Publikacje

Najnowsze prace

1. Wprawdzie z punktu widzenia chemika woda jest bardzo prostym związkiem, to jej znaczenie w przyrodzie jest nie do przecenienia. Wystarczy powiedzieć, że stanowi aż 60% masy ludzkiego ciała, a jej niedobór jest jednym z największych problemów, jakie dotykają ludzkość. Mimo iż woda jest jedną z najczęściej badanych substancji jej właściwości nie przestają zaskakiwać.

Jednym z obecnie intensywnie eksplorowanych obszarów badań są substancje zdolne do kontrolowanego i odwracalnego pochłaniania, przechowywania i oddawania wody. Takie właściwości są szczególnie pożądane, np.: w formulacjach farmaceutycznych  i w pochłaniaczach wody. Większość znanych związków tego typu uwalnia wodę w wyższej temperaturze, często przekraczającej temperaturę wrzenia wody, co czyni ten proces kosztownym i wymagającym użycia znacznych ilości energii. Aby pozyskiwanie wody  z atmosfery było opłacalne, poszukuje się takich materiałów, w których proces uwalniania wody może być przeprowadzony w temperaturach niewiele wyższych niż temperatura pokojowa.

12 Kwietnia 2023 roku w czasopiśmie Nature został opublikowany artykuł zatytułowany „Dehydration of a crystal hydrate at subglacial temperatures”, w którym naukowcy z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza i Uniwersytetu Stellenbosch wykazali,  że kryształy chiralnego związku makrocyklicznego, nazywanego zwyczajowo triangliminą, wykazują zdolność do odwracalnego pochłaniania i uwalniania wody  w temperaturach poniżej jej punktu zamarzania. Ściślej, najniższa temperatura,  w której można zaobserwować ten cykliczny proces to -70 °C. Poniżej tej temperatury następuje zeszklenie wody zawartej  w kryształach hydratu, co jest równoznaczne  z zanikiem jej zdolności do przepływu.

Struktura kryształu przypomina tzw. cegłę dziurawkę, gdzie średnica kanału wynosi 1 nm a ściany zbudowane są z makrocykli. Proces pochłaniania i utraty wody można obserwować gołym okiem, bo wiąże się on ze zmianą barwy kryształu(z żółtej na czerwoną  i odwrotnie), na skutek zmiany konfiguracji elektronowej w obrębie makrocykla związanej z odwracalnym przeniesieniem protonu. Pochłanianie i usuwanie wody nie zmieniają struktury kryształu, sam proces jest bardzo szybki i może przebiegać wielokrotnie bez znamion fizycznego zniszczenia próbki. Należy nadmienić, że tego typu zmiana barwy jest obserwowana tylko dla odpowiedniej fazy krystalicznej.

Prezentowane badania są istotnym krokiem w kierunku racjonalnego projektowania materiałów zdolnych do odwracalnego wychwytywania wody z atmosfery, nawet przy niskiej wilgotności. Jest to szczególnie ważne dla tzw. jałowych obszarów świata, takich jak obszary stepowe i pustynne. Innym obszarem zastosowań są wskaźniki wilgotności dla przemysłu spożywczego i farmaceutycznego, w tym transport i przechowywanie zamrożonej żywności  i szczepionek.

Eaby A.C. Myburgh D.C., Kosimov A., Kwit M., Esterhuysen C., Janiak A.M., Barbour L.J. Dehydration of a crystal hydrate at subglacial temperatures. Nature, 2023, 616, 288-292. Doi: 10.1038/s41586-023-05749-7



2. Na łamach prestiżowego czasopisma Advanced Functional Materials (IF = 19.924) ukazała się praca pt. „Giant Pressure‐Induced Spectral Shift in Cyan‐Emitting Eu²⁺‐Activated Sr₈Si₄O₁₂Cl₈ Microspheres for Ultrasensitive Visual Manometry”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy grup badawczych z I) Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM; II) Wydziału Nauk Mikroelektroniki i Inżynierii, Szkoły Nauk Fizycznych i Technologii, Uniwersytetu Ningbo w Chinach; III) Grupy Spektroskopii Optycznej i Wysokiego Ciśnienia, Wydziału Fizyki Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii. Publikacja dotyczy opracowania nowego optycznego (luminescencyjnego) sensora wysokiego ciśnienia, który wykazuje największą czułość na zmiany ciśnienia w układzie (dλ/dP = 9.7 nm/GPa), ze wszystkich obecnie dostępnych manometrów optycznych.

Zheng, T.; Runowski, M.; Xue, J.; Luo, L.; Rodríguez‐Mendoza, U. R.; Lavín, V.; Martín, I. R.; Rodríguez‐Hernández, P.; Muñoz, A.; Du, P. Giant Pressure‐Induced Spectral Shift in Cyan‐Emitting Eu²⁺‐Activated Sr₈Si₄O₁₂Cl₈ Microspheres for Ultrasensitive Visual Manometry. Advanced Functional Materials, 2023, 2214663. DOI: 10.1002/adfm.202214663.



3. Na łamach prestiżowego czasopisma ACS Applied Materials & Interfaces (IF = 10.383, 200 pkt. MEiN) ukazała się praca pt. „Noncentrosymmetric Lanthanide-Based MOF Materials Exhibiting Strong SHG Activity and NIR Luminescence of Er³⁺: Application in Nonlinear Optical Thermometry”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy trzech grup badawczych, tj. Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM; Zakładu Syntezy Nanostruktur Funkcjonalnych, Wydziału Chemii UAM oraz Grupy Spektroskopii Optycznej i Wysokiego Ciśnienia, Wydziału Fizyki Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii. Wykorzystując zalety różnych odpowiedzi sensora w zmienionych warunkach termicznych, opracowano nieliniowy termometr optyczny oparty na niecentrosymetrycznych materiałach typu Ln-MOF (ang. Lanthanide Metal-Organic Frameworks) - domieszkowany MOF-Yb³⁺/Er³⁺. W przedstawionym układzie intensywność sygnał SHG (ang. Second Harmonic Generation) maleje wraz z rosnącą temperaturą, podczas gdy pasmo emisji jonów Er³⁺ w NIR nieznacznie się poszerza, umożliwiając ratiometryczne  monitorowanie temperatury poprzez pomiar zmiany stosunku intensywności pasm emisyjnych Er³⁺/SHG (1550 nm/488 nm). Ponadto, przedstawione niecentrosymetryczne układy można zsyntezować z achiralnych substratów, w wysokowydajnym procesie syntezy hydrotermalnej wykorzystując wyłącznie sól metalu oraz organiczny rozpuszczalnik, co znacząco upraszcza dostęp do tejże grupy związków. Nasze badania stanowią podstawę do racjonalnego projektowania łatwo dostępnych i samomonitorujących się NLO-aktywnych Ln-MOF o pożądanych właściwościach optycznych i elektronicznych.

Runowski M., Marcinkowski D., Soler-Carracedo K., Gorczyński A., Ewert E., Woźny P., Martín, I. R. Noncentrosymmetric Lanthanide-Based MOF Materials Exhibiting Strong SHG Activity and NIR Luminescence of Er³⁺: Application in Nonlinear Optical Thermometry. ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 2, 3244–3252.
DOI: 10.1021/acsami.2c22571


4. Niezmiernie miło nam poinformować, że na łamach czasopisma Inorganic Chemistry Frontiers (IF: 7.779) ukazała się najnowsza praca  grupy prof. UAM dr hab. Beaty Dudziec pt. „Distinct insight into the use of difunctional double-decker silsesquioxanes as building blocks for alternating A–B type macromolecular frameworks".

Praca obejmuje metodę syntezy hybrydowych, liniowych układów polimerowych, opartych na silseskwioksanach typu double-decker. Jest to pierwsze doniesienie literaturowe dotyczące syntezy liniowych kopolimerów DDSQ o DP_n większym niż 1000. Otrzymane materiały zostały scharakteryzowane spektroskopowo i zbadano ich wybrane właściwości, m.in. termiczne czy mechaniczne.

