányoznunk, mert az OH-gyök köztudottan a troposzféra egyik legreaktívabb szabadgyöke. Kutatásaim célja az OH + GVL reakció sebességi együtthatójának meghatározása volt, mivel korábbról irodalmi adat nem állt rendelkezésre erre a reakcióra. A reakciókinetikai méréseket gyorsáramlásos mérőberendezéssel végeztem. A módszer különlegessége, hogy a reakció gyors gázáramban megy végbe, valamint a reakcióidőt a reaktánsok kontaktideje határozza meg. Az áramlási csőreaktorba bevezetett GVL a keveredési pontnál reakcióba lép az injektorból jövő OH-gyökkel. A gyök koncentrációval arányos OH-jel nagyságát a keveredési ponttól ismert távolságokban rezonancia-fluoreszcenciás detektálási módszerrel mértem. Az egyes mérésekből kapott pszeudo-elsőrendű sebességi együtthatókat a GVL koncentráció függvényében ábrázolva egyenest kaptam, melynek meredeksége arányos a bruttó reakció sebességi együtthatójával. A kapott sebességi együttható szobahőmérsékleten (3,17 ± 0,42) 10-12 cm3 molekula-1 s-1. További terveim közé tartozik az OH + GVL reakció sebességi együtthatójának meghatározása a hőmérsékletfüggés tanulmányozásával, valamint a gyorsáramlásos technika mellett impulzuslézer fotolízissel is.

212

Szerves kémia I. tagozat

213


ORGA-1

3,4-Dihidro-β-karbolinok és 1,3-dipólok reakciójának vizsgálata Ábrányi-Balogh Péter, IV. évf. vegyészmérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Milen Mátyás tiszteletbeli oktató, kutató-fejlesztő vegyész

EGIS Gyógyszergyár Nyrt. Dr. Keglevich György egyetemi tanár BME-VBK Szerves Kémia és Technológia Tanszék Konzulensek: Dr. Mucsi Zoltán senior kutató Servier Research Institute of Medicinal Chemistry (SRIMC) Dr. Körtvélyesi Tamás egyetemi docens SZTE-TTIK Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék A β-karbolinváz számos természetes és szintetikus eredetű vegyületben megtalálható. Ezeket a főleg alkaloid-jellegű anyagokat széleskörűen alkalmazzák a gyógyászatban biológiai aktivitásuk miatt, így szintézisük jelentős figyelmet kapott. Kísérleteink célja az volt, hogy új β-karbolinvázas vegyületeket állítsunk elő (oxaza- és diazaharmicin-származékok), melyek öttagú D gyűrűjében több heteroatom is található. Ezeket a vegyületeket a könnyen hozzáférhető 3,4-dihidro-β-karbolinokból terveztük előállítani a reakcióban in situ keletkező 1,3-dipólok segítségével, cikloaddíciós reakcióval. Munkám során 4-fluorbenzolkarboximidoil-kloriddal reagáltattunk 3,4-dihidro-βkarbolinokat. Az 1-es szénatomon szubsztituálatlan vegyületek esetén megfigyeltük a kapott tetraciklus savkatalizálta izomerizációját és vizes közegben történő bomlását. A reakciót kiterjesztetük szubsztituált 3,4-dihidro-β-karbolin-származékokra is, az oxazaharmicin-származékokat 90 % feletti termeléssel nyertük ki. Két ekvivalens reagenssel végezve a reakciót egy érdekes triazol-N-oxid melléktermék keletkezésére lettünk figyelmesek. A reakciómechanizmusok elemzése során kiderült, hogy érdekes és ritka módon a dpóloktól várt 1,3-dipoláris koncertikus cikloaddíció helyett egy újszerű, ionos mechanizmusú nem koncertikus, kvázi kétlépéses addíció megy végbe és így jön létre a főtermék, majd abból egy újabb nitril-oxid addíciójával a melléktermék. Vizsgáltuk a reakciót egy másik dipóllal, nitril-iminnel is. A diazaharmicinszármazékokat 70-90 %-os termeléssel izoláltuk, mellékreakciókat nem tapasztaltunk. A reakciómechanizmus megegyezett nitril-oxid esetén leírtakkal.

214


ORGA-2

3-Formilkromonok reduktív aminálásai Balogh Fruzsina, I. évf. vegyész MSc DE Természettudományi Kar Témavezetők: Dr. Kónya Krisztina adjunktus DE Szerves Kémiai Tanszék Munkám során a 3-formilkromonból reduktív aminálással szekunder aminokat állítottunk elő, melyhez a kiindulási 3-formilkromonokat Vilsmeier-Haack reakcióval 2’-hidroxiacetofenonból módosított Harnisch eljárásnak megfelelően szintetitáltuk.1,2 Alifás és aromás aminokkal végrehajtva a reakciókat megfigyeltük, hogy nem minden esetben a várt szerkezetű terméket kaptuk. Megállapítottuk, hogy a redukciós lépésben a hidrid-ion belépése 1,4- vagy párhuzamos 1,2- és 1,4-addicióval valósul meg, attól függően, hogy az amino-csoporthoz alifás vagy aromás csoport kapcsolódik. 1H-NMR, COSY-NMR és röntgendiffrakciós vizsgálatokkal igazoltuk a vegyületek szerkezetét.

Megfigyeltük, hogy az anilin származékok esetén az aromás gyűrűhöz kapcsolódó elektronküldő- vagy elektronszívó-csoportok hatással vannak a termék arányra. Így 17 eddig az irodalomban nem ismert vegyületet állítottunk elő. Négy vegyület szintézisét robotizált módszerrel is végrehajtottunk.

[1] (a) S. Sato, T. Sakamoto, E. Miyazawa, Y. Kikugawa, Tetrahedron, 60, 7899 (2004); (b) B. T. Cho, S. K. Kang, Tetrahedron, 61, 5725 (2005); (c) B. Miriyala, S. Bhattacharyya, J. S. Williamson, Tetrahedron, 60, 1463 (2004); (d) R. Apodaca, W. Xiao, Org. Lett., 3, 174 (2001). [2] (a) G. E. Ryschkewitsch, E. R. Birnbaum, Inorg Chem., 4, 575 (1965); (b) R. A. Baldwin, R. M. Washburn, J. Org. Chem., 26, 3549 (1961).

215


ORGA-3

Bifunkciós 1-[2-(trifluormetil)fenil]pirrol származékok szintézise Deák Szilvia, I. évf. gyógyszervegyész-mérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Faigl Ferenc egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Mátravölgyi Béla doktoráns BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék A BME SzKT Tanszékén működő kutatócsoportban már több éve folynak új arilpirrol származékok előállítását és tulajdonságaik vizsgálatát célzó kutatások. Munkám során 1-[(2-(trifluormetil)fenil]pirrol (1) bifunkciós származékainak szintézisét valósítottam meg. Célom volt a 2 vegyületből kiindulva új eljárás kidolgozása a karboxil-csoportok szelektív átalakítására új, optikailag aktív származékok ((+)-3) szintéziséhez. Vizsgáltam továbbá alapvegyületem (1) szelektív brómozási lehetőségeit is. A bevitt brómatomok - fémorganikus úton - különböző funkciós csoportokra történő cseréje révén ugyanis új szerkezetű atropizomereket (4) állíthatunk elő.

( ± )-4

1

R-(+)-2

(+)-3

Kutatócsoportunkban ezidáig 1 olyan amino- és hidroxil-csoportot is tartalmazó származékait állították elő, amelyekben az aminometil-csoport mindig a pirrolgyűrűhöz kapcsolódik. Kísérleteim során a szimmetrikusan szubsztituált diészter származék (3, 3 R =R4= COOMe) fenil-gyűrűhöz kapcsolódó funkciójának szelektív hidrolízisére dolgoztam ki hatékony eljárást. Ezt felhasználva megvalósítottam olyan, eddig még nem ismert szerkezetű származékok jó hozamú szintézisét, melyben a savamid-, illetve az amino-csoport a fenil-gyűrűn keresztül kapcsolódik a molekulához. Kidolgoztam két, különböző szerkezetű dibróm származék (3 és 4, Rn = Br) jó termelésű szintézisét, és az egyik származék (4) halogénatomjainak szelektív cseréjével új származékokat, köztük foszfin típusú vegyületeket állítottam elő. Az előállított vegyületek egyes csoportjai bizonyos reakciókban aszimmetrikus indukcióval rendelkezhetnek, ezért a C1-szimmetriájú katalizátor ligandumok valamint organokatalizátorok egy új csoportját alkothatják.

216


ORGA-4

Imidazo[1,2-b]pirazol-származékok előállítása GBU reakcióval Demjén András, II. évf. vegyész MSc. SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Dr. Wölfling János tanszékvezető egyetemi docens SZTE Szerves Kémiai Tanszék

Az izocianid alapú multikomponensű reakciók (IMCR’s), például az Ugireakció, széles körben elterjedt kémiai módszerek, melyekkel nagy tagszámú, nagy diverzitású, farmakológiailag releváns vegyületkönyvtárak alakíthatóak ki [1]. Az Ugi-reakció egy speciális változata a Groebke-Blackburn-Ugi (GBU) reakció, amellyel amin szubszti-tuált N-heterociklusok intramolekuláris gyűrűzárással biciklusos vegyületekké alakíthatók [2,3]. Figyelembe véve az aminopirazolok meglehetősen hiányos GBU-irodalmi hátterét, célunk volt egy reakciótermék kiválásával járó, hatékony módszer fejlesztése, valamint egy nagy tagszámú vegyületkönyvtár felépítése.

1. ábra. Imidazo[1,2-b]pirazolok előállítása

Eredmények: 36 új imidazo[1,2-b]pirazol-származékot állítottunk elő. A reakciók 30 perc alatt, 31-87% hozammal játszódtak le. Az 1:1 arányú víz/etanol elegy és katalitikus mennyiségű TFA (20 mol%) alkalmazásával a termékeket egyszerű szűréssel és vizes mosással nyertük. A feldolgozás során szerves oldószert nem használtunk. [1] A. Dömling, I. Ugi, Angew. Chem. Int. Ed., 39, 3168-3210 (2000) [2] C. Blackburn et al., Tetrahedron Lett., 39, 3635-3638 (1998) [3] L. El Kaim, L. Grimaud, Tetrahedron 65, 2153–2170 (2009)

217


ORGA-5

4,4,6,6-Tetrametil-4H,6H-pirrolo[1,2-a][4,1]benzoxazepin származékok szintézise Erdélyi Zsuzsa, I. évf. gyógyszervegyész-mérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Faigl Ferenc egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Mátravölgyi Béla doktoráns BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék A pirrolobenzoxazepinek központi idegrendszerre való hatására több példa található az irodalomban. Az alapváz savkatalizált funkcionalizálása sokszor gyenge termeléssel adja a várt terméket, a pirrol-gyűrű savérzékenysége (bomlása) miatt. Ezért a BME SzKT Tanszékén kutatásokat folytatnak pirrolobenzoxazepin-származékok fémorganikus reakciókkal történő előállítására. Megfigyelték, hogy az alapvegyület (2) α-, és/vagy a fenil-gyűrű orto-helyzetébe beépített szubsztituens meggátolja a C-N kötés körüli rotációt. Ennek megfelelően célom volt a 2 vegyület előállítása és szintézisek kidolgozása új, gátolt rotációjú származékok előállítására. N

O

N

O

N

COOH COOH

1

2

R-(-)-3

Kutatómunkám során az 1-fenilpirrolból (1) kiindulva fémorganikus reakcióúton keresztül jó termeléssel állítottam elő a 2 modellvegyületet. A triciklusos vegyület további metallálásával α-, illetve α- és orto-helyzetben egyaránt szubsztituált származékok szintézisét valósítottam meg. Kidolgoztam a kapott karbonsav származékok nagy hatékonyságú elválasztását. Kísérleteket végeztem a racém 3 dikarbonsav enantiomerjeinek (atropizomerek) elválasztására. Vizsgáltam a reszolváló ágens minőségének, a mólarányoknak, az oldószernek, valamint az időnek a szerepét. Előállítottam a tiszta dikarbonsav enantiomereket (pl. (-)-3), és tudományos együttműködés keretében meghatároztuk abszolút konfigurációjukat [1]. A karboxil-funkciók átalakításával a vegyületcsalád több új képviselőjét is előállítottam. [1] Hessz Dóra, Diplomamunka, BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék, 2009.

218


ORGA-6

Nitrilek szintézise oxigéntartalmú heterociklusokból Cu(I)-katalizált mikrohullám-aktivált reakciók segítségével Kondor Zoltán, II. évf. vegyész MSc Debreceni Egyetem Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Dr. Patonay Tamás tanszékvezető egyetemi tanár Debreceni Egyetem Szerves Kémiai Tanszék

Vizsgálataim célja a múlt században felfedezett Rosenmund-von Braun reakció oxigéntartalmú heterociklusos vegyületek terén történő alkalmazhatóságának vizsgálata volt. Ezt a Cu(I) ionok jelenlétében végbemenő szubsztitúciós reakciót eddig alig használták ebben a vegyületkörben, bár az így elérhető nitrilszármazékok értékes kiindulási anyagok bonyolultabb szerkezetű származékok előállítása során. A kiindulási anyagokból Rosenmund-von Braun reakcióval mikrohullámú reaktorban állítottam elő a nitrileket:

R1=H, Ar; R2=H, OH

R1=H, Me, Ph Kísérleteimet a 3-brómflavon, 6-brómflavon, 7-brómflavon, 3-bróm-2metilkromon, 3-brómkromon, 6-brómkromon, 7-brómkromon, 8-brómkromon, 3bróm-4’-metilflavon, 3-bróm-4’-klórflavon, 6-bróm-3-hidroxiflavon, 3-bróm-7metoxiflavon reaktánsokkal végeztem el. Tanulmányoztam a reakciókörülmények hatását és optimalizáltam a feldolgozási módszereket. A bróm-nitril csere lejátszódott a vizsgált vegyületeknél, a flavonszármazékok esetén lényegesen magasabb (~70%-os) hozammal. A keletkezett termékek szerkezetét 1 H-NMR, 13C-NMR, és IR-spektroszkópiás módszerekkel bizonyítottam. Megállapítottam, hogy mikrohullámú aktiválással a reakcióidő lényegesen lecsökkenthető. A reakció kiterjesztése további származékokra és oxigén heterociklusokra folyamatban van.

219


ORGA-7

Xilopiranozilidén-spiro-izoxazolin származékok szintézise Kulcsár László, III. évf. Vegyészmérnök Bsc. DE TEK TTK Témavezető:

Vágvölgyiné Dr. Tóth Marietta egyetemi adjunktus DE TEK TTK Szerves Kémiai Tanszék

Kutatómunkám során a glikogén foszforiláz enzim új szénhidrátanalóg inhibitorainak [1] szintézisét vizsgáltam. Az előállított szénhidrát származékok hozzájárulhatnak a II. típusú diabetes egy hatékonyabb kezelési lehetőségének kifejlesztéséhez, valamint a gátlás mechanizmusának pontosabb feltérképezéséhez. Munkám célja xilopiranozilidén-spiro-izoxazolin származékok szintézise volt, melyek az irodalomból ismert glükopiranozilidén-spiro-izoxazolinokhoz hasonlóan a glikogén foszforiláz enzim hatékony inhibitorai lehetnek. A xilopiranozilidén-spiro-izoxazolinok előállítását a peracetilezett-exo-xilál és az aromás-aldoximokból in situ képzett nitril-oxidok 1,3-dipoláris cikloaddíciós reakciójával terveztük. Ehhez első lépésben szintetizáltuk az 1,2,3,4-tetra-O-acetil-Dxilózt, amit jégecetes hidrogén-bromid oldattal alakítottunk át a 2,3,4-tri-O-acetil-α-Dxilozil-bromiddá. Ezt követően a bróm származékot higany-cianiddal reagáltatva a 2,3,4-tri-O-acetil-β-D-xilopiranozil-cianidot nyertük, melynek Raney-Ni mellett, tozilhidrazin jelenlétében végzett reakciója a C-(2,3,4-tri-O-acetil-β-D-xilopiranozil)aldehid-tozilhidrazont szolgáltatta. Az tozilhidrazon Bamford-Stevens reakciójában előállítottuk a 3,4,5-tri-O-acetil-2,6-anhidro-1-dezoxi-D-glüko-hex-1-enitolt. A benzaldehidet, a 2-naftaldehidet és az 1-naftaldehidet hidroxil-aminnal reagáltatva nyertük az aromás-aldoximokat. Az aldoximokat nátrium-hipoklorit jelenlétében a 3,4,5-tri-Oacetil-2,6-anhidro-1-dezoxi-D-glüko-hex-1-enitollal reagáltatva szintetizáltuk az (1R)2,3,4-tri-O-acetil-1,5-anhidro-D-xilitol-spiro[1,5]-3-aril-4,5-dihidro-izoxazolokat. Végül az enzimkinetikai vizsgálatok elvégzéséhez a Zemplén-módszerrel eltávolítottuk a xilopiranozilidén-spiro-izoxazolinok acetil védőcsoportjait, és így az (1R)-1,5anhidro-D-xilitol-spiro[1,5]-3-aril-4,5-dihidro-izoxazolokat nyertük. [1] Somsák, L.; Czifrák, K.; Tóth, M.; Bokor, É.; Chrysina, E. D.; Alexacou, K. M.; Hayes, J. M.; Tiraidis, C.; Lazoura, E.; Leonidas D. D.; Zographos, S. E.; Oikonomakos, N. G. Curr. Med. Chem., 15, 2933-2983 (2008).

220


ORGA-8

Aminoflavonok és aminosavval kapcsolt flavonok szintézise Buchwald-Hartwig reakcióval Pajtás Dávid, I. évf. Vegyész MSc DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezetők: Prof. Dr. Patonay Tamás tszv. egyetemi tanár DE Szerves Kémiai Tanszék Kutatómunkám során sikerrel alkalmaztam a Buchwald-Hartwig reakciót a 6- és 7brómflavon aminálására számos primer és szekunder alifás (nyílt láncú, gyűrűs) amin, illetve anilinszármazék esetén. Kimutattam, hogy a 7-brómflavon kapcsolása vagy közel azonos, vagy jobb hozammal ment végbe, mint a 6-brómflavon esetében. Bizonyítottam, hogy az alifás aminok α-helyzetű oldalláncai sztérikusan gátolják a kapcsolást, amit a butil-amin izomerek reakcióival igazoltam. Megvizsgáltam a 6- és 7-klórflavon reaktivitását az azonos szubsztitúciójú brómszármazékokhoz képest és igazoltam, hogy a brómflavonok reaktivitása számottevően meghaladja az azonos szubsztitúciójú klórszármazékok reakcióképességét, valamint, hogy a 6-os és 7-es pozíciók reaktivitásbeli különbségei a klórflavonokra fokozottan érvényesek. Kísérleteket folytattam a 7-bróm-4’-metoxiflavon aminálására is, és bebizonyítottam, hogy a B-gyűrűben para helyzetben lévő elektronküldő csoport pozítívan befolyásolta a hozamokat, bár ez a jobb izolálhatósággal is magyarázható. A reakciót kiterjesztettem brómflavonok védett aminosavval történő kapcsolására is. Míg a 7-brómflavon védett aminosavval történő aminálását sikerrel megoldottam, a 6-brómflavon kapcsolására ezidáig nem sikerült megfelelő hozamot eredményező körülményt találnom. A 6-os és 7-es pozíciók közti reaktivitásbeli különbség itt bizonyult a legnagyobbnak. A 6-brómflavon esetében a 7-es pozícióban kapcsolt termék is keletkezett, melynek szerkezetét 1H- és 13C-NMR méréssel egyértelműen igazoltam. Ezt a „halogéntánc” effektussal magyaráztam. Kísérletsorozatot végeztem alternatív bázisok alkalmazhatóságára és ennek eredményeképpen sikerült visszaszorítani az aminosavval kapcsolt termék racemizációját. Eddigi munkám során 41, az irodalomban ismeretlen vegyületet állítottam elő, és szerkezetüket spektroszkópiai módszerekkel igazoltam.

221


ORGA-9

Új dihidro-vindolin származékok szintézise Péter Lilla, I. évf. MSc, Gyógyszervegyész-mérnök szak BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki kar Témavezető: Dr. Hazai László egyetemi magántanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Konzulens: Dr. Szántay Csaba akadémikus BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék A kutatócsoportban korábban már szintetizálták a vindolin 16-os helyzetben aminosavakkal kapcsolt származékait. Ezek közül a 10-brómvindolin triptofánnal összekapcsolt származéka jelentős daganatellenes hatást mutatott. Az irodalmi adatok alapján ismert a dihidrovinblastin is, melynek egyik komponense a 14,15-dihidrovindolin. A dihidrovinblastin esetén gyengébb citosztatikus hatást találtak, mint a vinblastinnál, viszont a toxicitása is kisebbnek bizonyult. Ezen adatok ismeretében célul tűztük ki a 14,15-dihidrovindolin 10-brómszármazékának triptofán-metilészterekkel összekapcsolt származékai (1 és 2) szintézisét. N N

H

H

Br

Br OH OH H 3CO H 3CO

N

N

OH H

CH 3

OC

H N

OH

H CH 3

OC

COOCH3

COOCH3 C

C H

H N

H

D

L 2

1 N H

N H

A dolgozatban bemutatjuk a téma irodalmi hátterét, valamint beszámolunk a szintézis menetéről. Az előállított származékok (1 és 2) farmakológiai vizsgálata jelenleg folyamatban van.

222


ORGA-10

1-Arilftalán származékok előállítása oxa-Pictet-Spengler reakcióval Pilling Dávid, IV. évf. vegyészmérnök BSc DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Dr. Kurtán Tibor egyetemi adjunktus DE TEK TTK Szerves Kémiai Tanszék

Irodalmi analógia alapján vizsgáltuk 1-aril-1,3-dihidroizobenzofurán származékok előállítását különbözőképpen szubsztituált benzilalkoholok és aromás aldehidek oxaPictet-Spengler reakciójával [1]. A 2,5-, 2,3-, és 3,4-dimetoxibenzilalkoholok oxaPictet-Spengler gyűrűzárási reakciója p-toluolszulfonsavval és BF3·OEt2tal nem vezetett a várt dihidroizobenzofurán származékok keletkezéséhez A 3,5-dimetoxibenzil alkoholt választottuk következő kiindulási anyagunknak, melynek a reaktivitása feltehetően a korábbi dimetoxi származékok és trimetoxi származék között lehet. A 3,5-dimetoxibenzil alkoholt reagáltattuk p-nitrobenzaldehiddel és BF3·OEt2 Lewis savval, így alacsony kitermeléssel megkaptuk a kívánt gyűrűzárt terméket. A sikeres gyűrűzáráshoz mind a kiindulási benzil alkohol és az aldehid (v. acetál) reaktivitását meg kellett növelnünk. A termelés javítására két másik Lewis savat (TMSOTf, TiCl4) is alkalmaztunk a gyűrűzárási reakcióban. A TiCl4 esetén jelentős javulást értünk el a kitermelésben. Ezt követően a TiCl4 katalizátorral végeztük el különböző aromás aldehidekkel az oxa-Pictet-Spengler gyűrűzárási reakciót, számos esetben izoláltuk az 1,3-dihidroizobenzofurán terméket, azonban néhány aldehid esetében nem tapasztaltunk átalakulást, így a reaktívabb dimetil-acetállal származékokkal ismételtük meg az oxa-Pictet-Spengler reakciót. Az előállított racém származékokat királis HPLC-én vizsgáltuk és lemértük az elválasztott enantiomerek online HPLC-CD-it, ami lehetőséget nyújtott a kiroptikai adatok és a sztereokémiai közötti összefüggések megfogalmazásához. [1] Guiso, M.; Bianco, A.; Marra, C.; Cavarischia, C. Eur. J. Org. Chem. 2003, 3407.

223


ORGA-11

Kísérletek biológiailag aktív benzo[b]furán vázas természetes vegyületek analogonjainak előállítására Sonogashira keresztkapcsolással Szabados Péter, I. évf. vegyész MSc Debreceni Egyetem Természettudományi és Technológiai kar Témavezető:

Dr. Juhász László egyetemi adjunktus Debreceni Egyetem Szerves Kémiai Tanszék

Az édesgyökérből izolált 2-arilbenzo[b]furán vázas vegyületek (1, 2) jelentős PPARγ agonista hatással rendelkeznek [1], így szintézisükkel, és hatás-szerkezet összefüggés vizsgálatokhoz szolgáló analogonok előállításával felderíthetjük a biológiai hatásért fontos farmakofor egység szerkezetét.

