WPŁYW KONFORMACJI 2-ACYLOPIROLI NA ICH WŁAŚCIWOŚCI SPEKTROSKOPOWE ORAZ TWORZENIE WIĄZAŃ WODOROWYCH AUTOREFERAT

Transkrypt

1 Dr Alina Teresa Dubis Uniwersytet w Białymstoku Wydział Biologiczno-Chemiczny Instytut Chemii Zakład Chemii Produktów Naturalnych Al. J. Piłsudskiego 11/4, Białystok Tel , AUTOREFERAT do wniosku o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego Osiągnięcia naukowe zgłoszone do postępowania habilitacyjnego przedstawiają monotematyczny cykl 9 publikacji naukowych opublikowanych po uzyskaniu stopnia naukowego doktora. Prace stanowiące główne osiągnięcie według ustawy z dnia 1 września 2011 r. (Dziennik Ustaw Nr 196, Poz. 1165) oraz z dnia 22 września 2011 r. (Dziennik Ustaw Nr 204, Poz. 1200), zostały zebrane pod wspólnym tytułem: WPŁYW KONFORMACJI 2-ACYLOPIROLI NA ICH WŁAŚCIWOŚCI SPEKTROSKOPOWE ORAZ TWORZENIE WIĄZAŃ WODOROWYCH Białystok 2014

2

3 1. IMIĘ i NAZWISKO Alina Teresa Dubis 2. WYKSZTAŁCENIE I Liceum Ogólnokształcące w Białymstoku Uniwersytet Warszawski, Filia w Białymstoku magister chemii, specjalność nauczycielska, dyplom z wyróżnieniem Tytuł pracy magisterskiej: "Studia nad wydzielaniem substancji biologicznie czynnych stonki ziemniaczanej (Leptinotarsa decemlineata Say). Identyfikacja frakcji wymrożonych w acetonie Promotor: dr hab. Janusz Popławski stopień doktora nauk chemicznych w zakresie chemii Tytuł rozprawy doktorskiej: "Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni, obliczeń ab initio i teorii Badera w badaniach konformacji -podstawionych piroli" Promotor: dr hab. Sławomir J. Grabowski Wydział Biologiczno-Chemiczny, Uniwersytet w Białymstoku studia podyplomowe dwusemestralne w zakresie Zarządzanie badaniami naukowymi i pracami rozwojowymi ukończone z wynikiem bardzo dobrym; praca końcowa: A.T. Dubis, J. Piekutin, Metody badań naukowych z przykładami ich zastosowania wydana w postaci rozdziału w monografii pod redakcją Profesora dr hab. Bazylego Poskrobko, Metody eksperymentalne, str , Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Białystok, INFORMACJE O DOTYCHCZASOWYM ZATRUDIENIU W JEDNOSTKACH NAUKOWYCH starszy specjalista w Zakładzie Chemii Organicznej Instytutu Chemii Uniwersytetu w Białymstoku asystent w Zakładzie Chemii Organicznej Instytutu Chemii Uniwersytetu w Białymstoku adiunkt w Zakładzie Chemii Produktów Naturalnych Instytutu Chemii Uniwersytetu w Białymstoku, 3

4 Zastępca Dyrektora Instytutu Chemii UwB do spraw dydaktycznych od października 2012 roku 4. NAUKOWE STAŻE ZAGRANICZNE listopad 1990 czerwiec 1991 Rutgers University, Department of Entomology, USA (New Jersey), Prof. Lena B. Brattsten 5. DOROBEK NAUKOWY Liczba publikacji Liczba prac opublikowanych przed doktoratem Liczba prac opublikowanych po doktoracie Liczba publikacji w czasopismach znajdujących się w bazie JCR Liczba komunikatów ustnych i posterowych Patenty... 4 Rozdziały w książkach... 2 Recenzje prac naukowych J. Mol. Struct. i Vibrational Spectroscopy Sumaryczna punktacja za publikacje wg punktacji MNiSW Impact Factor według listy Journal Citation Reports (JCR) sumaryczny... IF= 72,43 po doktoracie... IF= 48,28 średni na publikację... IF= 2,13 sumaryczny publikacji [H1-H9] wchodzących w skład habilitacji... IF= 17,64 Mój udział w publikacjach [H1-H9] jest na poziomie... 62,7 % 6. CYTOWALNOŚĆ PUBLIKACJI według bazy Web of Science: Liczba publikacji w bazie Web of Science Całkowita liczba cytowań Liczba cytowań bez autocytowań (dane z października 2014) Średnia cytowalność na publikację... 11,39 Index Hirscha... H=12 4

5 7. MIĘDZYNARODOWA WSPÓŁPRACA NAUKOWA: Prof. dr hab. Sławomir J. Grabowski - Faculty of Chemistry, University of the Basque Country 8. WSPÓŁPRACA NAUKOWA W KRAJU: dr hab. Andrzej Łapiński, Instytut Fizyki Molekularnej PAN, Poznań dr hab. Marcin Palusiak, Wydział Chemii Uniwersytet Łódzki 9. UDZIAŁ W GRANTACH BADAWCZYCH: grant: 4T09A okres realizacji: temat: Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni, obliczeń ab initio i teorii Badera w badaniach konformacji -podstawionych piroli kierownik grantu: dr hab. Sławomir J. Grabowski 5

6 charakter udziału: grant promotorski grant: N /2813 okres realizacji: temat: Zastosowanie zaawansowanych metod spektralnych w badaniach peraminy jako alternatywnego środka ochrony roślin kierownik grantu: dr Andrzej Łapiński, IFM PAN charakter udziału: główny wykonawca grant: NN okres realizacji: temat: Badanie możliwości wykorzystania małych nanocebulek węglowych w bioczujnikach kierownik grantu: dr Marta Płońska-Brzezińska, UwB charakter udziału: główny wykonawca grant: OPUS, NCN2011/03/B/ST5/02691 okres realizacji: temat: Synteza nanocząstek magnetycznych z polimerowymi powłokami chelatującymi kierownik grantu: dr Agnieszka Wilczewska, UwB charakter udziału: członek zespołu 10. OTRZYMANE NAGRODY I WYRÓŻNIENIA: Nagroda Rektora Filii Uniwersytetu Warszawskiego za pracę naukową, 1995 Nagroda Rektora Uniwersytetu w Białymstoku za pracę dydaktyczną, 1997 Nagroda Rektora Uniwersytetu w Białymstoku za pracę organizacyjną, 2001 Nagroda za najlepszy plakat Hypolipidemic Agents New -Asarone Analogs, III Multidyscyplinarna Konferencja Nauki o Leku, 2002 Nagroda Rektora Uniwersytetu w Białymstoku za pracę naukową, 2004 Nagroda Rektora Uniwersytetu w Białymstoku za pracę dydaktyczną, 2005 Nagroda Rektora Uniwersytetu w Białymstoku za pracę naukową, 2010 Nominacja w plebiscycie Wykładowca Roku 2010 Kuriera Porannego 6

7 11. UDZIAŁ W PRACACH KOMITETÓW ORGANIZACYJNYCH KONFERENCJI MIĘDZYNARODOWYCH I KRAJOWYCH: 35 Zjazd Polskiego Towarzystwa Chemicznego, Białystok, 9-12.IX.1992, udział w pracach komitetu organizacyjnego XXI Międzynarodowa Konferencja Izoprenoidowa, Białowieża, IX.2005, członek komitetu organizacyjnego 55 Zjazd Polskiego Towarzystwa Chemicznego, Białystok, IX.2012, członek komitetu organizacyjnego, skarbnik zjazdu 12. CZŁONKOSTWO W TOWARZYSTWACH NAUKOWYCH Polskie Towarzystwo Chemiczne, Sekcja Fizykochemii Organicznej 13. DZIAŁALNOŚĆ POPULARYZATORSKA Prowadzenie zajęć z kinetyki chemicznej i termochemii w ramach kursu przygotowawczego do matury dla uczniów klas III szkół ponadgimnazjalnych ( ) Członek Komitetu Okręgowego Olimpiady Chemicznej PTCH w latach Współorganizator spotkań z licealistami w ramach cyklu Soboty u Chemików od 2013 roku Współorganizator Podlaskiego Konkursu Chemicznego dla uczniów szkół średnich od DZIAŁALNOŚĆ ORGANIZACYJNA: Udział w pracach nad programem studiów z Ochrony Środowiska w ramach programu TEMPUS Development and implementation of a new BSc degree in Environmental Protection including chemistry, modern technologies, environmental protection practice and legislation at Universities of Gdansk and Warsaw Bialystok Branch S_JEP ; Białystok, Gdańsk, Hertfordshire ( ) Członek zespołu ds. programów studiów Instytutu Chemii UwB ( ) Dostosowanie programów studiów na kierunku chemia UwB do Krajowych Ram Kwalifikacji ( ) Członek Rady Naukowej Instytutu Chemii UwB od 2012 r. 7

8 Członek Komisji Dydaktycznej przy Dziekanie Wydziału Biologiczno-Chemicznego od 2012 r. Przewodnicząca Rady Programowej ds. dydaktycznych Instytutu Chemii od 2012 r. Przygotowanie wniosku do Konkursu na dofinansowanie podstawowych jednostek organizacyjnych uczelni w zakresie wdrażania systemów poprawy jakości kształcenia oraz Krajowych Ram Kwalifikacji KRK2013, MNiSW (wrzesień 2013 r.) Członek zespołu przygotowującego raport samooceny programowej na potrzeby akredytacji kierunku Chemia (maj 2014 r.) 15. DZIAŁALNOŚĆ DYDAKTYCZNA: opieka naukowa nad magistrantami na kierunku Chemia i Ochrona Środowiska w charakterze opiekuna naukowego (11) kierowanie pracami dyplomowymi (8) opieka naukowa nad doktorantem (1) w charakterze opiekuna naukowego 16. PROWADZONE ZAJĘCIA DYDAKTYCZNE: Spektroskopia molekularna - wykład 30 h (Chemia, II stopień, 1 rok); wykłady w formie plików pdf dostępne są na mojej stronie domowej: oraz na załączonej płycie Spektroskopia molekularna - laboratorium (Chemia, II stopień, 1 rok) Pracownia aparaturowa (Chemia, II stopień, 1 rok) Przedmiot specjalizacyjny I (Chemia II stopień, 1 rok), (Ochrona Środowiska II stopień, 1 rok) Przedmiot specjalizacyjny II (Ochrona Środowiska, II stopień, 2 rok) Pracownia dyplomowa (Chemia, Ochrona Środowiska, I stopień, 3 rok) Spektroskopowe Metody Analizy (Ochrona Środowiska, II stopień, 1 rok) Analiza chemicznych zanieczyszczeń środowiska laboratorium (Ochrona Środowiska, II stopień, 1 rok) Ćwiczenia laboratoryjne z Chemii Organicznej (Chemia I stopień, 2 rok) Ćwiczenia laboratoryjne z Monitoringu środowiska (Ochrona Środowiska, I stopień, 3 rok) Analiza instrumentalna (Chemia I stopień, 3 rok) Pracownia specjalizacyjna (Chemia, Ochrona Środowiska II stopień, 2 rok) 8

9 Zajęcia dydaktyczne prowadzone były w wymiarze godzin rocznie. Ocena działalności dydaktycznej uzyskana na podstawie ankiet studenckich zawarta jest w przedziale 4,5-4,7 w skali 5 punktowej. 9

10 SPIS PUBLIKACJI NAUKOWYCH W CZASOPISMACH ZNAJDUJĄCYCH SIĘ W BAZIE JOURNAL CITATION REPORTS (JCR) Legenda: - [H1], [H2]...- prace habilitacyjne - IF dla prac zgodny z rokiem opublikowania - IF5 z ostatnich pięciu lat - TC-liczba cytowań danej pracy PRACE OPUBLIKOWANE PR ZED D OKTORA TEM 1. E. Dubis, E. Maliński, A.T. Dubis, J. Szafranek, J. Nawrot, J. Popławski, J.T. Wróbel Sex-dependent Composition of Cuticular Hydrocarbons of the Colorado Beetle Leptinotarsa decemlineata Say, Comp. Biochem. Physiol., 87A (1987) IF5 =2,381 TC = 18 Mój wkład w powstanie publikacji [1] polegał na zebraniu owadów oraz liści ziemniaków, wykonaniu ekstraktów, wydzieleniu frakcji węglowodorowej przy pomocy metod chromatograficznych, współudziale w dyskusji wyników. Mój udział procentowy szacuję na 15 %. 2. A.T. Dubis, J.W. Morzycki, J. Popławski The alkali metal reduction of trimethoxybenzenes in hydrocarbon solvents, J. Prakt. Chem., 333 (1991) IF = 0,885 TC = 0 Mój wkład w powstanie publikacji [2] polegał na wyborze metodyki badawczej, wykonaniu syntez, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 50 %. 3. S. J. Grabowski, A.T. Dubis Intramolecular C-H.. O Hydrogen Bonds in the Crystal Structure of Ethyl 3,4,5- Trimethoxybenzoate (ETMB). Polish J. Chem. 69 (1995) IF = 0,422 TC =2 Mój wkład w powstanie publikacji [3] polegał na wykonaniu syntezy, współudziale w dyskusji wyników i przygotowaniu manuskryptu. 10