Duszczak J., Mrzygłód A., Mituła K., Dutkiewicz M., Januszewski R., Rzonsowska M., Dudziec B., Nowicki M., Kubicki M. Distinct insight into the use of difunctional double-decker silsesquioxanes as building blocks for alternating A-B type macromolecular frameworks. Inorg. Chem. Front., 2023, DOI: 10.1039/D2QI02161G


5. Na łamach prestiżowego czasopisma Chemical Engineering Journal (IF = 16.744) ukazała się praca pt. „Temperature invariant ratiometric luminescence manometer based on Cr³⁺ ions emission”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy trzech grup badawczych, tj. Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM; Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN we Wrocławiu; Grupy Spektroskopii Optycznej i Wysokiego Ciśnienia, Wydziału Fizyki Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii. Artykuł naukowy dotyczy opracowania optycznego sensora wysokiego ciśnienia na bazie matrycy Li₂Mg₃TiO₆ domieszkowanej optycznie aktywnymi jonami Cr³⁺. Podstawą do opracowanie bezkontaktowego, luminescencyjnego manometru było pasmo emisji  przejścia radiacyjnego ⁴T₂→⁴A₂ o dużej wartości przesunięcia spektralnego (Δλ ≈ 70 nm) w warunkach zwiększonego ciśnienia do 7,75 GPa. Zmian stosunku intensywności emisji (LIR) dwóch zakresów spektralnych (t.j. 825 – 935 nm i 1005 – 1095 nm) pozwoliła na wyznaczenie liniowej zmiany parametry LIR i skorelowanie go z wartością ciśnienia w układzie. Dodatkowo, analiza LIR w warunkach zmienionej temperatury (123 - 543 K) wykazała niewielką (ok. 5%) zmianę wartości parametru LIR, co umożliwia pomiar ciśnienia bez względu na wahania temperatury w układzie.

Szymczak, M., Woźny, P., Runowski, M., Pieprz, M., Lavín, V., Marciniak, Ł., Temperature invariant ratiometric luminescence manometer based on Cr³⁺ ions emission. Chemical Engineering Journal (Chem. Eng. J.) 2022,453,139632.doi: 10.1016/j.cej.2022.139632

6. Na łamach prestiżowego czasopisma Natural Product Reports (Royal Society of Chemistry, IF = 15.111, 200 pkt. MEiN) ukazała się praca przeglądowa autorstwa mgr Natalii Skrzypczak i Prof. Piotra Przybylskiego pt. „Structural diversity and biological relevance of benzenoid and atypical ansamycins and their congeners”. Artykuł został wyróżniony okładką aktualnego wydania wrześniowego czasopisma (front cover). Publikacja prezentuje ukazuje podział i cechy strukturalne benzenoidowych ansamycyn oraz opisuje ich szlaki biosyntetyczne prowadzone przez bakterie. Ogromna różnorodność szkieletów naturalnych benzenoidowych ansamycyn jest wynikiem nie tylko prowadzonej biosyntezy tych związków przez bakterie, ale również różnych podejść muta- i półsyntetycznych umożliwiających zestawianie różnego typu mostów ansamycynowych ze zróżnicowanymi strukturalnie rdzeniami. W pracy został poruszony również temat atrakcyjnej aktywności przeciwnowotworowej tego typu ansamycyn, w odniesieniu do ich celów molekularnych (białek szoku cieplnego, tubulin), oraz problemów związanych z cytotoksycznością wobec zdrowych komórek. Artykuł przeglądowy, bazujący również na osiągnięciach Zespołu prof. Przybylskiego, ukazuje pewne szanse w optymalizacji aktywności przeciwnowotworowej tego typu produktów naturalnych przy obniżonej toksyczności jakie stwarzają nowe hybrydowe strategie syntetyczne chemiczno (semisynteza) - biologiczne (mutasynteza).

Badania uwzględnione w przeglądzie, były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w ramach grantu nr.: UMO-2017/25/B/ST5/00291 w konkursie Opus 13.

Skrzypczak N., Przybylski P. Structural diversity and biological relevance of benzenoid and atypical ansamycins and their congeners. Nat. Prod. Rep., 2022, 39, 1678-1704, https://doi.org/10.


7. Na łamach prestiżowego czasopisma Natural Product Reports (Royal Society of Chemistry, IF = 15.111, 200 pkt. MEiN) ukazała się praca przeglądowa autorstwa mgr Natalii Skrzypczak i Prof. Piotra Przybylskiego pt. „Modifications, biological origin and antibacterial activity of naphthalenoid ansamycins”. Struktury antybiotyków ansamycynowych omawianych w przeglądzie stały się również elementem okładki aktualnego wydania czasopisma (front cover). Publikacja prezentuje podział strukturalny naturalnych ansamycyn naftalenoidowych ze względu na rodzaj rdzenia i długość łańcucha ansamycynowego oraz ich szlaki biosyntetyczne. Ogromna różnorodność szlaków biosyntetycznych naftalenoidowych ansamycyn przekłada się na różnorodność strukturalną ich szkieletów w obrębie mostów ansamycynowych lub części rdzenia naftalenoidowego. W pracy została omówiona i porównana aktywność biologiczna naturalnych i półsyntetycznych ansamycyn naftalenoidowych w odniesieniu do ich celów molekularnych (miejsca wiązania w komórkach bakteryjnych). Wysoka aktywność przeciwbakteryjna ansamycyn naftalenoidowych wydaje się zależeć od długości i labilności konformacyjnej łańcucha ansa – im wyższa elastyczność mostu ansa, tym wyższy potencjał przeciwbakteryjny, przy czym niebagatelną rolę pełnią również wewnątrzcząsteczkowe równowagi takie jak np. zwitterjonizacja szkieletu ansamycyn, jak wykazały prace m.in. przeprowadzone w Zespole prof. Przybylskiego.

Badania były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w ramach grantu nr.: UMO-2017/25/B/ST5/00291 w konkursie Opus 13.

Skrzypczak N., Przybylski P. Modifications, biological origin and antibacterial activity of naphthalenoid ansamycins, Nat. Prod. Rep., 2022, 39, 1653-1677. https://doi.org/10.1039/D2


8. W sierpniu br. ukazała się książka „Perfluoroalkyl Substances: Synthesis, Applications, Challenges and Regulations” wydana przez Royal Society of Chemistry Publishing, w której autorką jednego z rozdziałów jest Prof. UAM dr hab. Justyna Walkowiak-Kulikowska. W niniejszym rozdziale zatytułowanym „Poly/Perfluorinated Alkyl Substances (PFASs) – Synthetic Methods, Properties and Applications” przedstawiono podstawowe informacje na temat substancji per- i polifluoroalkilowych (PFAS) oraz krótki przegląd historyczny i sposoby klasyfikacji, a także omówiono ich struktury chemiczne oraz właściwości fizykochemiczne, mechaniczne, termiczne i powierzchniowe. Ponadto, omówiono ogólne metody syntetyczne stosowane do otrzymywania PFAS i podano przykłady ich szerokiego zastosowania w wielu zaawansowanych produktach przemysłowych i powszechnych produktach konsumenckich.
   Tematem książki są substancje perfluoroalkilowe (PFAS), stanowiące zróżnicowaną grupę fluorowanych związków organicznych wytworzonych przez człowieka, które są wykorzystywane w szerokiej gamie produktów konsumenckich i przemysłowych. Są one przedmiotem intensywnej kontroli ze względu na obawy o środowisko naturalne i wzywa się do zakazania wprowadzania na rynek nowych PFAS. Mimo to, książka ta nie jest manifestem przeciwko PFAS jako takim; raczej zapewnia zrównoważony przegląd tej dziedziny, od podstawowej syntezy do zastosowań oraz wyjaśnia dlaczego niektóre z obecnych PFAS są i mogą pozostać właściwym wyborem do danego zastosowania, jak również omawia wyzwania i alternatywy.
   Książka ta, obejmująca chemię fluoroorganiczną i fluoropolimery oraz ich zastosowania w różnych sektorach, od biomedycznego po agrochemiczny, energetyczny i elektryczny, stanowi solidne wprowadzenie do tematu i pokazuje, dlaczego produkty fluorowane są nadal przydatne w wielu dziedzinach. Dzięki uwzględnieniu oceny ryzyka i alternatyw dla PFAS, książka ta stanowi przemyślany opis zarówno pozytywnych zastosowań PFAS, jak i palących problemów środowiskowych. Książka jest przeznaczona dla pracowników akademickich i praktyków przemysłowych zajmujących się chemią organiczną i makromolekuł, a także dla użytkowników końcowych, którzy chcą poznać technologię, zastosowania oraz eliminację lub recykling tego typu fluorowanych produktów.
   