A vegyületek retroszintetikus analízisével meghatároztuk a lehetséges szintézis utakat, és a reakciók kulcslépése a Sonogashira kapcsolásra [2] épülő diaril-acetilének előállítása. Könnyen hozzáférhető vegyületekből modellvegyületeket állítottunk elő a kapcsolási körülmények optimálására. Vizsgáltuk az acetilén komponens (TMS-acetilén; fenil-acetilén); a palládium forrás és a foszfinligandum szerepét a kapcsolási reakciókban. A TMS-acetilén alkalmazásával a kívánt aril-acetilén származékok, és a vizsgálandó gyűrűrendszer előállítását a TMS-acetilén hidrolitikus instabilitása miatt egyenlőre nem sikerült megvalósítani. Fenil-acetilén alkalmazásával optimalizáltuk a 2-arilbenzo[b]furán váz kiépítésére szolgáló „one pot”szintézis utat. A benzokondenzált gyűrűrendszer C-5 pozíciójában lévő prenil oldallánc kiépítésére kettős Wittig-reakción [3] alapuló stratégia kidolgozását kezdtük meg, mely módszerrel biztosíthatjuk a kívánt oldallánc regioszelektív kiépítését a célmolekulákban. [1] Minpei Kuroda, Yoshihiro Mimaki, Bioorg. & Med. Chem. Lett. 13, 4267-4272 (2003) [2] K. Sonogashira et al., Tetrahedron Lett. 16, 4467 (1975) [3] Wittig, U. Schöllkopf, Ber. 87, 1318 (1954)

224


ORGA-12

3-, 4-Brómkumarinok aminokkal lejátszódó Pd-katalizált BuchwaldHartwig kapcsolási reakciójának tanulmányozása Szalóki Dóra, III. évf. kémia BSc DE TEK Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető: Dr. Juhászné Dr. Tóth Éva egyetemi tanársegéd DE Szerves Kémiai Tanszék Az utóbbi évtizedekben számos (hetero)aromáshalogén származékok és különböző nitrogén tartalmú vegyületek (aminok, amidok vagy más N-tartalmú heterociklusok) között lejátszódó átmenetifém katalizált kapcsolási reakciót fejlesztettek ki. Ezen eljárások közül a legkiemelkedőbb a Pd-katalizált Buchwald-Hartwig reakció.[1] Mivel az irodalomban eddig O-tartalmú heterociklusok ilyen típusú kapcsolási reakcióira mindössze néhány példa található, ezért a munkánk során különböző helyzetben szubsztituált 1 bróm-kumarinokat állítottunk elő, majd ezen származékok különféle 2 primer és szekunder aminokkal lejátszódó Pd-katalizált C-N kapcsolási reakcióját tanulmányoztuk.

Br

+ O 1

R1R2NH

O

R1

Pd(0)

N

R2

2

O

O

3

2, 3 R1 R2

Ph 4-Me-C6H4 4-NO2-C6H4 n-Bu i-Bu i-Pr H H H H H H

C6H11 Ph -(CH ) 2 4 H Me

-(CH2)5-

-(CH2)2-O-(CH2)2-

[1] (a) Jiang, L.; Buchwald, S.L. in Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions, 2nd Ed., de Meijere, A.; Diederich, F., Eds., Wiley-VCH, Weinheim, pp. 699-760, (2004). (b) Kienle, M.; Dubbaka, S.R.; Brade, K.; Knochel, P. Eur. J. Org. Chem, 4166-4176, (2007). (c) Hartwig, F. in Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis, Negishi, E., Ed., Wiley-Interscience, New York, 2002, pp. 1051-1096. (d) Muci, A.R.; Buchwald, S.L. Top. Curr. Chem. 219, 131-209, (2002).

225


ORGA-13

Oxigéntartalmú heterociklusos vegyületkönyvtár előállítása robotizált módszerrel Szász Tímea, I. évf. vegyész MSc DE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Kónya Krisztina egyetemi adjunktus DE Szerves Kémiai Tanszék

Munkám során feladatul tűztük ki a 3-aminokromon (1a) és szubsztituált analógjai (1b-e), valamint különböző módon szubsztituált aromás, illetve alifás izocianátok (14) között lejátszódó addíciós reakció tanulmányozását, karbamidszármazékok előállítását. Vizsgálni kívántuk az 1a-e kromonok és a 2,5-hexándion (18), illetve 2,5dimetoxitetrahidrofurán (19) között lejátszódó kondenzációs reakciót 3-(2,5-dimetil-1pirrolil)kromon (20a-e) és 3-(1-pirrolil)kromon (21a-e) előállítása céljából.

1, 20, 21 a b c d e H MeO Cl F Me X

12 22 23 24 25 X H MeO Cl F Me

Az 1a-e 3-aminokromonok és a 14 izocianátok szobahőmérsékleten absz. piridines, absz. toluolos, vagy absz. dioxános oldatban végzett reakciói változó hozammal a megfelelő karbamid származékokat adták, klasszikus és robotizált módszerrel egyaránt. Az előállított 24 karbamid származék az irodalomban eddig ismeretlen vegyület. Sikerült megfelelő reakció körülményt kidolgoznunk 3-(1-pirrolil)- (21a-e), és 3-(2,5dimetil-1-pirrolil)kromon (20a-e) származékok 3-aminokromonokból (1a-e) történő jó hozamú előállítására. Az előállított 10 pirrolil származék az irodalomban szintén ismeretlenek voltak.

226


ORGA-14

A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált új optikailag aktív piridino-18-korona-6-éterek szintézise enantiomer-felismerés tanulmányozása céljából Székely Kata, I. évf. vegyészmérnöki MSc BME Vegyészmérnöki Kar Témavezető:

Dr. Huszthy Péter egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék

A piridingyűrű 4-es helyzetében klóratomot, illetve metoxicsoportot tartalmazó (S,S)-1 – (S,S)-3 enantiomertiszta piridino-18-korona-6-étereket szintetizáltam, majd ezeket olyan származékokká alakítottam, amelyek alkalmassá teszik azokat szilikagélhez történő rögzítésre. Új módszert dolgoztam ki az (S,S)-1 koronaéter szintézisére: a piridingyűrű 4-es helyzetébe a funkcióscsoportot még a makrogyűrű kialakítása előtt vittem be. Ezt a módszert alkalmaztam a (S,S)-2 és (S,S)-3 új koronaéterek szintézisére is. Az (S,S)-1 – (S,S)-3 koronaétereket 4, ill. 5 piridin-2,6-dimetanol-ditozilátból és (S,S)-6, ill. (S,S)-7 tetraetilénglikol-származékból állítottam elő.

Az (S,S)-1 és az (S,S)-3 makrociklusokból a megfelelő aminnal reagáltatva állítottam elő az (S,S)-8 butilamino- ill. az (S,S)-9 benzil-aminocsoporttal szubsztituált koronaétereket, melyek szenzor- és szelektormolekulák kiindulási anyagául szolgálnak.

227

228

Szerves kémia II. tagozat

229


ORGB-1

Királis koronaéterek enantiomer-felismerésének vizsgálata kiroptikai módszerrel Csordás Barbara, II. évf. vegyész MSc ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék Témavezető:

Dr. Farkas Viktor tudományos munkatárs MTA-ELTE Fehérjemodellező Kutatócsoport

Az enantiomer-felismerés alapja, egyben a királis koronaéterek gyakorlati jelentősége is, hogy lehetőséget teremtenek bizonyos racém vegyületek – királis gyógyszeralapanyagok, aminosavak sói és származékai - enantiomerjeinek elválasztására. Manapság rutinszerűen alkalmazott folyadékkromatográfiában, ezen belül HPLC technikában már alkalmaznak koronaéter makrociklusokat. Szilikagélhez kötve királis állófázisok alakíthatók ki, célzottan a protonált primer ammónium- és aminosav sók enantiomerjeinek elválasztására [1]. Ma, a széleskörűen alkalmazott szerkezetvizsgáló módszerek közül a kiroptikai módszerekkel hatékonyabban tanulmányozhatók és ismerhetők fel a kiralitással összefüggő tényezők. Az ECDspektroszkópia alkalmazhatóságának egyik fő területe a biomolekulák, biomolekuláris kölcsönhatásának, abszolút konfigurációjának, konformációs mozgékonyságainak, annak környezeti hatásainak tanulmányozása. [2]. Kutatásaim során modellvegyületként alkalmazott királis koronaéter gazdamolekula származékok protonált szerves ammóniumsókkal, valamint egy aminosav-észterrel alkotott komplexeinek, enantioszelektivitását vizsgáltam. ECD-spektroszkópiával 1:1 sztöchiometriájú komplexek spektrumát vizsgáltam, a piridingyűrűhöz 4’-helyzetben bróm-, klór-, ciano-, valamint metoxi-szubsztituens komplexképződésre gyakorolt hatásának meghatározására törekedtem. Célom volt még deprotonálható koronaéterek, mint folyadéktömb-membrán transzportban részt vevő jelölt ionofórok vendégmolekulákkal alkotott komplexeinek vizsgálata, gyűrűikbe épített foszfinsav/etil-foszfinát csoport, valamint kiralitáscentrumaik oktil- és metilcsoportjaik szerepének, továbbá a gazdamolekulák különböző oldószerekben mutatott viselkedésének tanulmányozása.

[1] Seyhan, S., Turgut, Y., Merdivan, M., Hosgören, H., Tetrahedron: Asymmetry, 17, 1700-1704 (2008) [2] Steed, J. W., Atwood, J. L., Supramolecular Chemistry: An Introduction; Wiley & Sons Ltd., (2000)

230


ORGB-2

Szekunder alkoholok lipáz-katalizált kinetikus reszolválása szakaszos és folyamatos átfolyásos reakciókban Dorkó Zsanett, I. évf. gyógyszervegyész-mérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Hornyánszky Gábor egyetemi adjunktus BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Dr. Poppe László egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Napjainkban egyre fontosabbá válik a tiszta enantiomerek előállítása, ennek egyik ígéretes módszere az enzimkatalizált kinetikus reszolválás. Ezek többségét szakaszos módszerrel valósították meg, de automatizálhatóságuk miatt valószínűsíthető a folyamatos reaktorok térnyerése. AcO

HO

HO X

lipáz vinil-acetát

X

rac-21a-f

HO

(S)-21a-c (R)-21d-f lipáz vinil-acetát

Br

rac-23

X

+

(R)-22a-c (S)-22d-f

HO

AcO +

Br

Br

(S,S)-23

21,22 a b c d e f

X -CH2-CH2CH2-CH2CH2CH2-OCH2O-OC(CH3)2O-O(H)C(C6H5)O-

(R,R)-24

1. ábra: Racém cikloalkanolok lipáz-katalizált kinetikus reszolválása

Munkánk során racém gyűrűs szekunder alkoholok enzimatikus reakcióit vizsgáltuk szakaszos és folyamatos technológiával. A folyamatos reaktorban végzett reakciók produktivitása rendre nagyobbnak bizonyult, míg a szelektivitás a két módban hasonlónak adódott. Megállapítottuk, hogy a gyűrű tagszáma jelentősen befolyásolja az enzimek aktivitását és szelektivitását. Az enzimatikus reakciókat továbbá nem csak az aszimmetriacentrummal szomszédos szubsztituens mérete befolyásolja, hanem a szomszédos szénatom hibridállapotának is komoly hatása van. Az eredmények egy közlemény alapját képezik [1]. [1] Tomin, A.; Hornyánszky, G.; Kupai, K.; Dorkó, Zs.; Ürge, L.;Darvas, F.; Poppe, L.: Process Biochemistry 45, 859-865 (2010)

231


ORGB-3

Királis savamidok előállítási lehetőségeinek vizsgálata kemo-enzimatikus kaszkád rendszerben Falus Péter, II. évf. vegyészmérnöki MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető: Dr. Poppe László egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék A XXI. században a szerves kémia egyik legnagyobb kihívása a biológiailag aktív vegyületek gazdaságos szintézise. A gyógyszeripar mellett a műanyag-, kozmetikai- és élelmiszeriparban is rendkívül fontos az enantiomerek nagytisztaságú előállítása, hiszen a felesleges enantiomer jelenléte akár jelentős problémákat okozhat (Contergan). Az optikailag aktív aminok, melyek gyógyszerhatóanyagok fontos építőkövei lehetnek, egyik korszerű és környezetbarát előállítási lehetősége a folyamatos reaktorban történő enzimkatalizált kinetikus rezolválás. Munkám során különböző racém aminok folyamatos reaktorban történő enzimkatalizált acilezésének körülményeit vizsgáltam Candida antarctica B lipázzal (CalB), az oldószer, az acilezőszer és a hőmérséklet, mint paraméterek függvényében. Az enantiomer szelektivitás hőmérséklettől való függésében a várt monoton csökkenés helyett 40°C körül maximumot találtam a vizsgált -10–60°C-os intervallumban. Emellett új módszert dolgoztam ki az aminok, mint kiindulási anyagok ketonból történő reduktív aminálására egylépéses reakcióban, az eredeti Leuckart és LeuckartWallach reakciók módosításával. Az oxocsoport helyzetétől függően különböző ketonokat vizsgáltam, mely ketonok között volt alifás, cikloalifás, aromás és heteroaromás is. A reakciót ammónium-formiáttal különböző fémkatalizátorok jelenlétében, különböző hőmérsékleteken valósítottam meg, melynek során vizsgáltam a víz reakcióra gyakorolt hatását is. Megfigyeléseim szerint az aromás gyűrűhöz képest α-helyzetben lévő oxocsoport esetében a Zn, míg a többi esetben a Pd/C katalizátor melléktermék nélkül képzi a kívánt amint. A Pd/C katalizálta reakciókat folyamatos, átfolyásos reaktorban is megvalósítottam.

232


ORGB-4

Szteránvázas azidok réz-katalizált 1,3-dipoláris cikloaddíciója egyszerű alkinekkel és ferrocénszármazékokkal Fehér Klaudia, III. évf. vegyészmérnök BSc PE Mérnöki Kar Témavezetők: Skodáné Dr. Földes Rita egyetemi tanár PE Szerves Kémia Intézeti Tanszék Balogh János tudományos segédmunkatárs PE Szerves Kémia Intézeti Tanszék Az 1,3-dipoláris cikloaddíció különféle öttagú heterociklusok kialakítására alkalmas módszer. Azidok és alkinek reakciójában 1,4- illetve 1,5-diszubsztituált, regioizomer 1,2,3-triazolok keletkeznek. Réz katalizátor alkalmazásával a reakció szelektíven az 1,4-diszubsztituált származékot eredményezi. A módszer előnye, hogy a legtöbb esetben enyhe reakciókörülmények között végrehajtható és kitűnő hozammal szolgáltatja a termékeket. Kutatásaim során szteránvázas azidok réz-katalizált reakcióját vizsgáltam különféle alkin reakciópartnerekkel. Bár az oldalláncban heterociklust tartalmazó szteroidok sok képviselője rendelkezik kedvező biológiai hatással, a réz-katalizált azid-alkin cikloaddíciót csak néhány esetben használták hasonló típusú vegyületek előállítására. Reakciópartnerként az egyszerű alkinek mellett ferrocéntartalmú vegyületeket is alkalmaztam. A szteroid—ferrocén konjugátumok elektrokémiai detektálásra alkalmasak, így az előállított vegyületek bioszenzorok alapelemei is lehetnek. OH

OH

CuSO 4. 5H 2O, Na-aszkorbát

HC C

N3

+

Fe

CH 2Cl2/H 2O, Ar-atm, szobahõm.

N N N

Fe

A szteránvázas azidokat a megfelelő epoxidokból szintetizáltam. Az egyik ferrocéntartalmú alkint is magam állítottam elő Co-katalizált karbonilezési reakcióval. A termékek szerkezetét különféle spektroszkópiai módszerekkel igazoltam. Megállapítottam, hogy a reakció mind ferrocént tartalmazó, mind pedig egyszerű, nem ferrocéntartalmú alkinekkel jó hozammal kivitelezhető.

233


ORGB-5

Gátolt térhelyzetű azidoszteroidok 1,3-dipoláris cikloaddíciója Görbe Tamás, I. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Schneider Gyula egyetemi tanár SZTE Szerves Kémiai Tanszék

A 17α- és 17β-azidoandroszt-5-én-3β-olok (1, 4) terminális acetilént tartalmazó reagensekkel végzett dipoláris cikloaddíciója jó lehetőséget kínál a megfelelő 17α- és 17β-triazolil származékok (2a-b, 5a-b) előállítására. A hasonló szerkezetű, 17helyzetben exo-heterociklust tartalmazó szteroidok gátolják az androgénfüggő betegségek, így a benginus prostata hyperplasia kialakulását.

Azt találtuk, hogy a 17α- és 17β-azido-androszt-5-én-3β-ol (1, 4) homogénfázisban, Cu(I)I jelenlétében végrehajtott cikloaddíciója mérsékelt termeléssel vezetett a megfelelő 17α- és 17β-triazolil származékokhoz (2a-c, 5a-c). A homogén reakcióban alkalmazott bázis minőségétől függően ugyanakkor jelentős mennyiségű nyílt láncú vegyület (3a-b, 6a-b) képződését is tapasztaltuk. Az 1,3-dipoláris cikloaddició során kapott vegyületek képződését 1 13 értelmeztük, szerkezetüket Hés C-NMR felvételekkel, és tömegspektroszkópiás méréssel igazoltuk. 234


ORGB-6

16β β-Triazolilmetil-androsztének szintézise 1,3-dipoláris cikloaddícióval Kovács Dóra, II. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezetők: Dr. Wölfling János tanszékvezető egyetemi docens Kádár Zalán PhD hallgató SZTE Szerves Kémiai Tanszék Munkánk során új, 4-es helyzetben szubsztituált 16β-triazolilmetil oldalláncot tartalmazó androszténszármazékok előállítását tűztük ki célul. A szintézist 3β-hidroxi16-hidroximetilidénandroszt-5-én-17-onból kiindulva, hat reakciólépésen keresztül, lineáris szintézisúton hajtottuk végre. Első lépésben a 3β-hidroxi-16-hidroximetilidénandroszt-5-én-17-ont acetileztük, majd a termék redukciójával a 16-os és a 17-es helyzetben hidroxil-csoportot alakítottunk ki. A kromatográfiás tisztítás útján kinyert 4-es vegyületet szelektíven jódoztuk, majd a beépített jódot nátrium-aziddal azidocsoportra cseréltük (6). A terméket különböző szubsztituenseket tartalmazó terminális acetilénekkel, Cu(I)katalizátor jelenlétében regioszelektív 1,3-dipoláros cikloaddíció útján reagáltattuk. A klikk-reakció során keletkezett 3β-acetoxi-16β-triazolilmetil-androsztének (7a-h) bázikus közegű hidrolízisével, jó hozammal jutottunk a megfelelő célvegyületekhez (8a-h). OH OH

OH

OH I

I2 / PPh3

N3

NaN3 / DMF

Im / CH2Cl2 AcO 4 N

6

R

6

5

OH N N

N OH N N

R KOH / MeOH

Cu(I) HO 7a-h

8a-h

R

7, 8 a b c d e f g h

R Ph m-Me-C6H4 p-Et-C6H4 p-tBu-C6H4 o-MeO-C6H4 p-F-C6H4 m-NH2-C6H4 2-piridil

235


ORGB-7

Kísérletek D-glüko- L-ido konfigurációs átalakításra konformációs inverzióval Kovács Tamás IV. évf. Gyógyszerész DE Gyógyszerésztudományi Kar Témavezető:

Dr. Borbás Anikó tudományos főmunkatárs DE Szerves Kémiai Tanszék

A heparin egy véralvadásgátló hatással rendelkező poliszacharid, mely az antritrombin-III aktiválása révén fejti ki hatását. Szintetikus heparinoidok előállítása során komoly problémát jelent az L-iduronsav építőelem szintézise, így célul tűztük ki új, hatékony L-iduronsav előállítási módszerek kidolgozását. Az L-idóz csak az 5-ös szénatom konfigurációjában tér el a D-glükóztól, így kézenfekvő a szintézist D-glükózból kiindulva megvalósítani. A C-5 konfigurációs inverzióhoz nagy térkitöltésű szomszédos szilil csoportokkal 1 C4 konformációban rögzített [1] glükuronsav-származékot állítottunk elő; ebben a konformációban az L-ido konfiguráció energetikailag kedvezőbb a D-glüko konfigurációnál, a karboximetil-csoport ekvatoriális térállása miatt. Az epimerizációt lúgos közegben deprotonálással kívántuk végrehajtani. A reakció feltétele, hogy C-5 szomszédságában elektronszívó csoport legyen, így az 5-ös hidrogén lazítottá válik, és így lehasítható. A β-elimináció kiküszöbölése érdekében a 4-OH csoportot szabadon hagytuk. A deprotonálási kísérleteket NaOMe-tal metanolban [2], valamint Li-diizopropilamiddal tetrahidro-furánban hajtottuk végre. COOMe

R

R

OTIPS MeOOC

O

OH

OTIPS

OTIPS

O

OH

OTIPS

R= SPh v. OPMP TIPS= triizopropil-szilil [1] Yamada, H., Tanigakiuchi, K., Nagao, K., Okajima, K., Mukae, T. Tetrahedron Lett. 45, 9207-9209 (2004) [2] Westerduin, P., van Boeckel, C. A. A., et al. Bioorg. Med. Chem. 2 1267–1280 (1994)

236


ORGB-8

Androsztán vázas karbonsavamidok szintézise palládiumkatalizátorok jelenlétében Pálinkás Noémi, II. évf. kémia BSc PTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Kollár László egyetemi tanár PTE Szervetlen Kémia Tanszék

Az átmenetifém-organikus kémia az elmúlt ötven évben látványos fejlődésen ment keresztül, és manapság már általánosan alkalmazzák a szintetikus szerves kémiában, ahol áttörést jelentenek a különböző átmenetifémek jelenlétében lejátszódó homogénkatalitikus reakciók. Ezekben a reakciókban a kiindulási anyag és a katalizátor azonos fázisban van. Ma már ritkán találkozunk olyan újszerű szintetikus reakcióval, ahol a homogén katalízis nem játszik szerepet. A dolgozat alapvető célja az androsztán vázas vegyületek homogénkatalitikus aminokarbonilezési reakciói, azaz a szteránváz új funkciós csoportjainak olyan homogénkatalitikus úton történő kiépítése, melyet hagyományos szintetikus módszerekkel nem, vagy csak igen körülményesen, több lépésben lehetne elvégezni. A kapott származékok a 3-as és a 17-es pozícióban tartalmaznak szubsztituenseket. Ezek a származékok a bizonyítottam 5α-reduktáz inhibítor sajátságú vegyületek analógjainak tekinthetők. Megállapítást nyert, hogy a hidrazon-jódalkén reakcióúton előállított származékok palládium-katalizátorok jelenlétében aminokarbonilezési reakcióba vihetők, így a 3-as és a 17-es pozícióban azonos karbonsavamid funkciós csoportok nyerhetők. Ez primer és szekunder aminokkal is sikeresnek bizonyult. További cél volt a 3-as pozíció etilén-ketál formájában történő ideiglenes védése a 3,17-diketál intermedieren keresztül, majd a már említett hidrazon-jódalkén úton előállt a kívánt 17-jódvinil-3-(etilén-ketál) származék. Ezt a vegyület terc-butilaminnal homogénkatalitikus aminkorbonilezési reakcióba vihető, palládium-katalizátorok mellett. Ezt követően a ketál hidrolízisével visszaállt a kiindulási 3-keto-4-én szerkezeti egység. Végül a 3-as helyzetben egy, a 17-es pozícióban található karbonsavamidtól különböző amid funkciós csoport kialakítása, azaz ’vegyes’ diamidok nagyhatékonyságú szintézise. A termékek azonosítását különböző analitikai módszerek segítették (1H- 13C- NMR, GC-MS, IR).

237


ORGB-9

D-glükóz-alapú koronaéterek szintézise és alkalmazása aszimmetrikus Michael-addícióban Sóti Péter Lajos, II. évf. vegyészmérnöki MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Bakó Péter egyetemi magántanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék

Munkám során néhány különböző gyűrűnagyságú, D-glükózból felépülő királis koronaétert szintetizáltam. Előállítottam az α-D-glükopiranozidból és β-Dglükopiranozidból felépülő monoaza-15-korona-5 típusú lariát étereket (1 illetve 2) több lépésben, valamint α-D-glükopiranozidot és antrakinon vázat tartalmazó makrociklusokat melyek alkalmasak lehetnek UV, illetve fluoreszcencia spektroszkópiás vizsgálatokra.

Az 1, 2 vegyületeket és korábban szintetizált királis koronaétereket fázistranszfer katalizátorként alkalmaztam aszimmetrikus reakciókban. A koronaéterek akkor alkalmasak erre a célra, ha a reakció mechanizmusában egy komplexszálásra alkalmas fémion is szerepet játszik. Ilyen reakciók a Michael-addíciók. Ezek között találtunk egy reakciót melyben a monoszacharid-alapú koronaéterek jelentős aszimmetrikus indukciót tudtak kifejteni. A C-H savas dietil-2-acetamidomalonátot β-nitrosztirolra és szubsztituált származékaira addícionáltattam, szilárd-folyadék heterogén fázisú reakciókban. A folyadék fázist a szerves oldószerben oldott reaktánsok képezték, a szilád fázis pedig a bázisként használt nátrium-karbonát volt. Az optikai tisztaság meghatározása királis HPLC-vel történt. Legjobb hatású katalizátornak 1 vegyület bizonyult, melynek jelenlétében 34-87%, optimális oldószerelegy esetén 99% enantiomer felesleggel nyertem a Michael adduktot.