11 Mój udział procentowy szacuję na 20 %. 4. A.T. Dubis, Z. Łotowski, L. Siergiejczyk, A. Z. Wilczewska, J. W. Morzycki Study of Hydrogen Bonding in Nitro Enamindes. J. Chem. Research (S) (1998) IF = 0,522 TC = 3 Mój wkład w powstanie publikacji [4] polegał na wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, współudziale w przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 20 %. 5. A.T. Dubis, Z. Łotowski, L. Siergiejczyk, A.Z. Wilczewska, J. W. Morzycki Study of Hydrogen Bonding in Nitro Enamindes. J. Chem. Research (M) (1998) IF = 0,522 TC = 3 Mój wkład w powstanie publikacji [5] polegał na wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, współudziale w przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 20 %. 6. E.N. Dubis, A.T. Dubis, J. W. Morzycki Comparative Analysis of Plant Cuticular Waxes Using HATR FT-IR Reflection Technique. J. Mol. Struct (1999) IF = 0,868 TC = 11 Mój wkład w powstanie publikacji [6] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wyborze metodyki badawczej, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 45 %. 7. J. Popławski, B. Łozowicka, A.T. Dubis, B. Lachowska, Z. Winiecki, J. Nawrot Feeding-deterrent Activity of -Asarone Isomers Against Some Stored Coleoptera, Pest Manag Sci. 56 (2000) IF = 0,642 TC = 12 11

12 Mój wkład w powstanie publikacji [7] polegał na syntezie pochodnych -asaronu, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, współprzygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 15 %. 8. J. Popławski, B. Łozowicka, A.T. Dubis, B. Lachowska, S. Witkowski, J. Cybulski, Z. Chilmonczyk, R. Kaliszan Synthesis and Hypolipidemic and Antiplatelet Activity of Alpha-Asarone Isomers. Journal of Medicinal Chemistry 43 (2000) IF = 4,139 TC = 29 Mój wkład w powstanie publikacji [8] polegał na syntezie pochodnych -asaronu, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, współprzygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 10 %. 9. L. Siergiejczyk, J. Popławski, A.T. Dubis, B. Lachowska. B. Łozowicka 1 H and 13 C NMR Studies of -Asarone Isomers, Magnetic Resonance in Chemistry 38 (2000) IF = 1,006 TC = 11 Mój wkład w powstanie publikacji [9] polegał na syntezie pochodnych -asaronu, dyskusji wyników, współprzygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 20 %. 10. A.T. Dubis, S. J. Grabowski Infrared Spectroscopic and Theoretical Ab Initio Studies on Conformational Isomers of Methyl Pyrrole-2-Carboxylate. J. Mol. Struct. 562 (2001) IF = 0,970 TC = 17 Mój udział w publikacji [10] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, interpretacji obliczeń teoretycznych, dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 50 %. 11. T.M. Krygowski, E. Pindelska, R. Anulewicz-Ostrowska, S.J. Grabowski, A.T. Dubis Angular group-induced alternation (AGIBA). Part 5 Conformational dependence and additivity of the effect: structural studies of 3,5-dimethoxybenzaldehyde and related systems. 12

13 J. Phys. Org. Chem. 14 (2001) IF = 1,330 TC = 8 Mój wkład w powstanie publikacji [11] polegał na syntezie tytułowego 3,5- dimetoksybenzaldehydu, dyskusji wyników. Mój udział procentowy szacuję na 10 %. 12. E.N. Dubis, A.T. Dubis, J. Popławski, Determination of the Aromatic Compounds in Plant Cuticular Waxes using FT-IR Spectroscopy. J. Mol. Struct. 596/1-3 (2001) IF = 0,970 TC =5 Mój udział w publikacji [12] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, syntezie estrów aromatycznych, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 60 %. 13. A.T. Dubis, S. J. Grabowski Vibrational Spectrum of Methyl Pyrrole-2-Carboxylate. Spectrochim. Acta A 58 (2002) IF = 1,046 TC =2 Mój udział w publikacji [13] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, interpretacji obliczeń teoretycznych, dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 60 %. 14. A.T. Dubis, S. J. Grabowski Spectroscopic and Theoretical Studies on Monomeric and Dimeric Forms of Methyl Pyrrole-2-Carboxylate. New J. Chem. 26 (2002) IF = 2,060 TC =14 Mój udział w publikacji [14] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, interpretacji obliczeń teoretycznych, dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 50 %. 13

14 15. M.E. Płońska, A.T. Dubis, K. Winkler New insights into the electrodeposition and redox properyties of [M(Bipyridyl)3](CLO)4 (M=Co and Fe) films in media of low dielectric constant. J. Electroanal. Chem. 526 (2002) IF = 2,027 TC =3 Mój wkład w powstanie publikacji [15] polegał na wykonaniu pomiarów spektroskopowych FTIR oraz dyskusji wyników. Mój udział procentowy szacuję na 10 %. 16. A.T. Dubis, S.J. Grabowski, D. Romanowska, T. Misiaszek, J. Leszczynski, Pyrrole-2-carboxylic acid and its dimers: molecular structure and vibrational spectrum. J. Phys. Chem. A 106 (2002) IF = 2,765 TC = 53 Mój udział w publikacji [16] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, interpretacji obliczeń teoretycznych, dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 35 %. 17. A.T. Dubis, S.J. Grabowski Infrared, Density-Functional Theory, and Atom in Molecules Method Studies on Conformers of Some 2-Substituted 1H-Pyrroles. J. Phys. Chem. A 107 (2003) IF = 2,792 TC =14 Mój udział w publikacji [17] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, interpretacji obliczeń teoretycznych, dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 60 %. 14

15 PRACE OPUBLIKOWANE PO D OKTORAC IE 18. S.J. Grabowski, A. Pfitzner, M. Zabel, A.T. Dubis, M. Palusiak Intramolecular H... H Interactions for the Crystal Structures of [4-((E)-But-1-enyl)-2,6- dimethoxyphenyl]pyridine-3-carboxylate and [4-((E)-Pent-1-enyl)-2,6- dimethoxyphenyl]pyridine-3-carboxylate; DFT Calculations on Modeled Styrene Derivatives. J. Phys. Chem. B. 108 (2004) IF = 3,834 TC =32 Mój wkład w powstanie publikacji [18] polegał na syntezie tytułowych nikotynianów wykonaniu pomiarów spektroskopowych oraz dyskusji wyników. Mój udział procentowy szacuję na 20 %. 19. [H1] S.J. Grabowski, A.T. Dubis, D. Martynowski, M. Główka, M. Palusiak, J. Leszczynski Crystal and Molecular Structure of Pyrrole-2-carboxylic Acid; -Electron Delocalization of Its Dimers - DFT and MP2 Calculations. J. Phys. Chem. A 108 (2004) IF = 2,639 TC =21 Mój udział w publikacji [19 (H1)] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, syntezie próbki, wykonaniu części obliczeniowej, współudziale w analizie, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej oraz na współprzygotowaniu manuskryptu Mój udział procentowy szacuję na 35 %. 20. [H2] S.J. Grabowski, A.T. Dubis, M. Palusiak, J. Leszczynski Heteronuclear Intermolecular Resonance-Assisted Hydrogen Bonds. The Structure of Pyrrole-2-Carboxamide (PyCa). J. Phys. Chem. B 110 (2006) IF = 4,115 TC =17 Mój udział w publikacji [20 (H2)] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, syntezie próbki, wykonaniu i interpretacji części spektroskopowej i obliczeniowej, współudziale w analizie, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej oraz na współprzygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję 40 %. 21. A.J. Rybarczyk-Pirek, A.T. Dubis, S.J. Grabowski, J. Nawrot-Modranka 15

16 Intramolecular Hydrogen Bond in Crystals of Thiophosphorylbenzopyrane Derivatives X-Ray and FT-IR Studies. Chem. Phys. 320 (2006) IF = 1,984 TC =19 Mój wkład w powstanie publikacji [21] polegał na wykonaniu pomiarów spektroskopowych, analizie wyników pomiarów NMR i FTIR oraz dyskusji wyników. Mój udział procentowy szacuję na 25 %. 22. [H3] E. Bilewicz, A.J. Rybarczyk-Pirek, A.T. Dubis, S.J. Grabowski Halogen bonding in crystal structure of 1-methylpyrrol-2-yl trichloromethyl ketone. J. Mol. Struct. 829 (2007) IF = 1,486 TC =30 Mój udział w publikacji [22 (H3)] polegał na syntezie i przygotowaniu próbki do badań, udziale w interpretacji i dyskusji wyników, oraz na współuczestnictwie w przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 35 %. 23. [H4] S.J. Grabowski, M. Palusiak, A.T. Dubis, A. Pfitzner, M. Zabel Inter- and intramolecular hydrogen bonds Structures of 1-methylpyrrole-2- carboxamide and 1-hydroxypyrrole-2-carboxamide. J. Mol. Struct (2007) IF =1,486 TC =5 Mój udział w publikacji [23 (H4)] polegał na sformułowaniu koncepcji pracy, syntezie próbki, wykonaniu części spektroskopowej, przygotowaniu części literaturowej, współudziale w wykonaniu obliczeń, w analizie, interpretacji i dyskusji wyników oraz na przygotowaniu manuskryptu Mój udział procentowy szacuję na 40 %. 24. [H5] A.T. Dubis, A. Łapiński Spectroscopic and theoretical study on peramine and some pyrrolopyrazzinone compounds. Vib. Spec. 49 (2009) IF = 1,936 TC =2 Mój udział w publikacji [24 (H5)] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, otrzymaniu pochodnych, przeprowadzenie obliczeń teoretycznych i ich opracowaniu, na analizie i dyskusji wyników rentgenowskiej analizy 16

17 strukturalnej, pomiarach widm IR, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 90 %. 25. [H6] A. Łapiński, A.T. Dubis A DFT/TD-DFT study for the ground and excited states of peramine and some pyrrolopyrazinone compounds. J. Phys. Org. Chem. 22 (2009) IF = 1,602 TC =1 Mój udział w publikacji [25 (H6)] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, przeprowadzeniu obliczeń teoretycznych wraz z ich opracowaniem, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 85 %. 26. [H7] A.T. Dubis, M. Domagała, S.J. Grabowski Spectroscopic and Theoretical Studies on Some New pyrrol-2-yl-chloromethyl ketones. New J. Chem. 34 (2010) IF = 2,631 TC =3 Mój udział w publikacji [26 (H7)] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, przeprowadzeniu obliczeń teoretycznych, syntezie związków, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, przygotowaniu manuskryptu; funkcja współautora korespondencyjnego. Mój udział procentowy szacuję na 60 %. 27. J. Luszczyn, M.E. Płonska-Brzezinska, A. Palkar, A.T. Dubis, A. Simionescu, D.T. Simionescu, B. Kalska-Szostko, K. Winkler, L. Echegoyen. Small Noncytotoxic Carbon Nano-Onions: First Covalent Functionalization with Biomolecules. Chem. Eur. J. 16 (2010) IF = 5,476 TC =12 Mój wkład w powstanie publikacji [27] polegał na wykonaniu pomiarów spektroskopowych FTIR/HATR, analizie oraz dyskusji wyników. Mój udział procentowy szacuję na 5 %. 17

