Urszula Wawrzyniak Warszawa, 25.10.2010
Wydział Chemii UW
Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod
Streszczenie rozprawy doktorskiej pt.:
„Procesy rozpoznania molekularnego przez monowarstwy związków makrocyklicznych
na elektrodach złotych”
Promotor pracy: prof. dr hab. Renata Bilewicz
Celem pracy było przygotowanie na powierzchni elektrod warstw molekularnych,
z wykorzystaniem tiolowanych cyklodekstryn i tetraazamakrocyklicznych kompleksów miedzi(II)
i niklu(II), przydatnych w procesach rozpoznania molekularnego. Monowarstwy cyklodekstryn zastosowałam do rozpoznawania molekularnego neuroprzekaźnika – dopaminy, zaś monowarstwy kompleksów azamakrocyklicznych zostały wybrane jako składniki pseudorotaksanów
i przełączników molekularnych.
Przegląd literaturowy rozprawy zawiera charakterystykę monowarstw i wielowarstw organotiolowych na stałych podłożach oraz możliwości ich zastosowania. W kolejnym rozdziale przedstawiłam budowę i właściwości układów supramolekularnych związanych z tematyką pracy - cyklodekstryn i kompleksów makrocyklicznych z centrum koordynacyjnym typu N4.
W ostatnim rozdziale opisałam właściwości wybranych urządzeń molekularnych w roztworach
oraz umieszczonych na stałych podłożach.
Część eksperymentalną poprzedza opis technik pomiarowych stosowanych w pracy. Wyniki badań własnych przedstawiłam w sześciu rozdziałach, z których pierwszy poświęcony jest charakterystyce mikroskopowej i elektrochemicznej monowarstw utworzonych przez tiolowane cyklodekstryny na powierzchni elektrody złotej. Wykazałam, że tworzenie mieszanych warstw cyklodekstryna/alkanotiol pozwoliło zwiększyć pokrycie elektrody poprzez uszczelnienie warstwy. Wprowadzenie alkanotioli posiadających grupy polarne (–COOH lub –NH2) modyfikowało oddziaływania elektrostatyczne z elektrodą. W drugim rozdziale opisałam rezultaty badań
nad wykorzystaniem elektrod złotych, pokrytych mieszanymi warstwami, zawierającymi kompleksy
α-cyklodekstryn z dopaminą oraz cysteaminą do oznaczania dopaminy w obecności tysiąckrotnego nadmiaru kwasu askorbinowego.
W kolejnych rozdziałach przedstawiłam wyniki eksperymentów prowadzonych w celu zbadania właściwości jedno- i wielocentrowych kompleksów tetraazamakrocyklicznych, rozpuszczonych w roztworze i unieruchomionych na stałym podłożu. Wykazałam, że neutralne ditiolowe pochodne mononuklearnych kompleksów niklu(II) i miedzi(II) oraz disiarczkowe pochodne bismakrocyklicznych związków posiadają zdolność tworzenia stabilnych monowarstw
na złotych substratach. Spontaniczna organizacja na elektrodzie kationowych dwucentrowych kompleksów, zawierających w swej strukturze wiązania S-S, była utrudniona ze względu
na duży ładunek dodatni kompleksu. W celu skompensowania tego ładunku zaproponowałam przyłożenie do elektrody odpowiednio ujemnego potencjału w czasie samoorganizacji.
Dzięki unieruchomieniu obojętnych monomakrocyklicznych kompleksów miedzi(II) i niklu(II)
w matrycy alkanotiolowej otrzymałam „platformę” pionowo zorientowanych, π-donorowych molekuł, zdolnych do przejawiania oddziaływań ze związkami elektrono-akceptorowymi
w roztworze. Międzymolekularne oddziaływania π-donorów z π-akceptorami: niecyklicznym (tetracyjanochinonodimetanem) oraz cyklicznym (dwucentrowym tetraazamakrocyklicznym kompleksem niklu(II) lub miedzi(II)) zbadałam elektrochemicznie. Uzyskałam unieruchomione
na elektrodzie splecione struktury pseudorotaksanu, których powstawanie i dysocjację można kontrolować elektrochemicznie poprzez przyłożenie do elektrody odpowiedniego potencjału.
Wyniki badań uzyskane podczas realizacji pracy doktorskiej zostały opublikowane
w czasopismach międzynarodowych: Chemistry – A European Journal, Dalton Transactions, European Journal of Inorganic Chemistry, Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, Inorganic Chemistry oraz Electroanalysis.
|