238


ORGB-10

Szénhidrát alapú koronaéterek szintézise és alkalmazása aszimmetrikus Darzens-kondenzációkban Szabó Tamás, I. évf. Gyógyszervegyész-mérnök MSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezető:

Dr. Bakó Péter egyetemi magántanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék

Munkám célja volt monoszacharid alapú koronaéterek királis fázistranszferkatalizátorként való alkalmazását vizsgálni α-klóracetil-tiofének és különböző aromás aldehid-származékok Darzens-kondenzációjában folyadék-folyadék kétfázisú rendszerben (1. ábra). O

O

O N

O

O

O

Cl +

OH

Ar

O

O

1

toluol kat.

O

R

H

30%NaOH

Ar

H R

H O

O

R: 2-;3-tienil, Ar: aromás csoport 1. ábra

Szintetizáltam egy α-D-glükopiranozidból felépülő monoaza-15-korona-5 típusú makrociklust négy lépésben, ismert módszerek alapján, majd ennek mintájára előállítottam egy arabinopiranozidból felépülő lariát étert (1) amely az irodalomban ismeretlen volt. Vizsgáltam ezen katalizátorok aszimmetrikus indukcióját különböző fázistranszfer reakciókban. Előállítottam a Darzens-kondenzációk kiinduló vegyületeit, két α-klóracetil-tiofén izomert. Vizsgáltam a 2-klóracetil-tiofén 2-metilbenzaldehiddel lejátszódó aszimmetrikus Darzens-kondenzációját fázistranszfer-reakcióban több cukoralapú koronaéter katalizátor jelenlétében. A legjobb katalizátor a α-D-glükóz-alapú nitrogénen hidroxipropil-csoporttal szubsztituált molekula volt (64% ee). Vizsgáltam továbbá a 2-klóracetil-tiofén Darzens-kondenzációját szubsztituált benzaldehid-származékokkal, valamint egyéb aromás aldehidekkel. A legnagyobb optikai tisztaságot piperonálból kiinduló reakcióban értem el (85% ee). Röntgendiffrakcióval sikerült meghatározni a 2-Me-benzaldehiddel, és piperonállal keletkező tiszta enantiomerek abszolút konfigurációját, ami (2R,3S)-nek bizonyult. Összehasonlíva a 2- és 3-klóracetil-tiofénből kiinduló Darzens-kondenzációkat megállapítható, hogy az utóbbi reagenssel kisebb optikai termeléseket tapasztaltam.

239


ORGB-11

Szteroid-ferrocén konjugátumok előállítása Szánti-Pintér Eszter, ІІ. évf. vegyész MSc PE Mérnöki Kar Témavezető:

Skodáné Dr. Földes Rita egyetemi tanár PE Szerves Kémia Intézeti Tanszék

A szteroid-ferrocén konjugátumok több szempontból is jelentősek lehetnek: bizonyították folyadékkristályos viselkedésüket, antibakteriális hatásukat. A ferrocén jelenléte az emberi szervezetben előforduló szteroidhormonok elektrokémiai detektálását is lehetővé teszi. Másrészt a szteroidok heterociklusos származékai kedvező biológiai aktivitással rendelkezhetnek, 1,2,3-triazolilcsoportot tartalmazó vegyületek esetén HIV-ellenes, antibakteriális, allergiaellenes, béta-laktamáz inhibitor hatást mutattak ki. Munkám során célom hasonló vegyületek előállítása volt olyan homogénkatalitikus reakciókkal, melyeket korábban nem alkalmaztak szteroid és ferrocén összekapcsolására. Kezdetben jód-ferrocén és etinil-szteroidok palládium-katalizált, karbonilezési körülmények között lejátszódó Sonogashira kapcsolási reakcióját vizsgáltam, mivel az így keletkezett alkinil-ketonok kiindulási vegyületet szolgáltathatnak heterociklusos származékok előállításához. A termékek azonban nem minden esetben keletkeztek jó hozammal, így a kapott vegyületek továbbalakítása heterociklust tartalmazó vegyületté jelentős anyagveszteséggel járt volna. Ennek kiküszöbölésére egy másik reakcióutat választottam, a réz-katalizált azid-alkin cikloaddíciót, mellyel közvetlenül jutottam heterociklust tartalmazó származékokhoz. Elsőként rendelkezésemre álló etinil-szteroidokkal, valamint általam előállított ferrocén-azid származékkal vizsgáltam a cikloaddíciós reakció lejátszódását. További, új alkinil-szteroidokat magam állítottam elő aminokarbonilezési reakcióval. Az azidalkin cikloaddíciós reakcióban az alkinil-szteroidok jelentős átalakulást mutattak a Sonogashira kapcsolási reakcióhoz képest. A kapott termékek új vegyületek, melyek biológiai hatással rendelkezhetnek. A reakciók lejátszódását vékonyréteg-, illetve gázkromatográfiás módszerrel követtem. Az általam előállított vegyületek szerkezetét 1H-NMR, 13C-NMR spektroszkópiával, illetve tömegspektrometriával igazoltam.

240


ORGB-12

Foszfán-foszforamidit ligandumok szintézise és alkalmazása aszimmetrikus allil-helyzetű szubsztitúciós reakciókban Tóth Attila, V. évf. vegyészmérnök BSc PE Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Bakos József egyetemi tanár Balogh Szabolcs PhD hallgató PE Szerves Kémia Intézeti Tanszék Az optikailag aktív vegyületek gyakran biológiailag is aktívak. A szintetikus úton előállított királis molekulák elsősorban a gyógyszeripar számára jelentősek. A szintézisek során a szelektivitás és a gazdaságosság mellett a zöld kémia 12 alapelvének alkalmazása is fontos tényezővé vált. Az aszimmetrikus allil-helyzetű szubsztitúció (1. ábra) általános eljárás szén-szén, illetve szén-heteroatom kötések kialakítására [1].

1. ábra Allil-helyzetű szubsztitúció

Átmenetifém-katalitikus aszimmetrikus allil-helyzetű szubsztitúció során a fématomhoz koordinálódó királis módosító ligandum optikai tulajdonságokat örökít át a szubsztrátumnak, így racém elegyből kiindulva az egyik enantiomer képződése túlsúlyba kerül. A nemrég felfedezett foszfán-foszforamidit típusú ligandumok [2] eredményesen alkalmazhatók homogénkatalitikus aszimmetrikus reakciókban. Kutatásunk során új, kétfogú, C1 szimmetriájú foszfán-foszforamidit ligandumokat szintetizáltunk. A ligandumok és komplexeik különös előnye az, hogy levegőn igen stabilisak, kiemelkedő katalitikus eredményeket nyújtanak enantioszelektív szintézisekben. Munkám során az új ligandumokkal módosított Pd-komplexek katalitikus tulajdonságait vizsgáltam allil-típusú szubsztitúciós reakciókban. A kísérletek alapján megállapítottam, hogy az új katalitikus rendszer az eddig ismert katalizátorokkal megközelítőleg azonos szelektivitású, de aktivitása kiemelkedő. [1] B. M. Trost, Chem. Pharm. Bull., 50, 1-14 (2002) [2] X. Jia, X. Li, W. S. Lam, S. H. L. Kok, L. Xu, G. Lu, C.-H. Yeung, and A. S. C. Chan, Tetrahedron: Asymmetry, 15, 2273–2278 (2004)

241


ORGB-13

Diasztereoszelektív azetidin szintézis Turczel Gábor, IV. évf. vegyészmérnök BSc BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Témavezetők: Dr. Faigl Ferenc egyetemi tanár BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék Kovács Ervin doktoráns BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék A kutatócsoportban végzett munkám során cisz-2,3-diszubsztituált-oxirán származékok (2) lítium-diizopropilamid és kálium-terc-butoxid keverékével (LiDAKOR szuperbázissal) kiváltott izomerizációját, illetve az izomerizáció diasztereoszelektivitását vizsgáltam. A fémorganikus reakcióhoz szükséges kiindulási anyagokat több lépésen keresztül állítottam elő az 1 intermedieren keresztül. Így több, eddig az irodalomban ismeretlen vegyületet is szintetizáltam. O

OTr

HNRR' OTs

KI, DMF

1

O

OTr

R 2

N

R'

R= R= R= R=

Me Et Bn Me

R' = Bn R' = Bn R' = Bn R' = allil

vagy R-N-R' = HN OMe

HN

OMe

A 2 oxiránok szuperbázissal kiváltott gyűrűzárási reakciójáról megállapítottam, hogy a vizsgált esetekben a metallálás mindig az aminocsoporthoz kapcsolódó benzil helyzetű szénatomon történt és a keletkezett fémorganikus vegyület intramolekuláris reakcióban, sztereoszelektív módon olyan új azetidin-származékokat szolgáltatott, amelyekben az azetidingyűrű 2- és 3-helyzetű szubsztituensei kizárólag transztérállásúak voltak. Az azetidinek szerkezetét két dimenziós NMR spektroszkópiai mérésekkel támasztottuk alá az alábbi három származék esetében. OH

O

LiDA-KOR

∗

TrO

∗

-78 C, THF OTr

R

N

Ph

Ph

R=Me R=Et R=Bn

∗

N R

Előállítottam az N-Boc védett és a nitrogénen allil és metil helyettesítőket tartalmazó oxiránokat is. Az N-Boc-származékot a fentiekkel azonos körülmények között, az N-allil származékot pedig LiC-KOR szuperbázissal izomerizáltam azetidinné.

242

Szerves kémia III. tagozat

243


ORGC-1

ACC-Oxidáz enzim működési mechanizmusának vizsgálata Bogáth Dóra II. évfolyam kémia BSc PE Mérnöki Kar Témavezetők: Dr. Kaizer József egyetemi docens Dr. Baráth Gábor PE Szerves Kémia Intézeti Tanszék Az etilén növényi hormon, a gyümölcsök érését gyorsítja, és a növények virágzására hat. A magvak csírázását, és a hagymák, gumók kihajtását befolyásolja. Az etilént a kertészetben és a gyümölcstermesztésben is felhasználják hormonhatása miatt, mivel a zölden szedett gyümölcsöknek (például a banánnak) segíti az utóérését, és időzíthető vele egyes dísznövények virágzása (bizonyos határok között). A növényekben az etilén bioszintézisének utolsó lépése az 1-aminociklopropán-1karbonsav (ACC) átalakítása, melyet az ACC-Oxidáz enzim katalizál (1) [1].

CO2- ACC Ox NH 3+ 2 H+ + 2 e-

+ HCN + CO2

(1)

Az enzim röntgendiffrakciós mérései alapján az aktív centrumban a központi fémhez 2 hisztidin és egy aszparaginsav (2N, 1O) koordinálódik egyfogú ligandumként [2]. Az irodalomban csupán néhány példa található vastartalmú enzim-szubsztrát komplexre, amelyek oxidációja etilént eredményez, katalitikusan működő rendszer azonban ezidáig nem ismert [3]. Vizsgálatainkat 2-amino-izovajsavval (AIB) – amely alternatív szubsztrátum-ként szolgál a fenti enzimreakció modellezésére –, 1-aminociklopropán-1-karbonsavval (ACC) és alaninnal (ALA) is elvégeztük. Katalizátorként [FeIII(salen)Cl] komplexet (salenH2: szalicilsav-etiléndiamin), oxidálószerként pedig hidrogén-peroxidot használtunk. A reakciók nyomonkövetése és a termékek azonosítása gázkromatográfiás módszerrel történt. Az eredmények alapján megállapítható, hogy mindhárom esetben az enzimatikus útnak megfelelő termékeket kaptuk. A részletes reakciókinetikai vizsgálataink alapján javaslatot tettünk a reakció(k) lehetséges mechanizmusára vonatkozólag. [1] D. O. Adams, S. F. Yang, PNAS, 76, 170 (1979) [2] Z. Zhang, J. S. Ren, I. J. Clifton, C. J. Schofield, Chem. Biol., 11, 1383 (2004) [3] Y. Nishida, T. Akamatsu, T. Ishii, Y. Oda, J. Chem. Soc. Chem. Commun., 496 (1992)

244


ORGC-2

Nitroxidokkal módosított rezveratrolok szintézise és vizsgálata Borza Erzsébet, IV. évf. gyógyszerész PTE Általános Orvostudományi Kar Témavezető:

Dr. Kálai Tamás egyetemi tanár Szerves és Gyógyszerkémiai Intézet

Heck-, Suzuki- és Wittig-reakcióval új, nitroxidokkal [1] és diamágneses elővegyületeikkel (pre-nitroxidokkal) módosított rezveratrolokat állítottunk elő. Vizsgáltuk a vegyületek ABTS-gyökkation [2] redukáló képességét. Az in vitro mérések alapján megállapítottuk, hogy: minél több fenolos OH-csoport található a vegyületen, annál hatékonyabb antioxidáns (elektron- és H+-donor) a nitroxidok és az N-hidroxilamin elővegyületek is rendelkeznek a fenolos hidroxilcsoporthoz hasonló antioxidáns hatással a rezveratrol analogonok elérték, illetve meghaladták a rezveratrol antioxidáns aktivitását.

OR OH

RO

RO RO N

N

Q

Q Q

H, OH, O .

R H, CH3

[1] Hideg, K., Kálai, T., Sár, P. C. J. Heterocyclic Chem. 42, 437-450 (2005). [2] Re, R., Pellegrini, N., Prottegente, A., Pannala, A., Yang, M., Rice-Evans, A. Free Rad. Biol. Med. 26, 1231-1237 (1999).

245


ORGC-3

Bioortogonális ligációra alkalmas tirozin-jelölő molekulák szintézise Cserép Balázs Gergely, II. évf. vegyész MSc ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Kele Péter egyetemi adjunktus ELTE Kémiai Intézet

Biopolimerek in vivo fluoreszcens jelölésére és nyomon követésére a leghatékonyabb módszerek a bioortogonális ligáción alapuló eljárások. A jelenleg ismert bioortogonális reakciók közül a legelterjedtebbek és sebességüket figyelembe véve az egyik leggyorsabbak az úgynevezett Cu(I) katalizált alkin-azid 1,3 dipoláris cikloaddíciók (CuAAC). A bioortogonális ligációk fontos feltétele, hogy a jelzővegyületek csak a célvegyület megfelelő funkciós csoportjával reagáljanak. Tekintve, hogy a természetes vegyületekben számos funkciós csoport található, célszerű az érdeklődésünk központjában álló biovegyületet előzőleg olyan mesterséges vegyülettel, kémiai hírvivővel módosítani, ami a természetben ritkán előforduló funkciós csoportot tartalmaz, amely a továbbiakban szelektíven módosítható a jelzővegyülettel. A költségek és a lehetőségek tekintetében érthető, hogy a peptid- és fehérjekutatásokban az egyes aminosavakra specifikus, azaz csak a célzott oldallánccal reagáló funkciós csoportokkal ellátott jelölőmolekulákra való igény az utóbbi években egyre nő. Munkám során a közelmúltban megjelent eredmények alapján tirozin-specifikus módosítást lehetővé tevő kémiai hírvivők szintézisét valósítottam meg allil-acetát funkciós csoport fel-használásával. Munkám eredményeként előállítottam egy Tyrspecifikus motívumot tartalmazó mega-Stokes fluorofórt (1), ezt követően pedig olyan bifunkciós kémiai hírvivőket szintetizáltam, melyek a Tyr-specifikus funkció mellett azid (2), illetve alkin csoportot (3) tartalmaztak. Ezen kémiai hírvivővegyületek a tirozin módosítást követően a továbbiakban CuAAC reakcióval fluoreszcens jelzővegyülettel kapcsolhatóak.

246


ORGC-4

Molekuláris motorok építőelemeinek az előállítása és jellemzése Dénes Emese, IV. évf. vegyészmérnöki BSc Babeş–Bolyai Tudományegyetem, Kémia és Vegyészmérnöki Kar Témavezetők: Dr. Grosu Ion egyetemi professzor Babeş–Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár, Kémia és Vegyészmérnöki Kar, Szerves kémia tanszék Cîrcu Monica doktorandus Babeş–Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár, Kémia és Vegyészmérnöki Kar, Szerves kémia tanszék A biológiai folyamatok, amelyek egyre inkább modellt képeznek a kémiai folyamatok esetében is, kiemeltek olyan rendszereket, amelyek segitségével molekuláris (szupramolekuláris) szinten a hagyományos energiaformák átalakíthatóak mechanikai munkává. Ezekből a példákból kiindulva kutatócsoportunk is ilyen, úgynevezett technomimetikus molekulák előállításával foglalkozik. Ezek a molekuláris motorok két részből állnak: egy pedálból és egy nyújtható egységből, ezeket pedig egy linker köt össze. A pedál rész akiválható úgy kémiailag mint fotokémiailag és két formája lehet: egy zárt és egy nyitott, ez a strukurális változás a pedál szintjén meghatároz egy strukturális változást a nyújtható egység esetében is. Az alábbi dolgozat célja olyan molekulák bemutatása, amelyek nyújtható egységként funkcionálhatnak, előállításuk és jellemzésük. Ebben az esetben az alábbi molekula:

Nyújtható egységként funkcionáló dioxán származék

ahol az R=CH3 , R1=CH2OH, tölti be a nyújtható egység szerepét.

247


ORGC-5

Poli-N-acetil-β-(1→6)-D-glükózamin hexaszacharid fragmensének szintézise és konjugálása fehérjéhez Eszenyi Dániel, I. évf. vegyész MSc DE Természattudományi Kar Témavezetők: Dr. Borbás Anikó Tudományos Főmunkatárs DE Szerves Kémiai Tanszék – MTA Szénhidrátkémiai Kutatócsoport Dr. Fekete Anikó Tudományos Főmunkatárs DE Szerves Kémiai Tanszék – MTA Szénhidrátkémiai Kutatócsoport A Staphylococcus aureus és a S. epidermidis a leggyakoribb kórokozói a nozokomiális, azaz a kórházban szerzett bakteriális fertőzéseknek Ezek a baktériumok képesek megtapadni különböző orvosi eszközök, implantátumok, katéterek felületén, úgynevezett biofilm kialakulása réven, amely megvédi a mikroorganizmust a gazdasejt immunrendszerétől és az antibiotikumoktól is. [1] A Staphylococcus fertőzések kialakulása oltóanyag kifejlesztésével megelőzhető lenne. A sejtfelszíni poliszacharid antigént tartalmazó vakcinák hatékonyan alkalmazhatók bakteriális fertőzések ellen. Bár a poliszacharid vakcinák által kiváltott immunválasz gyenge, megfelelő immunválasz érhető el ha kovalens kötéssel egy megfelelő fehérje hordozóhoz kötjük ezeket a vegyületeket. [2] Ezenkívül a baktériumból izolált kapszuláris poliszacharidok kisebb tagszámú fragmensei is alkalmasak vakcinálásra. A Staphylococcus baktériumok esetében oltóanyag kifejlesztésére alkalmas egyik sejtfelszíni poliszacharid antigén a poli-N-acetil-β-(1→6)-glükózamin (PNAG), amely egyben a baktériumot körülvevő biofilm réteg főkomponense. T. Maira Litran és munkatársai által végzett állatkísérletekkel bebizonyították, hogy a tisztított PNAG megfelelő védő immunitást biztosít, ezért potenciális vakcina jelöltnek javasolják a Staphylococcus fertőzésekkel szemben. [3] A dolgozatban leírt kutatómunka során megvalósítottuk a PNAG hexaszacharid fragmensének a szintézisét, ezután acetállal védett formil-heptil spacerrel meghosszabítottuk az előállított oligoszacharidot. Végül a védőcsoportok eltávolítása után a haptént bovine serum albuminhoz (BSA) kapcsoltuk reduktív aminálással. A dolgozat elkészítéséhez a támogatást az OTKA (PD 73064) nyújtotta. [1] Huebner, J.; Goldmann, D.A.; Annu. Rev. Med., 50 223-236 (1999) [2] Avery, O. T.; Goebel, W. F.; J. Exp. Med.; 54 437-447 (1931) [3] Maira-Litran, T., Kropec, A., Goldmann, D.A., Pier, G.B., Vaccine, 22 (2004) 872879

248


ORGC-6

Galaktán-típusú hexaszacharid szintézise monoklonális antitestek jellemzésére Hadházi Ádám, III. évf. kémia BSc. DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezetők: Dr. Lipták András professor emeritus DE Szerves Kémiai Tanszék Dr. Fekete Anikó tudományos főmunkatárs DE Szerves Kémiai Tanszék Dr. Csávás Magdolna tudományos munkatárs DE Szerves Kémiai Tanszék Észak-Amerika egyik legnépszerűbb gyógynövénye a lángvörös kasvirág (Echinacea purpurea), melyből készült gyógyhatású készítményeket elterjedten használják felső légúti megbetegedések megelőzésére, mivel fokozza a szervezet ellenálló képességét vírusos és bakteriális fertőzések ellen. Farmakológiai vizsgálatok során megállapították, hogy az E. purpurea kivonat növényi sejtfalban előforduló, nagy molekulatömegű komponensének, az arabinogalaktán proteineknek (AGPs) jelentős humán immunrendszert stimuláló hatásuk van. [1] Az arabinogalaktán proteinek poliszacharid részének fő komponense 3-, 6-, 3,6-elágazást tartalmazó β-D-galaktopiranozid, amely α-L-arabinofuranoziddal szubsztituált. [2] A dolgozat célja olyan β-(1→6) kötésű hexagalaktán előállítása volt, mely alkalmas lehet a Kiel-i Egyetem Farmakológiai Intézetében Dr. Birgit Classen vezetésével végezett növényi sejtfalfelderítéshez használt monoklonális antitestek [3] immunológiai vizsgálatához.

[1] Hoheisel, O., Sandberg, M., Bertram, S., Bulitta, M., Schafer, M., Europ. J. Clin. Res., 9, 261-268 (1997) [2] Gaspar, Y., Johnson, K.L., McKenna, J.A., Bacic, A., Schultz, C.J., Plan Mol. Biol., 47, 161-176 (2001) [3] Knox, J.P., Int. J. Cytol., 171, 79-120 (1997)

249


ORGC-7

Aril-perfluoralkil-szulfidok szintézise Harsányi Antal, III. évf. kémia BSc. ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék Témavezető:

Dr. Rábai József egyetemi docens * ELTE Szerves Kémiai Tanszék

A modern gyógyszer- és növényvédőszer-ipar által tervezett új molekulák egyre nagyobb hányadában találhatunk fluor-tartalmú funkciós csoportokat. A trifluormetiltio csoport egyike ezeknek a csoportoknak, több szabadalmaztatott gyógyszer és növényvédőszer molekulában is megtalálható [1-3]. Munkám során először polialkil-aril-merkaptánok szintézisével foglalkoztam. Új, hatékony és gazdaságos módszert dolgoztam ki (1. ábra) több tri- és tetraalkil-tiofenol szintézisére, a módszert optimalizáltam valamint méretnövelési kísérleteket végeztem. A módszer segítségével közepes/jó hozammal állíthatunk elő aromás merkaptánokat aromás szénhidrogénekből.

1. ábra: Új módszer trialkil- és tetraalkil-tiofenolok előállítására.

Feladatom volt, hogy az új módszerrel előállított 4-terc-butil-2,6,-dimetiltiofenolból irodalmi recept [4] analógiájára előállítsam a (4-terc-butil-2,6,-dimetilfenil)-perfluoralkilszulfidok teljes sorozatát (2. ábra, n=4,6,8,10), valamint a trifluormetil-származékot is. Az irodalmi módszer alkalmazásával a hosszú láncú aril-perfluoralkil-szulfidokat jó termeléssel (70-86 %) állítottam elő.

2. ábra: (4-terc-Butil-2,6,-dimetilfenil)-perfluoralkil-szulfidok szintézise.

A (4-terc-butil-2,6,-dimetilfenil)-trifluormetil-szulfid előállítására a hosszabb láncú származékokra alkalmazott módszer módosított változatát használtam. A nátrium-(4-tercbutil-2,6-dimetil)tiofenolát DMF-es oldatát tartalmazó lombikot ismert tömegű (1,3 ekvivalens) CF3I-t tartalmazó léggömbbel lezártam és a reakcióelegyet egy éjszakán át kevertettem. A reakcióelegy feldolgozása vízgőz-desztillációval történt, ami 82%-os termeléssel eredményezte a kívánt aril-trifluormetil-szulfidot. Az előbbi trifluormetil-szulfid előállítására kidolgozott módszerrel számos, különféle funkciós csoportokkal rendelkező ariltrifluormetil-szulfidot állítottam elő jó/kiváló termeléssel (75-89 %). A módszer előnye a korábbi eljárásokhoz képest az, hogy nem igényel semmilyen különleges berendezést (nyomásálló edény, UV-lámpa, stb.) valamint, hogy a vízgőz-desztillációt követően a termék 97-99 %-os tisztaságú (GC), további tisztítást nem feltétlen igényel. *Ez a munka az OTKA K 062191 számú "Fenntartható fluoros kémia" program részét képezi.