18 28. M.E. Plonska-Brzezinska, A.T. Dubis, A. Lapinski, A.Villalta-Cerdas, L. Echegoyen Electrochemical Properties of Oxidized Carbon Nano-Onions: DRIFTS FT-IR and Raman Spectroscopic Analyses. ChemPhysChem 12 (2011) IF = 3,412 TC =2 Mój wkład w powstanie publikacji [28] polegał na wykonaniu pomiarów FT-IR metodą DRIFTS funkcjonalizowanych cebulek węglowych przy zastosowaniu metody, dyskusji wyników oraz współudział w przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 25 %. 29. M.E. Plonska-Brzezinska, A. Lapinski, A.Z. Wilczewska, A.T. Dubis, A.Villalta-Cerdas, K. Winkler, L. Echegoyen The synthesis and characterization of carbon nano-onions produced by solution ozonolysis. Carbon, 49 (2011) IF = 5,378 TC =6 Mój wkład w powstanie publikacji [29] polegał na wykonaniu pomiarów FT-IR produktów ozonolizy metodą odbiciową FTIR-DRIFTS, dyskusji wyników oraz współudział w przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 10 %. 30. B. Kalska-Szostko, M. Rogowska, A.T. Dubis, K. Szymański Enzymes Immobilization on Fe3O4-goldnanoparticles. Appl. Surf. Sci. 258 (2012) IF = 2,103 TC =12 Mój wkład w powstanie publikacji [30] polegał na wykonaniu pomiarów FT-IR oraz dyskusji wyników spektroskopowych. Mój udział procentowy szacuję na 10 %. 31. M.E. Plonska-Brzezinska, J. Mazurczyk, B. Palys, J. Breczko, A. Lapinski, A.T. Dubis, L. Echegoyen Preparation and Characterization of Composites that contain Small Carbon Nano-Onions and Conducting Polyaniline. Chem. Eur. J. 18 (2012) IF = 5,47 TC =11 18

19 Mój wkład w powstanie publikacji [31] polegał na wykonaniu pomiarów FT-IR kompozytów CNOs/polianilina w formie pastylek KBr oraz analizie wyników. Mój udział procentowy szacuję na 5 %. 32. [H8] A.T. Dubis, S. Wojtulewski, K. Filipkowski Spectroscopic and Theoretical Studies on the Aromaticity of Pyrrol-2-yl-carbonyl Conformers. J. Mol. Struct (2013) IF = 1,404 TC =1 Mój udział w publikacji [32 (H8)] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, przeprowadzenie obliczeń teoretycznych, obliczeniu indeksów aromatyczności NICS, HOMA, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, przygotowaniu i poprawie manuskryptu w odpowiedzi na recenzje, funkcja autora korespondencyjnego. Mój udział procentowy szacuję na 80 %. 33. B. Łozowicka, P. Kaczyński, T. Magdziarz, A.T. Dubis Synthesis, antifeedant activity against Coleoptera and 3D QSAR study of alpha-asarone derivatives, SAR QSAR Environ Res. 25(3) (2014) IF=1,924 TC=1 Mój wkład w powstanie publikacji [33] polegał na syntezie i analizie spektroskopowej tytułowych pochodnych alfa-asaronu. Mój udział procentowy szacuję na 20 %. 34. B. Kalska-Szostko, M. Rogowska, A.T. Dubis, A. Basa Enzyme immobilization on Fe3O4-Silver Nanoparticles. J. Surf. Interfac. Mater. 2 (2014) IF = 1,404 TC =0 Mój wkład w powstanie publikacji [34] polegał na wykonaniu pomiarów FT-IR oraz dyskusji wyników spektroskopowych. Mój udział procentowy szacuję na 10 %. 19

20 SPIS PUBLIKACJI NAUKOWYCH W CZASOPISMACH INNYCH NIŻ ZNAJDUJĄCYCH SIĘ W BAZIE JOURNAL CITATION REPORTS (JCR) 35. J. Popławski, S. Lux, S. Witkowski, E.N. Dubis, A.T. Dubis, J.T. Wróbel, J. Dmoch, Preliminary Isolation Study of Colorado Beetle Leptinotarsa Decemlineata Say Body Components and their Influence on Male Behaviour, Bulletin of the Polish Academy of Science 41 (1994) Mój wkład w powstanie publikacji [35] polegał na zebraniu owadów oraz wykonaniu ekstraktów, wydzieleniu frakcji lipidów powierzchniowych przy pomocy metod chromatograficznych, współudziale w dyskusji wyników i współprzygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 15 %. 36. A. Łapiński, A.T. Dubis (2008) Zastosowanie zaawansowanych metod spektralnych w badaniach antyfidantu peraminy, jako alternatywnego środka ochrony roślin, Progress in Plant Protection 48(2) (2008) Mój wkład w powstanie publikacji [36] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, otrzymaniu pochodnych peraminy, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 50 %. 37. A.T. Dubis, A. Łapiński Własności fizykochemiczne peraminy i jej pochodnych jako alternatywnego środka ochrony roślin. Progress in Plant Protection 48(2) (2008) Mój wkład w powstanie publikacji [37] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, otrzymaniu pochodnych peraminy, pomiarach widm FTIR/HATR, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 70 %. 38. M.E. Plonska-Brzezinska, J. Mazurczyk, B. Palys, J. Breczko, A. Lapinski, A.T. Dubis, L. Echegoyen Vibrational spectroscopic study of carbon nano-onions coated with polyaniline. Physica Status Solidi C9, 5 (2012) TC=1 20

21 Mój wkład w powstanie publikacji [38] polegał na wykonaniu pomiarów spektroskopowych FTIR/HATR, analizie oraz dyskusji wyników. Mój udział procentowy szacuję na 5 %. 39. [H9] A.T. Dubis artykuł przeglądowy Conformational Preferences of 2-Acylpyrroles in Light of FT-IR and DFT Studies. J. Phys. Chem. Biophys. 4 (2014) 155, doi: / , open access Praca w całości wykonana przez autora (100%) ROZDZIAŁY W KSIĄŻKACH 1. A.T. Dubis Wyniki analizy metoda FT-IR wybranych fragmentów polepy ze stanowiska 41 w paprotkach Kolonii, gm. Miłki, pow. Gizycko, rozdział w publikacji książkowej Osada z okresu wpływów rzymskich i okresu Wędrówek Ludów w Paprotkach Kolonii Stanowisko 41 w Karinie Wielkich Jezior mazurskich, tom 2 Analizy paleoekologiczne, Podlasko-Mazurska Pracownia Archeologiczna, Białystok 2002, str Praca w całości wykonana przez autora (100%) 2. A.T. Dubis, J. Piekutin Metody eksperymentalne. rozdział w książce Metody badań naukowych z przykładami ich zastosowania pod redakcją Bazylego Poskrobki, Wydawnictwo Ekonomia i środowisko, Białystok, 2012, str Mój wkład w powstanie rozdziału w książce polegał na wyborze tematyki, zgromadzeniu literatury, wykonaniu rysunków, dyskusji, współprzygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy szacuję na 70 %. KOMUNIKATY NAUKOWE KOMU NIKA TY NA ZJAZD ACH I KONFE R E NCJACH PREZENTOWANE PRZED DOKTORA TEM 1. E. Dubis, E. Maliński, A.T. Dubis, J. Szafranek, J. Nawrot, J. Popławski (1988) Cuticular Hydrocarbons of Larvae of the Colorado Potato Beetle Leptinotarsa decemlineata Say. Proceedings of the International Conference Endocrinological Frontiers in Physiological Insect Ecology 1988, pp , Szklarska Poręba, Poland 7-12 IX (poster) 2. E. Dubis., B. Lachowska, A.T. Dubis, J. Popławski, E. Hebanowska, E. Maliński, J. Szafranek, J. Nawrot (1988) A Comparison of the Composition of Surfice Lipids of the Colorado Beetle Leptinotarsa decemlineata Say to that of Potato Leaves Lipid Solanum tuberosum. Proceedings of the Conference, pp , Symposium of the Institute of Plant Protection in Poznań, Poland, II, (poster) 21

22 3. A.T. Dubis, B. Lachowska, E. Dubis, S. Witkowski, J. Popławski (1988) Charakterystyka składu lipidów wewnętrznych chrząszczy stonki ziemniaczanej Leptinotarsa decemlineata (Say). Materiały Zjazdowe, Zeszyt A, 180, Zjazd Naukowy Polskiego Towarzystwa Chemicznego i Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, Łódź, IX, (poster) 4. S. Witkowski, E. Dubis, B. Lachowska, A.T. Dubis, J. Popławski (1988) Wstępna analiza wydzieliny obronnej (reflex bleeding) stonki ziemniaczanej Leptinotarsa decemlineata (Say). Zjazd Naukowy Polskiego Towarzystwa Chemicznego i Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, Łódź, IX 1988, Materiały Zjazdowe, Zeszyt C, 69, 1988 (poster) 5. A.T. Dubis, B. Lachowska, L. Siergiejczyk, J. Popławski (1988) Synteza biologicznie czynnych izomerów i analogów asaronu 1,2,4-trimetoksy-5- propenylobenzenu. Zjazd Naukowy Polskiego Towarzystwa Chemicznego i Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, Łódź, IX, (poster) 6. A.T. Dubis, J. Morzycki, J. Popławski (1992) Redukcja trimetoksybenzenów metalami alkalicznymi w rozpuszczalnikach aerotycznych. Zjazd Naukowy Polskiego Towarzystwa Chemicznego i Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, Białystok, 9-12 IX, (poster) 7. E.N. Dubis, A.T. Dubis, Z. Winiecki, J. Nawrot, J. Popławski (1993) Właściwości antyfidantne peraminy i jej pochodnych w stosunku do wybranych owadów - szkodników magazynowych. Konferencja Naukowa Jakość Badań w Toksykologii, Supraśl k. Białegostoku, 3-4.VI, (poster) 8. A.T. Dubis, B. Lachowska, B. Łozowicka, L. Siergiejczyk, J. Popławski (1994) Synteza izomerów asaronu, związków obniżających stężenie cholesterolu i triglicerydów we krwi. Jubileuszowe Sympozjum Chemii Organicznej PAN, Warszawa, XI, (poster) 9. E. Dubis, A.T. Dubis, Z. Winiecki, J. Nawrot, J. Popławski (1994) Effects of the Endophyte-associated Alkaloids Peramine and its analogues an Selected Storage Pests. I International Conference on insects Chemical, Physiological an Environmental Aspects, Lądek Zdrój, IX, (poster) 10. J. Popławski, B. Łozowcka, A.T. Dubis, B. Lachowska (1995) Synteza izomerów -asaronu o właściwościach hipolipemicznych. II Krakowska Konferencjia Chemii Leków Modelowanie cząsteczkowe w Chemii leków, Kraków, czerwiec, (poster) 11. A.T. Dubis, E.N. Dubis (1998) Comparative analysis of cuticular waxes of potato leaves using FT-IT reflection techniques and HPLC, II International Conference Vibrational Spectroscopy in Material Science, Kraków, Poland, X, (poster) 12. E.N. Dubis, A.T. Dubis, J. Popławski (2000) Determination of the Aromatic Compounds in Plant Cuticular Waxes Using FT-IR Spectroscopy, III International Conference Vibrational Spectroscopy in Material Science, Kraków, Poland IX, (poster) 22

23 13. A.T. Dubis, S.J. Grabowski, D.B. Romanowska, T. Misiaszek, J. Leszczyński (2002) Badania struktury kwasu pirolo-2-karboksylowego przy zastosowaniu spektroskopii w podczerwieni, obliczeń ab initio i teorii Badera, Szkoła Fizykochemii Organicznej "Nowe metody w spektroskopii molekularnej", Karpacz, VI, (poster) 14. A.T. Dubis, S.J. Grabowski (2003) Analiza oddziaływań międzycząsteczkowych w dimerach -podstawionych piroli przy zastosowaniu spektroskopii w podczerwieni, obliczeń ab initio i teorii Badera, Szkoła Fizykochemii Organicznej Metody fizykochemiczne badania oddziaływań międzycząsteczkowych w układach biologicznych, Przesieka, 9-14.VI, (poster) 15. A.T. Dubis, S.J. Grabowski (2003) Experimental and theoretical study of cyclic dimers of 2-substituted pyrroles, VIIth International Conference on Molecular Spectroscopy, Lądek Zdrój, , (poster) KOMU NIKA TY NA ZJAZD AC H I KONFE RE NCJACH PREZENTOWANE PO D OKT ORAC IE 16. A.T. Dubis, S.J. Grabowski (2004) Experimental and theoretical study on conformers of some 2-substituted 1H-pyrroles, XXVII European Congress on Molecular Spectroscopy, 5-10 September, Kraków (prezentacja ustna) 17. M. Palusiak, A.T. Dubis, S.J. Grabowski (2005) Intermolecular resonance Assisted Hydrogen Bonds in Crystals of 1H- and 1-Methylpyrrole-2carboxylic Acid Amide, Konwersatorium Krystalograficzne, Polish Crystallographic Meeting, Wrocław, 30.VI - 1 VII (poster) 18. A.T. Dubis, S.J. Grabowski (2005) Spectroscopic and Theoretical study on hydrogen Bonded 2-substituted 1H-pyrroles, Structural Organic Chemistry, Central European School on Physical Organic Chemistry, Castle of Czocha, (poster) 19. M. Palusiak, A.T. Dubis, S.J. Grabowski (2005) Interomolecular resonance assisted hydrogen bonds in crystals of pyrrole-2-carboxylic acid and its derivatives. XVIth International Conference Horizons in Hydrogen Bond research and Graduated School "Hydrogen Bonding and Hydrogen Transfer", Roskilde, Denmark, 29.VIII- 4.IX.2005 (poster) 20. A. Łapiński, A.T. Dubis (2007) FT-IR and Raman spectroscopic study, aided by quantum chemical DFT calculations of the peramine and its derivatives, 4th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy ICAVS-4, Corfu, Greece, June (poster) 21. A.T. Dubis, A. Łapiński (2007) Synthesies and spectroscopic study on peramine and its derivatives, 4th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy ICAVS-4, Corfu, Greece, June (poster) 22. M. Domagała, S.J. Grabowski, A.T. Dubis (2008) 23