Walkowiak-Kulikowska J.,  Poly/Perfluorinated Alkyl Substances (PFASs) – Synthetic Methods, Properties and Applications,  Perfluoroalkyl Substances: Synthesis, Applications, in: Challenges and Regulations, Royal Society of Chemistry Publishing, 2022, doi.org/10.1039/9781839167591-00022
książka: https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-83916-568-9 

9. Zespół poznański na zaproszenie Advisory Board najbardziej prestiżowego czasopisma światowego Chemical Reviews (IF ~60) przygotował pierwszy artykuł przeglądowy podsumowujący 15-lecie badań na temat roli kompleksów TM-E i TM-H jako reaktywnych związków pośrednich w katalitycznych transformacjach metaloidów (E = głównie Si, B, Ge, Sn…). Publikacja podkreśla kluczową rolę związków metalonieorganicznych w katalizie związków w.w. metaloidów stanowiąc po raz pierwszy podsumowanie tej nowej subdyscypliny z wizją możliwości zastosowania zarówno w syntezie metaloidów organicznych jak i w reakcjach sekwencyjnych również w syntezie związków organicznych. O ile tworzenie lub rozerwanie wiązania metal przejściowy (TM) - węgiel odgrywające kluczową rolę w katalizie kompleksami metali stały się w przeszłości kamieniem milowym w syntezie organicznej o znaczeniu przemysłowym o tyle reaktywność odpowiednich związków metalonieorganicznych w katalizie kompleksami metali przejściowych (TM) to zupełnie nowy obszar badań.

Marciniec B., Pietraszuk C., Pawluć P., Maciejewski H.; Inorganometallics (Transition Metal–Metalloid Complexes) and Catalysis, Chem. Rev. 2022, 122, 3996−4090, https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00417


10. Na łamach prestiżowego czasopisma Chemical Engineering Journal(IF = 13.273) ukazała się praca pt. „Highly-efficient double perovskite Mn⁴⁺-activated Gd₂ZnTiO₆ phosphors: A bifunctional optical sensing platform for luminescence thermometry and manometry”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy trzech grup badawczych z Polski, Chin i Hiszpanii, tj. I) Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM; II) Wydziału Nauk Mikroelektroniki i Inżynierii, Szkoły Nauk Fizycznych i Technologii, Uniwersytetu Ningbo w Chinach; III) Grupy Spektroskopii Optycznej i Wysokiego Ciśnienia, Wydziału Fizyki Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii. Publikacja dotyczy opracowania pierwszego, dwufunkcyjnego optycznego sensora wysokiego ciśnienia i temperatury, opartego o właściwości emisyjne jonów metali d-elektronowych, tj. perowskitów zawierających optycznie aktywne jony Mn⁴⁺.

Zheng, T.; Luo, L.; Du, P.; Lis, S.; Rodríguez-Mendoza, U. R.; Lavín, V.; Runowski, M. Highly-Efficient Double Perovskite Mn⁴⁺-Activated Gd₂ZnTiO₆ Phosphors: A Bifunctional Optical Sensing Platform for Luminescence Thermometry and Manometry. Chem. Eng. J. 2022, 446, 136839. DOI: 10.1016/j.cej.2022.136839



11. Na łamach prestiżowego czasopisma European Journal of Medicinal Chemistry (IF = 6.514) ukazała się praca przeglądowa przedstawiająca zastosowanie reakcji kaskadowych do syntezy małych alifatycznych N-heterocyklicznych pierścieni trój oraz czteroczłonowych o znaczeniu farmakologicznym. Synteza kaskadowa (domino) jest jednym z nowoczesnych trendów chemii organicznej i jest inspirowana na procesach realizowanych przez naturę. Reakcje kaskadowe pozwalają przeprowadzić kilka następczych transformacji mieszając w jednym naczyniu wprowadzając wszystkie reagenty na raz, bez konieczności izolowania produktów pośrednich. Każdy precyzyjnie zaplanowany etap wytwarza nową grupę funkcyjną zdolną do reagowania z kolejnym reagentem lub inną grupą obecną w cząsteczce niczym klocki domina. Synteza nasyconych pierścieni trój i czteroczłonowych stanowi spore wyzwanie ze względu na duże naprężenia kątowe. Niemniej jednak pierścienie te są ważnymi farmakoforami obecnymi w wielu powszechnie stosowanych lekach, a także związkach będących w trakcie badań klinicznych. Celem tej pracy było zestawianie metod syntezy kaskadowej modyfikowanych pierścieni azyrydyny, azyryny, azetydyny oraz azetydynonu (β-laktamu) z aktywnością leków oraz nowych biologicznie aktywnych cząsteczek zawierających takie N-heterocykliczne szkielety. Przegląd ten stanowi interdyscyplinarne podejście łączące aktywność biologiczną oraz zastosowania w medycynie z metodami syntezy kaskadowej dzięki czemu może stanowić użyteczne źródło wiedzy i inspiracji zarówno dla naukowców poszukujących nowych potencjalnych leków zawierających alifatyczne pierścienie trój i czteroczłonowe, jak i dla tych, zainteresowanych możliwie prostymi i wydajnymi metodami ich syntezy.

Łowicki D., Przybylski P., Cascade synthetic strategies opening access to medicinal-relevant aliphatic 3- and 4-membered N-heterocyclic scaffolds. European Journal of Medicinal Chemistry, 2022, 238, 114438, DOI: 10.1016/j.ejmech.2022.114438.


12. Na łamach prestiżowego czasopisma Chemical Engineering Journal(IF = 13.273) ukazała się praca pt. „Pressure-Triggered Enormous Redshift and Enhanced Emission in Ca₂Gd₈Si₆O₂₆:Ce³⁺ Phosphors: Ultrasensitive, Thermally-Stable and Ultrafast Response Pressure Monitoring”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy grup badawczych z Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM oraz Grupy Spektroskopii Optycznej i Wysokiego Ciśnienia, Wydziału Fizyki Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii. Publikacja dotyczy opracowania nowego optycznego sensora wysokiego ciśnienia, który wykazuje największą czułość na zmiany ciśnienia w układzie (dλ/dP = 3 nm/GPa), ze wszystkich obecnie znanych czujników luminescencyjnych.