[1] Becker, A.: Inventory of Industrial Fluorobiochemicals, Eyrolles, Paris, 23-32, (1996) [2] Kirsch, P.: Modern Fluoroorganic Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 131-135 (2004) [3] Boiko, V. N.: Beilstein J. Org. Chem, 6, 880-921 (2010) [4] Feiring, A. E.: J. Fluorine Chem., 24, 191-203 (1984)

250


ORGC-8

Bioortogonális jelölésre alkalmas fluoreszcens jelölőmolekulák előállítása és vizsgálata Herner András, I. évf. Kémia Doktori Iskola ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Kele Péter egyetemi adjunktus ELTE-TTK Kémiai Intézet

Munkám során fluoreszcens jelölőmolekulák tervezésével, szintézisével és tesztelésével foglalkoztam. Hat különböző, vegyület szintézisét tűztem ki célul, majd ezekkel végeztem kapcsolási kísérleteket modell-biomonomerekre, illetve sejtekre. [1] Két tulajdonságnak kellett megfelelni a molekuláknak: (i) jó fluoreszcencia paraméterek (magas hullámhosszon gerjesztődik és emittál, utóbbi lehetőleg NIR tartományban és nagy a kvantumhasznosítási tényezője), illetve (ii) enyhe körülmények között, szelektíven és nagy hatásfokkal legyen kapcsolható biomolekulákhoz, azaz megfeleljen a bioortogonalitás feltételeinek. [2] Utóbbira jelen esetben az 1,3-dipoláris-cikloaddíción alapuló azid-alkin konjugáció különösen alkalmas, ezt használtam fel a célvegyületek tervezésekor. A dolgozatban kiderül, hogy mindegyik fluoreszcens jelölőmolekula alkalmas biológiai jelölésre, akár sejtszinten, fehérjék/poliszacharidok érzékeny vizsgálatára. A hat célvegyület: O N

N

1

O

O H N S

N3

PF 6

N

O H N S

N3

N H PF 6

N

N

2

O

N

3

R

N H N

N

O

4

O

O

SO 3

R=

N3

5

C CH

6

5-6

[1] P. Kele, X. Li, M. Link, K. Nagy, A. Herner, K. Lőrincz, Sz. Béni, O. S. Wolfbeis, Org. Biomol. Chem. 2009, 7, 3486-90. [2] a) J. A. Prescher, C. R. Bertozzi, Nat. Chem. Biol. 2005, 1, 13-21. b) P. V. Chang, J. A. Prescher, M. J. Hangauer, C. R. Bertozzi, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 84008401. c) K. L. Kiick, E. Saxon, D. A. Tirrell, C. R. Bertozzi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99(1), 19-24 d.) Kurpiers, T.; Mootz, H. D., Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 1729-1732.

251


ORGC-9

Aldehid-4-(2,3,4,6-tetra-O-acetil-β-D-glükopiranozil)-szemikarbazon származékok szintézise Kaszás Tímea, IV. évf. vegyészmérnök BSc DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Vágvölgyiné Dr. Tóth Marietta egyetemi adjunktus DE TEK TTK Szerves Kémiai Tanszék

A 2-es típusú vagy nem inzulin függő diabetest korunk egyik legsúlyosabb betegségeként tartják számon. Kezelése jelenleg csak tüneti szinten lehetséges, mely során a normális vércukorszintet diétával, testmozgással, hipoglikémiás szerek, illetve végső esetben inzulin alkalmazásával próbálják fenntartani [1]. A 2-es típusú cukorbetegség egyik lehetséges terápiás kezelési módja a glikogén lebontását katalizáló glikogén foszforiláz enzim gátlásán alapszik. Laboratóriumunkban több, mint tíz éve folynak kutatások a glikogén foszforiláz enzim glükózanalóg inhibitorainak szintézise terén [1]. Munkámmal ebbe a kutatásba kapcsolódtam be. Kísérleteink során aromás aldehid-4-(β-D-glükopiranozil)-szemikarbazonok szintézisét terveztük, melyek potenciális vércukorszint csökkentő hatásuk révén alkalmasak lehetnek a 2-es típusú diabetes kezelésére. Az előállításra 2 szintézisutat terveztünk. Először a kiindulási glükóz származékot, a 2,3,4,6-tetra-O-acetil-β-Dglükopiranozil-izocianátot állítottuk elő több lépésen keresztül az 1,2,3,4,6-penta-Oacetil-β-D-glükózból [2]. Ezután a reagensként alkalmazott aldehid-hidrazonokat szintetizáltuk. Következő lépésben a 2,3,4,6-tetra-O-acetil-β-D-glükopiranozilizocianát aldehid-hidrazonokkal végzett reakciójában jó hozammal nyertük az aldehid4-(2,3,4,6-tetra-O-acetil-β-D-glükopiranozil)-szemikarbazon származékokat. A szemikarbazonok acetil védőcsoportjait Zemplén-módszerrel távolítottuk el, és kiváló hozammal izoláltuk a két aldehid-4-(β-D-glükopiranozil)-szemikarbazont. A másik lehetséges szintézisúthoz szükséges 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetil-β-Dglükopiranozil)-szemikarbazidot a 2,3,4,6-tetra-O-acetil-β-D-glükopiranozil-izocianát hidrazin-hidrokloriddal végzett reakciójával nyertük. [1] Somsák, L.; Czifrák, K.; Tóth, M.; Bokor, É.; Chrysina, E. D.; Alexacou, K. M.; Hayes, J. M.; Tiraidis, C.; Lazoura, E.; Leonidas D. D.; Zographos, S. E.; Oikonomakos, N. G. Curr. Med. Chem., 15, 2933-2983 (2008) [2] Ichikawa, Y., Matsukawa, Y.; Nishiyama, T.; Isobe, M. Eur. J. Org. Chem, 3, 586-591 (2004)

252


ORGC-10

O-Glikopeptidek szintézise Kovács Anita, I. évf. vegyész MSc SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Témavezető:

Prof. Dr. Tóth Gábor egyetemi tanár SZTE ÁOK Orvosi Vegytani Intézet

A glikoziláció a fehérjék legjelentősebb, leggyakoribb poszttranszlációs módosítási folyamata. Az emberi fehérjék több mint 50%-a glikozilált. Mivel az evolúció során fönnmaradt ez az igen komplex, bonyolult enzimatikus módosítási folyamat, igen fontos funkciót kell betöltenie, azonban még ma sem ismerjük általános jelentőségét. A biológiai kutatásokhoz tehát szükség van szintetikus glikopeptidekre, amelyek előállítása több okból is problematikus: a szénhidrátrész előállítási-, a cukor- és peptidrész összekapcsolási nehézségei miatt. Gondot okoz a szekvenciákban előforduló trifunkciós aminosavak oldalláncának védése, és védőcsoport-eltávolításának glikozidos kötés melletti megoldása. Eddig sikerült szintézismódszert kifejlesztenünk a Glu, Asp és Ser-tartalmú glikopeptidek szintézisére, amelyhez munkánk során az aggrekán fehérje legerősebben glikozilezett régiójából származó repetitív szekvenciát használtuk föl (GVEDIS*GLPSG, *: a glikoziláció helye). Az aggrekán a porc alapállomány egyik fő makromolekuláris komponense, a rheumatoid arthritis egyik lehetséges autoantigénje. Megállapítottuk, hogy a szerin oldalláncában lévő hidroxil-csoport védelmére a Bn és a TBDMS védőcsoport megfelelő, az aminodikarbonsavak ωkarboxil-csoportjának védésére pedig a 4-(N-(1-(4,4-dimetil-2,6-dioxociklohexilidén)3-metilbutil)amino)benzil-észter (Dmab). A szénhidrátrész acetil védőcsoportjainak eltávolítása Bu2SnO-dal vihető végbe. Ezek után célul tűztük ki egy, az egyéb trifunkciós aminosavakat (Lys, His, Thr, Tyr, Arg) tartalmazó glikopeptid szintézisének kidolgozását. Ebben az esetben modellként a humán Sp1 transzkripciós faktorból származó két fragmenst választottunk ki: a KRFMRS*DHLS*KHIKTHQN-t és a GKVYGKT*S*HLRAHLRWHTG –t. Az Sp1 transzkripciós faktor egy olyan fehérje, amely tartalmaz egy DNS-kötő domént, amelyen belül három Cys2His2-típusú, ββα szerkezettel rendelkező cink-ujj motívum van. A fönt említett két szekvencia ezen cink-ujjak részei; glikoziláció nélküli térszerkezetüket NMR spektroszkópiás módszerrel határozták meg. Célunk tehát a Lys, His, Thr, Tyr, Arg aminosavak oldalfunkciói védésének optimalizálása a glikoziláció mellett, valamint sikeres szintézis után ezen fragmensek térszerkezetének megállapítása, mivel a glikoziláció többek között a fehérje ezen tulajdonságát is megváltoztathatja. Ez idáig megállapítást nyert, hogy a Lys védésére a Dde-csoport, a His és a nem glikozilált Thr oldallánca pedig Bn-csoporttal oldható meg ideálisan. A transzkripciós faktorban a Ser és Thr N-acetil-2-glükózaminnal van glikozilálva; a glikozilált aminosavakat ebben az esetben Koenigs-Knorr reakcióval állítottuk elő.

253


ORGC-11

Szulfonsav-tartalmú heparinoid triszacharid szintézise Mező Erika, II. évf. vegyész MSc Debreceni Egyetem Természettudományi és Technológiai Kar Témavezető:

Dr. Lázár László tudományos munkatárs MTA-DE Szénhidrátkémiai Kutatócsoport

A heparin egy természetes eredetű heteropoliszacharid, amit véralvadásgátló szerként alkalmaznak a gyógyászatban. Kutatások során felfedezték, hogy az antikoaguláns hatást, a heparin egy egyedi pentaszacharid része fejti ki. Ennek ismeretében szintetikus származékok előállítását célzó programok indultak el. Ezek közül is a legígéretesebbnek a teljesen O-metilezett és O-szulfatált Idraparinux bizonyult [1]:

Az MTA-DE Szénhidrátkémiai Tanszéki Kutatócsoport egyik kutatási területét képezi ezen pentaszcharid szulfonsav analógjainak szintézise. E munka részeként előállították az Idraparinux nemredukáló végi triszacharid egységét (DEF). A szintézisterv szerint az építőelemek kapcsolási sorrendje DE+F volt. Ennél a glikozilezési reakciónál azonban nem várt problémák léptek fel, a DE donor 2-es helyzetében található résztvevő csoport jelenléte ellenére a szelektivitás teljes hiányát tapasztalták. Feladatom ennek a problémának a megoldása volt. Azt feltételeztük, hogy a felmerülő problémát az E egységen található karboxil-metil-észter illetve az F egységén található szulfonsav-metil-észter csoport együttes jelenléte által fellépő sztérikus gátlás okozta. Emiatt új stratégiát kellett kidolgozni. Megcseréltük a kapcsolások sorrendjét: DE+F helyett D+EF, valamint a 6’OH karbonsavvá történő oxidálását csak az E és F monoszacharid egységek kapcsolását követően végeztük el. A EF diszacharidon elvégeztük a megfelelő átalakításokat, majd ezt követően kapcsoltuk a D egységgel. [1] Maurice Petitou and Constant, A. A. van Boeckel: Angewandte Chem. Int. Ed., 43, 3118-3133 (2004)

254


ORGC-12

A Helicobacter pylori fertőzésben szerepet játszó szénhidrátligandumok szulfonsav analógjainak szintézise Pap Gergely, VII. évf. vegyész DE Természettudományi és Technológiai Kar Témavezetők: Dr. Borbás Anikó tudományos főmunkatárs DE Szerves Kémiai Tanszék Dr. Csávás Magdolna tudományos munkatárs

DE Szerves Kémiai Tanszék A Helicobacter pylori [1] fertőzés nagymértékben felelős gasztroenterológiai betegségek kialakulásáért. A baktérium megtelepedésében kulcsszerepet játszanak a gyomor-nyálkahártya szulfatált és szialilezett oligoszacharid egységei. Célunk ezen szénhidrát ligandumok szulfonsav mimetikumainak előállítása, hiszen ezek alkalmazhatóak lennének antiadhéziós terápiára. Sikeresen állítottunk elő olyan híd-molekulához kapcsolt galaktozidot, mely 3-as helyzetben alkilszulfonsav csoportot tartalmaz. A szulfonsav-funkciót az allil-csoport kettős kötésén végrehajtott gyökös szulfitaddícióval alakítottuk ki. A szulfonsavtartalmú galaktozidot reduktív aminálással BSA fehérjéhez konjugáltuk [2]. A munkánk során változatos védőcsoport-stratégiát alkalmazva az irodalomból még nem ismert vegyületeket állítottunk elő. Az itt szerzett szintetikus tapasztalatok felhasználhatóak lesznek további, nagyobb tagszámú glikokonjugátumok előállítására.

[1] Marshall, B.J., J. R. Warren, J.R., Lancet, 1, 1311-1315 (1984) [2] Clausen, M. H., Madsen, R., Carbohydr. Res., 339, 2159-2169 (2004)

255


ORGC-13

Egy hexamer acilpeptid-hidroláz szerkezete, a méretszelektivitás újszerű módja Tichy-Rács Éva, V. évf. vegyész ELTE Természettudományi Kar Témavezető:

Dr. Harmat Veronika egyetemi adjunktus ELTE TTK, Szerkezeti Kémiai és Biológiai Laboratórium

Az acilaminoacil-peptidáz (AAP) fehérje a prolil-oligopeptidáz (POP) családba tartozik. Biológiai szerepe és jelentősége az, hogy bizonyos oligopeptidek hasításával részt vesz a peptidhormonok és a neuropeptidek szintjének szabályozásában. Ezen kívül kapcsolatba hozható egyes rákfajtákkal, valamint a memórianövelő gyógyszerek kutatásának egyik célpontja. Munkám során a Pyrococcus horikoshii nevű termofil ősbaktériumból származó AAP fehérjét (PhAAP) vizsgáltam. A szerkezetfinomítás során 570 aminosav, 372 vízmolekula, 6 1,6-hexándiol, és 3 Mg2+ion koordinátáit határoztam meg. R-faktor = 0,183. A fehérjekomplexet hat monomer alkotja, melyek egyenként 622 aminosavból állnak. Egy monomeren belül két domén található [1. ábra]. Egyik a β-propeller domén, amely hét lapátból áll, másik a hidroláz domén, melynek a központi részét nyolc β-szál alkotja. A szélső β-szál után helyezkedik el a katalitikus triád hisztidinje. A β-propeller domén 3. lapátjába beékelődő hurok (inzerció) szoros kölcsön1. ábra: A monomer szerkezete hatásban van ezzel a szélső β-szállal. A monomerek közötti kölcsönhatások érintik mindkét domént: 3-3 fehérje β-propeller, illetve 2-2 hidroláz doménje érintkezik szorosan, melyek így szimmetrikus hexamert alkotnak [2. ábra]. Általában a POP családban a két domén között dinamikus mozgásra van lehetőség, ezáltal valósul meg a méretszelektivitás. A PhAAP-ban azonban a két domén egymáshoz viszonyítva félig nyitott helyzetben van rögzítve, és a komplex oldalán található nyílások szabják meg, hogy mekkora oligopeptidek jutnak el a 2. ábra: A hexamer oldalán található pórusok. szubsztrátkötő zsebig. Tehát a PhAAP fehérje esetében új működési mechanizmust ismerhetünk meg.

256

Az előadók névsora Név

Egyetem

Angyal Anikó Angyal Tünde Antal Péter Aradi Klára Aranyi Anita Ábrányi-Balogh Péter Bacsa Ildikó Baffi Bálint Bajnóczi Éva Gabriella Bajusz Dávid Balázs Dániel Balogh Fruzsina Bandi Éva Eszter Baranyai Zsuzsa Bártfai Erika Benedek András Berke Barbara Bertalanits Edit Bocz Katalin Bodai Zsolt Bogáth Dóra Bora Ágnes Borza Erzsébet Botos Ákos Csankó Krisztián Cserép Balázs Gergely Csépány Péter Csordás Anita Csordás Barbara Danis Judit Daru János Dávid Ágnes Deák Szilvia Demjén András Dénes Emese Ditrói Tamás Dolyákné Vincze Julianna Dora Gábor Csaba Dorkó Zsanett Dosztály Katinka Dóka Éva

SZTE TTIK PTE ÁOK SZTE TTIK BME VBK SZTE TTIK BME VBK SZTE TTIK BME VBK SZTE TTIK DE TTK BME VBK DE TTK BME VBK ELTE TTK SZTE TTIK BME VBK BME VBK ELTE TTK BME VBK ELTE TTK PE MK BME VBK PTE ÁOK ELTE TTK SZTE TTIK ELTE TTK BME VBK PE MK ELTE TTK ELTE TTK ELTE TTK DE TTK BME VBK SZTE TTIK BBTE KVK DE TTK PE MK BME VBK BME VBK ELTE TTK DE TTK

Tagozat kód KRDK-11 ANALB-1 KÖK-1 KÉMT-1 ANALA-1 ORGA-1 BIOKB-1 KRDK-1 ANYT-1 RKK-1 KOLL-1 ORGA-2 ANYT-2 BIOKB-2 ANYT-3 BIOKA-1 ANYT-4 KOLL-2 MŰAK-1 ANALB-2 ORGC-1 MŰAK-2 ORGC-2 ANYT-5 KOLL-3 ORGC-3 BIOKB-3 ANALB-3 ORGB-1 RKK-2 ELMK-1 KRDK-2 ORGA-3 ORGA-4 ORGC-4 RKK-3 FIZK-1 MŰAK-3 ORGB-2 KÖK-2 ELMK-2

257

Dömötör Orsolya Dülk Metta Elek Gábor Endrődi Balázs Enyedi Kata Nóra Erdei Gyula Erdélyi Zsuzsa Eszenyi Dániel Falus Péter Farkas István Fábián Ferenc Fehér Klaudia Fejős Márta Ferencz Zsolt Fischer Gabriella Fodor Anna Fodor Melinda Anna Fodor Tamás Fórizs Balázs Gácsi Attila Galát Márk Gelencsér Annamária Gombár Melinda Görbe Tamás Groza Radu – Constantin Gubik Zsuzsa Gulyás Gábor Gulyás Zsanett Gyebrovszki Andrea Hadházi Ádám Hajas Lívia Harasztos Anna Helga Harsányi Antal Herner András Hevér Alina Horváth Anna Horváth Dávid Horváth Mária Huszka Beáta Hüse Dániel Illés Gergely Jablonkai Erzsébet Jeszenszki Péter Kardos Attila Kaszás Tímea

258

SZTE TTIK BME VBK SZTE TTIK SZTE TTIK ELTE TTK BBTE KVK BME VBK DE TTK BME VBK BME VBK PE MK PE MK BME VBK BBTE KVK SZTE TTIK BME VBK PE MK DE TTK BME VBK SZTE TTIK ELTE TTK ELTE TTK, MTA-SZBK DE TTK SZTE TTIK WUT PE MK PE MK DE ÁOK SZTE TTIK DE TTK BME VBK BME VBK ELTE TTK ELTE TTK BME VBK BME VBK PE MK PE MK ELTE TTK DE TTK ELTE TTK BME VBK ELTE TTK ELTE TTK DE TTK

KRDK-3 BIOKB-4 RKK-4 FIZK-2 BIOKA-2 ANALB-5 ORGA-5 ORGC-5 ORGB-3 ANALA-2 ANALB-4 ORGB-4 KÖK-3 ANALB-5 KRDK-4 KÉMT-2 KRDK-5 KRDK-6 ANYT-6 KÖK-4 MŰAK-4 BIOKA-3 FIZK-3 ORGB-5 ANALA-12 FIZK-4 KÖK-5 ANALA-3 ELMK-3 ORGC-6 ANALB-12 ANALB-6 ORGC-7 ORGC-8 ANALB-7 BIOKB-5 ANALB-8 ANALB-9 BIOKA-4 KRDK-7 MŰAK-5 KÉMT-3 ELMK-4 KOLL-4 ORGC-9

Kaviczki Ákos Kispál Katalin Kiss András Kiss Nóra Zsuzsa Koczka Péter István Kocsis Krisztina Koncz Viktória Kondor Zoltán Kontos János Kormányos Attila Kovács Anita Kovács Dóra Kovács Róbert Kovács Tamás Kozma Károly Kozmér Zsuzsanna Kulcsár László Kupcsik Edina Lajter Ildikó Lábas Anikó László Balázs László Csilla Lévai György Lopata Anna Makra István Tamás Makuta Mariann Matyuska Ferenc Mándli Henrietta Mező Erika Mészáros Tímea Michnyóczki Judit Miczán Vivien Miskovics Adrienn Molnár Bálint Muráth Szabolcs Nagy Andrea Nagy Gábor Nagy Péter Nemes Ákos Németh Brigitta Németh Eszter Németh Eszter Németh Krisztián Németh Márton Nyúl Katalin Oncsik Tamás

PE MK PTE TTK PTE TTK BME VBK DE TTK BME VBK BME VBK DE TTK PE MK SZTE TTIK SZTE TTIK SZTE TTIK PE MK DE GYTK SZTE TTIK SZTE TTIK DE TTK SZTE TTIK SZTE TTIK BME VBK SZTE TTIK BME VBK BME VBK BME VBK BME VIK DE-OEC ÁOK SZTE TTIK PE MK DE TTK ELTE TTK DE TTK PPKE ITK DE TTK BME VBK SZTE TTIK DE TTK SZTE TTIK ELTE TTK ELTE TTK ELTE TTK SZTE TTIK SZTE TTIK SZTE TTIK BME VBK BME VBK SZTE TTIK

FIZK-5 FIZK-6 ANALA-4 KÉMT-4 ANALA-5 MŰAK-6 FIZK-7 ORGA-6 KÉMT-5 FIZK-8 ORGC-10 ORGB-6 FIZK-9 ORGB-7 KRDK-8 KÖK-6 ORGA-7 KOLL-5 RKK-5 BIOKA-8 FIZK-10 FIZK-11 KÉMT-6 BIOKA-5 ANALA-6 ANALB-10 ELMK-5 KÉMT-7 ORGC-11 KÖK-7 RKK-6 KÖK-8 RKK-7 KÉMT-8 ANYT-7 ANALA-7 ELMK-6 ELMK-7 FIZK-12 MŰAK-7 BIOKA-11 ELMK-8 ANYT-8 BIOKB-6 KÉMT-9 KRDK-9

259

Osváth Zsófia Pajkos Mátyás Pajtás Dávid Paor Dávid Pap Gergely Pataki Bernadeth Pálinkás Noémi Pásztor Szabolcs Pethő Lilla Péter Lilla Pilling Dávid Pribranská Kinga Raffai Manuella Roósz Balázs Samu Gergely Ferenc Samu Gyöngyi Sarka János Sedyó Inez Sepsey Annamária Sípos Bernadett Somogyi Katalin Sóti Péter Lajos Strádi Andrea Szabados Erika Szabados Péter Szabó Diána Rita Szabó Eszter Szabó István Szabó Johanna Szabó József Szabó Kitti Szabó Péter Szabó Tamás Szalóki Dóra Szánti-Pintér Eszter Szász Tímea Szeleczky Zsolt Szentgyörgyi Csanád Szécsényi Ágnes Székely Anna Székely Kata Szilágyi István Szunyogh Dániel Mihály Szűcs Rózsa Tabajdi Réka Takács Ágoston

260

ELTE TTK BME VBK DE TTK PE MK DE TTK BME TTK, BBTE, MTA MFA

PTE TTK ELTE TTK ELTE TTK BME VBK DE TTK ELTE TTK SZTE TTIK SZTE TTIK SZTE TTIK PE MK ELTE TTK ELTE TTK PE MK BME VBK PE MK BME VBK ELTE TTK SZTE TTIK DE TTK BME VBK BME VBK ELTE TTK SZTE TTIK DE TTK BME VBK PE MK BME VBK DE TTK PE MK DE TTK BME VBK PE MK BME VBK ELTE TTK BME VBK PE MK SZTE TTIK BME VBK SZTE TTIK BME VBK

MŰAK-8 ELMK-9 ORGA-8 KÖK-9 ORGC-12 ANALA-8 ORGB-8 KOLL-6 BIOKB-7 ORGA-9 ORGA-10 KOLL-7 ANYT-9 ELMK-10 FIZK-13 KÖK-10 ELMK-11 RKK-8 ANALA-9 BIOKA-6 KÖK-11 ORGB-9 RKK-9 RKK-10 ORGA-11 BIOKA-7 BIOKA-8 ELMK-12 BIOKB-8 KÖK-12 BIOKA-9 ELMK-13 ORGB-10 ORGA-12 ORGB-11 ORGA-13 BIOKB-9 KRDK-10 KOLL-8 FIZK-14 ORGA-14 KÉMT-10 KRDK-11 ELMK-14 KOLL-9 ANALA-10

Takács Mónika Takács Nándor Tarsoly Gergely Tasi Ágost Gyula Tichy-Rács Éva Timári István Tollár Ágnes Nikolett Torma Krisztián Gábor Tóth Attila Tóth Eszter Török Kitti Turczel Gábor Varga Gábor Varga Gerda Varga Tamás Végh Ádám Végh Éva Kinga Vörös Tamás Wagner István Weinpel Tamás Zóka István Győző Zsibrita Dóra Zsigó Éva

