33. OTIO - Katenán - Együtt vagy külön

A 33. ORSZÁGOS TUDOMÁNYOS ÉS INNOVÁCIÓS OLIMPIA DÍJAZOTTJA / HEGEDŰS MÁRTON, KECSKEMÉTI REFORMÁTUS GIMNÁZIUM

KONZULENSEK:
TÓTH IMRE
BOGNER MARCELL MÁRK

A 2016-os kémiai Nobel díjat Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart és Ben Feringa nyerték el a molekuláris gépekkel való kutatási munkájukért. Ez egy igen új kutatási terület, mely a jövőben számos felhasználási területben érvényesülhet. Márton kutatási munkája is egy ilyen molekuláris gépről szól. Egy fotoreszponzív szupramolekuláris egységgel foglalkozik, pontosabban egy fotokapcsolóval funkcionalizált [2]katenán megtervezésével és szintézisével tevékenykedik. Ennek a molekulának érdekessége, hogy a molekulában lévő fizikailag interlokált gyűrű (ún. makrociklus) képes UV fény hatására deformálódni és ez a két gyűrű elforgását tudja előidézni. Ez a gyűrűkön lévő tiofén fotokapcsolók reverzibilis izomerizációjával valósítható meg, amit az UV vagy látható fénnyel való besugárzással lehet szabályozni. A kutatást először egy „prototípus” [2]katenán megtervezésével kezdte kvantumkémiai (Density Functional Theory) számítások segítségével, majd sikeresen előállította azt, ezzel feltérképezve az ilyen kémiai rendszerekhez vezető szintetikus utat. A prototípus molekulát pedig különféle analitikai módszerekkel karakterizálta, mint 1H-NMR, 13C-NMR, NOESY 2D NMR, HPLC HRMS stb.
Ezt követően a pályázó hozzákezdett a fotokapcsolható [2]katenán szintéziséhez, mely jelenleg is folyamatban van. Legutóbbi sikeres eredmény során sikerült egy univerzálisan hasznos tiofén kapcsolót előállítania, mely más kutatási területben ígéretes kiindulási anyag lehet. Ezen a vegyületen már végezett besugárzásos 1H-NMR-t és UV-VIS-t is. Az eddigi eredmények alapján előállíthatónak tartható ez az új szupramolekuláris egység és már sok olyan részeredménnyel rendelkezik, amely azt mutatja, hogy a hasonló kémiai rendszerek ígéretesek lehetnek később klinikai vagy nanotechnológiai applikációkban is.