Zheng, T.; Luo, L.; Du, P.; Lis, S.; Rodríguez-Mendoza, U. R.; Lavín, V.; Martín, I. R.; Runowski, M. Pressure-Triggered Enormous Redshift and Enhanced Emission in Ca₂Gd₈Si₆O₂₆:Ce³⁺ Phosphors: Ultrasensitive, Thermally-Stable and Ultrafast Response Pressure Monitoring. Chemical Engineering Journal 2022, 443, 136414. DOI: 10.1016/j.cej.2022.136414


13. Na łamach prestiżowego czasopisma ChemSusChem (IF= 8.928) ukazała się praca pt. „Copper Supported on Ceria Mesocellular Foam Silica as an Effective Catalyst for Reductive Condensation of Acetone to Methyl Isobutyl Ketone” opublikowana przez zespoły: K. Grzelak, M. Trejda z Zakładu Katalizy Heterogenicznej Wydziału Chemii UAM oraz A. Riisager z Centre for Catalysis and Sustainable Chemistry, Department of Chemistry, Technical University of Denmark. W publikacji zaproponowano kaskadowy proces syntezy ketonu izobutylowo-metylowego (MIBK) z acetonu z wykorzystaniem katalizatora Cu/Ce-MCF. Wysoką aktywność katalityczną wytłumaczono obecnością centrów zasadowych pochodzących z tlenku ceru(IV) odpowiedzialnych za kondensację acetonu do diacetonu (DAA), kwasowością typu Lewisa kationów Cu²⁺ niezbędnych do odwodnienia DAA do tlenku mezytylu (MO) oraz obecnością centrów Cu⁰ aktywnych w procesie uwodornienia MO do MIBK. Katalizator Cu/Ce-MCF wykazał lepszą aktywność i stabilność katalityczną w ciągu 24 godzin reakcji w porównaniu do katalizatora Pd/Ce-MCF wskazując, iż w efektywny sposób można wymienić metal szlachetny miedzią uzyskując wysoką selektywność do MIBK.
    

Grzelak K., Trejda M., Riisager A.  Copper Supported on Ceria Mesocellular Foam Silica as an Effective Catalyst for Reductive Condensation of Acetone to Methyl Isobutyl Ketone, ChemSusChem, 2022, DOI:10.1002/cssc.202102012


14. Reakcje tandemowe (inaczej kaskadowe lub domino) są ważną alternatywą dla tradycyjnej syntezy organicznej. Ich zaletą jest brak konieczności izolowania i oczyszczania produktów pośrednich po kolejnych etapach, a także większa wydajność i często niższy koszt w porównaniu do wieloetapowej syntezy zupełnej, przez co wpisują się również w koncepcję „zielonej chemii”. W niniejszej pracy przeglądowej w European Journal of Medicinal Chemistry (IF = 6.514) przedstawiono zastosowanie reakcji tandemowych do syntezy pierścieni pirolidynowych. Nasycony pierścień pięcioczłonowy pirolidyny jest ważnym farmakoforem obecnym w niemal stu obecnie stosowanych lekach, a także wielu nowych biologicznie aktywnych związkach, odkrytych w ostatnim czasie. Zastosowanie reakcji tandemowych do syntezy aktywnych biologicznie pochodnych pirolidyny jest obecnie wykorzystywane w niewielkim stopniu. W odróżnieniu od wielu dotychczas opublikowanych prac przeglądowych w obszarze pięcioczłonowych związków heterocyklicznych, które skupiają się wyłącznie na reakcjach syntezy lub aktywnościach biologicznych, niniejsza praca łączy oba te wątki i ukazuje użyteczność strategii tandemowej w konstruowaniu potencjalnie biologicznie aktywnych cząsteczek zawierających jako centralny motyw strukturalny farmakofor pirolidynowy.

Łowicki D., Przybylski P., Tandem construction of biological relevant aliphatic 5-membered N-heterocycles European Journal of Medicinal Chemistry, 2022, DOI: 10.1016/j.ejmech.2022.114303



15. Na łamach prestiżowego czasopisma Journal of Organic Chemistry (IF= 4.354) ukazała się praca pt. „ An approach to modify 14-membered lactone macrolide antibiotic scaffolds”, która powstała w ramach współpracy Grupy Badawczej Profesora Piotra Przybylskiego i Pani Profesor Marii Gdaniec. W publikacji przedstawione zostało nowe podejście syntetyczne prowadzące do otrzymania  zmodyfikowanego aglikonu znanych 14-członowych antybiotyków laktonowych. Punktem wyjścia dla tych modyfikacji było otrzymanie, nieznanego do tej pory dla tego typu związków, układu β-ketenoacetalego 14-członowego ketolidu (struktura krystalograficzna). Na drodze hydrolitycznej związek ten został przekształcony w pochodną o odwróconej konfiguracji absolutnej (12R). Z kolei zastosowanie warunków zasadowych w podwyższonej temperaturze skutkowało otrzymaniem nowego wiązania podwójnego o konfiguracji E sprzężonego z ugrupowaniem ketonowym. Powstała w ten sposób pochodna występuje jako mieszanina dwóch izomerów konformacyjnych w dwóch formach „zamkniętej” lub „otwartej”.

Badania były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w ramach grantu nr.: 2015/19/B/ST5/00231 w konkursie Opus 10.


Janas A, Pyta K., Gdaniec M., Przybylski P, An approach to modify 14-membered lactone macrolide antibiotic scaffolds Journal of Organic Chemistry 2022,87 (5), 3758-3761; DOI: 10.1021/acs.joc.1c02799



16. Na łamach prestiżowego czasopisma Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry (IF= 5.051) ukazała się praca pt. „Regioselective approach to colchiceine tropolone ring functionalization at C(9) and C(10) yielding new anticancer hybrid derivatives containing heterocyclic structural motifs”, w której wiodący wkład naukowy  mają pracownicy Zakładu Chemii Produktów Naturalnych. W publikacji przedstawiono regioselektywną eteryfikcję pierścienia tropolonowego kolchiceiny w pozycjach C(9)/C(10) zależną od rodzaju użytej zasady, rozpuszczalnika i temperatury. Otrzymane w ten sposób nowe pochodne eterowe kolchiceiny zawierające ugrupowania alkinowe, azydkowe, winylowe i halogenoarylowe umożliwiły, na drodze dipolarnej cykloaddycji (CuAAC) lub reakcji Hecka, połączenie fragmentu alkaloidowego z biocząsteczkami, takimi jak cukry, geldanamycyna lub AZT. Ustalono, że potencjał przeciwnowotworowy prostych eterowych pochodnych kolchiceiny zależy od miejsca podstawienia układu tropolonowego C(9)/C(10), jak i objętość wprowadzonego podstawnika. Wyniki badań biologicznych wykazały, że pochodne kolchiceiny zawierające wydłużone ramiona eterowe zakończone zasadowymi podstawnikami heterocyklicznymi (chinolina, pirydyna) obniżają cytotoksyczność przy zachowaniu wysokiej aktywności przeciwnowotworowej. Badania były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w ramach grantu nr.: UMO-2017/25/B/ST5/00291 w konkursie Opus 13.
    

Pyta K., Skrzypczak N.,Ruszkowski P, Bartl F., Przybylski P, Regioselective approach to colchiceine tropolone ring functionalization at C(9) and C(10) yielding new anticancer hybrid derivatives containing heterocyclic structural motifs. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry 2022,37 (1), 597-605; DOI: 10.1080/14756366.2022.2028782


17. Na łamach prestiżowego czasopisma Chemistry of Materials (IF= 9.811) ukazała się praca pt. „Molecularly Imprinted Polymers with Enhanced Selectivity Based on 4‑(Aminomethyl)pyridine-Functionalized Poly(2-oxazoline)s for Detecting Hazardous Herbicide Contaminants” opublikowana przez zespoły: M. Cegłowski, G. Schroeder z Zakładu Chemii Supramolekularnej Wydziału Chemii UAM oraz Y.W. Marien, S. Smeets, L. De Smet, D.R. D’hooge, R. Hoogenboom z Supramolecular Chemistry Group, Department of Organic and Macromolecular Chemistry, Ghent University. W publikacji przedstawiono innowacyjną metodę oznaczania kwasu 2,4,5-trichlorofenoksyoctowego (2,4,5-T) w wodzie z zastosowaniem poli(2-oksazolinowych) polimerów z nadrukiem molekularnym (MIP) oraz spektrometrii mas z jonizacją próbki w warunkach otoczenia techniką FAPA (Flowing Atmospheric Pressure Afterglow). Przedstawiono metodę syntezy oraz pełną charakterystykę dedykowanych cząsteczkom 2,4,5-T polimerów z nadrukiem molekularnym funkcjonalizowanych pochodną pirydyny (4-AMP) oraz mechanizm oddziaływania analitu z receptorami obecnymi w strukturze polimeru. Zastosowanie adsorbentów MIP, jako materiałów zatężających analit w oznaczaniu 2,4,5-T w wodzie oraz metody FAPA-MS pozwala na oznaczanie tego herbicydu na poziomie nanomoli.