BME VBK ELTE TTK ELTE TTK, RG Nyrt. SZTE TTIK ELTE TTK DE TTK PE MK DE TTK PE MK SZTE TTIK BME VBK BME VBK SZTE TTIK DE TTK ELTE TTK ELTE TTK EKF TTK ELTE TTK BME VBK BME VBK SZTE TTIK BME VBK SZTE TTIK

BIOKB-10 RKK-11 ANALB-11 KRDK-12 ORGC-13 RKK-12 KÉMT-11 RKK-13 ORGB-12 KRDK-13 ANALB-12 ORGB-13 KRDK-14 ANALB-13 RKK-14 BIOKA-10 ANALB-14 ANALA-11 BIOKB-11 BIOKB-12 BIOKA-11 RKK-15 KRDK-15

261

262

A témavezetők és konzulensek névsora Név

Intézmény

Bachrathyné Dr. Gelencsér Tímea Hungrana Kft. Dr. Bakos József Pannon Egyetem Dr. Bakó Péter Budapesti Műszaki Egyetem Balázs Gábor Balogh János Balogh Szabolcs Bangó Adrienn Dr. Baráth Gábor Bazsó Gábor Bálint Erika Dr. Boda Dezső

Budapesti Műszaki Egyetem Pannon Egyetem Pannon Egyetem Szegedi Tudományegyetem Pannon Egyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem Budapesti Műszaki Egyetem Pannon Egyetem

Bodzay Brigitta

Budapesti Műszaki Egyetem

Dr. Bondár Elek Dr. Borbás Anikó

Váci Mihály Gimnázium DE, MTA Szénhidrátkémiai Kutatócsoport

Dr. Borsa Judit Dr. Bősze Szilvia Dr. Braun Mihály Dr. Buglyó Péter Prof. Dr. Ciucanu Ionel Cîrcu Monica Dr. Cosma Constantin Dr. Csavdári Alexandra Dr. Császár Attila

Budapesti Műszaki Egyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem Debreceni Egyetem Debreceni Egyetem West University of Timişoara Babeş–Bolyai Tudományegyetem Babeş-Bolyai Tudományegyetem Babeş–Bolyai Tudományegyetem ELTE TTK Kémiai Intézet, Molekulaspektroszkópiai Laboratórium

Dr. Csávás Magdolna

Debreceni Egyetem

Dr. Csiszár Emília Dr. Dallos András

Budapesti Műszaki Egyetem Pannon Egyetem

Detrich Ádám Dr. Dosztányi Zsuzsanna Dr. Dóbé Sándor Dr. Eke Zsuzsanna Dr. Emil Indrea Dr. Enyedy Éva Anna

Budapesti Műszaki Egyetem MTA SZBK Enzimológiai Intézet MTA KK AKI Eötvös Loránd Tudományegyetem Országos Izotóp- és Molekulatechnológiai Kutatóintézet Szegedi Tudományegyetem

Dr. Faigl Ferenc

Budapesti Műszaki Egyetem

Tagozat kód BIOKB-10 ORGB-12 ORGB-9 ORGB-10 ANALB-6 ORGB-4 ORGB-12 RKK-5 ORGC-1 ANALA-11 KÉMT-3 FIZK-1 FIZK-9 MŰAK-1 KÖK-3 KÖK-8 ORGC-5 ORGB-7 ORGC-12 MŰAK-2 BIOKB-2 FIZK-3 KRDK-7 ANALA-12 ORGC-4 ANALA-8 ANALB-5 ELMK-12 ELMK-11 ORGC-6 ORGC-12 ANYT-2 FIZK-4 KÉMT-5 KÉMT-7 KÉMT-11 KOLL-1 ELMK-9 RKK-15 ANALB-2 ANALA-8 KRDK-3 KRDK-15 ORGA-3 ORGA-5 ORGB-13

263

Farkas Mária Fazekas Bence Dr. Farkas Viktor Fejes Dóra

MTA KK AKI Pannon Egyetem MTA-ELTE Fehérjemodellező Kutatócsoport Szegedi Tudományegyetem

Dr. Fekete Anikó

DE, MTA Szénhidrátkémiai Kutatócsoport

Dr. Fekete Erika Dr. Fuxreiter Mónika Dr. Gajda Tamás Garadnay Sándor Dr. Gáspár Attila

Budapesti Műszaki Egyetem MTA SzBK Enzimológiai Intézet Szegedi Tudományegyetem Richter Gedeon Nyrt. Debreceni Egyetem

Görgei-Sirilo Lívia Dr. Grosu Ion Dr. Grün Alajos Dr. Gyurcsányi E. Róbert

Váci Mihály Gimnázium Babeş–Bolyai Tudományegyetem Budapesti Műszaki Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem

Dr. Gyurcsik Béla

Szegedi Tudományegyetem

Hajdú Angéla Dr. Hajós Péter Dr. Halász János Dr. Harangi János

Szegedi Tudományegyetem Pannon Egyetem Szegedi Tudományegyetem Pannon Egyetem

Dr. Harangi Mariann

DE-OEC I. Belgyógyászati Klinika

Dr. Harmat Veronika

Eötvös Loránd Tudományegyetem

Dr. Hazai László Dr. Hegedűs László Dr. Hell Zoltán Dr. Henrietta Venter Dr. Hernádi Klára

Budapesti Műszaki Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem University of Cambridge Szegedi Tudományegyetem

Hetényi Kata Dr. Hoffmann Eufrozina

Budapesti Műszaki Egyetem Szegedi Tudományegyetem

Dr. Holczinger András Hollóczki Oldamur Dr. Hornyánszky Gábor Horváth András Dr. Horváth Attila Dr. Horváth Géza

Budapesti Műszaki Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem MTA-SzBK Enzimológiai Intézet Pannon Egyetem Pannon Egyetem

264

RKK-15 KÖK-5 ORGB-1 ANYT-8 ANYT-9 ORGC-5 ORGC-6 ANYT-2 BIOKA-8 ELMK-5 KÉMT-1 ANALA-5 ANALA-7 KÖK-8 ORGC-4 KÉMT-1 ANALA-6 ANALA-10 BIOKB-1 BIOKA-11 BIOKB-8 ELMK-6 KRDK-11 KRDK-13 KÖK-6 KOLL-5 ANALA-9 RKK-5 ANALA-3 ANALB-10 ANALB-13 ANALA-3 ANALB-10 BIOKA-10 ORGC-13 ORGA-9 KÉMT-8 KÉMT-2 BIOKA-10 ANYT-8 ANYT-9 ANYT-3 BIOKB-4 ELMK-5 ELMK-3 BIOKA-7 ELMK-14 ORGB-2 BIOKA-1 KÖK-11 KÉMT-10

Dr. Horváth Krisztián Dr. Horváth Ottó

Pannon Egyetem Pannon Egyetem

Dr. Horváti Kata Dr. Hórvölgyi Zoltán Dr. Huszthy Péter Dr. habil. Ilisz István Dr. Inzelt György

Eötvös Loránd Tudományegyetem Budapesti Műszaki Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem Szegedi Tudományegyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem

Dr. Iván Béla

ELTE TTK, MTA KK AKI

Dr. Jakusch Tamás


Janáky Csaba


Dr. Jancsó Attila Járvás Gábor Dr. Jobbágy Andrea Dr. Juhász László Dr. Juhászné Dr. Tóth Éva Kádár Zalán Dr. Kaizer József Dr. Kali Gergely

Szegedi Tudományegyetem Pannon Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem Debreceni Egyetem Debreceni Egyetem Szegedi Tudományegyetem Pannon Egyetem MTA KK AKI

Kalmár József Dr. Kamarás Katalin Dr. Kathó Ágnes Dr. Kálai Tamás Dr. Kállay Csilla Dr. Kárpáti Árpád Dr. Keglevich György

Debreceni Egyetem MTA, Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet Debreceni Egyetem Pécsi Tudományegyetem Debreceni Egyetem Pannon Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem

Dr. Kele Péter


Dr. Keserű György Miklós Dr. Kesserű Péter Dr. Király Zoltán

Richter Gedeon Nyrt. Bay Zoltán Biotechnológiai Intézet Szegedi Tudományegyetem

Kiss Árpád Dr. Kiss Éva Dr. Kiss Gábor Dr. Kiss T. János Dr. Kollár László Kondor Anett

Budapesti Műszaki Egyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem Nova Scienta Kft. Szegedi Tudományegyetem Pécsi Tudományegyetem Pannon Egyetem

ANALA-9 KRDK-5 KRDK-10 BIOKB-2 KOLL-1 ORGA-14 ANALA-1 FIZK-14 FIZK-12 KOLL-6 MŰAK-4 MŰAK-5 MŰAK-7 MŰAK-8 KRDK-4 KRDK-8 KRDK-9 FIZK-8 FIZK-2 KRDK-11 KÉMT-5 BIOKB-12 ORGA-11 ORGA-12 ORGB-6 ORGC-1 MŰAK-8 KOLL-6 RKK-7 ANYT-5 RKK-13 ORGC-2 KRDK-2 KÖK-5 KÉMT-1 KÉMT-3 KÉMT-4 ORGA-1 ORGC-3 ORGC-8 ELMK-8 KÖK-1 FIZK-10 KOLL-9 KÉMT-2 KOLL-7 BIOKA-7 KRDK-14 ORGB-8 FIZK-4

265

Kovács Ervin Dr. Kovács Tibor

Budapesti Műszaki Egyetem Pannon Egyetem

Dr. Kónya Krisztina

Debreceni Egyetem

Kóti János Kózelné Dr. Székely Edit

Richter Gedeon Nyrt. Budapesti Műszaki Egyetem

Dr. Körtvélyesi Tamás


Dr. Kristóf Tamás Kriston Ákos Dr. Kunsági-Máté Sándor Dr. Kurtán Tibor Dr. László Krisztina Dr. Lázár István Dr. Lázár László Dr. Lendvay György Dr. Lente Gábor

Pannon Egyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem Pécsi Tudományegyetem Debreceni Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem Debreceni Egyetem MTA-DE Szénhidrátkémiai Kutatócsoport Pannon Egyetem Debreceni Egyetem

Dr. Lipták András Dr. Marosi György

Debreceni Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem

Dr. Marton Gyula Mátravölgyi Béla

Pannon Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem

Dr. Mező Gábor

ELTE-MTA Peptidkémiai Kutatócsoport

Dr. Mészáros Róbert Dr. Mika László Tamás Dr. Milen Mátyás Dr. Mogyorósi Károly Mones Letif Dr. Mucsi Zoltán

Eötvös Loránd Tudományegyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem EGIS Gyógyszergyár Nyrt. Szegedi Tudományegyetem MTA SzBK Enzimológiai Intézet Servier Research Institute of Medicinal Chemistry (SRIMC) Budapesti Műszaki Egyetem Pécsi Tudományegyetem MTA Kémiai Kutatóközpont, Szerkezeti Kémia Intézet Solvo Biotechnológiai Zrt. Budapesti Műszaki Egyetem

Dr. Nagy Bence Dr. Nagy Géza Dr. Nagy Nóra Veronika Dr. Nagy Zoltán Nagy Zsombor Kristóf

266

ORGB-13 ANALB-3 ANALB-4 ANALB-9 ORGA-2 ORGA-13 ANALB-11 BIOKB-9 KÉMT-6 BIOKA-11 ELMK-3 ELMK-6 ELMK-10 ORGA-1 FIZK-5 FIZK-12 FIZK-6 ORGA-10 MŰAK-2 ANALA-7 ORGC-11 ELMK-13 ELMK-2 RKK-1 RKK-3 RKK-7 RKK-12 ORGC-6 ANALA-2 KÉMT-9 MŰAK-1 BIOKB-11 KÖK-3 KÉMT-11 ORGA-3 ORGA-5 BIOKA-2 BIOKB-7 KOLL-2 RKK-9 ORGA-1 KÖK-4 BIOKA-8 ORGA-1 BIOKB-3 ANALA-4 FIZK-11 BIOKA-9 KÉMT-9

Nagyné Dr. László Krisztina Nagyné Naszályi Lívia Dr. Nagyné Dr. Zengő Lívia Neu József Németh Zoltán Dr. Noszticzius Zoltán Dr. Nyulászi László Dr. Ősz Katalin Dr. Patonay Tamás Dr. Pálinkó István

Dr. Perczel András Dr. Péter Antal Dr. Poppe László Dr. Posta József Dr. Pukánszky Béla Dr. Rábai József Dr. Rácz Csaba Dr. Rácz Gábor Zoltán Rácz-Mónus Anna Rippelné Dr. Pethő Dóra Dr. Rosta Edina Roszol László Dr. Salgó András Dr. Salma Imre Dr. Schneider Gyula Dr. Sevella Béla Dr. Simándi Béla

Dr. Sipiczki Mátyás Dr. Sipos Pál

Skodáné Dr. Földes Rita Dr. Stirling András Dr. Surján Péter Dr. Sveiczer Ákos

BIOKB-11 ANYT-4 KOLL-8 ANALB-1 KÉMT-1 ANYT-8 ANYT-3 Budapesti Műszaki Egyetem FIZK-7 Budapesti Műszaki Egyetem ELMK-14 Debreceni Egyetem FIZK-3 RKK-6 Debreceni Egyetem ORGA-8 ORGA-6 Szegedi Tudományegyetem KRDK-12 ANYT-7 KOLL-3 RKK-4 Eötvös Loránd Tudományegyetem BIOKA-4 BIOKA-10 Szegedi Tudományegyetem ANALA-1 Budapesti Műszaki Egyetem ORGB-2 ORGB-3 Debreceni Egyetem KÖK-12 Budapesti Műszaki Egyetem MŰAK-3 Eötvös Loránd Tudományegyetem ORGC-7 Babeş–Bolyai Tudományegyetem ANALB-5 Semmelweis Egyetem BIOKA-6 Budapesti Műszaki Egyetem BIOKB-5 BIOKB-6 Pannon Egyetem KÖK-9 NIH NIDDK Laboratory of Chemical Physics BIOKA-5 Budapesti Műszaki Egyetem FIZK-7 Budapesti Műszaki Egyetem BIOKB-10 Eötvös Loránd Tudományegyetem KÖK-2 KÖK-7 Szegedi Tudományegyetem ORGB-5 Budapesti Műszaki Egyetem BIOKB-4 Budapesti Műszaki Egyetem BIOKB-3 BIOKB-9 KRDK-1 Debreceni Egyetem ANALB-13 Szegedi Tudományegyetem ANYT-1 ANYT-7 KRDK-12 Pannon Egyetem ORGB-4 ORGB-11 MTA Kémiai Kutatóközpont, elméleti kémiai osztály ELMK-1 Eötvös Loránd Tudományegyetem ELMK-4 Budapesti Műszaki Egyetem BIOKB-5 BIOKB-6

Budapesti Műszaki Egyetem MTA KK NKI Pécsi Tudományegyetem Richter Gedeon Nyrt. Szegedi Tudományegyetem

267

Dr. Szabados Ágnes


Dr. Szabó Csaba Dr. Szabóné Dr. Bárdos Erzsébet Szabóné Herseczki Zsanett Szakácsné Dr. Földényi Rita Dr. Szalai István Szanka István Szarka Györgyi Dr. Szántay Csaba Szendi Szilvia Szentes Adrienn Szigeti Márton Géza Dr. Szilágyi Imre Miklós

Dr. Szőllősi György Dr. Tarczay György Dr. Tombácz Etelka Dr. Tompa Péter Dr. Tóth Gábor Dr. Tóth Imre Dr. Tóth Judit Tóth Péter Sándor B. Tóth Szabolcs Dr. Tömösközi Sándor

Eötvös Loránd Tudományegyetem Pannon Egyetem Pannon Egyetem Pannon Egyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem MTA KK AKI MTA KK AKI Budapesti Műszaki Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem Pannon Egyetem Pannon Egyetem Budapesti Műszaki Egyetem, MTA Anyagszerkezeti és Modellezési Kutatócsoport MTA-SZTE Sztereokémiai Kutatócsoport Eötvös Loránd Tudományegyetem Szegedi Tudományegyetem MTA-SZBK Enzimológiai Intézet SZTE ÁOK Orvosi Vegytani Intézet Debreceni Egyetem MTA SZBK Enzimológiai Intézet Szegedi Tudományegyetem Eszterházy Károly Főiskola Budapesti Műszaki Egyetem

Törley József Dr. Turányi Tamás

Richter Gedeon Nyrt. Eötvös Loránd Tudományegyetem

Dr. Valicsek Zsolt Dr. Valiskó Mónika Dr. Varga Imre Dr. Varga Kálmán Varga Renáta Dr. Vargha Viktória Vágvölgyiné Dr. Tóth Marietta

Pannon Egyetem Pannon Egyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem Pannon Egyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem Budapesti Műszaki Egyetem Debreceni Egyetem

Verebélyi Klára Dr. Veress Erzsébet Veréb Gábor Dr. Vértessy Beáta

MTA KK AKI Erdélyi Múzeum Egyesület Kutatóintézete Szegedi Tudományegyetem BME, MTA-SzBK Enzimológiai Intézet

Dr. Visy Csaba


Dr. Wölfling János


268

BIOKA-9 ELMK-4 ELMK-7 KÉMT-6 KÖK-11 KÉMT-11 KÖK-10 RKK-11 MŰAK-5 MŰAK-4 ORGA-9 ANALB-7 KÉMT-10 KÉMT-7

ANYT-6 RKK-10 ANALA-11 KOLL-5 BIOKA-3 ORGC-10 KRDK-6 BIOKA-5 FIZK-13 ANALB-14 ANALB-12 ANALB-6 ANALB-7 KÉMT-1 RKK-2 RKK-8 RKK-14 KRDK-10 FIZK-1 KOLL-4 ANALB-8 ANALB-2 MŰAK-6 ORGA-7 ORGC-9 MŰAK-7 ANALA-8 KÖK-4 BIOKA-1 BIOKA-5 FIZK-13 FIZK-2 FIZK-8 ORGA-4 ORGB-6

Dr. Zsély István Gyula


RKK-8 RKK-14

269

A kémiai és vegyipari konferenciák A szekció első 50 évének történetét 2001-ben Prof. Dr. Horváth Attila, a Kémiai és Vegyipari Szekció Szakmai Bizottságának akkori elnöke foglalta össze a „A magyar tudományos diákköri konferenciák fél évszázada” című kiadványban. A jelen kötetben az elmúlt évtizedben lezajló változásokkal egészítettük ki ezt az írást oly módon, hogy a fejezetek új részeit egy sor kihagyását követően illesztettük be. 1. A szekció rövid története a.) Az adatok alapján A 20. század második felének küszöbén, a világgazdasági trendek egyértelműen mutatták, hogy a világháborút követően gazdasági kibontakozás egyik fontos feltétele a vegyipar rohamos fejlesztése, amit még a zárt gazdasági rendszerbe kényszerült közép-kelet európai országokban is felismertek. Nyilvánvalóan ezzel magyarázható a nagy vegyipari kutatóintézetek (MÁFKI, NEVIKI, stb.) és a Veszprémi Vegyipari Egyetem alapítása. Erre vezethető vissza az is, hogy már az első Országos Tudományos Diákköri Konferencián is önálló szekcióként, s nem a Természettudományi Szekció egyik tagozataként szerepelt a kémia. Igaz viszont, hogy a ma elfogadott Kémiai és Vegyipari Szekció névre több mint két évtizedet kellett várni. A „hőskorszakban” még az is előfordult, hogy a szervetlen kémia és a szerves kémia tagozatokat külön-külön, Veszprémben, illetve Szegeden rendezték. A konferenciákon bemutatott dolgozatok számát illetően érdekes megállapítások tehetők. A kezdeti ingadozásokat követően, amelyek a szervezéssel kapcsolatos helyi és országos szintű, vagyis a rendező intézmény, az éppen illetékes minisztérium, a párt és ifjúságpolitikai szervezetek kezdeményező, szervező, irányító tevékenységének, aktivitásának, valamint erkölcsi és anyagi támogatásának függvényeként alakultak, a hetvenes évek közepére mintegy 100-130 pályamunka szerepeltetése vált szokásossá az országos konferenciákon. Kisebb visszaesés volt tapasztalható a nyolcvanas évek közepétől a kilencvenes évek közepéig. Ebben az időszakban valamennyi konferencián száznál kevesebb dolgozatot mutattak be. A nem számottevő, de mégis szignifikáns „visszaesésre” több ésszerű magyarázatot is adhatunk: a) a felsőoktatási intézményekbe beiratkozó hallgatók létszámának csökkenése, a demográfiai hullámvölgy kezdte, b) a kémia és vegyipar iránti érdeklődés csökkenése, mind az egyetemre, főiskolára jelentkezők, mind a társdalom egésze részéről, c.) a diákkörök 1986-ban megjelent MM rendelet szerinti újraszabályozása, amelynek lényege, hogy a TDK a hallgatók önkéntes mozgalma legyen. Ez egyfelől azt jelezte, hogy a felsőoktatásban a tudományos diákkör egyfajta autonómiát vívott ki magának, másfelől azt is, hogy a tudományok művelése mellett a politikai aktivitás újra felerősödni látszott. Ebben az időszakban az egyes intézményekben a TDK elnökét a hallgatóság soraiból választották. A tudományos jelleg, az aktív résztvevők többlettudás-igénye és alkotási vágya, a szakmai igényesség, a megteremtett „új alapok” után ismét előtérbe kerültek, s a rendszerváltás már ebbe az irányba mutató diákköröket talált. Mindazonáltal 1995-ig az OTDK XXII. Debrecenben megrendezett kémiai és vegyipari szekciójáig kellett várni ahhoz, hogy a bemutatott dolgozatok száma meghaladja a százat. Ezt követően azonban rohamos növekedés figyelhető meg, s a XXV. OTDK kémiai és vegyipari szekcióján csaknem kétszáz pályamunkát kellett értékelni a szakmai zsűriknek. Ilyen ugrásszerű mennyiségi növekedés mögött nyilvánvalóan könnyen tetten érhető tényezők húzódnak, amelyek közül talán a két legfontosabbat célszerű kiemelni: a.) A felsőoktatási intézményekbe felvett hallgatók létszámának növekedése. (Meg kell említeni, hogy ez a létszámnövekedés a vegyész, vegyészmérnöki és kémia tanári szakokat kevésbé érintette, mint sok olyan szakot, amelyekhez alapos kémiai ismeretek is szükségesek,

270

így pl. környezetmérnöki, környezettudományi, anyagmérnöki, anyagtudományi stb. szakokat). b.) Az eredményes diákköri munka a kémia doktori iskolákba jutás szinte elengedhetetlen feltételévé vált. Hittünk abban, hogy amennyiben az előző bekezdésben jelzett körülmények a 21. század első évtizedében is érvényesek maradnak (és a nevezési feltételek sem változnak), akkor a szekcióban bemutatott dolgozatok száma közel állandó vagy kicsit emelkedő lesz.. Ezzel szemben csak a XXIX. konferencián „kapaszkodtunk” vissza a 2001. évi szintre. Az alábbi adatok tájékoztatnak a részletekről.

AZ OTDK KONFERENCIÁK KÉMIAI ÉS VEGYIPARI Szekciójának legfontosabb adatai (1955–2001) Év I. II.

1955 1956

III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI: XII. XIII: XIV. XV. XVI. XVII. XVIII. XIX: XX. XXI. XXII. XXIII. XXIV. XXV.

1959 1960 1962 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001

A szekció neve

A bemutatott dolg. száma

Színhely, idő

Szervetlen Kémia Szerves Kémia Természettudományi

Veszprém, VVE Szeged, SzTE

Műszaki és Vegyész Műszaki és Vegyész Műszaki és Vegyész Műszaki és Vegyész Vegyészet Kémiai Szekció Kémiai Szekció Kémiai Szekció Kémiai Szekció Kémiai Szekció Kémiai Szekció Kémiai Szekció Kémiai és Vegyipari Sz. Kémiai és Vegyipari Sz. Kémiai és Vegyipari Sz. Kémiai és Vegyipari Sz. Kémiai és Vegyipari Sz. Kémiai és Vegyipari Sz. Kémiai és Vegyipari Sz. Kémiai és Vegyipari Sz. Kémiai és Vegyipari Sz.

Veszprém, VVE 48 127 60

102 120 123 105 86 86 91 122 134 177 196

Budapest BME, IX. 9-11. Miskolc, ME Debrecen, KLTE Veszprém, VVE Kazincbarcika Keszthely, KATE Debrecen, KLTE Budapest, BME Veszprém, VVE Szeged, JATE Budapest, ELTE, IV. 2-5. Nyíregyháza, BGyTF Debrecen, KLTE, IV. Pécs, JPTE, IV: Veszprém, VE, IV. Gödöllő, SzIE, IV.