24 Intermolecular hydrogen bonds in the crystal structures of pyrrole-2-yl-dichloromethyl ketone derivatives, 50 Konwersatorium Krystalograficzne, II Sesja Naukowa PYK, Wrocław, VI (poster) 23. A.T. Dubis, A. Łapiński (2008) Spectroscopic studies aided by quantum chemical DFT calculations of the peramine and its derivatives. Central European School on Physical Organic Chemistry, Structure and Properties of Organic Molecules, Karpacz, Poland, June (poster) 24. A. Łapiński, A.T. Dubis (2008) Zastosowanie zaawansowanych metod spektralnych w badaniach antyfidantu - peraminy jako alternatywnego środka ochrony roślin, XLVIII Sesja Naukowa Instytutu Ochrony Roślin, Poznań, 31 styczeń 1 lutego (poster) 25. A.T. Dubis, A. Łapiński (2008) Własności fizykochemiczne peraminy i jej pochodnych jako alternatywnego środka ochrony roślin. XLVIII Sesja Naukowa Instytutu Ochrony Roślin, Poznań, 31 styczeń 1 lutego 2008 (poster) 26. A. Łapinski, A.T. Dubis, K. Pogorzelec-Glaser (2008) Struktura Krystaliczna i molekularna oraz badaniowa spektralne kryształu molekularnego utworzonego przez 1-(5-chloro-2-oksopentylo)pirolo-2-karboksylan 5-chloro-2- oksopentylu, XVI Ogólnopolska Konferencja Kryształy Molekularne 2008, Poznań- Błażejkowo, 8-12.IX (prezentacja ustna) 27. J. Łuszczyn, M.E. Plonska-Brzezinska, A.T. Dubis, K. Winkler, A. Palkar, A. Simionescu, D.T. Simionescu, L. Echegoyen (2009) Studies of biomolecular interactions in biosensor based on small Carbon Nano-Onions, Central European School on Physical Organic Chemistry - Weak Molecular Interactions, Przesieka, Poland, 2-6 June (poster) 28. M.E. Płonska-Brzezinska, J. Luszczyn, A.T Dubis, A. Palkar, A. Simionescu, D.T. Simionescu, L. Echegoyen (2009) Studies of biomolecular interactions in biosensor based on small Carbon Nano-Onions, 6th International Conference on Nanoscience and Nanotechnology, Thessaloniki, Greece, July (poster) 29. M.E. Płonska-Brzezinska, J. Luszczyn, A. Palkar, A.T Dubis, A. Simionescu, D.T. Simionescu, B. Kalska-Szostko, L. Echegoyen (2009) Non-cytotoxic small Carbon Nano-Onions - the first covalent functionalization with biomolecules, European Materials Research Society Meeting, Warsaw, Poland, September (poster) 30. A. Łapiński, M.E. Płońska-Brzezińska, A.T. Dubis, A. Villalta-Cerdas, K. Winkler, A.Z. Wilczewska, L. Echegoyen (2011) Badania Ramana modyfikowanych chemicznie nanocebulek węglowych, IV Poznańskie Seminarium Ramanowskie, Wydział Fizyki UAM, Poznań, 29 kwietnia (prezentacja ustna) 31. A.T. Dubis, M.E. Płońska-Brzezińska, A. Łapiński, L. Echegoyen (2011) Zastosowanie spektroskopii oscylacyjnej w badaniach nanocebulek węglowych, XV Ogólnopolskie Sympozjum Zastosowanie Metod Spektroskopowych w badaniu materiałów i związków chemicznych, UAM, Poznań, maj (poster) 24

25 32. A. Łapiński, M.E. Płońska-Brzezińska, A.T. Dubis, A. Villalta-Cerdas, K. Winkler, A.Z. Wilczewska, L. Echegoyen, Badania Ramana modyfikowanych chemicznie nanocebulek węglowych, XV Ogólnopolskie Sympozjum Zastosowanie Metod Spektroskopowych w badaniu materiałów i związków chemicznych, UAM, Poznań, maj (prezentacja ustna) 33. A.T. Dubis, L. Siergiejczyk (2011) Badanie aromatyczności alfa-podstawionych piroli przy pomocy spektroskopii NMR, III Spotkanie użytkowników BRUKER, Poznań, IX (poster) 34. A.T. Dubis, S. Wojtulewski L.Siergiejczyk, (2012) Zastosowanie metod spektroskopowych i teoretycznych w badaniu strukturalnych i magnetycznych aspektów aromatyczności 2-podstawionych piroli, 55 Zjazd PTChem i SiTPChem, Bialystok,16-20.IX (prezentacja ustna) 35. A. Jackowska, A.T. Dubis (2013) Spektroskopowe metody badania fałszerstwa bursztynu. II edycja Ogólnopolskiego Studenckiego Mikrosympozjum Chemików pt. Chemia przyszłość zaczyna się dziś str.63, Białystok, maj (poster) 36. P. Stasiewicz, A.T. Dubis (2013) Badanie międzycząsteczkowych wiązań wodorowych w 2-podstawionych pirolach przy zastosowaniu spektroskopii w podczerwieni oraz obliczeń teoretycznych, II edycji Ogólnopolskiego Studenckiego Mikrosympozjum Chemików pt. Chemia przyszłość zaczyna się dziś str. 92, Białystok, maj (poster) 37. E. Jankowska, P. Stasiewicz, A.T. Dubis (2013) Zastosowanie obliczeń kwantowo-chemicznych w badaniach wiązań wodorowych, II edycji Ogólnopolskiego Studenckiego Mikrosympozjum Chemików pt. Chemia przyszłość zaczyna się dziś, str. 64, Białystok, maj (poster) 38. A.T. Dubis, P. Stasiewicz, A. Łapiński, K. Pogorzelec-Glaser (2013) Czy w 2-podstawionych pirolach mogą tworzyć się wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe? III Konferencja Związki Biologicznie czynne aktywność, struktura, synteza Białystok, 4-6.X (prezentacja ustna) 25

26 WYKŁADY WYGŁOSZONE W MACIERZYSTEJ JEDNOSTCE Referat pt. Techniki odbiciowe w spektroskopii IR, wygłoszony w ramach seminarium Zakładu Chemii Organicznej Instytutu Chemii 2004 Wykład kursowy 30 godzinny Spektroskopia molekularna, od 2007 roku WYKŁADY WYGŁOSZONE NA INNYCH UCZELNIACH Analiza konformacyjna alfa-postawionych piroli przy zastosowaniu metod spektroskopowych, wykład na zaproszenie Katedry Krystalografii i Krystalochemii Uniwersytetu Łódzkiego, 16 maj 2006 Analiza konformacyjna alfa-postawionych piroli przy zastosowaniu metod spektroskopowych, wykład na zaproszenie Pracowni Krystalochemii Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego, styczeń 2007 Czy 2-acylopirole mogą tworzyć wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe? wykład na zaproszenie Katedry Chemii Teoretycznej i Strukturalnej Uniwersytetu Łódzkiego, 24 październik 2014 SZKOLENIA, SZKOŁY, INNE Udział w Europejskiej Szkole Fizykochemii Organicznej organizowanej przez Uniwersytet Wrocławski oraz Uniwersytet Warszawski Udział w środowiskowym Seminarium Ramanowskim z okazji 80-tej rocznicy odkrycia zjawiska Ramana. Wydział Fizyki Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, 18.VI.2008 r. Udział w środowiskowym seminarium Nowoczesne techniki spektroskopii ramanowskiej: mapowanie i wzmocnienie powierzchniowe (SERS) organizowanym przez Wydział Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, 29.VI.2009 r. Udział w seminarium spektroskopowym: Zastosowanie metod spektroskopowych w badaniu materiałów i związków chemicznych, Poznań, 2011 EKSPERTYZY Analiza chemiczna polepy w ramach zadania Dolina Węgorapy (Analiza próbek z Kalu, Wysieczy i Stulichów metodą spektroskopii w podczerwieni FTIR)- ekspertyza wykonana na zlecenie Muzeum Ziemi w Węgorzewie obejmująca analizę spektroskopową IR i Ramana próbek zabytkowych. Badania fizykochemiczne ceramiki zabytkowej z doliny Węgorapy w ramach zadania Dolina Węgorapy Analiza próbek z Kalu, Wysieczy, Stulichów metodą 26

27 spektroskopii w podczerwieni FTIR/ATR oraz spektroskopii Ramana, ekspertyza wykonana na zlecenie Muzeum Ziemi w Węgorzewie dotycząca analizy próbek zabytkowej ceramiki ze stanowisk w Kalu, Stulichach i Wysieczy. Analiza zawartości mgieł olejowych na stawiskach pracy metodą spektroskopii w podczerwieni, analizy wykonywane na potrzeby lokalnego otoczenia gospodarczego (ERGONOMIA, ECOCHEM) Analiza zaniku grup NCO w laminatach foliowych, analizy wykonywane na potrzeby lokalnego otoczenia gospodarczego (PAKPOL, MARPOL ERGONOMIA, EKOCHEM) PATENTY J. Popławski, A.T. Dubis, B. Lachowska, B. Łozowicka, J. Cybulski, Z. Chilmończyk, W. Szelejewski, G. Grynkiewicz, , PL B1, Sposób otrzymywania /E/-1,2,3-trimetoksy-5-/1 -propenylo/benzenu J. Popławski, A.T. Dubis, B. Lachowska, B. Łozowicka, J. Cybulski, Z. Chilmończyk, W. Szelejewski, S.Witkowski, , PL B1, Sposób otrzymywania /E/-1,2,5-trimetoksy-3-/1 -propenylo/benzenu J. Popławski, A.T. Dubis, B. Lachowska, B. Łozowicka, J. Cybulski, Z. Chilmończyk, W. Szelejewski, S.Witkowski, , PL B1, Sposób otrzymywania /E/-1,2,4-trimetoksy-3-/1 -propenylo/benzenu J. Popławski, A.T. Dubis, B. Lachowska, B. Łozowicka, K. Kita, S. Kobes, Z. Chilmończyk, J. Cybulski, S. Adamski, , PL B1, Nowe pochodne -asaronu i zawierające je środki farmaceutyczne o działaniu hipolipemicznym 27

28 WYBRANE PRACE ORYGINALNE STANOWIĄCE GŁÓWNE OSIĄGNIĘCIE [H1]. S.J. Grabowski, A.T. Dubis, D. Martynowski, M. Główka, M. Palusiak, J. Leszczynski Crystal and Molecular Structure of Pyrrole-2-carboxylic Acid; -Electron Delocalization of Its Dimers - DFT and MP2 Calculations. J. Phys. Chem. A 108 (2004) IF = 2,639 TC =21 Mój udział w publikacji [H1] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, syntezie próbki, wykonaniu części obliczeniowej, współudziale w analizie, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej oraz na współprzygotowaniu manuskryptu co stanowi 35 % [H2]. S.J. Grabowski, A.T. Dubis, M. Palusiak, J. Leszczynski Heteronuclear Intermolecular Resonance-Assisted Hydrogen Bonds. The Structure of Pyrrole- 2-Carboxamide (PyCa). J. Phys. Chem. B, 110 (2006) IF = 4,115 TC =17 Mój udział w publikacji [H2] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, syntezie próbki, wykonaniu i interpretacji części spektroskopowej i obliczeniowej, współudziale w analizie, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej oraz na współprzygotowaniu manuskryptu co stanowi 40 %. [H3] E. Bilewicz, A.J. Rybarczyk-Pirek, A.T. Dubis, S.J. Grabowski Halogen bonding in crystal structure of 1-methylpyrrol-2-yl trichloromethyl ketone. J. Mol. Struct. 829 (2007) IF = 1,486 TC =30 Mój udział w publikacji [H3] polegał na syntezie i przygotowaniu próbki do badań, udziale w interpretacji i dyskusji wyników, oraz na współuczestnictwie w przygotowaniu manuskryptu, co stanowi 35 %. [H4] S.J. Grabowski, M. Palusiak, A.T. Dubis, A. Pfitzner, M. Zabel Inter- and intramolecular hydrogen bonds Structures of 1-methylpyrrole-2-carboxamide and 1-hydroxypyrrole-2-carboxamide. J. Mol. Struct., (2007) IF =1,486 TC =5 28