Cegłowski M., Marien Y.W., Smeets S., De Smet L., D’hooge D.R., Schroeder G., Hoogenboom R. Molecularly Imprinted Polymers with Enhanced Selectivity Based on 4-(Aminomethyl)pyridine-Functionalized Poly(2-oxazoline)s for Detecting Hazardous Herbicide Contaminants. Chemistry of Materials 2022,34 (1), 84-96; DOI: 10.1021/acs.chemmater.1c02813


18. Na łamach czasopisma Scientific Reports (IF = 4.379), opublikowana została nowa praca mgr. Marcina Konopki i prof. Artura R. Stefankiewicza z Laboratorium Nanostruktur Funkcjonalnych, poświęcona nowemu podejściu do dynamicznej chemii kowalencyjnej. Pojedynczy blok budulcowy został wykorzystany do wygenerowania biblioteki wielu dynamicznych architektur makrocyklicznych opartych na wiązaniach disulfidowych. Wykorzystano nieoczekiwaną hydrolizę in-situ bis-imidu do kontrolowania składu dynamicznej biblioteki strukturalnie zróżnicowanych makrocykli. Zaprezentowano metodę podwójnej stymulacji, która polega na zmianach pH i stężenia DMSO w celu rozszerzenia różnorodności strukturalnej otrzymywanych produktów. Jest to łatwa strategia syntezy wieloskładnikowych, rozpuszczalnych w wodzie i wysoce sfunkcjonalizowanych dynamicznych makrocykli, która daję perspektywę ich przyszłego zastosowania w katalizowanym transporcie międzyfazowym.

Konopka M., Stefankiewicz A. R., Expanding structural diversity in a library of disulfide macrocycles through in-situ imide hydrolysis, Scientific Reports, 2022, 12, 38. doi:10.1038/s41598-021-03944-y


19. Na łamach czasopisma Inorganic Chemistry Frontiers (IF = 6.569), ukazała się praca badawcza pt. „Unexpected and frustrating transformations of double-decker silsesquioxanes" opublikowana przez grupę naukowców w składzie: dr Monika Rzonsowska, mgr Katarzyna Mituła, mgr Julia Duszczak, dr Małgorzata Kasperkowiak, dr Rafał Januszewski, dr Anita Grześkiewicz, prof. Maciej Kubicki, mgr Daria Głowacka oraz prof. UAM dr hab. Beata Dudziec.
    W artykule przedstawiono niespodziewaną transformację szkieletu (Si-O-Si) klatki silseskwioksanu typu double-decker (DDSQ), która zachodzi podczas standardowej reakcji hydrolitycznej kondensacji. Otrzymane, domknięte z jednej strony układy są nowością w chemii tego typu związków. Dzięki przeprowadzonym badaniom spetroskopii NMR oraz analizom spektrometrycznym możliwe zostało przedstawienie prawdopodobnego mechanizmu tej transformacji. Ponadto weryfikacja reaktywności wybranych pochodnych w procesie sililującego sprzęgania wykazała powstanie produktów kolejnej zaskakującej transformacji tj. wewnątrzcząsteczkowej reakcji homosprzęgania. Mimo, iż ten proces jest znany w literaturze, niemniej jednak został on zaobserwowany na układach DDSQ po raz pierwszy. Budowa otrzymanych związków została potwierdzona przy użyciu technik spektroskopowych (NMR, FT-IR) oraz analiz XRD (w pracy przedstawiono łącznie 11 struktur krystalograficznych!), a także przedstawiono wyniki ich stabilności termicznej. Zaprezentowane w publikacji wyniki są znaczącym wkładem w rozwój nad badaniami specyficznych związków krzemoorganicznych jakimi są silseskwioksany, a w szczególności nad nadal nie do końca poznanymi układami DDSQ.
    
    Rzonsowska M, Mituła K, Duszczak J, Kasperkowiak M, Januszewski R, Grześkiewicz A, Kubicki M, Głowacka D, Dudziec B. Unexpected and frustrating transformations of double-decker silsesquioxanes. Inorg. Chem. Front. 2021. doi:10.1039/d1qi01363g.
    
20. Na łamach czasopisma Journal of Catalysis (IF = 7.920) opublikowana została praca dr Anny Walczak, mgr Gracjana Kurpika, dr Macieja Zaranka, prof. Piotra Pawlucia oraz prof. Artura R. Stefankiewicza, zrealizowana we współpracy dwóch zespołów – Laboratorium Nanostruktur Funkcjonalnych oraz Laboratorium Katalizy Metaloorganicznej. W artykule przedstawiono syntezę i charakterystykę spektralno-strukturalną izomerycznych cyklopalladowanych kompleksów, w których dwie cząsteczki fleksidentnego liganda pirydylo-β-diketonowego koordynują jednocześnie do centrum metalicznego poprzez unikatowy układ chelatujący typu- κ²O,O' oraz κ¹C,κ¹N. Obie formy izomeryczne wykazały wysoką aktywność katalityczną w reakcji Hecka w stosunkowo łagodnych warunkach oraz przy niskiej ładowności katalizatora. Ponadto, system katalityczny charakteryzuje wysoka chemo- i stereoselektywność w sprzęganiu krzyżowym sfunkcjonalizowanych olefin z szeroką gamą komercyjnie dostępnych jodków arylowych.

Walczak A, Kurpik G, Zaranek M, Pawluć P, Stefankiewicz A. R.; C(sp³),N palladacyclic complexes bearing flexidentate ligands as efficient (pre)catalysts for Heck olefination of aryl halides. J. Catal., 2022, 405, 84-90. doi: 10.1016/j.jcat.2021.11.033


21. Na łamach prestiżowego czasopisma Nature Communications ukazała się praca pt. „Crystal structures of the elusive Rhizobium etli L-asparaginase reveal a peculiar active site” opublikowana przez zespół (Joanna Loch, Barbara Imiołczyk, Joanna Śliwiak, Anna Wantuch, Magdalena Bejger, Mirosław Gilski, Mariusz Jaskólski) pod kierunkiem prof. Mariusza Jaskólskiego z Zakładu Krystalografii Wydziału Chemii UAM. Wśród autorów jest również prof. UAM Mirosław Gilski z tego samego Zakładu. W pracy opisano funkcję enzymatyczną oraz strukturę przestrzenną nowego enzymu (nazwanego ReAV) rozkładającego prosty aminokwas - asparaginę - do kwasu asparaginowego i amoniaku. Enzymy o takiej funkcji, zwane asparaginazami, są pilnie poszukiwane przez medycynę, gdyż przy spełnieniu pewnych dodatkowych warunków mogą okazać się doskonałymi lekami w terapii ostrej białaczki u dzieci. Opisany w publikacji enzym nie spełnia wszystkich kryteriów doskonałego leku, lecz poznanie jego struktury daje szansę na jej „ulepszenie”, by te kryteria spełnić. Enzym ReAV jest nowy w tym sensie, że jego struktura całkowicie zaskoczyła badaczy znających asparaginazy od podszewki. Z drugiej strony, batalia o poznanie struktury białka ReAV toczyła się prawie 20 lat. Świadczy to zarówno o skali problemu, jak i o skali osiągnięcia. Opisane w pracy badania były finansowane przez grant NCN OPUS 2020/37/B/NZ1/03250.