A Kémiai és Vegyipari Szekciókra benevezett előadások száma (2001-11) 2001 (SzIE, Gödöllő) 2003 (ELTE, Budapest) 2005 (BME, Budapest) 2007 (SzTE, Szeged) 2009 (DE, Debrecen) 2011 (PTE, Pécs)

196 146 147 139 200 195

271

Mi lehet az oka a közbülső OTDK-kon tapasztalt visszaesésnek? Végleg megszűnt volna a vegyiparnak az a gazdaságélénkítő szerepe, melyről az OTDK 50 évét feldolgozó kötet így ír: „… a világháborút követően a gazdasági kibontakozás egyik fontos feltétele a vegyipar rohamos fejlesztése”. Természetesen, a 21. században is elengedhetetlen az erőteljes fejlesztés, de a rendszerváltást követő években jelentős átrendeződések voltak e téren hazánkban. A KGST (és főként a Szovjetunió) összeomlása nemcsak az iparág nyersanyagainak beszerzését, de a termékek értékesítését is megnehezítette. A veszteséges termelés és a párhuzamosan lezajló privatizációk azt eredményezték, hogy jelentős múlttal bíró gyárak elvesztették önálló kutatási profiljukat, bizonyos vegyipari ágazatok pedig elsorvadtak. Mindezek taszították a pályaválasztókat, de talán ennél is nagyobb bajt okozott a kemofóbia terjedése. Mit is jelent ez? A kémiai tudományok és a rajtuk alapuló technológiák jelentősége a jelenlegi életforma fenntartásában elvitathatatlan, de ugyanakkor a laikus közvélemény ezt a civilizációs szerepet nem ismeri el. A vívmányokat maguktól értetődőnek tartja, a kémiai jelenségekkel szemben pedig igen gyakran értetlenül, néha pedig kifejezetten ellenségesen viselkedik. Nem szabad elhallgatni azonban azt sem, hogy ennek a nézetnek a kialakulásához néhány súlyos baleset is hozzájárult: a biztonsági előírások figyelmen kívül hagyása, emberi mulasztások stb. következtében egyes üzemekből emberekre, környezetre káros anyagok szabadultak ki. Bár a katasztrófák száma az iparág egészéhez viszonyítva –szerencséreelenyésző, a hírekben való bemutatásuk azonban erősen túlreprezentált. Ezzel szemben sokkalsokkal kisebb hangsúlyt kap az, hogy a megfelelően üzemeltetett gyárak tömegei látják el az emberiséget mindazokkal a javakkal, amelyek nélkül a mai életünk kényelme elképzelhetetlen. Ugyancsak nem jelenik meg a hírekben az sem, hogy az efféle balesetek elhárítása, a fenntartható fejlődés biztosítása érdekében rendkívül nagy szükség van magas szinten képzett kémikusokra, vegyipari szakemberekre. A köz- és felsőoktatásban bekövetkező változások sem járultak hozzá a kémia térhódításának növeléséhez. A középiskolákban a természettudományos tárgyak, és ezen belül a kémia óraszámai csökkentek. Kedvezőtlen az is, hogy a legtöbb tanuló 16 éves korában berekeszti ilyen irányú tanulmányait: érettségi tárgyként nagyon kevesen választják. Fontos lenne, hogy a kémia valamint vegyészmérnöki BSc-szakokon előírják a szaktárgyi érettségit (az orvostudományi egyetemek ettől az évtől ilyen feltételeket szabtak a felvételinél) és annak –a kétszintű érettségi bevezetésekor elképzelt- emelt szintű teljesítését. A középiskolás anyag hézagos ismerete miatt az egyetemi hallgatók egy részének az alapfeladatok ellátása is gondokat jelent. Többeknek nehézséget okoz az is, hogy a 2006-07. tanévben bevezetett kétlépcsős oktatás a nyelvvizsgát már a BSc-szint befejezésével egyidejűen kéri. Az osztatlan képzéssel szemben a kémia szakon kettő, míg a vegyészmérnökin másfél évvel korábban kell a nyelvtudást tanúsítvánnyal igazolni. Akár a szakmai alap, akár a nyelvi bizonyítvány hiányzik, megszerzésüknek az idő- és energiaigénye korlátozza a kötelező tanulmányokat meghaladó kutatómunkába való bekapcsolódást. A főiskolák diákköri munkájában a kétlépcsős oktatás hatása kevésbé érhető tetten, mert a korábbi oktatási struktúrában a szakmai alapképzésre fordított kb. három év (a főiskola utolsó évében főként a tanításra való felkészítés folyt) megegyezik a BSc-képzés időtartamával. A főiskolák helyzetének megítélését az is nehezíti, hogy a kémiai szekcióban általában kevés, csak 1-2 hallgató indult. Ez a létszám azért is szerényebb, mert a kémiai kutatásokat végző, tanárképzős hallgatók egy része a pedagógiával kapcsolatos szekciókban számol be a szakmódszertani vizsgálatok eredményeiről. Hasonló átfedések egyébként más szekciókkal is vannak, pl. a hallgató választhat, hogy az agrokémiai vizsgálatait a kémiai, avagy az agrártudományi szekcióban kívánja bemutatni. Az egyetemeken folyó diákköri tevékenységnek azonban hasznára vált az, hogy az önálló tudományos eredményt is felmutató szakdolgozat időpontja előrébb jött. Már az ezt megelőző

272

projektmunka során is sokan „rákapnak” a kutatás ízére, és többen a nyári pihenés helyett inkább a laboratóriumokban dolgoznak. Legelőször a XXIX. konferencián találkozhattunk BSchallgatókkal, és talán éppen a megjelenésük járult hozzá a TDK-dolgozatok számának növekedéséhez. Többségük III. évesként nevezett be, de volt közöttük néhány alsóbb éves is. Utóbbiak közül többen a TUDOK keretében ismerték meg a mentorukat, és egyetemi felvételijüket követően náluk folytatták a megkezdett kutatásaikat. A Debreceni Egyetem 25 hallgatója mutatta be munkáját a XXIX. konferencián. Harmaduk (8 fő) BSc-hallgató volt, akik közül hárman helyezést is elértek (mindegyik III. díjas lett). A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) által nevezett hallgatók 1/5-e, azaz 10 fő folytatott BSc-tanulmányokat. Eredményességüket jelzi, hogy közülük ketten első, további 1-1 hallgató pedig második ill. harmadik díjat kapott. Ugyanez volt az arány a szegedi diákok esetén is: a XXIX. OTDK-ra benevezett 50 hallgatóból 10 BSc-képzésű volt, és közülük négyen lettek díjazottak (mindegyikőjük III. helyezést ért el). Az Eötvös Lóránd Tudományegyetem (ELTE) által OTDK-ra nevezett hallgatóinak mintegy 15 %-folytatott BSctanulmányokat, de a 2009-es házi konferencián indulóknál az arány már 30 %-ra nőtt. Még örvendetesebb változásról számoltak be a Pannon Egyetem oktatói: a XXIX. OTDK-ra benevezett 33 hallgató közül csak kettő volt BSc-hallgató, de ugyanebben az évben megtartott őszi intézményi TDK-konferencián a résztvevők fele került ki az alapképzésűek közül. A Pécsi Tudományegyetemen azt állapították meg, hogy a diákkörben dolgozó BSc-szakos hallgatók száma kb. megegyezik azzal a létszámmal, amely jellemző volt a diákkörös II-III. évfolyamosokra az osztatlan képzésben. b.) A tanár-diák kapcsolatok tükrében Bár a tudományos diákkörök miniszteri utasítással hivatalossá tett kezdetét 1952-ben jelölhetjük meg, az egyetemi oktatás újrarendeződése már korábban is magában hordozta a diáktudományos tevékenység kibontakozásának lehetőségét. Kissé meglepő, hogy a kémiai és a vegyészmérnöki tudományok területén a háború utáni első írott emlékek Veszprémből származnak, ahol 20-40 fős szakkörök, tudományos körök alakulásáról már a 1950/51-es tanévben beszámoltak. Az íratlan emlékekből tudjuk, hogy nem volt ez másképpen a sokkal nagyobb múlttal és hagyományokkal bíró egyetemeken, mint az ELTE Természettudományi Karán, a BME-n, a szegedi és a debreceni egyetemen. Ezek a diákkörök természetesen csak úgy jöhettek létre, hogy a kutatásban kiemelkedő, elismert oktatók a jól felkészült, tudományos munka iránt érdeklődő, ambiciózus hallgatók számára lehetővé tették a kutatásokban való részvételt. Vagyis, az önszerveződő diákkörök a haladó hagyományok folytatásaként jöttek létre, bizonyítva, hogy a mester és a tanítvány szoros együttműködése, a tudós generációk folytonos „újrateremtődése” az, ami a valódi egyetemi szellemiség velejárója. Az, hogy ez önálló vagy szervezett kezdeményezés eredménye, a lényegen nem változtat. A kibontakozást követően megvalósult dimenziók tekintetében azonban bizonyára kimutathatók a szervezett formák előnyei. A diákköri konferenciákon bemutatott dolgozatokat, a tudományos eredményeket elemezve kimutatható természetesen, hogy a kémiai és a vegyipari kutatóbázisok közül melyek voltak azok, ahol legkorábban bontakoztak ki a későbbi TDK és doktori iskolák. Tetten érhető az is, hogy míg kezdetben inkább egy–egy személy vagy kisebb kutatócsoport körül formálódott aktív tudományos diákélet, a hatvanas és hetvenes években jellemzővé válik, hogy az eredményes alkotómunka inkább egy-egy meghatározott kutatási területen nemzetközileg is elismert tanszékhez rendelhető. Rendszeressé válnak azok a tanszéki eszmecserék, amelyeken nemcsak az oktató és kutató kollégák, hanem legifjabb munkatársaik, a diákkörös hallgatók is beszámolnak eredményeikről, különösen az intézményi és az országos TDK konferenciákat megelőző időszakokban. A fejlődés a XX. század utolsó két évtizedében a hazai és nemzetközi együttműködések kiteljesedésével a tudományos diákkör keretében kutató hallgatók számára is

273

azt hozza magával, hogy egy-egy színvonalas dolgozatban már nem tanszéki, hanem sokkal inkább tanszék csoportok által működtetett berendezéseken, nagyműszereken végzett mérési eredmények kerülnek bemutatásra. A TEMPUS majd ERASMUS programok keretében pedig a hallgatók a nemzetközi együttműködések hasznával, előnyeivel is megismerkedhettek. Az ezredfordulóra rendszeressé vált, hogy eredményes TDK munkát felmutató hallgatók a világ legkülönkülönbözőbb helyeire, az adott tudományterületek valóban élenjáró laboratóriumaiba, vezető kutatók nemzetközileg elismert iskolájába jutottak el. Így még a diploma megszerzése előtt bekapcsolódhatnak a jelentős nemzetközi projektekbe. Ezzel egyidejűleg előtérbe kerültek azok a kutatási témák is, amelyek az alapkutatásra épülő alkalmazott és a gyakorlatba gyorsan hasznosítható eredmények elérésével kecsegtetnek. A kétszemélyes tanár-diák kapcsolattól, annak lényegi elemeinek megtartásával (közvetlen személyes kapcsolat, rendszeres eszmecsere, szakmai és általános kultúra közvetlen átadása a maradandó értékeket hordozók példája révén) tehát eljutottunk az akár különböző intézményekben több tíz kutató munkájára épült projektek szerepének előtérbe kerüléséhez a jövő tudós generációk nevelésében. Az egyetem kapuinak szélesebbre nyitásával és a kreditrendszer bevezetésével párhuzamosan jelentős változás állt be a hallgatók kapcsolatrendszerében. Megszűntek az évfolyamok, és így az évfolyam-felelősség is történelmi fogalommá vált. Annak ellenére következett be mindez, hogy a képzési struktúrákban, ösztöndíjrendszerben, tanulmányi nyilvántartásban stb. igen gyakran van változás. A hallgatók igényelnének valamilyen útmutatást, de idősebb társaiktól is nehezen tudnak információhoz jutni, hiszen az azonos képzésben résztvevők alig ismerik egymást. Sarkítottan azt lehetne mondani, hogy nagyobb esély van a hallgatótárs kódjának, mint nevének megismerésére. A személyiségjogok védelme ugyanis nem teszik lehetővé, hogy pl. az azonos tankörbe járók megismerhessék egymás érdemjegyeit. Őszinte, a résztvevők segítését, támogatását is felvállaló társas kapcsolat nehezen alakulhat ki a kóddal jelölt hallgatók között. Tapasztalt oktatókat is meglepi, hogy többen akkor találnak először közösségre az egyetem falai között, amikor diákkörözni kezdenek. A közös célok megvalósítása, a kölcsönös egymásra utaltság, az egymás segítése összekovácsolja a társaságot. Lehetőséget kap a frissen bekapcsolódó hallgató, hogy a munkafolyamatokat a diáktársak vagy PhD-hallgatók útmutatásai révén zökkenők nélkül elsajátítsa. Nemcsak a diák-diák kapcsolat értékelődött át. A hallgatók elég gyakran nem valamely tudományos téma, hanem a témavezető iránti szimpátia alapján csatlakoznak egy-egy kutatócsoporthoz. Vonzóerő az is, ha az adott oktató körül eredményes diákkörösök, szakkollégisták és PhD-hallgatók dolgoznak. Természetesen, ez az eredményesség általában annak köszönhető, hogy az oktató személyre szabottan és intenzíven foglalkozik a diákjaival. Manapság divat ezt tutoriális képzésnek nevezni, és vannak olyan tudományterületek, ahol az ilyesfajta képzést forradalmian újnak tekintik. A kísérletes szakmákban (így a kémiában is) azonban ez a fajta témavezetés elengedhetetlen feltétele a sikeres munkának. A kísérleti tervek közös átgondolása, az eredmények elemzése, azoknak előadásokká avagy dolgozatokká formálása rengeteg ismeretet nyújtanak a diáknak. Sokan vallják, hogy a tudás megszerzésének egyik leghatékonyabb módja a kutatási feladat megoldásán keresztüli tanulás. Mindez rendszeres eszmecserét igényel a kétszemélyes tanárdiák viszonyban, amelyek során tágabb értelmű, általános kultúrával kapcsolatos ismeretátadásra is sor szokott kerülni. Nem ritka az sem, hogy a hallgató személyes problémáival is a témavezetőjét keresi meg (sajnálatosan, egyre több csonka vagy nehezebb életkörülmények közötti családból érkező fiatal van az intézményeinkben, akiknek a tanulás mellett a családjuk támogatásában vagy saját maguk eltartásában is részt kell vállalniuk).

274

2. A TDK önképzés, tudományos utánpótlás nevelés, vagy verseny? Az előző fejezetben elemzettekhez szorosan kapcsolódik annak tárgyalása is, hogy mit jelent a TDK az egyén, valamint a közvetlen és tágabb környezete, a társadalom számára. Nem kétséges, hogy a tudományos diákkör aktív szereplői számára mindenekelőtt az önképzés leghatékonyabb formája, amely révén megnyílik a lehetőség a tudományos pályafutás kibontakozásához. A szakmai szempontok mellett azonban legalább olyan fontos a maradandó etikai normákon nyugvó nevelés, az emberi kultúra értékeinek megőrzésének, továbbörökítésének igénye. Az egyetemek és főiskolák, a magyar felsőoktatás és a határainkon belül és kívül élő magyarság jövője szempontjából a TDK alapvető fontosságú lévén a tudományos utánpótlásnevelés, a szakmai elit képzésének alappillére. Ezt minden kétséget kizáróan bizonyítják azok az adatok, amelyek megtalálhatók a különböző OTDK dokumentumokban. A kémia tanszékek vezető oktatóinak éppúgy, mint a tanszékvezetők többségének nevével találkozhatunk a hatvanas és hetvenes évek OTDK konferenciáinak kiadványaiban és a díjazottak között. A díjak említése óhatatlanul indukálja azt a kérdést, hogy az intézményi és országos TDK konferenciákat elsősorban tudományos fórumnak kell tekintenünk, vagy a legkiválóbb diákok tudományos versenyének? Egyéni szempontok alapján akár az egyiket, akár a másikat előtérbe helyezhetjük. Az azonban bizonyos, hogy mindkét elem erősen létező, meghatározó. Ha ez így van, akkor maga a tudományos diákkör is egyfajta verseny. Igen, verseny, ezt tudomásul kell venni, és nem szabad meglepődni, hiszen életünk minden elemében akarva-akaratlanul megtalálható a verseny. Csak az nem mindegy, hogy milyen feltételrendszerben zajlik. Éppen ezért vált fontossá az OTDK Kémiai és Vegyipari Szekciójában bemutatott dolgozatok és előadások értékelési, bírálati rendszerének kidolgozása, s annak folyamatos, a kor igényei szerinti aktualizálása. A követelmények egyértelmű megfogalmazása természetesen bizonyos támpontot jelent magának a diákköri munkának az elvégzéséhez, a konferenciára való felkészüléshez. Az elmúlt évtizedben a címben feltett kérdésekkel kapcsolatban alig merült fel újabb szempont. Változatlanul leszögezhető, hogy a tudományos diákkör az önképzés egyik leghatékonyabb formája. Az önálló kutatói munka végzése alapvető kívánalom a szakkollégiumokban is. Mindkét forma azt célozza, hogy a hallgató tudásszintjének növelésében és képességeinek kibontakoztatásában a lehető legnagyobb fokú fejlődést érje el. Ezeket az erőfeszítéseket siker koronázta, koronázza. Számtalan példát lehetne hozni az intézmények oktató karaiból arra, hogy az eredményes diákkörös a „kis doktori”- kandidátusi„nagy doktori” útvonal bejárását követően ma már professzorként segíti a diákköri mozgalmat, tanítja a jelen ifjúságát. A doktori iskolák azzal is kifejezték a diákkörök fontosságát, hogy a PhD-felvételiknél értékes pontszámokkal ismerik el az ilyen irányú teljesítményeket. A kétlépcsős oktatásban, az MSc-felvételik során ugyancsak pontszámokban megmutatkozó előnyt jelent a diákkörös múlt. A TDK verseny-jellegével kapcsolatban azonban az elmúlt évtizedben sem alakult ki mindenki által elfogadott állásfoglalás. Sokan vannak azon a véleményen, hogy kedvezőbb volna, ha a hallgató az eredmények megvitatásának fórumaként és ne versenypályaként tekintsen a diákkörös konferenciákra. A gyakran hangoztatott ellenérvek közül további kettő is álljon itt: 1./igen gondosan kidolgozott bírálati szempontok, szabályok ellenére sem lehetne teljesen kiszűrni a szubjektív elemeket (a bírálás mikéntjéről a 4. pontban részletesebben) 2./gyakran egész kis különbségek vannak a díjazottak és a helyezést el nem nyerők között, és ugyanakkor a PhD-felvételiken a helyezettek nagyobb pontszámot kapnak az előzetes tudományos munka értékelésekor.

275

Vannak azonban olyan állásfoglalások is, hogy a versenyhez való alkalmazkodás, az abban való részvétel a mindennapjaink része, így a hallgatót erre is fel kell készíteni. Szükséges rámutatni arra is, hogy a tudományos kutatásban és innovációs folyamatban is igen nagy versengés folyik.

3. A TDK konferencia tudományos fórum, verseny, vagy felkészítés a profitorientált konferencia-turizmusra? Az intézményi és országos TDK konferenciák egyik fontos célja, hogy már a tudományos szárnypróbálgatás is a hazai és nemzetközi „felnőtt” konferenciákéhoz hasonló körülmények között történjen. Vagyis a résztvevő ne csupán arra összpontosítson, hogy az általa feltárt új ismereteket legjobb tudása szerint bemutassa, hanem az előadása kapcsán felmerült kérdésekre is adekvát válaszokat adjon. Mások előadását követően pedig éppen ő legyen kérdező, azaz aktív vita kövessen lehetőleg minden előadást. A szakmai eszmecserék folytatódjanak az előadások szünetében is, a kapcsolatteremtés a tudományos együttműködések lehetőségét szem előtt tartva. Ezeket figyelembe véve nyilvánvaló, hogy a TDK konferenciáknak diáktudományos fórumoknak kell lenni. Nem szabad azonban figyelmen kívül hagyni, hogy az ösztönzés céljával bevezetett jutalmak, majd később a díjak a „versenyjelleg” erősödését hozták magukkal. Ma már jelentős tényező, hogy a minisztériumok és a helyi szervezők által felkért szponzorok anyagi támogatása révén biztosított első díj, vagy különdíj a PhD hallgatók havi ösztöndíját meghaladó összeg is lehet. Ez azonban csak az egyik motiváló tényező. Ennél minden bizonnyal fontosabb, hogy a kiemelkedő eredményt elért hallgatók – tegyük hozzá, megérdemelten – előnyt élveznek a doktori iskolákba való felvétel során. Mivel az egyes intézmények, és azon belül tanszékcsoportok, tanszékek (szakmai, anyagi és erkölcsi) érdeke, hogy a doktori iskolában minél többen iratkozzanak be, természetesen az arra leginkább rátermettek közül, az OTDK konferenciák nemcsak a hallgatók, hanem az egyetemek, főiskolák és azok tanszékeinek versenye is. A nemes versengés feltételeinek biztosítása nem egyszerű feladat, amit azt az egyik későbbi fejezetben érzékeltetni is kívánunk. Az utóbbi tíz év során tapasztalhattuk azt is, hogy az OTDK különböző szekcióiban a részvételi költségek (nevezési díj, szállás, ellátás stb.) esetenként az inflációt jóval meghaladó mértékben növekedtek. Bár a Kémiai és Vegyipari Szekció Szakmai Bizottsága törekedett arra, hogy a részvételi költségek lehetőleg ne legyenek megterhelők az egyes intézmények számára, növelésüket nem lehetett elkerülni. Felvetődik természetesen a hazai és nemzetközi tudományos konferenciák példáját előtérbe helyezve a „konferencia-turizmus” jelleg erősítésének lehetősége, ami akár a valóságos helyzetre való felkészítés nevelési elveivel is összeegyeztethető. Éppen ezért aligha kerülhető el a következő években, évtizedekben a „profitorientált” szemlélet hatása. A fejezetcímben feltett kérdésekre nem sikerült mindenki számára elfogadható választ adni a XXI. században sem. Mindenki egyetért azonban abban, hogy kedvező a fiataloknak, ha első tudományos lépéseiket saját korosztályukkal együtt tegyék meg. Ilyen fórumokon tanulhatják meg az eredmények megfelelő „tálalását”, megismerhetik a tudományos viták szabályait. Ezek az összejövetelek adnak lehetőséget az azonos érdeklődési körűekkel való kapcsolatteremtésre, tudományos együttműködések kezdeményezésére. Az ismeretségek nemcsak az országon belüli, de a környező államok intézményeiből érkező hallgatók között is kialakulhatnak. A határon túliak meghívásában a Szegedi Tudományegyetem jár élen. 1996 óta minden tanévben várják a helyi konferenciákra a kolozsvári Babes-Bolyai Tudományegyetem (BBTE), az Újvidéki Egyetem (UE) és a Temesvári Nyugat Egyetem (TNyE) hallgatóit.