29 Mój udział w publikacji [H4] polegał na sformułowaniu koncepcji pracy, syntezie próbki, wykonaniu części spektroskopowej, przygotowaniu części literaturowej, współudziale w wykonaniu obliczeń, w analizie, interpretacji i dyskusji wyników oraz na przygotowaniu manuskryptu co stanowi 40 %. [H5] A.T. Dubis, A. Łapiński Spectroscopic and theoretical study on peramine and some pyrrolopyrazzinone compounds. Vib. Spec. 49 (2009) IF = 1,936 TC =2 Mój udział w publikacji [H5] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, otrzymaniu pochodnych, przeprowadzenie obliczeń teoretycznych i ich opracowaniu, na analizie i dyskusji wyników rentgenowskiej analizy strukturalnej, pomiarach widm IR, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu manuskryptu i poprawie manuskryptu w odpowiedzi na recenzje co stanowi 90 %. [H6] A. Łapiński, A.T. Dubis A DFT/TD-DFT study for the ground and excited states of peramine and some pyrrolopyrazinone compounds. J. Phys. Org. Chem. 22 (2009) IF = 1,602 TC =1 Mój udział w publikacji [H6] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, przeprowadzeniu obliczeń teoretycznych wraz z ich opracowaniem, interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, przygotowaniu i poprawie manuskryptu w odpowiedzi na recenzje co stanowi 85 % [H7] A.T. Dubis, M. Domagała, S.J. Grabowski Spectroscopic and Theoretical Studies on Some New pyrrol-2-yl-chloromethyl ketones. New J. Chem. 34 (2010) IF = 2,631 TC =3 Mój udział w publikacji [H7] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, przeprowadzeniu obliczeń teoretycznych, syntezie związków, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji i dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, przygotowaniu i poprawie manuskryptu w odpowiedzi na recenzje; funkcja współautora korespondencyjnego co stanowi 60 %. 29

30 [H8] A.T. Dubis, S. Wojtulewski, K. Filipkowski Spectroscopic and Theoretical Studies on the Aromaticity of Pyrrol-2-yl-carbonyl Conformers. J. Mol. Struct (2013) IF = 1,404 TC =1 Mój udział w publikacji [H8] polegał na sformułowaniu problemu badawczego, wybór metodyki badawczej, przeprowadzenie obliczeń teoretycznych, obliczeniu indeksów aromatyczności NICS, HOMA, wykonaniu pomiarów spektroskopowych i ich interpretacji, dyskusji wyników, przygotowaniu części literaturowej, przygotowaniu i poprawie manuskryptu w odpowiedzi na recenzje, funkcja autora korespondencyjnego. co stanowi 80 %. [H9] A.T. Dubis Conformational Preferences of 2-Acylpyrroles in Light of FT-IR and DFT Studies. (artykuł przeglądowy) J. Phys. Chem. Biophys. 4, (2014) 155, doi: / , open access Mój udział stanowi 100% Sumaryczny impact factor IF dla prac H1-H9 wynosi 17,29 30

31 OMOWIENIE NAJWAŻNIEJSZYCH OSIĄGNIĘĆ ZAWARTYCH W PPRACACH PRZEDSTAWIONYCH DO HABILITACJI Prace H1-H9, stanowiące główne osiągnięcie według ustawy z dnia 1 września 2011 r. (Dziennik Ustaw Nr 196, Poz. 1165) oraz z dnia 22 września 2011 r. (Dziennik Ustaw Nr 204, Poz. 1200), zostały zebrane pod wspólnym tytułem: WPŁYW KONFORMACJI 2-ACYLOPIROLI NA ICH WŁAŚCIWOŚCI SPEKTROSKOPOWE ORAZ TWORZENIE WIĄZAŃ WODOROWYCH 1. Wprowadzenie i cel badań naukowych Kształt cząsteczek i odpowiadający mu rozkład ładunków elektronowych determinuje ich właściwości chemiczne i umożliwia wzajemne oddziaływanie molekuł. Poznanie ich trójwymiarowej struktury ułatwia zrozumienie zjawiska samoorganizacji czy też zjawiska komplementarności kształtu cząsteczki z jej aktywnością biologiczną. Molekuły o jednakowych sumarycznych wzorach cząsteczkowych i takich samych wiązaniach łączących poszczególne atomy, ale różniące się ich przestrzennym rozmieszczeniem nazywane są stereoizomerami. Pośród nich można wyróżnić diastereoizomery konformacyjne albo izomery konformacyjne, które stają się tożsame w wyniku rotacji wokół pojedynczego wiązania. Konformację cząsteczek wyznaczają zarówno czynniki wewnętrzne takie jak oddziaływania sferyczne, oddziaływania lokalnych momentów dipolowych, wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe jak również czynniki zewnętrzne takie jak samoasocjacja, asocjacja z udziałem rozpuszczalnika w fazie ciekłej i oddziaływania steryczne w fazie stałej. Celem naukowym mojej rozprawy jest określenie wpływu konformacji oraz podstawników na właściwości spektroskopowe stabilnych konformerów 2-acylopiroli (Rys.1) oraz tworzenie się wiązań wodorowych. Przedmiotem moich badań są 2-acylopirole, których motyw strukturalny pojawia się bardzo często w związkach pochodzenia naturalnego. 1 31

32 a) syn b) anti Rysunek 1. Konformery syn (a) i anti (b) 2-acylopirolu; R= H, OH, OCH3, NH2, NHCH3, N(CH3)2, CH2Cl, CHCl2, CCl3; R1=H lub CH3. Reprezentatywnym przykładem związków, w których możemy go odnaleźć są metabolity wtórne bakterii morskich pyoluteoryna i pyrrolomycyna D, 2,3 kwas nakamurowy 4 i szereg marionopiroli 5 przedstawionych na rysunku 2. Rysunek 2. Motyw strukturalny 2-acylopirolu występujący w produktach naturalnych. 32

33 Liczne pochodne 2-acylopirolu wykazuje silne działanie bakteriobójcze 6 oraz działanie inhibitujące schorzenie odporności wielolekowej (MDR). 7 Pośród bioaktywnych związków pochodzenia morskiego, których struktura bazuje na 2-acylopirolu, można również wyróżnić distamycynę i netropsynę. 8 Dzięki znaczącej aktywności antywirusowej oraz przeciwmiotycznej marionopiroli, związki te znajdują się obecnie w centrum zainteresowań badaczy poszukujących nowych leków. 3 W związku tym wiedza o trójwymiarowej strukturze małych jednostek budulcowych takich jak 2-acylopirol, jest niezwykle pomocna przy ustalaniu struktury złożonych cząsteczek pochodzenia naturalnego. 9,10,11,12 Aby osiągnąć założony cel badań, analizowałam 2-acylopirole pod kątem właściwości spektroskopowych poszczególnych konformerów oraz oddziaływań międzycząsteczkowych z ich udziałem. Szczególnie wartościową i dogodną metodą badań jest spektroskopia oscylacyjna. Tę metodę badawczą zastosowałam do obserwacji zmian konformacyjnych i oddziaływań międzycząsteczkowych w zależności od czynników takich jak stężenie i polarność rozpuszczalnika. Badania prowadziłam zarówno w fazie ciekłej jak i stałej. Wyniki eksperymentów interpretowałam w oparciu o teoretyczne obliczenia geometrii cząsteczek, parametrów spektroskopowych oraz energii oddziaływań indywidualnych cząsteczek. Do interpretacji otrzymanych wyników zostały wykorzystane również dane z pomiarów strukturalnych uzyskane przez współpracowników. Metody spektroskopii oscylacyjnej oraz metody teoretyczne były wiodącymi narzędziami wykorzystywanymi w moich badaniach. Dostarczyły one wielu cennych informacji na temat struktury wibracyjnej trwałych konformerów oraz oddziaływań międzycząsteczkowych. W skład rozprawy wchodzi 9 publikacji [H1-H9] w czasopismach o zasięgu międzynarodowym, w których przedstawiono wyniki badań właściwości spektroskopowych i oddziaływań międzycząsteczkowych z udziałem trwałych konformerów 2-acylopiroli. Artykuł H9 jest pracą przeglądową, obejmują literaturę do 2014 roku, w której przedstawiłam przeprowadzone dotychczas prowadzone badania nad konformacją 2-acylopiroli. Praca obejmuje również informacje strukturalne 2-acylopiroli zebrane w Cambridge Structural Database (CSD). 13,14 2-acylopirole (Rys. 1, Tab. 1) będące przedmiotem badań zostały przeze mnie zsyntetyzowane i oczyszczone. Strukturę związków ustaliłam w oparciu o analizę 33

34 spektroskopową FT-IR, Ramana, 1 H, 13 C NMR. Struktura krystalograficzna 2-acylopiroli została określona na podstawie badań rentgenograficznych. Obliczenia teoretyczne 15 DFT (density functional theory) oraz TD-DFT (time-dependent density functional theory) przeprowadziłam, między innymi, w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego (ICM) Uniwersytetu Warszawskiego w ramach grantu obliczeniowego nr G53-7 "Badanie słabych oddziaływań wewnątrz- i międzycząsteczkowych związków heterocyklicznych", którego jestem kierownikiem. Analizę właściwości wiązań wodorowych przeprowadziłam w oparciu o Kwantową Teorię Atomów w Cząsteczkach QTAIM. 16 W ramach badań kontynuowałam współpracę z Profesorem Sławomirem Grabowskim z Wydziału Chemii Uniwersytetu Kraju Basków, Profesorem Jerzym Leszczyńskim z Wydziału Chemii Uniwersytetu w Jackson, USA, którzy są specjalistami w dziedzinie chemii teoretycznej. Współpracuję również z grupą badawczą z Katedry Chemii Teoretycznej i Strukturalnej Uniwersytetu Łódzkiego kierowaną przez dr hab. Marcina Palusiaka oraz z dr Andrzejem Łapińskim z Instytutu Fizyki Molekularnej PAN w Poznaniu. 2. Podziękowania Pragnę wyrazić swoją wdzięczność Panu Prof. dr hab. Sławomirowi Grabowskiemu oraz Prof. dr hab. Jerzemu Leszczyńskiemu za zainteresowanie mnie bogactwem możliwości metod obliczeniowych. Dziękuję Profesorowi Jackowi Morzyckiemu za wieloletnie wsparcie, którego doświadczyłam w trakcie realizacji mojej pracy naukowej. Eksperymentalne prace w obszarze badań krystalograficznych nie mogłyby być wykonane bez wsparcia krystalografów. Jestem bardzo wdzięczna Prof. dr hab. Markowi Główce, dr Dariuszowi Martynowskiemu, Prof. Arno Pfitzner, dr Manfred Zabel, dr hab. Marcinowi Palusiakowi, dr Agnieszce Rybarczyk-Pirek oraz dr Małgorzacie Domagała. Dziękuję również dr Andrzejowi Łapińskiemu za owocną współpracę. 3. Konformacja 2-acylopiroli W cząsteczkach 2-acylopiroli istnieje możliwość rotacji wokół pojedynczego wiązania C2-C6 (Rys. 1), dzięki której związki te mogą istnieć w formie izomerów konformacyjnych. Według terminologii IUPAC 17 rotamery są zbiorem konformerów powstających jako rezultat zahamowanej rotacji wokół pojedynczego wiązania σ. Barierę rotacyjną definiuje się jako 34