Loch J.I, Imiolczyk B, Sliwiak J, Wantuch A, Bejger M, Gilski M, Jaskolski M. Crystal structures of the elusive Rhizobium etli L-asparaginase reveal a peculiar active site. Nature Commun. 2021, 12, 6717. doi: 10.1038/s41467-021-27105-x



22. Na łamach czasopisma Inorganic Chemistry Frontiers (IF = 6.569), opublikowana została praca mgr. P. Cecota, dr A.Walczak, dr. G. Markiewicza oraz prof. A. R. Stefankiewicza, dotycząca syntezy nowych układów metalosupramolekularnych (klatek tetraedrycznych M₄L₆, makrocykli M₂L₂ i kompleksów monordzeniowych ML_n) zawierających w swojej strukturze fotoaktywny azobenzen. W artykule przedstawiono możliwość odwracalnego ‘przełączania’ pomiędzy trzema typami struktur poprzez zmianę stechiometrii reakcji lub dodatek konkurencyjnej aminy. Przeprowadzone badania wykazały również, iż fotoaktywność organicznego liganda zawierającego jednostkę azobenzenową może być skutecznie zablokowana poprzez dodatek jonów metali d-elektronowych tworzących z ligandem sztywne architektury metalosupramolekularne.

Cecot P, Walczak A, Markiewicz G, Stefankiewicz A. R.; Gating the photoactivity of azobenzene-type ligands trapped within a dynamic system of an M₄L₆ tetrahedral cage, an M₂L₂ metallocycle and mononuclear ML_n complexes. Inorg. Chem. Front., 2021, doi.org/10.1039/D1QI01063H



23. W czasopiśmie European Journal of Organic Chemistry ukazał się artykuł autorstwa dr. Marcina Kaźmierczaka i dr Moniki Bilskiej-Markowskiej z Zakładu Syntezy i Struktury Związków Organicznych.  Minireview przedstawia niektóre z transformacji cząsteczek z wykorzystaniem trifluorku dietyloaminosiarki (DAST). Z publikacji wynika, że DAST pełni nie tylko rolę odczynnika fluorującego, który w wyniku substytucji nukleofilowej zastępuje grupę hydroksylową atomem fluoru, ale jest także mediatorem innych procesów. Uczestniczy w reakcjach przegrupowania i cyklizacji, w wyniku których powstają cenne związki heterocykliczne, zarówno fluorowane, jak i niefluorowane. Prowadzi do powstania cennych bloków budulcowych, jak również cząsteczek biologicznie aktywnych. Publikacja wyróżniona została okładką.

Kaźmierczak M, Bilska-Markowska M. Diethylaminosulfur Trifluoride (DAST) Mediated Transformations Leading to Valuable Building Blocks and Bioactive Compounds. Eur. J. Org. Chem. 41, 5585-5604. Doi: 10.1002/ejoc.202101027



24. Pani mgr Daria Brykczyńska, studentka drugiego roku studiów doktoranckich z Zakładu Syntezy Nanostruktur Funkcjonalnych jest współautorką publikacji, która ukazała się w czasopiśmie Angewandte Chemie International Edition pt. „Desulfonative Suzuki–Miyaura Coupling of Sulfonyl Fluorides” (https://doi.org/10.1002/anie.202111977). Opublikowana praca dotyczy sprzęgania Suzuki-Miyaury, gdzie reakcji poddano fluorki arylosulfonylowe, będące zwykle inertne na katalizę metalami przejściowymi. Co ciekawe, w pracy przedstawiono rezultaty badań potwierdzające otrzymanie oczekiwanego produktu również bez dodatku zasady, a nawet w silnie kwasowym środowisku, co dodatkowo świadczy o niezwykłości opublikowanych wyników, zrealizowanych w grupie badawczej prof. Joseph’a Moran’a w Institut de Science et d'Ingénierie Supramoléculaires w Strasburgu, w której doktorantka odbywała staż naukowy.

Chatelain P, Muller C, Sau A, Brykczyńska D, Bahadori M, Rowley C, Moran J. Desulfonative Suzuki–Miyaura Coupling of Sulfonyl Fluorides. Angewandte Chemie International Edition 2021 60, 1-7. Doi: 10.1002/anie.202111977

25. W czasopiśmie Advanced Optical Materials (IF = 9.926), została opublikowana praca Naukowców z Zakładu Ziem Rzadkich, dotycząca opracowania dwufunkcyjnego, luminescencyjnego sensora wysokiego ciśnienia i temperatury, opartego o właściwości emisyjne jonu tulu (Tm²⁺), na rzadko spotykanym +2 stopniu utlenienia. Czujnik ten pozwala na monitorowanie wysokiego ciśnienia co najmniej do 13 GPa i temperatury układu w przedziale 10-400 K, wykorzystując różne parametry spektroskopowe, takie jak stosunki intensywności pasm emisyjnych, przesunięcie spektralne, szerokość linii emisyjnej czy luminescencyjne czasy życia. Odkrycie miało miejsce na skutek owocnej współpracy grup badawczych z Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM oraz Wydziału Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego.

Zheng T,Runowski M, Woźny P, Lis S, Zych E. Tm²⁺ Activated SrB₄O₇ Bifunctional Sensor of Temperature and Pressure—Highly Sensitive, Multi‐Parameter Luminescence Thermometry and Manometry. Adv. Opt. Mater. 2021, 2101507. DOI: 10.1002/adom.202101507


26. Na łamach czasopisma Inorganic Chemistry (ACS, IF = 5.165) ukazała się praca Sergiusza Napierały, prof. Macieja Kubickiego oraz prof. UAM Moniki Wałęsy-Chorab pt. "Toward Electrochromic Metallopolymers: Synthesis and Properties of Polyazomethines Based on Complexes of Transition-Metal Ions" oraz okładka najnowszego numeru Inorganic Chemistry ilustrująca badania opisane w artykule.
    W artykule przedstawiono nowy sposób syntezy metalopolimerów zawierających jony Fe(II) lub Cu(II) i ich właściwości elektrochromowe. Metalopolimery otrzymano w postaci nierozpuszczalnych cienkich warstw w wyniku reakcji polikondensacji na powierzchni elektrody pracującej kompleksów jonów metali przejściowych zawierających grupy aminowe i odpowiednich dialdehydów. Wykazano, że poliazometina otrzymana w wyniku polikondensacji kompleksu Fe(II) i dialdehydu zawierającego grupę trifenyloaminową wykazała odwracalną zmianę koloru z pomarańczowej na szarą i dobrą stabilność elektrochromową podczas wielokrotnych cykli utleniania/redukcji. Przeprowadzone badania wykazały, że przedstawiona metoda syntezy metalopolimerów wykorzystująca reakcję polikondensacji na powierzchni elektrody pracującej jest skuteczna w otrzymywaniu elektrochromowych metalopolimerów.

Napierała S, Kubicki M, Wałęsa-Chorab M.Toward Electrochromic Metallopolymers: Synthesis and Properties of Polyazomethines Based on Complexes of Transition-Metal Ions. Inorganic Chemistry 2021, 60, 18, 14011-14021. doi: 10.1021/acs.inorgchem.1c01



27. W czasopiśmie Advanced Synthesis & Catalysis (IF = 5.837) we wrześniu ukazała się praca  autotstwa A. Pokluda, Z. Anwar, V. Boguschová, I. Anusiewicz, P. Skurski, M. Sikorski, R. Cibulka, "Robust Photocatalytic Method Using Ethylene‐Bridged Flavinium Salts for the Aerobic Oxidation of Unactivated Benzylic Substrates". Jej współautorami ze strony UAM są dr Z. Anwar, oraz prof. M. Sikorski. Autorami do korespondencji są prof. M. Sikorski i prof. R. Cibulka.
    Praca poświęcona jest fotokatalizie organicznej z wykorzystaniem soli flawinowych w reakcjach utleniania szeregu substratów o wysokim potencjale utleniania. Co ważne, dla najbardziej obiecujących katalizatorów wykonano badania w większej skali.
    Decyzją recenzentów i edytorów ASC praca ta została uznana za "Very Important Publication" a także wyróżniona okładką. Autorem ilustracji zaprezentowanej na okładce numeru 18/2021 Adv. Synth. Catal  jest Pani Prof. UAM dr. hab. D. Prukała.