276

A legszorosabb együttműködés a Temesvári Nyugat Egyetemmel alakult ki, melyet a testvéregyetemi kapcsolat is kifejez. Mindkét fél kölcsönösen részt vesz a másik intézmény diákköri konferenciáján (4-5 fő minden tanévben). A Szegedre érkező román ajkúak angolul, a magyar diákok pedig anyanyelvükön adnak elő. A Temesvárra utazók angolul tartanak előadást. Az utóbbi 5 évben a szegedi diákok meghívást kaptak az egyetemektől független, Műszaki Tudományos Diákkonferenciákra is. Az Országos Magyar Diákszövetség és a Temesvári Magyar Diákszervezet évenként megrendezett eseményein 2-3 szegedi hallgató vesz részt. Az Újvidéki Egyetemről változó létszámú (évi 1-3 hallgató) csoport utazik Szegedre. A szerb anyanyelvűek angolul adnak elő a helyi konferencián. A szegediek közül 1-2 hallgató tart előadást a Vajdasági Magyar Tudományos Diákköri Konferenciákon. A Babes-Bolyai Egyetemről is szoktak fogadni 1-2 hallgatót, és két alkalommal már magyar hallgatók (2-2 fő) is elutaztak az ottani Diákköri Konferenciákra. A többi intézményben a külföldi egyetemek szereplése kevésbé rendszeres. A Pannon Egyetemen a Zágrábi Egyetem hallgatói már több alkalommal előadást tartottak a helyi konferencián, az egri Eszterházy Károly Főiskolán pedig két kínai hallgató mutatta be a dolgozatát. A környező országok diákjaival való kapcsolattartást az anyagiak is befolyásolják. Szegeden a hallgatócserék pénzügyi hátterét a Kémiai Tanszékcsoport biztosítja annak az elvnek mentén, hogy az étkezés és a szállás költségeit a fogadó fél, míg az utazásét a küldő fél állja. Ebből következően a szükséges összeg függvénye a városok távolságának is. A rendszeres temesvári kapcsolatot azonban nemcsak a kisebb utazási ráfordítás segíti elő, hanem az is, hogy a TNyE anyagilag is támogatja a diákköri tevékenységet (a másik két egyetem diákja csak akkor tud utazni, ha a témavezetője vagy a családja hozzájárul a kiadások fedezéséhez). További forrásokat igényel a helyi konferenciákon jól szereplő határon túliak országos konferenciákon való bemutatkozása. A Szegedi Tudományegyetem befizeti a külföldi egyetem hallgatóira jutó költségeket is (2001-ben 4 TNyE és 3 UE; 2003-ban 4 TNyE, 3 BBTE és 1 UE; 2005-ben 7 TNyE, 2 UE és 1 BBTE; 2007-ben 1 TNyE; 2009-ben 3 TNYE hallgató vett részt az országos konferencián az SzTE nevezésében). 2007-ben a csíkszeredai Sapientia Erdélyi Magyar Tudományegyetem két hallgatójának a magyarországi költségeit a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karának Tudományos Diákköri Tanácsa állta. 2009-ben egy pozsonyi középiskolás tanuló költségeinek egy részét a TUDOK, a BBTE egy hallgatójának részvételéhez szükséges pénzt pedig a debreceni konferencia szervezői fedezték. Az évek óta változatlan összegű nevezési díjjal kapcsolatban a rendező intézményeket egymásnak ellentmondó érzések lepik el. Számukra hátrányos, hogy az így befolyt összegnek a vásárló értéke az utóbbi évtizedben sokat csökkent, hiszen az ebből kifizetendő szolgáltatások árai jelentősen növekedtek. Ugyanakkor saját hallgatóik után is kell nevezési díjat fizetni, és ekkor öröm, hogy az infláció nem „rakódott rá” erre a költségnemre. A rendezők arra is törekednek, hogy a részvételi költségeket viszonylag alacsony szinten tartsák. Ez nagyon komoly, sok munkaórát felemésztő szervező munkát igényel. Szoros együttműködést kíván nemcsak az egyetemek felsőbb vezetőségével, de a kollégiumok és a menza felelőseivel is. Tekintve, hogy a felettes minisztérium által nyújtott központi forrás nem elégséges, a megfelelő szintű vendéglátás és az elvárható díjazás forrásainak előteremtése a szervezőktől nagy erőfeszítést igényel. A központi forrás az utóbbi célra egyáltalán nem használható, így a pénz- és/vagy tárgyjutalmak kiosztására csak a diákköri mozgalmat támogató szponzorok segítő adományainak révén kerülhet sor. E tekintetben nagyon sokat számít az intézmények szakmai kapcsolatrendszere, a rendezők személyes összeköttetései, az ügyes és tartalmas propaganda-tevékenység, a menedzseri gondolkodás. Mindezeket a feladatokat a szervezésben részt vállaló oktatók a napi munkájuk mellett látják el, így nem csoda, hogy többen csatlakoztak a pénzjutalmak ellenzőihez. Az I-III. díjak összegével kapcsolatban a nevezési díjhoz hasonló megállapításokat tehetünk. A rendezők számára az évek óta változatlan összegek előteremtése is egyre nehezebb, hiszen az

277

általános válságban a szponzorok pénztárcája is bezáródik. A hallgató szemszögéből azonban egyértelműen értékvesztés következett be, mert a nominális értékben változatlan összegnek a vásárló ereje egyre inkább csökken. Meg kell jegyezni azt is, hogy a jutalmak kifizetésének gördülékenységét gyakran pénzügyi szabályozók is hátráltatják. Előfordul az is, hogy az intézmények gazdasági vezetésének felfogásában, a rendelkezések értelmezésében való eltérések nem teszik lehetővé, hogy a hallgató adó- és járulékmentesen kapja meg ezeket a jutalmakat. Az utóbbi időkben több, tehetséggondozást támogató pályázatot is meghirdettek. Ezek egyrészt nem mindig illeszkednek az országos rendezvények eseménynaptárához, másrészt nem tartalmaznak olyan lehetőségeket, amelyek révén a helyezettek jutalmazása megoldhatóvá válna. Többeknek az a véleménye, hogy mind a pályázatok elkészítése, mind az elszámolás aránytalanul sok munkát ró a diákkört a fő tevékenységük mellett irányító oktatókra. A díjazás mellett a megfelelő szintű vendéglátáshoz szükséges anyagiak előteremtése is nagy erőfeszítést igényel a szervezőktől. A szakmai programokat általában a konferenciák második estéjén adott fogadás zárja, melynek teljes költségét a rendező intézmény állja. Pénz és szervezőmunka kell a konferenciák első estéjén kínált kulturális programokhoz is (pl. Szegeden orgona hangverseny, Debrecenben megzenésített versek szórakoztatták a résztvevőket). A szervezők abban is segítséget nyújtanak, hogy a városuk értékeit megismerjék a diákok. Maradandó élményt jelentett pl. a Gödöllői Királyi Kastély megtekintése. 4. A tudományos diákköri dolgozatok, előadások értékelésének rendszere a Kémiai és Vegyipari Szekcióban Mint azt az előzőekben már részletesebben elemeztük, a TDK a tudományos önképzés, utánpótlás nevelés és új szellemi alkotások létrehozásának versenye, a TDK konferenciák pedig a hallgatók tudományos fóruma és versenye. A versenyek esetében pedig biztosítani kell az azonos feltételeket, megfelelő, minden résztvevő számára ismert követelmény- és értékelési rendszert. Természetesen figyelembe kell venni a szekció sajátosságait és a kémia tudomány területén kidolgozott és alkalmazott tudománymetriai módszereket és mutatókat is. A Kémiai és Vegyipari Szekció Szakmai Bizottsága a dolgozatok és az előadások jelenleg is érvényes elbírálási rendszerét fokozatosan alakította ki. A pályamunkák értékelésének alapjául azt tekintette a bizottság, hogy a maximális pontszám azokra a dolgozatokra, előadásokra adható, amelyek rangos nemzetközi folyóiratokban publikálhatók, illetve az megfelel az adott tudományterület rangos hazai konferenciáján elhangzott előadás színvonalának. Maga a Szakmai Bizottság ciklusonként alakul újjá az OTDK zárójelentésének összeállítása és elfogadása érdekében összehívott ciklust záró értekezleten. A bizottság elnöke a lezárt konferencia ügyvezető elnöke, az ügyvezető elnök pedig a következő konferencia színhelyéül választott, vagy kijelölt intézmény munkatársa. A bizottság tagjai az intézmények által delegált képviselők, általában az intézmények Kémiai és Vegyipari TDK szekciójáért felelős kollégák valamint a rendező intézmény legalább egy képviselője. A szakmai bizottság titkára az ügyvezető elnök által felkért hallgató. A Szakmai Bizottság állítja össze szekció felhívását a következő OTDK-ra, amelyben javaslatot tesz a lehetséges tagozatokra a korábbi konferenciák adatai alapján. A beérkezett dolgozatokat a jelentkezési lapok alapján tagozatokba sorolja. Dönt arról, hogy minimum hány dolgozatnak kell bemutatásra kerülni egy tagozatban és arról, hogy az általában nagy létszámú tagozatok, mint pl. szerves kémia, fizikai kémia, reakciókinetika és katalízis, hány altagozatra és milyen szakmai megfontolások alapján legyenek felosztva. (A reakciókinetika és katalízis tagozat esetében ésszerű lehet, pl. homogén és heterogén rendszereken végzett kutatási eredményekről szóló munkákat külön altagozatokba tárgyalni.) Az intézmények képviselőivel egyeztetve kéri fel a Szakmai Bizottság a szekciók elnökét és a zsűri tagokat.

278

Az ügyvezető elnök és a helyi szervező bizottság tagjai gondoskodnak arról, hogy a dolgozatok bírálat céljából a megfelelő intézményekbe, az intézményi képviselőkhöz jussanak. Ebben a fázisban kell biztosítani, hogy két egymástól független bírálóhoz kerüljenek a dolgozatok. Az egyes intézményekhez bírálatra elküldött dolgozatok – amelyeket természetesen másik egyetemek, vagy főiskolák hallgatói nyújtottak be – száma a bírálatokért felelős intézmény által delegált dolgozatok számának kétszerese, tekintettel arra, hogy minden egyes dolgozatot két bírálónak kell értékelni. Az intézményi felelős, vagy felelősök feladata, hogy szakmailag legmegfelelőbb személyek készítsék el a bírálatokat. A két - II. számú mellékletben megadott szempontok szerinti értékelés eredményeként kapott - bírálat átlaga a pályázó dolgozatának pontszáma, ha a két bírálat eredménye közötti különbség nem haladja meg a lehetséges maximális pontszám 25%-át. Ellenkező esetben a konferencián, az előadások bemutatását megelőzően, a szekció elnökének és a zsűri tagoknak újra kell értékelni a dolgozatot. Az általuk adott pontszámot össze kell vetni a két bíráló pontszámával. Ha a zsűri pontszáma a két bírálat átlagával azonos, az eredeti pontszám marad érvényben. Ellenkező esetben a zsűrinek és annak a bírálónak a pontszámát kell átlagolni, akinek a pontszáma a zsűriétől kisebb mértékben különbözik. Az előadást és az azt követő vitát, pontosabban az előadó vitakészségét a tagozat elnöke és mindkét zsűritag értékeli az ugyancsak ismert szempontok szerint (II. számú melléklet). Ez alól kivételt jelentenek azok az előadások, amelyek esetében az előadó vagy az elnök vagy a zsűritagok intézményének hallgatója. Etikai okokból ugyanis fontosnak tartottuk, hogy a „saját” intézmény hallgatóját ne pontozza senki. Itt kell megjegyezni az elnök személyének és a zsűri tagjainak kiválasztásánál, a szekció szakmai bizottságának kell törekedni az összeférhetetlenség elkerülésére. A dolgozat és az előadásra kapott átlagos pontszámok alapján tagozatonként, illetve altagozatonként kerül megállapításra a sorrend és a díjak odaítélése. A szekcióban az értékelés rendszere az utóbbi évtizedben gyakorlatilag nem változott. A folyamat lényege a következőképpen foglalható össze: A Szakmai Bizottság a szekció felhívásában tesz javaslatot a lehetséges tagozatokra. A dolgozatok beérkezése után ugyanez a szervezet a Szervező Bizottsággal együttműködésben alakítja ki a végleges csoportokat úgy, hogy igyekszik a hallgatók kéréseit is tekintetbe venni. Minden intézmény kétszer annyi dolgozatot kap bírálatra, mint ahányat nevezett, de saját intézményében készült dolgozat nem lehet közöttük. Így minden írásművet két független, külön intézményből származó bíráló értékel. A legalább PhD-fokozattal bíró értékelőkre az intézmények képviselői tesznek javaslatokat, akik a Szakmai Bizottság által évekkel ezelőtt kidolgozott szempontrendszer mentén nemcsak pontokat adnak, de szöveges értékelést is írnak (ezeket a véleményeket a hallgatók már a regisztrációkor megkapják zárt borítékban elhelyezve). Szabályozott az is, hogy a.) milyen eltérésnek kell lennie a két független bíráló által adott pontszám között, hogy a dolgozat harmadik bírálóhoz kerüljön b.) három bírálat esetén melyik kettőnek az átlagát kell végeredménynek elfogadni. Akárcsak az írásbeli teljesítményekre, a szóbeliek értékelésére is kidolgoztunk egy szempontrendszert, melynek megváltoztatása az elmúlt években sem vált szükségessé. Az időállóságot talán az is jelzi, hogy az OTDT a néhány éve bevezetett prezentációs díjra való jelöléshez egy olyan értékelő lap kitöltését kéri a szekcióktól, mely a miénkkel gyakorlatilag azonos. Az előadások 3-3 tagú, neves szakemberek alkotta zsűrik előtt zajlanak az egyes tagozatokban. Egybehangzó véleményeik szerint az utolsó évtizedben jelentősen javultak az előadások: nemcsak az illusztrációk minősége, de az előadásmód, valamint az előadások időtartamának betartása is fejlődött. Nem elégedettek azonban maradéktalanul a vitakészséggel, és a hallgatóság nagyobb aktivitása is kívánatos volna.

279

5. A Kémiai és Vegyipari Szekció tudományos műhelyei, iskolái A tudományos diákkörök bázisintézményei a kezdetektől napjainkig a nagy hagyományokkal rendelkező tudományegyetemek: ELTE, KLTE (ma DE) Szegedi Tudományegyetem (később JATE, ma ismét SzTE) és a Budapesti Műszaki Egyetem, valamint az 1949-ben alapított Veszprémi Vegyipari Egyetem (ma Veszprémi Egyetem). Ezen intézmények által az OTDK Kémiai és Vegyipari szekciójába összességében delegált hallgatók száma általában meghaladta a teljes létszám 90%-át. Előfordult olyan eset is, amikor csak ennek az öt Egyetemnek a hallgatói mutatták be eredményeiket az országos konferencián. A tudományos diákköri dolgozatok egyes egyetemeken belüli eloszlását áttekintve megállapítható, hogy azok a várakozásunknak megfelelően, egyértelműen tükrözik a hazai és nemzetközi elismertségnek örvendő iskolák aktivitását. Néhány, az OTDK konferenciákon kiemelkedően eredményes iskolát legyen szabad megemlíteni a teljesség igénye nélkül: a BME szerves és analitikai kémiai, az ELTE elméleti és fizikai kémiai, a KLTE koordinációs és fizikai kémiai, a JATE koordinációs kémiai és katalízis, a VE koordinációs kémiai és analitikai kémiai kutatásokat művelő tanszékei. A szekció „zászlóshajóinak” tekinthető intézmények mellett a nem kémiai szakirányú képzésért felelős egyetemek, főiskolák hallgatói is eredményesen szerepeltek. Ilyenek pl. a Soproni Egyetem, vagy a Szent István Egyetem és elődjei (Gödöllői Agrártudományi Egyetem, a Kertészeti Egyetem) a Keszthelyi Agrártudományi Egyetem (később a Pannon Agrártudományi Egyetem, s ma a Veszprémi Egyetem Georgikon Agrártudományi Kara) továbbá a Miskolci Egyetem, a JPTE, valamint a tanárképző főiskolák (Nyíregyháza, Szombathely, Eger) és a katonai műszaki főiskolák. Külön ki kell emelni, hogy többször mutatták be kutatási eredményeiket az OTDK Kémiai és Vegyipari Szekciójában a határainkon túli magyarság képviseletében Erdélyből a Temesvári Tudományegyetem, a Babes-Bólyai Egyetem és a Vajdaságból az Újvidéki Egyetem hallgatói, elsősorban a Szegedi TDK szervezésében. A szekció írásos dokumentumait, konferenciák kiadványait böngészve számos megállapítást tehetünk. Formai szempontból szembetűnő, de kevésbé meglepő, hogy az első évtizedben még a kor nyomdatechnikáját tekintve is meglehetősen egyszerű kivitelű és főként szűkszavú tartalmi kivonatokat bemutató „füzetszerű” kiadványok jelentek meg. Az utóbbi években ezzel szemben a nemzetközi konferenciák összefoglalóit tartalmazó kötetekére jellemző színvonalon egy oldal terjedelmű összefoglalókat és minden a konferenciával kapcsolatos hasznos információt magába foglaló „könyv” lapjait forgathatja haszonnal az érdeklődő. Az előadások kivonatait olvasva nyomon követhetjük a kémiai kutatások irányainak változását. Pontosan megállapítható, hogy mely iskolák milyen kutatási programmal kapcsolódtak és kapcsolódnak hazai és gyakran nemzetközi projektekhez, mikor, hol és milyen témában értek el nemzetközileg is figyelemre méltó eredményeket. Azt is érzékelhetjük, hogy egyes területek iránti érdeklődés mikor csökken, és az alapkutatásból mikor kezd kibontakozni alkalmazott kutatás. Ismét a teljesség igénye nélkül említhetünk néhány példát. A KLTE szervetlen és analitikai kémia, valamint a fizikai kémiai tanszékén már a hatvanas években készültek olyan TDK dolgozatok (pl. Nagypál István „A glicin és d-glükóz-aminsav Cu(II) és Cd(II)-vel képzett komplexeinek stabilitási állandói. A stabilitási állandók számítási módjai, amikor a maximális koordinációs szám kettő.” c. pályamunkája 1965-ben), amelyek jelezték a hetvenes években már méltán nemzetközi elismertségnek örvendő koordinációs kémiai iskola kibontakozását. A VII. OTDK Műszaki- és Vegyész Tagozat előadásainak kivonatai között olvashatjuk, pl. NáraySzabó Gábor dolgozatának összefoglalóját, ami igazolja az ELTE elméleti kémiai iskolájának létét és sejteti jövőjét. A hetvenes évek elején jelennek meg az OTDK-n a Veszprémi Vegyipari Egyetem Markó László által vezetett Szerves Kémiai Tanszékén született dolgozatok, amelyek a karbonil komplexekre alapozott homogén katalitikus rendszerek kutatása területén vált

280

nemzetközileg elismert iskolává még abban az évtizedben. A X. OTDK Kémia Szekcióján már találkozhatunk homogén oldatban lejátszódó oszcillációs reakciók tanulmányozásával (Berka Márta, KLTE: ”Homogén oszcillációs kémiai reakciók inhibiciójának vizsgálata”). Ez különösen azért figyelemreméltó, mert ebben az időben szerte a világon csak néhány laboratóriumban kezdtek foglalkozni a Belouszov által először észlelt, majd Zsabotyinszkij által értelmezett kémiai oszcillációval. Szerencsére hazánkat, Beck Mihály akadémikus professzor úrnak a KLTE-n és Kőrös Endre akadémikus professzor úrnak az ELTE-n végzett iskolateremtő munkájának köszönhetően, az ELTE, KLTE és BME laboratóriumaiban elért és Orbán Miklós, Bazsa György, Rábai Gyula, Gáspár Vilmos, Noszticiusz Zoltán, Farkas Henrik nevével fémjelzett eredmények ezen a téren „nagyhatalommá” tették. A Veszprémi Egyetem általános és szervetlen kémia tanszékén készült szervetlen fotokémia témájú sikeres diákköri dolgozatokat a nyolcvanas években mutattak be. Ma már e fejezet írója és szerkesztője irányításával működő, doktori programmal is rendelkező iskola nemzetközi elismertségnek örvend. Szegeden a szervetlen és analitikai kémia tanszéken Burger Kálmán akadémikus, majd Kiss Tamás professzor urak vezetésével létrehozott és irányított bio-koordinációs kémiai iskola hallgatói értek el kiemelkedő eredményeket az utóbbi évtizedben. A tudományos munkát végző oktató és kutató utánpótlás nevelés szempontjából kiemelkedően fontos a tudományos diákkörök eredményes munkája. Ennek igazolására nem kell mást tenni, csupán végig kell lapozni az OTDK Kémiai, majd Kémiai és Vegyipari Szekciójának kiadványait, és kigyűjteni azoknak a nevét, akik ma egyetemi tanárok, tanszékvezetők, dékánok, rektorok, illetve a MTA doktorai, levelező, vagy rendes tagjai. A hatvanas évek OTD Konferenciáin szereplők mintegy ötöde ma vezető oktató, kutató, a MTA doktora, levelező vagy rendes tagja! Megfordítva pedig, megállapíthatjuk, hogy a vezető oktatók, kutatók, MTA doktorai, levelező, vagy rendes tagjai közül azok, akik a hatvanas és hetvenes években folytatták egyetemi tanulmányaikat, néhány kivételtől eltekintve a tudományos diákkörök valamelyikében kerültek az ismeretlen és a már ismert határán folytatott intellektuális kalandozások vonzáskörébe! Nem kell ennél erősebb bizonyíték arra, hogy a tudományos diákkörök a tudományos utánpótlás nevelés szempontjából alapvető fontosságúak. Az alkotó tudományos műhelyek és iskolák összefonódása természetes. Hiszen a hajdan TDK keretében sikereket elért oktatót vagy kutatót nem kell meggyőzni arról, hogy milyen fontos az, ha mint oktató, vagy kutató bevezeti a fiatalokat a tudományos kutatás rejtelmeibe, megszeretteti velük azt az oly sok buktatót magába rejtő, de mégis máshoz nem hasonlítható örömet szerző munkát, amellyel bár gyakran nem kézzel fogható, de mégis valós és maradandó értékeket állíthatunk elő. A tudományos diákkörös hallgatókkal témavezetőként, iskola vezetőként, kari, vagy intézményi TDK elnökként foglalkozó oktatók szinte kivétel nélkül azok, akik hallgatóként csatlakoztak tudományos diákkörhöz. Az országos konferenciákon bemutatott dolgozatok alapján igen jó áttekintést kaphatunk hazánk tudományos életéről. A hallgatói munkákból kiolvasható, hogy az egyes intézmények a rájuk hosszabb ideje jellemző kutatások mellett milyen újabb irányokat választanak. A hagyományos és az újabb területek közül –a teljesség igénye nélkül- megemlítünk néhányat: Az ELTE-n hagyományosan sok dolgozat készül az elméleti-, a fizikai-, kolloid- és makromolekuláris-, szerves- és az analitikai kémia területén, ugyanakkor az agrokémiai, illetve a kémiai technológiai tárgyú dolgozatok száma ezen az egyetemen elhanyagolható. A BME-n szintén nagyon erős a szerves- és az analitikai kémia iránti érdeklődés, de biokémiai, anyagtudományi előadások is igen jellemzőek. Viszonylag ritka a koordinációs és szervetlen kémiai tárgyú dolgozat. Szegeden a klasszikus diszciplínák (analitikai-, szerves-, fizikai-, kolloid- és koordinációs kémia) mellett a környezeti kémiai, környezeti kémiai technológiai valamint anyagtudományi kutatások súlya is megnövekedett.

281

A veszprémi hallgatók legtöbbje a Kémiai technológia, Környezeti kémia, Katalízis tagozatokban indul, de sokan a Koordinációs kémia vagy Analitikai kémia tagozatokba tartozó munkákat mutatnak be. Ez utóbbi tagozatok népszerűek a Pécsi Tudományegyetemen is, de sokan választják ott az elméleti kémiát és újabban a kémiai informatikát is. A Debreceni Egyetemen a nevezettek jelentős része a szerves, az analitikai, a reakciókinetikai és a koordinációs kémiai tagozatokban szokott szerepelni. Újabban az anyagtudományi, polimer-, valamint környezeti kémiai tagozatok is népszerűek. Az országos konferenciákon szereplő előadások legnagyobb része az előbbiekben bemutatott hat egyetemen készül. Analitikai vagy környezetkémiai tagozatokban a gödöllői SzIE hallgatói is szoktak indulni. Fizikai kémiai vagy anyagtudományi tagozatokban felfeltűnnek a Miskolci Egyetem diákjai is. Egyre több területen mutat fel eredményeket az egri EKF. Az EGERFOOD Tudásközpont létesülésekor öt új kutatócsoport alakult, amelyekben főként élelmiszerkémiai tudományos kutatásokat végeznek. Ezek kijelölésekor a régió iparának igényeire is tekintettel vannak. 6. A tudományos diákkörök helyzete, működésének rendje a Kémiai és Vegyipari Szekció vezető intézeteiben Az OTDK Kémiai és Vegyipari Szekciójába legtöbb hallgatót delegált öt intézményben működő tudományos diákkörök szervezeti felépítése és működésének rendje nagyon különböző, egyfelől az intézmények történelmi okokból különböző felépítéséből adódóan, másfelől maguknak a tudományos diákköröknek a szervezettségétől függően. Az alábbiakban e fejezet szerzője az intézmények kémiai és vegyipari szekciójáért felelős TDK vezetőitől kapott információ alapján foglalta össze a legfontosabb tudnivalókat, és nem tekintve feladatának a beérkezett anyagok kritikai értékelését és összehasonlítását. 6.1. Tudományos diákkörök a BME Vegyészmérnöki Karán Mint ismeretes, a kémia és a vegyészmérnöki tudományok oktatása a Budapesti Műszaki Egyetemen, a Vegyészmérnöki Karon történik. Természetes, hogy az egyetemet az OTDK Kémiai és Vegyipari Szekciójában szinte kizárólag ennek a karnak a diákjai képviselik, mint ahogy az is, hogy a többi kartól függetlenül működő Tudományos Diákköre van a Vegyészmérnöki Karnak. A Kar által rendezett intézményi TDK konferenciákról 1978-tól állnak rendelkezésre adatok, amelyek azt mutatják, hogy a benyújtott dolgozatok száma 21 és 62, a tagozatok száma pedig 2 és 5 között változott. Általában a résztvevőknek mintegy fele részesült különböző díjakban. Az intézményi diákköri konferenciát minden tanév őszi félévében rendezik. A díjakat az 1990-es évek közepéig az egyetem, illetve a Vegyészmérnöki Kar vezetése biztosította. Ezt követően szükségessé vált, hogy a kari forrásokat kiegészítsék, ezért a kari Tudományos Diákköri Tanács feladata immár a szponzorok megkeresése is. Csaknem húsz különböző intézmény, alapítvány, Kft., Rt. támogatásának eredményeként az 1999-ben megrendezett konferencián az I. díjat 15000, a II. díjat 10000, a III. díjat pedig 7000 Ft-ban állapították meg. Annak ellenére, hogy a felsorolt összegek nominálértékben a III. díj kivételével éppen tízszeresei az 1979-ben kiosztottakénak, könnyű belátni, hogy a jelentős külső források ellenére is reálértékben ezek a húsz évvel korábbiaknál kisebbek. A BME hagyományt teremtett 1990-ben, miszerint minden évben az egyetem valamennyi kara az általa alkalmasnak ítélt díjnyertes hallgatót Rektori Különdíjra terjesztheti fel, amit a hallgató a BME rektorától ünnepélyes keretek között vesz át. A különdíj összege megegyezik az I. díjéval. Az utóbbi évek további figyelemre méltó különdíjai, amelyeket évente egy-egy