35 energię aktywacji potrzebną do wzajemnej transformacji rotamerów. Energię potencjalną bariery między dwoma sąsiednimi minimami dla procesu rotacji wokół wiązania sigma można wyznaczyć z zależności między energią i kątem rotacji. Jeżeli energia potrzebna do konwersji jednego stabilnego konformeru w drugi jest dostatecznie mała wówczas, zgodnie z równaniem Arrheniusa, szybkość przemiany jest duża i może zachodzić swobodny obrót wokół wiązania pojedynczego. Zarówno struktura trwałego konformeru jak i struktura w stanie przejściowym mogą być wyznaczona na drodze obliczeń teoretycznych. 18 Jeżeli różnice energii pomiędzy trwałymi konformerami są wyznaczone to, zgodnie z rozkładem Boltzmana, można określić względne ilości poszczególnych form konformacyjnych w stanie równowagi, a trwały konformer, posiadający niższą energię, będzie występował w przewadze jako produkt termodynamicznie trwalszy. Z powyższej zależności wynika, również że w temperaturze pokojowej dla różnicy energii konformerów większej niż 12 kcal/mol poszczególne formy nie mogą być od siebie rozdzielone ponieważ stosunek ilości konformeru bardziej trwałego do mniej trwałego jest bliski 99:1. 19 Analiza konformacyjna zaczęła się burzliwie rozwijać od lat pięćdziesiątych XX wieku, kiedy Sir Derek H.R. Barton sformował podstawowe zasady analizy konformacyjnej oraz opisał chemiczne konsekwencje budowy przestrzennej cząsteczek. 20,21 Badania te doprowadziły do wyjaśnienia przebiegu reakcji chemicznych poprzez określenie stosunków przestrzennych pomiędzy centrami reaktywnymi i stanowią podstawę zrozumienia mechanizmów reakcji. Od czasu sformułowania pojęcia konformacji i izomerii rotacyjnej rozwinięto szereg metod fizycznych przydatnych w analizie konformacyjnej. Spośród nich można wyróżnić metody strukturalne, spektroskopowe 22 oraz teoretyczne. Ze względu na to, że przestrzenne ułożenie atomów w cząsteczkach ma ogromny wpływ na funkcje biologiczne związków i szybkość przebiegu wielu reakcji chemicznych, 23 badania konformacji cząsteczek są ciągle przedmiotem zainteresowań wielu badaczy. 24,25,26 Moje badania skupiały się wokół analizy właściwości spektroskopowych trwałych konformerów 2-acylopiroli (Rys. 1a,b) oraz na analizie oddziaływań międzycząsteczkowych. W badaniach właściwości spektroskopowych 2-acylopiroli uwzględniłam zarówno fazę stałą jak i fazę ciekłą, w której cząsteczki acylopiroli mogą ulegać autoasocjacji, asocjacji z rozpuszczalnikiem oraz wpływom polarności rozpuszczalnika. Widma oscylacyjne rejestrowałam w fazie stałej w formie pastylek w bromku potasu oraz w rozpuszczalnikach 35

36 takich jak cykloheksan, tetrachlorek węgla, chloroform oraz acetonitryl. Natomiast widma NMR rejestrowane były tylko w fazie ciekłej. Wyniki badań otrzymane różnymi metodami spektroskopowymi korelowałam z wynikami uzyskanymi przy zastosowaniu metod obliczeniowych chemii kwantowej Chemia obliczeniowa w badaniach konformacji Wykorzystanie metod obliczeniowych, w badaniach konformacji cząsteczek, stało się możliwe dzięki gwałtownemu wzrostowi mocy obliczeniowej komputerów na przestrzeni ostatnich dekad. Dzięki temu możliwe jest badanie zagadnień, których zgłębianie tylko na drodze eksperymentalnej jest trudne lub wręcz niemożliwe. 27 Czyni to metody obliczeniowe nieocenionym dopełnieniem prac eksperymentalnych ponieważ umożliwiają one przewidywanie właściwości charakteryzujących poszczególne rotamery. Spośród najbardziej użytecznych parametrów należy wymienić geometrię cząsteczki, względne energie rotamerów, wielkość bariery rotacyjnej, 28 częstości drgań oscylacyjnych oraz przesunięcia chemiczne. Z teoretycznego punktu widzenia ustalenie termodynamicznie trwałej struktury oznacza wyznaczenie geometrii stanu podstawowego, która znajduje się w minimum energetycznym ścieżki reakcji. Ze względu na dużą ilość możliwych struktur, zoptymalizowanie geometrii dla wszystkich konformacji jest bardzo pracochłonne. Mając na uwadze fakt, że wysokoenergetyczne konformacje mają niską populację i z tego powodu wnoszą jedynie niewielki wkład do właściwości cząsteczki, natomiast niskoenergetyczne formy stanowią wysoką populację i wywierają decydujący wpływ na właściwości związku, do obliczeń teoretycznych wytypowane były najbardziej prawdopodobne rotamery wytypowane na podstawie danych strukturalnych. 29,30 Moje badania teoretyczne obejmowały określenie preferowanej konformacji szeregu 2-acylopiroli, wyznaczenia możliwych struktur o minimalnej energii, obliczenia barier rotacyjnych będących różnicą między energią stanu przejściowego tej reakcji a energią substratów oraz energii i charakterystyki oddziaływań międzycząsteczkowych. 36

37 5. Omówienie ważniejszych osiągnięć W pierwszej kolejności określiłam, przy pomocy obliczeń teoretycznych, preferowane konformacje 2-acylopiroli względem wiązania C2-C6 [H1, H2, H4, H7, H8]. Zwróciłam szczególną uwagę na różnice energii pomiędzy izomerami rotacyjnymi oraz wielkość bariery rotacyjnej [H1, H7, H8, H9]. Następnie przy pomocy spektroskopii oscylacyjnej dokonałam identyfikacji obecności w fazie ciekłej konformerów syn i anti [H2, H7, H8]. Określiłam rolę podstawnika R sąsiadującego z grupa karbonylową pod kątem możliwości utworzenia międzycząsteczkowych oraz wewnątrzcząsteczkowych wiązań wodorowych [H7, H8, H9]. Następnie oceniłam rolę międzycząsteczkowych wiązań wodorowych w stabilizowaniu konformacji w fazie stałej i ciekłej [H1, H2]. Wyjaśniłam również wpływ konformacji oraz charakteru podstawnika R na aromatyczność pierścienia pirolowego i zaproponowałam ocenę aromatyczności w oparciu o częstość drgań rozciągających C=C w pierścieniu pirolowym [H8]. Przeprowadziłam szczegółową analizę energii rotamerów 2-acylopiroli [H8, H9]. Na tej podstawie mogłam stwierdzić, że najbardziej stabilnymi konformerami są dwie formy: syn i anti. Forma syn oznacza izomer rotacyjny, w którym grupa karbonylowa jest umieszona po tej samej stronie wiązania pojedynczego C2-C6 co grupa N-H (albo N-CH3). Konformer anti oznacza izomer, w którym grupa karbonylowa znajduje się po przeciwnej stronie niż grupa N- H (lub CH3). Innymi słowy izomery syn i anti różnią się przestrzennym ułożeniem grupy karbonylowej w stosunku do wiązania pojedynczego C2-C6. Na podstawie obliczeń teoretycznych geometrii konformerów syn i anti (R1=H) stwierdziłam, że grupa karbonylowa leży w tej samej płaszczyźnie co pierścień pirolowy [H8]. Niewielkie wychylenie grupy karbonylowej poza płaszczyznę pierścienia pirolowego występuje tylko w przypadki amidu kwasu pirolo-2-karboksylowego i dla konformeru syn wynosi 1.76 a dla konformeru anti wynosi 18,7. Natomiast w przypadku konformerów anti 2-acylopirolu, w których R1=CH3 odchylenie kąta dwuściennego O-C6-C2-N od wartości 0, wynosi od 20,6 do 52,3, podczas gdy dla konformerów syn amidów kwasu pirolo-2-karboksylowego (R=NH2, NHCH3 i N(CH3)2) odchylenie kąta dwuściennego O-C6-C2-N od wartości 0 zawiera się w przedziale 9,2 do 28,5 stopni [H8]. Z obliczeń teoretycznych (B3LYP/6-311G(d,p)) wynika, że konformery syn są energetycznie trwalsze niż konformery anti, a różnica energii ΔEsyn/anti=Esyn-Eanti zawiera się w przedziale 1,06-8,04 kcal/mol (Tabela 1). Gdy R1=H to ΔEsyn/anti przyjmuje wartości od 1,06 do 5,15, 37

38 podczas gdy R1=CH3 to różnica ΔEsyn/anti przyjmuje wartości od 1,93 do 8,08 kcal/mol. Zaobserwowałam, że różnica energii ΔEsyn/anti jest większa dla pochodnych gdzie R1=H niż dla pochodnych w których R1=CH3 [H8, H9]. Obliczone wartości ΔEsyn/anti były mniejsze niż 12 kcal/mol co sugerowało, że w stanie równowagi może istnieć zauważalna populacja mniej trwałej formy anti. W pracy [H9] przedstawiłam profil rotacyjny 2-acylopirolu, który wyznaczyłam w przybliżeniu B3LYP/ G(d,p). Proces transformacji syn anti syn obejmował zmianę kąta dwuściennego N-C2-C6-O od 0 do 360 (Rys. 3). Rysunek 3. Zależność pomiędzy energią 2-acylopirolu a kątem obrotu (N-C2-C6-O). Obliczenia wykonałam metodą B3LYP/ G(d,p). Skanowanie 360 po kącie dwuściennym N-C-C=O przeprowadziłam co 5 [H9]. Wszystkie analizowane przeze mnie 2-acylopirole posiadają dwie bariery rotacyjne: a syn anti i anti syn. Wysokość bariery rotacyjnej E syn anti 2-acylopiroli (R1=H) przy przejściu konformeru syn w konformer anti zawarta jest w przedziale 7,03 16,21 kcal/mol. a Natomiast bariera rotacyjna przemiany konformeru anti w konformer syn E anti syn a niższa niż E syn anti rotacyjnej a E syn anti i zawiera się w zakresie 2,07 to 11,94 kcal/mol (Tab. 1). Wartości bariery a i E anti syn jest 2-acylopiroli gdzie R1=CH3, zawarta jest w zakresie 8,98-15,26 kcal/mol i 4,48-11,79 kcal/mol. Z przeprowadzonych przeze mnie obliczeń wynika, że dla badanych 2-acylopiroli i ich N-metylopochodnych wartość bariery rotacyjnej przemiany syn anti jest większa niż anti syn. Świadczy to o tym, że szybkość reakcji anti syn jest większa niż szybkość reakcji syn anti. W 2-acylopirolach grupa karbonylowa jest bezpośrednio sprzężona z pierścieniem pirolowym, a obrót grupy C=O powoduje zmianę długości wiązania C2-C6. Zmiana konformacji 38

39 z syn na anti pociąga za sobą wydłużenie wiązania C2-C6, co sugeruje zmniejszenie sprzężenia pomiędzy grupą C=O i pierścieniem pirolowym. Na przykład długość wiązania C2-C6 w konformerach anti jest większa o 0,001-0,005 Å niż długość tego wiązania w konformerach syn. Natomiast długości wiązań C=O w konformerach anti są mniejsze niż w konformerach syn o 0,001-0,01 Å [H8]. W najbardziej stabilnych konformacjach syn i anti wiązanie C2-C6 jest krótsze niż w pozostałych konformacjach na skutek stabilizacji rezonansowej utrzymującej grupę karbonylową w ułożeniu współpłaszczyznowym z pierścieniem pirolowym. Na podstawie tych obserwacji wyciągnęłam wniosek, że konformery syn 2-acylopiroli są bardziej stabilne niż konformery anti na skutek efektywniejszej delokalizacji -elektronowej. 31 Potwierdzenia tych wniosków dostarczyły wyznaczone dla pierścienia pirolowego indeksy aromatyczności HOMA 32,33,34 oraz NICS 35 [H8]. Parametr HOMA (Harmonic Oscillator Model of Aromaticity) będący ilościową reprezentacją właściwości aromatycznych układu można przedstawić jako: HOMA = 1 α n (R opt R i ) 2 = 1 [α(r opt R ave ) 2 + α n (R ave R i ) 2 ] HOMA = 1 EN GEO gdzie: EN = α(r opt R av ) 2 i GEO = n (R av R i ) 2 a dla układów heterocyklicznych HOMA = 1 [257,7(1,388 R av ) ,7 n (R av R i ) gdzie n jest liczbą wiązań uwzględnionych w obliczeniach, Rav jest średnią długością wiązania n R av = 1 R n i=1 i, i Ri jest wirtualną długością wiązania obliczoną z zależności Paulinga 33 n i= exp R(1) R(n) c i R n= 1,467 0,1702ln (n) Indeks HOMA opiera się na założeniu, że w równowagowych strukturach o charakterze czysto aromatycznym, wiązania przyjmują optymalną długość Ropt. Wartość tą układ osiąga gdy energia związana ze skróceniem wiązania pojedynczego i wydłużeniem wiązania podwójnego są minimalne. Obliczone indeksy HOMA 2-acylopiroli [H8] przyjmują większe wartości dla konformerów syn niż dla konformerów anti (Rys. 4a). Wyższe wartości indeksu HOMA wskazują na większą aromatyczność pierścienia pirolowego. Na podstawie obliczonych 39