Pokluda A, Anwar Z, Boguschová V, Anusiewicz I,Skurski P, Sikorski M, Cibulka R. Robust Photocatalytic Method Using Ethylene‐Bridged Flavinium Salts for the Aerobic Oxidation of Unactivated Benzylic Substrates. Adv. Synth. Catal. 2021, 363, 4371-4379. doi: 10.1002/adsc.202100024.



28. W czasopiśmie Nanoscale (IF =  7.790) została opublikowana praca naukowców z Zakładu Ziem Rzadkich "Improving performance of luminescent nanothermometers based on non-thermally and thermally coupled levels of lanthanides by modulating laser power". W pracy tej przedstawiono opracowanie nieorganicznego, optycznego nano-termometru, działającego w szerokim zakresie spektralnym (vis-NIR), wykorzystującego niesprzężone i sprzężone termicznie poziomy energetyczne jonów lantanowców do zdalnej detekcji temperatury. Przedstawiono jak wpływa moc zastosowanego wzbudzenia laserowego na czułości temperaturowe (absolutną i względną), jak również na rozdzielczość optycznej detekcji temperatury, tj. parametry kluczowe dla zastosowań termometrii luminescencyjnej. Efekt ten może być obserwowany w przypadku termometrów (czujników) luminescencyjnych wykazujących nieliniowe zjawiska optyczne, wykorzystujących stosunki intensywności pasm związane z przejściami promienistymi, różniącymi się liczbą fotonów uczestniczących w danym procesie emisyjnym.

Stopikowska N, Runowski M, Skwierczyńska M, Lis S. Improving performance of luminescent nanothermometers based on non-thermally and thermally coupled levels of lanthanides by modulating laser power. Nanoscale 2021, doi: 10.1039/D1NR01395E



29. Tunelowanie inwersyjne w cząsteczkach wykonujących drgania o dużej amplitudzie powoduje rozszczepienie poziomów rotacyjnych. W przeciwieństwie do innych typów drgań o dużej amplitudzie, takich np. jak wewnętrzna rotacja, tunelowanie inwersyjne występuje rzadziej, ale podstawowa wiedza na jego temat jest niezbędna do zrozumienia złożonych struktur w chemii koordynacyjnej. Niniejsza praca przeglądowa współautorstwa pracowników Zakładu Chemii Kwantowej przedstawia cztery klasyczne przykłady cząsteczek wykonujących drgania inwersyjne oraz ich związki koordynacyjne. Pierwszą taką molekułą jest amoniak, z tzw. drganiem „umbrella motion”. W przypadku cząsteczki metyloaminy (CH₃NH₂), ruch inwersyjny grupy aminowej –NH₂ jest sprzężony z wewnętrzną rotacją grupy metylowej –CH₃. Cząsteczka hydrazyny wykonuje aż trzy drgania o dużej amplitudzie: dwa drgania inwersyjne grup aminowych –NH₂ i ich rotacja wewnętrzna wokół wiązania N-N. Aminy drugorzędowe to ostatnia grupa związków omówionych w niniejszej pracy. Charakteryzują się one tunelowaniem inwersyjnym atomu wodoru przyłączonego do azotu, któremu towarzyszy wewnętrzna rotacja dwóch grup metylowych. W aminach drugorzędowych inwersja nie jest silnie sprzężona z wewnętrzną rotacją.

Nguyen H. V. L., Gulaczyk I., Kręglewski M., Kleiner I.,Large amplitude inversion tunneling motion in ammonia, methylamine, hydrazine, and secondary amines: From structure determination to coordination chemistry, Coordination Chemistry Reviews Vol. 436, 2021, 213797. doi: 10.1016/j.ccr.2021.213797

30. W czasopiśmie Advanced Optical Materials (IF =  8.286) opublikowana została praca naukowców z Zakładu Ziem Rzadkich. Używając mikrokryształów perowskitu domieszkowanego jonami lantanowców, opracowano nową metodę bezkontaktowego monitorowania temperatury. Podejście to oparte jest o wykorzystanie dwóch nieliniowych procesów optycznych, tj. generowania drugiej harmonicznej (SHG) oraz tzw. emisji up-konwersyjnej (UCL). Ta wysoce czuła metoda wykorzystuje zupełnie nowe podejście do bezkontaktowej detekcji temperatury, poprzez użycie nieliniowej termometrii optycznej, będącej alternatywą dla obecnie stosowanej (konwencjonalnej) termometrii luminescencyjnej. Odkrycie miało miejsce na skutek owocnej współpracy grup badawczych z Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM; Universidad de La Laguna, Departamento de Física (Hiszpania); Departament de Química Inorgànica and Institut de Recerca de Química Teòrica i Computacional, Universitat de Barcelona (Hiszpania); Departamento de Química, Universidad Católica del Norte (Chile).

Zheng T, Runowski M, Martín I.R., Lis S, Vega M, Llanos J. Nonlinear Optical Thermometry—A Novel Temperature Sensing Strategy via Second Harmonic Generation (SHG) and Upconversion Luminescence in BaTiO₃ :Ho³⁺,Yb³⁺ Perovskite. Adv. Opt. Mater. 2021, 2100386. doi: 10.1002/adom.202100386



31. Grupy fosforanowe i polifosforanowe są obecne w biocząsteczkach, takich jak fosforylowane aminokwasy, nukleotydy i kwas fitynowy. W zależności od pH roztworu fosforany mogą występować w czterech różnych formach i biorą udział w tworzeniu niekowalencyjnych oddziaływaniach z dodatnio naładowanymi cząsteczkami. W niniejszej pracy przeglądowej w Coordination Chemistry Reviews (Elsevier, IF=15.367) podsumowano udział fosforanów, nukleotydów, fosforylowanych aminokwasów i kwasu fitynowego w słabych oddziaływaniach z aminami biogennymi oraz w tworzeniu związków kompleksowych z jonami metali. Badanie tych procesów może uwydatnić rolę fosforanów w oddziaływaniach chemicznych i pozwolić na zrozumienie wielu aspektów życia komórki, na przykład wyjaśniając dlaczego nieprawidłowa fosforylacja prowadzi do rozwoju chorób.

Jastrzab R, Nowak M, Zabiszak M, Odani A, Kaczmarek M.T. Significance and properties of the complex formation of phosphate and polyphosphate groups in particles present in living cells, Coordin. Chem. Rev. 2021, 435, 213810, doi.org/10.1016/j.ccr.2021.213810.

32. Na łamach czasopisma Organic Letters (ACS, IF = 6.091) ukazała się praca mgr. Macieja Skrodzkiego, prof. Violetty Patroniak oraz prof. Piotra Pawlucia. Wynikiem współpracy pomiędzy Zakładem Chemii Metaloorganicznej oraz Syntezy Nanostruktur Funkcjonalnych jest odkrycie nowego, wysoce selektywnego układu katalitycznego w reakcji hydrosililowania alkinów. W przeciwieństwie do wielu znanych katalizatorów hydrosililowania, opartych na metalach szlachetnych oraz rozbudowanych strukturalnie ligandach, oryginalny katalizator opracowany w zespole poznańskim jest kompleksem rozpowszechnionego w przyrodzie kobaltu z prostym ligandem typu zasady Schiffa. Łagodne warunki reakcji, niskie stężenie katalizatora (5000 - 500ppm), tolerancja wielu grup funkcyjnych i możliwość prowadzenia reakcji z silanami pierwszo-, drugo-, oraz trzeciorzędowymi potwierdza unikalność oraz uniwersalność nowego układu katalitycznego.