282

hallgató nyerhet el: a Pro Progresszió Alapítvány különdíja, az Innotech Kft. különdíja, a Magyar Kémikusok Egyesülete különdíja és a Köntös Zoltán által alapított Kreativitásért-díj. A hosszú időn keresztül kiemelkedő témavezetői és/vagy TDK szervező tevékenységet végző oktatók közül 1987 óta minden kar általában egy oktatót terjeszt fel a BME vezetésének a TDK Munkáért Emlékplakett adományozására. 6.2. Kémiai tudományos diákkörök az Eötvös Loránd Tudományegyetemen Az egyetem Természettudományi Karának Kémia Tanszékcsoportja (KTCS) a hazai kémiai kutatások egyik fellegvára volt a Tudományos Diákkörök megalakulása idején, ezért természetes, hogy az OTDK kémikus szekciójában kezdetektől napjainkig meghatározó szerepet játszott az ELTE küldöttsége. A méltán nagy nemzetközi hírnévnek örvendő tanszékek, iskolák mindig is tárt karokkal fogadták a felkészült, lelkes és céltudatos hallgatókat, akiknek kiváló képességéhez egyfajta elhivatottság is párosult. A tudományos diákkörök tevékenységét a KTCS TDK Tanácsa koordinálja. A tanács elnökének irányításával rendszeresen szervezik meg a „házi” TDK konferenciáit, amelyek sikerét és szakmai színvonalát egyfelől a figyelemre méltó számban szereplő hallgatóság, másfelől az elnökből és a 10-12 főből álló szakértő zsűri biztosítja. A bemutatott pályamunkák értékelése során talán a legfontosabb annak megállapítása, hogy mely dolgozatokat tartja érdemesnek a zsűri az OTDKn való bemutatásra. Természetesen fontos a helyezések megállapítása is. Külön kémiai, a fizikai kémiai, a koordinációs és szervetlen kémiai, a magkémiai és az utóbbi időkben a környezeti kémiai kutatásokba bekapcsolódó hallgatók. Az ELTE tudományos diákköre, hasonlóan a többi egyeteméhez, a doktori iskolák „óvodájának” tekinthető, amelyben a kutatásokat irányítók hazai és nemzetközi kutatási projektek aktív résztvevői. Ez lehetővé teszi, hogy a hallgatók már TDK munkájuk keretében szerezzenek ismereteket több kutatócsoport, laboratórium, intézmény kutatási együttműködéséről és - természetesen a legkiválóbbaknak – az is megadatik, hogy több hónapos külföldi tanulmányúton gazdagítsák tapasztalataikat, ismereteiket. Az ELTE KTCS keretében működő tudományos diákkörök sikerét jelzik a hallgatóik által irigylésre méltóan nagy számban elnyert Pro Scientia aranyérmek. Természetesen a hallgatók sikere egyben az őket felkészítő, a tudomány rejtelmeibe bevezető oktatók sikere is. Külön említést érdemel, hogy a TDK elnökök szervező és irányító munkája mellett sokan láttak el szekció elnöki vagy a szekciókban zsűri tag feladatokat az OTDK rendezvényein is, így pl. Nagy Sándor, Barkács Katalin, Rábai József, Máthé Árpád, Keszei Ernő, Turányi Tamás, Záray Gyula. 6.3. Kémiai tudományos diákkörök a Debreceni Egyetemen A kémiai kutatások északkelet magyarországi fellegvárában, a KLTE, majd DE TTK Kémiai Tanszékcsoportjában a tudományos utánpótlás nevelés mindig központi kérdésként fogalmazódott meg. A Szervetlen és Analitikai Kémia, a Fizikai Kémia, a Szerves Kémia, az Alkalmazott Kémiai Tanszékeken már a tudományos diákkörök kialakulása idején sok tehetséges, arra érdemes hallgatót vezettek be a kutatás rejtelmeibe kiváló oktatók és kutatók. A hatvanas és hetvenes évek tudományos diákkörösei ma vezető oktatók, a MTA doktorai és tagjai a méltán világhírű koordinációs kémiai, fizikai kémiai, szerves, polimer- és biokémiai doktori iskolák vezéregyéniségei. A kémia tanszékek óráit látogató hallgatók mintegy 15%-a kapcsolódik be a TDK munkába. A hetvenes években félévente egy-két alkalommal ún. „TDK-gyűlést” tartottak, ahol egyfelől a hallgatók beszámoltak az éppen aktuális munkájukról, másfelől egy-egy téma szakértőjét hívták meg előadni. Ugyanebben az időszakban adták ki az ún. Studium füzeteket is, melyekben a hallgatók OTDK-n bemutatott előadásainak teljes anyagát közölték. Későbbiekben, mind a

283

„TDK-gyűlések”, mind a Studiumok megszűntek. Helyi TDK-konferencián évenként az őszi félév során számolhatnak be a hallgatók ismereteikről. Ezek napjainkban is kari rendezvények, ami főként abban nyilvánul meg, hogy ugyanazon a héten van minden tanszékcsoportban a konferencia, és az előadásokat közös programfüzetben teszik közzé. A PhD-képzés elindulása után egy-két évig még tavasszal is rendeztek házi konferenciát, amit mára már megszüntettek. Az intézményi konferencián általában két szekciót kell szervezni (szervetlen, analitikai, mag-, kolloid- és fizikai kémia szakterületek az egyik, szerves, polimer és biokémia tárgyak a másik zsűrihez tartoznak). A zsűrik (3-3 oktató) az előzetesen beadott írásbeli valamint a szóban elhangzottak alapján választják ki az OTDK-ra kerülő pályamunkákat. A hallgatók területi megoszlása általában hasonló a tanszékek oktatói létszámarányához. Az OTDK-t megelőző őszi konferencián 30-40 diák mutatkozik be, az OTDK-val azonos évben megrendezett eseményen már csak ennek a létszámnak a 2/3-a vagy fele jellemző. A TDK-felelős kiemelkedően fontos feladatait kivétel nélkül azok az oktatók látták el, akik korábban diákként ismerték meg az intézményi és országos konferenciák különös hangulatát, a konferenciák előtti időszakban sokszor embert próbáló fáradságos munkával kapott új tudományos eredmény által okozott, és máshoz nem hasonlítható örömöt. A felelősök között a hatvanas évektől Csiszár Béla, Dózsa László, Kiss Tamás, Sóvágó Imre, Zsuga Miklós, Pótha György és Kató Ágnes nevével találkozhatunk. A kiemelkedően aktív tudományos diákköri munkát végző tanszékekre jellemző a kiterjedt hazai és nemzetközi kutatási együttműködés, amelynek révén a felsőbb éves hallgatók közül többnek lehetősége nyílik Európa és Észak-Amerika néhány laboratóriumába kipróbálni és hasznosítani a Debreceni Egyetemen megszerzett tudást. Az igen eredményes TDK munkát igazolja a Pro Scientia Aranyérmes hallgatók és a diákkörösökből doktori iskolákba felvett hallgatók száma. 6.4. Kémiai tudományos diákkörök a Szegedi Tudományegyetemen A Szegedi Tudományegyetemen a kémikus diákkörösök tevékenységét a Természettudományi Karon belül a Kémia Tanszékcsoport megbízott felelőse koordinálja, irányítja. A kémiai diákkör bizonyos önállóságát és az OTDT szekciók rendszerét tükrözi, hogy az intézményi TDK konferenciákon a Kémiai és Vegyipari Szekciót a többi természettudományétól (matematika, biológia, fizika és földrajz) általában függetlenül szervezik 1-3 tagozatban, tagozatonként 7-10 pályamunkával. Minden OTDK-t megelőző év novemberében, az OTDK-t követő évben pedig általában áprilisban kerül lebonyolításra az ITDK. Ez azt jelenti, hogy minden második naptári évben két konferencián mutathatják be eredményeiket a hallgatók, az OTDK évében viszont nincs ITDK. A pályamunkák értékelése - éppúgy, mint az országos fórumon - két részből áll: a benyújtott dolgozat és a bemutatott előadás bírálatából. Bár egységes pontozási rendszert nem alakítottak ki, minden alkalommal döntés született arról, hogy mely dolgozatokat érdemes nevezni az OTDK-ra. és melyek részesíthetők I. II. és III. díjban. A diákköri tevékenység anyagi támogatásáról korábban a Természettudományi Kar gondoskodott. Az 1990-es években a TDK finanszírozása részben a Hallgatói Önkormányzat révén valósul meg. A Kar Vezetése a Dékáni Hivatalon keresztül biztosítja a dolgozatok egységes bekötését (megfelelő minőségű irattartó) és bemutatott pályamunkákra átlagosan 2000 Ft-ot jutalmazás céljára. Az OTDK Kémiai és Vegyipari szekcióján való részvételt anyagi fedezetéről (utazás, nevezési díj, részvételi díj) a Hallgatói Önkormányzat gondoskodik. A pályamunkák között hagyományosan nagy számban szerepelnek reakciókinetika és katalízis területen végzett kutatások eredményei és az utóbbi években növekedett meg a környezeti kémiával foglalkozó dolgozatok száma. Az intézményi konferenciákon lényegében azonos, vagy közel azonos számú beszámoló hangzik el szerves-, analitikai-, fizikai-, kolloid-, és komplexkémiai, valamint kémiai technológia témakörökből.

284

A tudományos diákköri munkák keretében jelentős együttműködés alakult ki egyfelől hazai, másfelől külföldi intézményekkel (Kolozsvár, Temesvár, Újvidék). Az utóbbiak magyar anyanyelvű hallgatói számára lehetőséget biztosítanak az anyaintézményben megkezdett kutatómunkájuk folytatására és eredményeik bemutatására az intézményi, illetve az országos konferencián. Ki kell emelni, hogy a kapcsolat általában kétoldalú, így a szegedi hallgatók is rendszeresen részt vesznek, pl. a Temesvári Egyetem diákköri konferenciáin. Figyelemre méltó, hogy korábban a hallgatók 20-30%, napjainkban pedig több mint 40%-a kapcsolódik be a tudományos diákköri munkákba. Minden bizonnyal ezzel is kapcsolatba hozhatók az OTDK-n elért sikerek. Az egyetem hallgatói közül öten bizonyultak érdemesnek Pro Scientia Aranyéremre. A Tudományos Diákkörben kiemelkedő témavezetői munkát végző oktatók, Dr. Halász János, Dr. Molnár Árpád, a 2010 végén elhúnyt Dr. Kiricsi Imre, Dr. Nagy László és a Kémia Tanszékcsoport tudományos diákkörének jelenlegi felelőse, Dr. Labádi Imre. 6.5. Kémiai és vegyészmérnöki tudományos diákkörök a Veszprémi Egyetemen A Veszprémi Egyetem Georgikon Mezőgazdaságtudományi, Mérnöki és Tanárképző Karán egyaránt folyik kémiaoktatás. Mindhárom kar hallgatóinak tehát lehetősége nyílik bekapcsolódni alap-, vagy alkalmazott kutatási témákba a kémiai tudomány szinte minden területén. Az egyetemen az elmúlt mintegy tíz esztendő során a TDK Tanács korábbi és jelenlegi vezetése a hagyományok megőrzése mellett fokozatosan és céltudatos munkával alakította ki a működés kereteit biztosító szabályzatot és a pénzügyi feltételeket. Ennek értelmében az Egyetem TDK Tanácsa irányító és koordináló szerepet tölt be. Az egyes tanszékeken működő diákköröket Kari TDK Tanács felügyeli. Az oktatók által meghirdetett témák egyfelől a tanszéki hirdető táblákon, másfelől a TDK honlapon jelennek meg mindenki számára elérhetően. Ugyancsak a honlapon olvasható az évenként novemberben megrendezésre kerülő Intézményi TDK Konferencia felhívása, majd a konferencia programja, a konferencián elért eredmények, stb. Az Intézményi TDK Konferencia dolgozatait magába foglaló kiadványt 1997-től minden esztendőben a konferencia megnyitója előtt kezébe veheti diák és tanár résztvevő egyaránt. Ezeken a rendezvényeken a mennyiségi és minőségi mutatókat tekintve a Kémiai és Vegyipari Szekció az egyik legerősebb, amelyben általában 15-30 hallgató számol be kutatási eredményeiről. Az itt bemutatott pályamunkák elbírálása, értékelése az OTDK azonos szekciójában elfogadott rendszer szerint történik. A tagozatok elnökből és két tagból álló bizottsága a dolgozatokról írásban megfogalmazott bírálatok, az előadás és az azt követő vitában való részvétel értékelése alapján dönt arról, hogy a pályamunka az OTDK konferenciára bocsátható, vagy nem, és dönt a helyezések sorsáról is. Összegező megjegyzések az intézmények e századbeli TDK tevékenységéről és annak irányítóiról A diákkörös hallgatók zöme a tudományegyetemeken (ELTE, SzTE, DE, PTE) vagy a mérnöki karokkal is (BME, PE) rendelkező egyetemeken tanul. Sem ezekben az intézményekben, sem a többi, kémiai kutatásokat is folytató (SzIE, ME, EKF és NyF) nem volt lényeges változás a diákkörök működésében. Élve a különböző pályázati lehetőségekkel, szinte minden intézményben kidolgoztak tehetséggondozó programokat a diákok tudományos munkába való bekapcsolásának fokozása érdekében. E programokban a TDK népszerűsítése központi célként fogalmazódik meg. Az eszköztárban a már korábban eredményesen folytatott tevékenységi formákat is megjelennek: a kutatólaboratóriumok nyílt napokon való bemutatása, szakmai előadások szervezése (időnként a szakkollégiumokkal összefogásban pl. a társtudományok megismerésére), nyári ösztöndíjak meghirdetése stb. A TDK-t gondozó oktatók jelentős feladata az évi legalább egy (egyes helyeken tavaszi és őszi turnus is van) kari konferencia megrendezése. Ezeken a konferenciákon a munkákat az

285

országos konferenciákhoz hasonló igényességgel értékelik. A dolgozatok bírálatára a szakma neves oktatóit kérik fel, és több helyen ugyanezen bírálók alkotják az előadások zsűrijeit is. A legjobb munkákat I-III. díjakkal jutalmazzák, és a rendező karok anyagi helyzetétől függően a helyezések anyagi elismeréssel is járnak. Leggyakrabban pénz, de néha tárgyjutalmat kapnak a hallgatók. Ezekből a munkákból jelentős szerepet vállaló oktatókat részletesebben is bemutatjuk: Az ELTE TTK Tudományos Diákkörének elnöke évtizedek óta dr. Medzihradszky Kálmán professor emeritus. A Pro Scientia Aranyérem pályázat döntést előkészítő bizottságai közül az ”Élettelen természet- és műszaki tudományok” elnevezésűben a kémikusokat is képviseli. Segítségére és óriási tapasztalatára a kémia TDK mindenkori vezetői mindig számíthatnak. Ügyvezető elnöke volt a XXVI. OTDK-nak, majd az azt követő két évben a Szakmai Bizottság elnöki tisztjét látta el. Az ELTE-n a Kémia TDK-t az 1990-es évek közepéig Dr. Nagy Sándor docens irányította, akit dr. Barkács Katalin adjunktus követett, majd 2003-tól dr. Vass Gábor adjunktus vette át a szakterület vezetését. Prof. Medzihradszky Kálmán 2001-ben Honoris Causa Pro Scientia Aranyéremben részesült, több oktatót pedig Mestertanár Aranyéremmel tüntettek ki: dr. Nagy Sándor (1999), dr. Szepes László (2003), dr. Surján Péter (2005) és dr. Iván Béla (2007). A szakterületi TDK kimagasló egyénisége dr. Kalaus György, a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karának professzora, akinél 1960-as évek végétől folytatnak rendkívül eredményes diákköri tevékenységet a hallgatók. A kari Tudományos Diákköri Tanácsnak (TDT) 1984-ben elnökhelyettese, majd 1993-tól 2005 júliusáig elnöke volt, jelenleg pedig tiszteletbeli elnöke. Tanítványai az országos konferenciákon nyolc első, hat második és három harmadik helyezést értek el. A nyolc első helyezettből kettő a Pro Scientia Aranyérmet is elnyerte 1995-ben, ill. 2007-ben. Kalaus György 1990-ben megkapta a BME TDK munkáért emlékplakettjét, 1997-ben Iskolateremtő Mestertanár kitüntetésben részesült, és elnyerte a Fáy András Díjat. 2007-ben Mestertanár Aranyérem elismerést kapott. A kari TDT tagjaként ma is aktívan vesz részt a "házi" TDK konferenciák szervezésében. Tagja az Egyetemi Tudományos Diákköri Tanácsnak (ETDT), valamint az OTDT-ben is megbecsülés övezi. A kar jelenlegi TDT-elnöke dr. Hórvölgyi Zoltán. Az utóbbi tíz évben többen is Mestertanár Aranyérem kitüntetésben részesültek: dr. Fetter József (1999), dr. Réczey Istvánné (1999), dr. Keglevich György (2003), dr. Hórvölgyi Zoltán (2005), dr. Simándi Béla (2007) és dr. Marosi György (2009). A SzTE Kémiai Tanszékcsoportjában 1993-tól folytatólagosan Dr. Labádi Imre végezte a diákköri munka szervezését, a helyi és az országos konferenciák lebonyolításával kapcsolatos feladatokat. Ő képviselte az egyetemet a szakmai Bizottságban is. Jelentős szerepe volt a Tanszékcsoport és a kolozsvári BBTE, a temesvári TNyE és az újvidéki UE kémiai Tanszékeivel létrehozott diákköri kapcsolatok kezdeményezésében, szervezésében. A gyakorlati megvalósításban az oktatók mindegyike, de főként dr. Halász János egyetemi docens közreműködött. Az elmúlt 10 évben az SzTE Kémiai Tanszékcsoportján belül számos Tudományos műhely alakult ki, melyekben nagy súlyt fektettek a diákokkal való foglalkozásokra, a diákköri munkára, a diákok kutatói karrierjének elindításában. Kiemelkedő tevékenységet folytattak: dr. Dékány Imre, egy. tanár, akadémikus, dr. Halász János, egy. docens, dr. Kiricsi Imre, egy tanár, dr. Kiss Tamás, egy. tanár, dr. Labádi Imre, egy. docens, dr. Molnár Árpád, egy. tanár, dr. Tombácz Etelka, egy. tanár, dr. Visy Csaba, egy. tanár. Ők azok, akik a szervezési munkában való részvétel (zsűrizés, bírálatok) mellett a legtöbb hallgatót küldték az országos konferenciákra, s akiknek a diákjai a legtöbb díjazást érték el. E tevékenység sikerességét mutatja, hogy a 10 év alatt 5 oktató nyerte el a Mestertanár oklevelet (dr. Labádi Imre, egy. docens -2001, dr. Kiricsi Imre, egy. tanár -2003, dr. Halász János, egy. docens -2005, dr. Tombácz Etelka, egy. tanár -2007, dr. Dékány Imre, egy. tanár, akadémikus -2009) és 5 hallgató lett Pro Sciencia díjas (Bíró Tímea -2001, Urbán Mónika 2003, Hajdú Angéla -2007, Janáky Csaba -2007, Pataj Zoltán -2009).

286

A Pécsi Tudományegyetemről és jogelődjéről a Janus Pannonius Tudományegyetemről számos oktató vesz részt a zsűrik munkájában. Külön kiemeljük dr. Nagy Géza, dr. Kollár László, dr. Kilár Ferenc és dr. Felinger Attila professzor urakat, akik mindannyian több mint tíz év óta járulnak hozzá bírálói tevékenységükkel az OTDK konferenciák sikeréhez. A Kémiai Intézetből dr. Kollár László (Jánosi László 2001, Rangits Gábor 2003) és dr. Kunsági-Máté Sándor (Végh Eszter 2005) hallgatói Pro Scientia Aranyérem kitüntetésben részesültek. dr. Marek Nándor 1997-ben, dr. Kollár László 2001-ben Mestertanár Aranyérem kitüntetésben részesült. A XXV. OTDK bezárásáig a Szakmai Bizottság elnöke dr. Horváth Attila, a Pannon Egyetem egyetemi tanára volt. A Pannon Egyetemen kiemelkedő szerepe volt dr. Bakos Józsefnek is, aki mind a tudományos diákkör szervezésében, mind a hallgatók témavezetésében igen eredményes volt. Tíz éven keresztül töltötte be a Pannon Egyetem Mérnöki Karának TDT elnöki tisztségét, és képviselte egyetemet az OTDT Kémiai és Vegyipari Szekció Szakmai Bizottságában. Jelentős szerepe volt az évenként megrendezésre kerülő intézményi konferencia bírálati rendszerének kidolgozásában. Sikeres pályázatával is hozzájárult a házi konferenciák feltételeinek javításához. A XXIX. OTDK lezárását követően átadta a feladatkörét Skodáné dr. Földes Rita egyetemi tanárnak. Az elmúlt tíz évben két veszprémi kémikus kapott Mestertanár Aranyérmet: 2001-ben dr. Hajós Péter (korábban a Mérnöki Kar TDT elnöke volt), 2007-ben pedig dr. Speier Gábor. Hallgatóik több országos konferencián kiemelkedő eredményeket szereztek, számos, diákkörös hallgatóikkal közösen publikált munkájuk jelent meg. Ebben az évtizedben a DE Kémiai Intézetének a tudományos diákkörét dr. Kathó Ágnes tudományos főmunkatárs irányította, és ő képviselte az intézményt a Szakmai Bizottságban is. 2007-ben a testület pre-elnökévé, valamint a XXIX. OTDK Kémiai és Vegyipari Szekciójának ügyvezető titkárává választották. A Debreceni Egyetemen megrendezett konferencia ügyvezető elnöke dr. Zsuga Miklós tanszékvezető egyetemi tanár volt, aki ezt a posztot már 1995-ben, a XXII. OTDK megrendezésekor is betöltötte. Mestertanár cím birtokosa. Számos alkalommal volt zsűritag a helyi- illetve országos konferenciákon, amelyeken tanítványai is szép sikereket értek el. A TDK-mozgalomban kifejtett tevékenységükért a DE kémikusai közül többen kaptak elismerést a vizsgált időszakban. 2005-ben Prof. Bazsa György OTDT Arany kitűző, Prof. Lipták András pedig Máriás Antal Emlékérem tulajdonosa lett. Ugyanebben az évben Dr. Várnagy Katalin egyetemi docenst Mestertanár kitüntetésben részesítették. Ugyanezt a címet 2009-ben nyerte el Dr. Kathó Ágnes, aki jelenleg a Szakmai Bizottság elnöke. A Miskolci Egyetemen 2001-2009 között 34 db olyan TDK dolgozat született, amelynek témái a kémia határterületeire estek. Közülük kevés jelent meg az OTDK Kémiai és Vegyipari Szekciójában, mert a hallgatók az országos megmérettetéskor előnyben részesítik a szakterületükhöz közelebb eső rendezvényeket. Az egyetemen ugyanis egészen a közelmúltig nem folyt vegyész vagy kémia szakos képzés. Az utóbbi években azonban vegyipari technológiai szakirányos képzés indult el mind BSc mind MSc szinten, ami pozitív irányú változás reményét kelti. A Miskolci Egyetemet nyugdíjazásáig dr. Emmer János egyetemi docens képviselte a Szakmai Bizottságban. Feladatait 2010-ben dr. Lakatos János egyetemi docens vette át, aki bírálóként, zsűritagként már korábban is sok segítséget nyújtott a konferenciák során. A Szent István Egyetem által rendezett XXV. OTDK ügyvezető elnöke, dr. Heltai György tanszékvezető egyetemi tanár a gödöllői konferenciát követő két évben a Szakmai Bizottság elnöki tisztjét látta el. Két éve átadta bizottsági helyét Mészárosné dr. Bálint Ágnesnek, de bírálóként, zsűritagként ma is aktívan támogatja az országos rendezvények lebonyolítását. A Nyíregyházi Főiskola SzB-képviselője Sarka Lajos adjunktus, de zsűritagként igen sok segítséget nyújt Hargitainé dr. Tóth Ágnes is, aki évekig intézményi TDK-elnök és eredményes témavezető is volt.

287

Az egri Eszterházy Károly Főiskolát Dr. Murányi Zoltán főiskolai tanár képviseli a Szakmai Bizottságban. Dr. Kiss Attila főiskolai tanárral együtt rendszeresen közreműködik zsűritagként az országos konferenciákon. Hallgatóik főként analitikai tárgyú dolgozatokkal szerepelnek az országos konferenciákon. A Szakmai Bizottság munkájában részt vállal dr. Jedlovszky Pál főiskolai tanár (EKF), a Pro Scientia Társaság képviselője is.

HORVÁTH ATTILA--KATHÓ ÁGNES

288

Pályázatok: Kiemelt Támogatóink: További Támogatóink:

Recommend Documents