40 parametrów HOMA stwierdziłam, że podstawniki elektronodonorowe mają destabilizujący wpływ na pierścień aromatyczny powodując zmniejszenie aromatyczności pierścienia pirolowego (Rys. 4b). Efekt ten można wytłumaczyć w następujący sposób. Podstawienie pierścienia pirolowego w pozycji 2 przez grupę taką jak na przykład NH2 prowadzi do znacznej lokalizacji wiązań podwójnych w pierścieniu pirolowym i w konsekwencji do zmniejszenia aromatyczności. a b Rysunek 4. a) Zależność indeksu aromatyczności HOMA konformerów syn i anti 2-acylopiroli od charakteru podstawnika b) Zmiany wartości indeksu HOMA wraz ze zmianą częstości drgań rozciągających pierścienia pirolowego C=C [H8]. Przeciwny efekt wywierają podstawniki elektronoakceptorowe takie jak na przykład grupa CCl3. W tym przypadku obliczone wkłady EN i GEO do parametr HOMA wskazały, że dominujący udział należy przypisać efektowi związanemu z wydłużeniem wiązań. 36 W oparciu o obliczone parametry geometryczne i spektroskopowe oraz indeksy HOMA, zaproponowałam aby za miarę charakteru aromatycznego 2-acylopiroli przyjąć częstości drgań rozciągających wiązań podwójnych pierścienia pirolowego [H8]. Zaobserwowałam, że im większa częstość drgania rozciągającego C=C, tym bardziej zlokalizowane jest wiązanie podwójne i badany system odznacza się mniejszą aromatycznością. Efekt ten zilustrowałam poniższym schematem (Rys. 5). W badaniach konformacji 2-acylopiroli oraz ich N-metylopochodnych stosowałam analizę spektroskopową w podczerwieni w fazie ciekłej. Zaobserwowałam, że badane związki dają w obszarze drgań rozciągających grupy karbonylowej zasadniczo dwa pasma absorpcyjne [H7] pochodzące od dwóch konformerów syn i anti. 40

41 Rysunek 5. Zależność częstości modu oscylacyjnego C=C pierścienia pirolowego konformerów syn i anti 2-acylopirolu od rodzaju podstawnika R sąsiadującego z grupą karbonylową [H8]. Jedynie zatłoczone przestrzennie amidy kwasu pirolo-2-karboksylowego (R= N(CH3)2) oraz trichlorometyloketon (R=CCl3) wykazywały obecność jednego pasma karbonylowego świadczącego o występowaniu związku w postaci jednego konformeru syn bądź anti [H7]. W widmach IR chlorometyloketonów, pasmo C=O leżące przy najniższej liczbie falowej wykazywało niesymetryczny kształt (Rysunek 6a). Oznaczało to, że w roztworze obecna jest również zasocjowana forma związku, o której obecności świadczyło dodatkowe pasmo karbonylowe przesunięte w stronę czerwieni w stosunku do pasma niezasocjowanej grupy karbonylowej. a b Rysunek 6. Widma IR 2-acylopiroli zarejestrowane w rozcieńczonym roztworze w cykloheksanie: a) R1= H; R= CCl3, CHCl2, CH2Cl, oraz b) R1=CH3; R= CCl3, CHCl2, CH2Cl [H7]. Wyniki pomiarów spektroskopowych interpretowałam w oparciu o teoretycznie obliczone częstości drgań oscylacyjnych konformerów syn, anti oraz dimerów cyklicznych 41

42 (Rysunek 7) powstałych jako rezultat asocjacji. Tak przeprowadzona analiza pozwoliła na stwierdzenie, że badane 2-acylopirole występują w roztworach rozcieńczonych w konformacji anti i syn, a w roztworach stężonych w formie dimerów cyklicznych [H1, H7]. Rysunek 7. Dimery cykliczne 2-acylopiroli; R1= H; R= OH, CH2Cl, CHCl2, CCl3 [H7]. Utworzenie dimerów cyklicznych pociąga za sobą pojawienie się dodatkowego pasma karbonylowego C=O w widmie IR jak również pasma drgań rozciągających grupy N-H (Rysunek 8 a,b). a b Rysunek 8. Widma IR 2-acylopiroli zarejestrowane w roztworach w cykloheksanie: a) R1= H; R2= CCl3, oraz b) R1=H; R2= CCl3, CHCl2, CH2Cl [H7]. Obliczenia teoretyczne wskazały, że częstości drgań rozciągających grupy N-H ( N-H) oraz grupy karbonylowej ( C=O) konformerów anti występują przy wyższych liczbach falowych niż pasma drgań rozciągających konformerów syn. Wyniki pomiarów spektroskopowych oraz obliczeń teoretycznych przedstawiłam w Tabeli 1. 42

43 Tabela 1. Eksperymentalne i obliczone (B3LYP/ (d,p)) częstości drgań rozciągających grup C=O, C=C i N-H, konformerów syn i anti 2-acylopiroli (1-38); E jest różnicą pomiędzy energią konformeru syn i anti; HOMA jest indeksem aromatyczności w a.u.; bariera rotacyjna syn anti i anti syn w kcal/mol [H9]. syn anti Eksperymentalne i obliczone częstości IR [cm -1 ] Eksp. Obl.* Eksp. Obl. Eksp. Obl. N-H N-H C=O C=O C=C C=C E syn/anti [kcal/mol] Bariera rotacyjna E syn anti [kcal/mol] Bariera rotacyjna E anti syn [kcal/mol] Indeks HOMA [a.u.] 1 pirol b R1=H, R=H d b R1=H, R=H R1=H, R=OH d c R1=H, R=OH (13.03) b 6 R1=H, R=OCH d b 3480 b 1557 c (1.10) (12.43) 7 R1=H, R=OCH d c 8 R1=H, R=NH c c c R1=H, R=NH R1=H, R=NHCH R1=H, R=NHCH R1=H, R=N(CH3) a b R1=H, R2=N(CH3) R1=H, R=CH2Cl d a 3458 d 1545 c ( 3.1) R1=H, R=CH2Cl d R1=H, R=CHCl d a 3457 d 1542 c (2.4) R1=H, R=CHCl d a 18 R1=H, R=CCl b b d 1538 c ,33 (2.51) 1679 d 19 R1=H, R=CCl b metylopirol R1=CH3, R=H b R1= CH3, R=H (3.47) (15.26) R1= CH3, R2=OH d 1536 b R1= CH3, R=OH R1= CH3, R=OCH b R1= CH3, R=OCH R1= CH3, R=NH c c R1= CH3, R=NH R1= CH3, R=NHCH R1= CH3, R=NHCH R1= CH3, R=N(CH3) a 1630 d 1536 b R1= CH3, R=N(CH3) a 33 R1= CH3, R=CH2Cl 1662 d c (5.68) 34 R1= CH3, R=CH2Cl 1683 d R1= CH3, R=CHCl d 1526 a c (6.97) 36 R1= CH3, R=CHCl d R1= CH3, R=CCl a 1522 c (8.04) 38 R1= CH3, R=CCl d

44 W przypadku nakładających się na siebie pasm karbonylowych zastosowałam matematyczną metodę dekonwolucji (Fourier Self-Deconvolution Technique FSD). 37,38 Metoda ta pozwala na rozdzielenie nałożonych na siebie pasm (Rys. 9) a tym samym na uzyskanie informacji o obecności pasm pochodzących od formy anti, syn oraz dimerów [H7]. Rysunek 9. Widma IR 2-acylopiroli zarejestrowane w cykloheksanie R1= H; R2= CCl3, [H7]. Stan równowagi pomiędzy alternatywnymi konformerami syn i anti zależy od charakteru rozpuszczalnika i populacja bardziej polarnych konformerów zwiększa się w rozpuszczalniku bardziej polarnym przy jednoczesnym zmniejszeniu populacji mniej polarnej formy. 39,40 Większa stabilność termodynamiczna formy syn 2-acylopiroli w niepolarnych rozpuszczalnikach, jest spowodowana ich mniejszym momentem dipolowym w stosunku do momentu dipolowego formy anti. W grupie badanych 2-acylopiroli konformery syn mają mniejsze wypadkowe momenty dipolowe niż konformery anti ze względu na to, że moment dipolowy pierścienia pirolowego jest skierowany przeciwnie do wektora momentu dipolowego grupy C=O w ułożeniu syn i w efekcie następuje zmniejszenie jego wartości [H2]. Z widm IR zarejestrowanych w rozpuszczalnikach o różnej polarności wyznaczyłam stosunek intensywności pasm karbonylowych pochodzących od konformerów syn i anti Asyn C=O/Aanti C=O. W przypadku N-metylopirol-2-ylochlorometylo ketonu zidentyfikowałam obecność formy anti, syn i dimerów cyklicznych przy zastosowaniu zarówno metody rozpuszczalnikowej (Rys. 9) jak i metod obliczeniowych [H7]. W przypadku amidu kwasu pirolo-2-karboksylowego obserwowane pasma pochodzące od drgań rozciągających grupy 44

45 karbonylowej przypisałam poszczególnym formom przy zastosowaniu analizy IR w rozpuszczalnikach o różnej polarności [H2]. Badania konformacyjne 2-acylopiroli prowadzone przy pomocy spektroskopii NMR miały charakter jakościowy i ilościowy. Na podstawie wartości przesunięcia chemicznego dokonałam identyfikacji konformerów. Analiza oparta była na różnicach w wartościach przesunięć chemicznych protonów lub atomów węgla. W widmie 13 C NMR pirolo-2-karbamidu (R=NH2) zarejestrowanym w DMSO, zaobserwowałam różnice w przesunięciu chemicznym sygnałów węglowych pochodzących do konformerów syn i anti [H2]. Zjawisko to wykorzystałam do wyznaczenia ilościowych proporcji konformerów syn i anti w oparciu o widma 13 C NMR zarejestrowane przy zastosowaniu techniki odprzęgania impulsowego (Rys. 10). Rysunek 10. Widma 13 C NMR amidu kwasu pirolo2-karboksylowego zrejestrowane w fazie ciekłej (DMSO) [H2]. Zastosowanie powyższej techniki rejestracji widm podyktowane było tym, że widma węglowe mają charakter jakościowy i intensywności sygnałów nie korespondują z liczbą atomów węgla. Wynika to z faktu, że poszczególne atomy węgla nie dają pełnego jądrowego efektu Overhausera (NOE) i różnią się czasami relaksacji T1. W związku z tym w widmach węglowych przy zastosowaniem odprzęgania, intensywności sygnałów węglowych nie są proporcjonalne do liczby jąder dających poszczególne sygnały. 41 W efekcie tego następuje 45

46 zafałszowanie informacji uzyskiwanych z całkowania widma. Informacje te odzyskuje się przy zastosowaniu techniki odprzęgania impulsowego. Dzięki temu widmo staje się całkowicie odprzężone i możliwa jest pełna relaksacja próbki. Umożliwia to pomiary ilościowe i wówczas na podstawie intensywności sygnałów, można wnioskować o stosunkach liczby atomów węgla odpowiadających poszczególnym sygnałom. Stosując tę technikę określiłam zawartość formy syn i anti pyrrolo-2-karbamidu w fazie ciekłej w oparciu o stosunek intensywności integralnych sygnałów węglowych wyznaczonych z widma 13 C NMR zarejestrowanego bez jądrowego efektu Overhausera NOE. Wyznaczony tą metodą stosunek konformerów syn/anti wynosił 3:1 [H2]. Rysunek 11. Zależność pomiędzy przesunięciem chemicznym protonów H5 pierścienia pirolowego H5 a indeksem aromatyczności HOMA dla konformerów syn 2-acylopiroli [H8]. Zauważyłam, że wartości przesunięć chemicznych w widmach 1 H NMR badanej grupy acylopiroli zależą od rodzaju podstawnika R a także od konformacji cząsteczki. Zjawisko to związane jest ze zmianą gęstości elektronowej na atomach pierścienia pirolowego, któremu towarzyszą zmiany przesunięć chemicznych zarówno w widmie 13 C jak i 1 H NMR. Z uwagi na to, że istnieje zależność pomiędzy przesunięciem chemicznym protonów H5 a indeksem aromatyczności HOMA (Rys. 11), zaproponowałam wykorzystanie wartości H5 do określenia stopnia delokalizacji -elektronowej w pierścieniu pirolowym [H8]. Na podstawie badań metodami spektroskopii oscylacyjnej oraz obliczeń teoretycznych częstości modów oscylacyjnych [H7, H9] stwierdziłam, że 2-acylopirole tworzą centrosymetryczne dimery (Rys. 8). Ze względu na to, że pomiary spektroskopowe dostarczają jedynie przybliżonych danych o sile oddziaływania, do wyznaczenia energii wiązań wodorowych w dimerach zastosowałam metody teoretyczne (Tabela 2). 46