Skrodzki M, Patroniak V, Pawluć P. Schiff Base Cobalt(II) Complex-Catalyzed Highly Markovnikov-Selective Hydrosilylation of Alkynes. Org. Lett. 2021, 23, 663-667. doi: 10.1021/acs.orglett.0c03721

33. W artykule przedstawiono sposób otrzymywania oraz wyniki badań nanocząstek o strukturze typu rdzeń/powłoka domieszkowanych jonami  Er³⁺, Tm³⁺ lub Yb³⁺, które wykazują właściwość konwersji promieniowania podczerwonego, tj. o długości fali 808, 975, 1208 lub 1532 nm do promieniowania o energii wyższej niż zaabsorbowane. Opisywane w publikacji zjawisko to konwersja energii w górę (up-konwersja). Dzięki właściwościom zastosowanych jonów lantanowców, uzyskano pasma emisji w szerokim zakresie spektralnym od 475 do 1625 nm, co ma istotne znaczenie w przypadku zastosowań w bioobrazowaniu, a także w zabezpieczeniach przeciwko falsyfikacji dokumentów. Dobór jonów pozwolił na manipulację procesami przeniesienia energii pomiędzy nimi, uzyskując w ten sposób unikalne właściwości spektroskopowe. Inną ważną cechą otrzymanych nanocząstek jest ich intensywna luminescencja, o zmiennej charakterystyce w zależności od długości fali promieniowania.

Grzyb T, Kamiński P, Przybylska D, Tymiński A, Sanz-Rodríguez F, Haro Gonzalez P. Manipulation of up-conversion emission in NaYF4 core@shell nanoparticles doped by Er³⁺, Tm³⁺, or Yb³⁺ ions by excitation wavelength—three ions—plenty of possibilities. Nanoscale, 2021. doi:10.1039/D0NR07136F

34. W publikacji przedstawiono nowatorską metodę analizy składników zapachowych stosowanych w kosmetykach za pomocą spektrometrii mas z plazmową jonizacją próbki w warunkach otoczenia (FAPA-MS). Proponowana metoda umożliwia szybką analizę lotnych składników zapachowych, unikając etapu wstępnej ich separacji i może być alternatywą dla elektronicznego nosa (e-nosa) do analizy składników kosmetyków. Opracowana metoda została wykorzystana do określenia składników zapachu występujących w komercyjnych kosmetykach i pozwoliła na szybkie określenie, czy dany zapach jest wysokiej jakości, czy jest to niedrogim produktem alternatywnym imitujący oryginał. Zaproponowana metoda FAPA-MS pozwala na bardzo efektywną jonizację związków, łatwe wprowadzanie próbek do spektrometru mas i szybką analizę składników kosmetyków zapachowych.

Guć M, Cegłowski M, Pawlaczyk M, Kurczewska J, Reszke E, Schroeder G. Application of FAPA mass spectrometry for analysis of fragrance ingredients used in cosmetics. Measurement, 2021, 168, 108326. doi: 10.1016/j.measurement.2020.108326

35. Coraz powszechniejsze stosowanie polimerów z nadrukiem molekularnym w analizie chemicznej powoduje, że materiały te trafiają do środowiska w postaci odpadów. W pracy przedstawiono po raz pierwszy badania nad wpływem tych materiałów na środowisko wodne. Przedstawiono metodę otrzymywania polimerów z nadrukiem molekularnym (MIP) z następującymi herbicydami: kwasem 2,4-dichlorofenoksyoctowym (2,4-D) lub kwasem 4-chloro-2-metylofenoksyoctowym (MCPA) oraz flawonoidami: rutyny (Ru) i kwercetyny (Q).  MIP zastosowano do oznaczenia analitów w wodzie przy użyciu techniki Flowing Atmospheric-Pressure Afterglow Mass Spectrometry (FAPA-MS).  Wyznaczono granicę oznaczalności metody (MLOD) dla: 2,4-D, MCPA, Ru i QinMIP wynoszącą odpowiednio 4, 3, 10 i 5 μg w 1 g MIP.  Zbadano kinetykę uwalniania analitów z MIP oraz ich stabilność i toksyczność w wodzie. Do badań toksyczności in vivo wykorzystano kultury: Acutodesmus acuminatus (Lag.) oraz Daphnia magna Straus.

Guć M, Messyasz B, Schroeder G. Environmental impact of molecularly imprinted polymers used as analyte sorbents in mass spectrometry. Sci. Total Environ., 2021, 772, 145074. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.145074

36. Najnowszy spośród zidentyfikowanych koronawirusów, SARS-CoV-2, stanowi zagrożenie dla ludzkiego zdrowia i życia. Mimo, iż od ponad roku świat zmaga się z epidemią wywoływanej przez niego choroby, COVID-19, wciąż nie ma efektywnego leku dedykowanego jej leczeniu. W artykule autorstwa naukowców z naszego wydziału, Prof. UAM dr hab. Donaty Pluskoty-Karwatki i Prof. Marcina Hoffmanna, omówiono, między innymi, cykl życiowy SARS-CoV-2, potencjalne cele terapeutyczne (białka strukturalne oraz enzymy kluczowe dla cyklu życiowego wirusa), a także znane środki farmaceutyczne znajdujące obecnie nowe zastosowanie w próbach leczenia COVID-19. Przedstawiono również możliwość zastosowania strategii terapeutycznych opartych na technologii kwasów nukleinowych lub na zaangażowaniu ludzkich deaminaz (enzymów z grupy APOBEC), do walki z SARS-CoV-2. Wskazano, że wsparciem w tej walce mogą być niektóre aktywne biologicznie produkty naturalne.
    
    

Pluskota-Karwatka D, Hoffmann M, Barciszewski J. Reducing SARS-CoV-2 Pathological Protein Activity with Small Molecules. J. Pharm. Anal., 2021, doi: 10.1016/j.jpha.2021.03.012

37. W czasopiśmie Journal of Materials Chemistry C (IF =  7.059) opublikowana została praca dr. Marcina Runowskiego i mgr. Premysława Woźnego, naukowców z Zakładu Ziem Rzadkich, dotycząca opracowania po raz pierwszy szeroko-zakresowego optycznego (luminescencyjnego) manometru, działającego w niespotykanie dotąd szerokim zakresie ciśnień (od 10^-4 do 10⁵ bar). Opracowany czujnik pozwala w sposób bezkontaktowy monitorować ciśnienie układu, zarówno w zakresie próżniowym jak i wysokiego ciśnienia w komorze diamentowej    Odkrycie miało miejsce na skutek owocnej współpracy grup badawczych z Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM oraz Wydziału Fizyki, Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii.

    Runowski M, Woźny P, Martín I.R. Optical pressure sensing in vacuum and high-pressure ranges using lanthanide-based luminescent thermometer–manometer. J. Mater. Chem. C, 2021, 9, 4643-4651. doi:10.1039/D1TC00709B.

    

38. Międzynarodowy zespół ekspertów z biologii strukturalnej zorganizowany przez prof. Mariusza Jaskólskiego, w którym uczestniczy również prof. Mirosław Gilski (obaj z Zakładu Krystalografii), opublikował od początku pandemii serie prac dotyczących walidacji modeli struktury białek koronawirusa SARS-CoV-2, które są potencjalnym celem dla racjonalnego projektowania leków przeciw COVID-19.  Ostatnie dwie prace ukazały się w prestiżowym czasopiśmie IUCrJ Międzynarodowej Unii Krystalografii i dotyczą struktury białka 3CLpro, które jest jednym z kluczowych enzymów koronawirusa (DOI: 10.1107/S2052252521001159), oraz strategii, jaką powinno wypracować środowisko biologii strukturalnej, przygotowując się na kolejne pandemie (DOI: 10.1107/S2052252521003018)
    

    Jaskolski M, Dauter Z, Shabalin IG, Gilski M, Brzezinski D, Kowiel M, Rupp B, Wlodawer A. Crystallographic models of SARS-CoV-2 3CLpro: in-depth assessment of structure quality and validation. IUCrJ 2021, 8, 238-256. doi: 10.1107/S2052252521001159
    Grabowski M, Macnar JM, Cymborowski M, Cooper DR, Shabalin IG, Gilski M, Brzezinski D, Kowiel M, Dauter Z, Rupp B, Wlodawer A, Jaskolski M, Minor W. Rapid Response to Emerging Biomedical Challenges and Threats. IUCrJ 2021, 8. doi: 10.1107/S2052252521003018.