Doktorsvörn í efnafræði - Angel Andrés Castro Ruiz

Streymi

Doktorsefni: Angel Andrés Castro Ruiz

Heiti ritgerðar: Amínósýrugirtir kóbaltflókar innblásnir af náttúrunni til efnasmíða á oxuðum virðisaukandi efnum.

Andmælendur: Dr. Anna Trzeciak, prófessor við Efnafræðideild Háskólans í Wrocław, Póllandi og Dr. Erwan LeRoux, dósent við Efnafræðideild Háskólans í Bergen, Noregi.

Leiðbeinandi: Dr. Sigríður Guðrún Suman, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands.

Einnig í doktorsnefnd: Dr. Sigríður Jónsdóttir, fræðimaður hjá Raunvísindastofnun Háskóla Íslands og Dr. Már Másson, prófessor við Lyfjafræðideild Háskóla Íslands.

Doktorsvörn stýrir: Dr. Einar Sveinbjörnsson, prófessor og deildarforseti Raunvísindadeildar Háskóla Íslands.

Ágrip

Nútímasamfélag er háð notkun eldsneytis og efnasambanda unnum úr olíuafurðum. Með vaxandi fólksfjölda á jörðinni gengur hratt á þessi óendurnýjanlegu efni. Það er óumflýjanlegt að leita lausna sem fela í sér notkun á endurnýjanlegum efnum og efnaframleiðslu úr hráefnum sem hægt er að rækta eða safna úr hringrás lífríkisins. Efnaframleiðsla hefur þar mikilvægt hlutverk og háskólar stýra þessum breytingum með heimsmarkmið Sameinuðu Þjóðanna um sjálfbæra þróun og hagkerfi til hliðsjónar. Hnattrænar áskoranir eins og loftslagsbreytingar og minnkun á mengun af mannavöldum á jörðinni eru mikil áhyggjuefni og rannsóknir í efnafræði skoða gjarnan grundvallaratriði sem gætu orðið til áhrifaríkra breytinga á efnaframleiðslu og leiða til framfara. CO2 mengun er mikið rannsökuð birtingarmynd loftslagsbreytinga og því viðeigandi viðfangsefni til að takast á við. Umbreyting koltvísýrings (CO2) er mikilvæg og notkun þess í efnasmíðum fjölliða er mikilvægt skref í áttina að nýta CO2 í fjölliður sem eru annars afleiddar úr olíuafurðum. Í þessu Verkefni var hannaður ólífrænn efnahvati fyrir CO2 bindingu til að mynda súrefnisríkar fjölliður eins og polyestera. Eftirfarandi ritgerð lýsir efnasmíðum og eiginleikum þriggja safna (alls 25) af kóbalt(II/III) flókum sem samanstanda af annað hvort 2,2'-bipyridine (bipy), eða 4,4'-di-tert-butylbipyridine (dtbbpy) ) og amínósýrum sem tenglar. Amínusýrurnar taka mið af hegðun náttúrulegra efna og efnahvatarnir eru því hannaðir með innblæstri frá náttúrunni. Notkun efnahvatanna var prófuð: fyrir hringopnunar-fjölliðunarhvarf rac-laktíðs til að mynda fjölliðuna pólý(mjólkursýru) (PLA), tengihvarf epoxíðs/CO2, og epoxíðs/hringlaga anhýdríðs til að framleiða fjölliður úr nýjum hráefnum með nýja efnaeiginleika. Kóbalt(II) amínósýruflókar voru virkir efnahvatar við fjölliðun á rac-laktíði með góðum árangri. Oxuð útgáfa af kóbalt amínósýruflókunum Co(III) sýndi framúrskarandi virkni í hringlaga karbónatmyndun ef notað með samhvata. Breyting á þessum fléttum með því að nota dtbbpy tengil og sömu amínósýrur leiddi til aukinnar leysni og getu til að umbreyta epoxíðum og anhýdríði í pólýester með umbreytingartíðni upp á (TOF 1151 h-1), sem er sambærilegt við leiðandi birta hvata. Á heildina litið veitir þessi ritgerð innsýn í hvarfgang þessara efnahvata og hönnunarmöguleika fyrir frekari útfærslur á næstu kynslóð efnahvata.

Um doktorsefnið

Andrés er upprunalega frá Cabruta, Guárico-Venezuela, þar sem hann lauk BS gráðu í efnafræði og efnaverkfræði frá University of Los Andes, Mérida-Venezuela. Árið 2018 fékk hann MS gráðu í fjölliðutækni frá The Research Center of Applied Chemistry í Choahuila-Mexico undir leiðsögn Dr. Graciela Morales. Á sínu seinasta ári í sínu meistaranámi beindust ransóknir hans að þróun trefjaríkra fjölliða með rafaflfræði aðferðum til notkunar í vatnshreinsun. Andrés gekk til liðs við rannsóknarhóp Prof. Sigríðar Suman við Háskóla Íslands í Maí 2019 sem Ph.D. nemandi. Rannsóknir hans hafa náttúrulegan innblástur við myndun umhverfisvænna málmkomplexa og notkun þeirra sem einsleits hvata í framleiðslu verðmætra súrefnisríkra efna úr endurnýtanlegum auðlindum.