47 Tabela 2. Spektroskopowe, energetyczne i topologiczne parametry międzycząsteczkowych wiązań wodorowych w dimerach 2-acylopiroli obliczone metodą B3LYP/ G(d,p) oraz B3LYP/6-311+(d) (w nawiasach) [H1, H2, H9]. R=H R=OH R=CH3 R=CH2Cl R=CHCl2 R=CCl3 C=O [cm -1 ] ( mon- dim) EHB [kcal/mol] (-5.7) BCP [au] H8 H9 H7 H7 H7 H7 R=NH2 R1=H R=NH2 R1=CH3 R=NHCH3 R=OH syn anti syn anti syn anti syn anti C=O ( mon- dim) (53) (60) EHB [kcal/mol] (-7.7) -8.5 (-8.3) BCP [au] RCP [au] (0.008) (0.008) H2 H2 H9 H9 H9 H9 H1 H1 Energia wiązania wodorowego była obliczana jako różnica pomiędzy całkowitą energią kompleksu a energią izolowanych monomerów a następnie korygowana ze względu na błąd superpozycji bazy obliczeniowej (BSSE). Zminimalizowanie BSSE jest poprawką równoważenia bazowego (counterpoise correction) Boysa i Bernardiego

48 Ze względu na to, że cząsteczka kwasu pirolo-2-karboksylowego zawiera dwie grupy protonodonorowe: O-H i N-H oraz jedną grupę protonoakceptorową C=O, mogą tworzyć się dwa rodzaje cyklicznych dimerów, które zostały przedstawione na rysunku 12. Rysunek 12 a) Konformery syn i anti 2-acylopiroli; b) dimery2-acylopyiroli utworzone z bardziej trwałego konformeru syn poprzez oddziaływania N(1) H... O oraz R O wraz z zaznaczonymi punktami krytycznymi pierścieni (RCP). Na rysunku zaznaczone zostało wiązanie wodorowe pomiędzy grupą karbonylową a grupą hydroksylową C=O H-O, oraz oddziaływanie typu N-H O=C. Obliczona (B3LYP/ G(d,p)) energia wiązania wodorowego dimerów utworzonych poprzez wiązanie C=O H- N wynosi 5,9 kcal/mol (Tabela 2). Natomiast w dimerze utworzonym poprzez oddziaływanie grup karboksylowych C=O H-O energia oddziaływania wynosi 8 kcal/mol [H1, H9]. Natomiast energia międzycząsteczkowych wiązań wodorowych dimerach utworzonych poprzez dwa równoważne wiązania N H O, konformerów syn i anti amidu kwasu N-metylopirolo-2- karboksylowego, wynosi odpowiednio 5,75 i 6,33 kcal/mol [H4]. Do charakterystyki międzycząsteczkowych wiązań wodorowych w 2-acylopirolach zastosowane zostały kryteria wprowadzone przez Kocha i Popeliera, 43 którzy zaproponowali, że wiązanie wodorowe może być scharakteryzowane na podstawie parametrów wprowadzonych w kwantowej teorii Badera Atomów w Cząsteczkach (AIM). 16 Do tych kryteriów zalicza się istnienie punktu krytycznego wiązania (BCPH Y, gdzie Y jest akceptorem 48

49 protonu w układzie X-H Y) i punktu krytycznego pierścienia (RCP) w przypadku wiązań wodorowych prowadzących do utworzenia pierścieni (Rysunek 12b). Wartości gęstości elektronowej w punktach krytycznych wiązania BCP ( H Y) powinny zawierać się w zakresie 0,002 0,040 a.u. Odpowiadające im wartości Laplacianu gęstości elektronowej w punktach krytycznych wiązania ( 2 BCP) powinny zawierać się w zakresie 0,024 0,139 a.u. Do charakterystyki oddziaływań stosuje się też parametry energetyczne opisujące właściwości gęstości elektronowej w punktach krytycznych wiązań. Należą do nich gęstość energii elektronowej w BCP (HC) i jej komponenty takie jak energia potencjalna gęstości energii elektronowej (VC) oraz energia kinetyczna gęstość energii elektronowej (GC). Według prac Rozas et al. 44 słabe oddziaływania wodorowe charakteryzują się 2 BCP > 0 i HBCP > 0. Analiza topologiczna w oparciu o teorię QTAIM wykazała, że dimery kwasowe utworzone poprzez wiązania O-H O=C są trwalsze niż dimery cykliczne utworzone poprzez wiązania N-H... O=C [H1]. Dimery amidów kwasu pirolo-2-karboksylowego, utworzone poprzez wiązania amidowe N-H O=C, są trwalsze niż dimery cykliczne utworzone poprzez wiązania N(1)-H O=C [H2, H9]. Na podstawie analizy wiązań wodorowych N-H.. O=C [H1, H2, H4], słabych oddziaływań typu C-H... O oraz wiązania halogenowego [H3], mogłam stwierdzić, że kluczową rolę w stabilizacji konformacji syn 2-acylopiroli odgrywają oddziaływania N-H O=C. Bardzo pomocne w badaniach konformacji i odziaływań międzycząsteczkowych 2-acylopiroli okazały się badania rentgenostrukturalne. W strukturze krystalicznej kwasu pirolo-2-karboksylowego stwierdziłam obecność dwóch równocennych wiązań wodorowych N-H O łączących pierścień pirolowy z grupą karbonylową oraz dwóch równocennych wiązań O H-O łączących grupy karboksylowe. Dimery powstałe poprzez międzycząsteczkowe wiązanie wodorowe N-H O=C, tworzą motyw strukturalny wg terminologii Etter 45 oznaczany jako R2 2 (10) (Rysunek 13b). Natomiast asocjacja poprzez grupy karboksylowe prowadzi do utworzenia cyklicznego dimeru kwasu z ośmioczłonowym pierścieniem oznaczanym jako R2 2 (8) (Rysunek 13 ). Według terminologii Etter osiem atomów (C=O H-O-C=O H-O) tworzy dwa wiązania wodorowe zazwyczaj równoważne względem środka inwersji. Indeks górny oznacza liczbę centrów akceptorowych, a indeks dolny oznacza liczbę donorów w danym motywie. Motyw R2 2 (8) zazwyczaj występuje w strukturach krystalicznych ponieważ może być 49

50 tworzony nie tylko przez wiązania O-H O ale również przez inne oddziaływania jak na przykład C-H O i O-H N. 46 Powyższe motywy strukturalne wiązań wodorowych obecne w strukturze krystalicznej bardzo dobrze dopasowały się do modelu przewidzianego na podstawie analizy spektroskopowej w podczerwieni oraz obliczeń DFT. W przypadku dimerów kwasowych utworzone wiązania wodorowe można zaliczyć do RAHBs (Resonance Assisted Hydrogen Bonds). 47 Cząsteczki kwasu występują jako mieszanina form tautomerycznych, a występujący dodatkowo proces delokalizacji -elektronowej wspomaga efektywność tautomeryzacji [H1]. Kwas pirolo-2-karboksylowy, tworzy sieć dimerów cyklicznych poprzez oddziaływania C=O H- O, które dodatkowo spięte są siecią, nieco słabszych pod względem energetycznym, wiązań wodorowych typu N-H O=C (Rys. 13) Rysunek 13. Motywy strukturalne wiązań wodorowych: R2 2 (8) i R2 2 (10). Linie przerywane oznaczają wiązania wodorowe [H1]. W sieciach krystalicznych 2-acylopiroli, stwierdzono istnienie trzech rodzajów oddziaływań grupy protonoakceptorowej C=O z grupami protonodonorowymi. W strukturze pirolo-2-karbamidu (Rys. 14) obecne są następujące motywy wiązań wodorowych: R2 2 (8), R2 2 (10) oraz R4 2 (8). Odziaływanie poprzez grupy amidowe jest silniejsze niż poprzez grupę N-H pierścienia pirolowego. Świadczą o tym zarówno obliczone energie oddziaływań jak i parametry geometryczne kontaktu N O [H2]. 50

51 Rysunek 14. Ułożenie cząsteczek amidu kwasu pirolo-2-karboksylowego w krysztale, oraz motywy strukturalne wiązań wodorowych: R2 2 (8), R2 2 (10) oraz R4 2 (8). Linie przerywane oznaczają wiązania wodorowe [H2]. Cząsteczki amidu kwasu pirolo-2-karboksylowego przyjmują, podobnie jak cząsteczki kwasu pirolo-2-karboksylowego, konformację syn co w rezultacie sprzyja utworzeniu cyklicznych dimerów N-H O=C o motywie wiązań wodorowych R2 2 (8) oraz R2 2 (10). Atom tlenu jako centrum protonoakceptorowe jest zaangażowany w oddziaływania z trzema centrami donorowymi, tworząc tak zwane rozwidlone wiązania wodorowe. 48 Na skutek oddziaływania międzycząsteczkowego nastąpiło wydłużenie wiązania karbonylowego C=O natomiast stopień delokalizacja -elektronowej w obrębie pierścienia R2 2 (8) był niewielki [H2]. Na tej podstawie można było stwierdzić niewielki wkład efektu rezonansowego (RAHBs) do energii wiązania wodorowego. Cząsteczki amidu kwasu N-metylopirolo-2-karboksylowego (Rys. 15), podobnie jak cząsteczki amidu (Rys. 14), przyjmują w krysztale konformację syn tworząc cykliczne dimery o motywie strukturalnym R2 2 (8), z udziałem oddziaływania N-H O. Grupa karbonylowa zaangażowana jest w odziaływanie z grupą N-H kolejnej cząsteczki amidu kwasu N-metylopirolo2-karboksylowego, tworząc dodatkowe, rozgałęzione wiązania wodorowe o motywie strukturalnym R2 2 (8). 51

52 Rysunek 15. Ułożenie cząsteczek amidu kwasu N-metylopirolo-2-karboksylowego w krysztale [H4]. W sieciach krystalicznych, w których nie ma silnych donorów protonu, istotną rolę odgrywają niekonwencjonalne wiązania wodorowe typu C-H O. 49,50 Przykłady takich oddziaływań są przedstawione w publikacji [H1] oraz [H3]. W strukturze krystalicznej kwasu pirolo-2-karboksylowego (Rysunek 16 b) występuje oddziaływania C5-H5 O2. Odległość H O jest mniejsza niż suma promieni van der Waalsa i wynosi 1.94 Å, a kąt C-H O wynosi 138 stopni [H1]. W cząsteczce 1-metylopirol-2-ylotrichlorometyloketonu nie ma typowego donora protonu a w związku z tym rolę protonodonorową odgrywa grupa C-H. W strukturze krystalicznej tego związku [H3] zaobserwowałam istnienie oddziaływania typu C-H O (Rysunek 16a). Zaobserwowany został również krótki kontakt C Cl... O. Odległość Cl... O wynosi Å i jest nieco mniejsza suma promieni van der Waalsa 51 atomu chloru i tlenu. W tego rodzaju oddziaływaniu, zwanym wiązaniem halogenowym, 52,53 grupa C Cl spełnia rolę kwasu Lewisa. Wiązania halogenowe podobnie jak wiązania wodorowe, odgrywają rolę stabilizującą konformację syn 2-acylopiroli. Na podstawie rentgenowskiej analizy strukturalnej stwierdziłam, że cząsteczki badanych 2-acylopiroli przyjmują konformację syn. Konformacja taka pozwala na utworzenie cyklicznych dimerów. Kluczową rolę w aranżacji cząsteczek w krysztale odgrywa protonoakceptorowa grupa karbonylowa tworząca sieć wiązań wodorowych zarówno z klasycznymi grupami protonodonorowymi jak i niekonwencjonalnymi donorami [H1, H3] 52

53 a b Rysunek 16. a) Struktura krystaliczna 1-metylopirolo-2-ylotrichlorometylo ketonu [H3] b) ułożenie cząsteczek kwasu pirolo-2-karboksylowego [H1] w krysztale z zaznaczonymi wiązaniami wodorowymi C-H O. Zauważyłam, że średnia długość wiązania C=O w szeregu innych pochodnych 2-acylopirolu (zgodnie z danymi zamieszczonymi w CSDB) wynosi 1.22 Å, a najdłuższe wiązania C=O występują w związkach, w których grupa R=NH2, OH, N(CH3)2 [H9]. Natomiast najkrótsze wiązanie C=O występuje w sieciach krystalicznych związków, w których podstawnik sąsiadujący z grupą karbonylową ma charakter elektrono-akceptorowy [H8]. Do takich podstawników należą grupy R=OCH3, OC2H5, CCl3, CHCl2, CH2Cl, spełniające rolę stabilizującą aromatyczny pierścień pirolowy [H8]. Uzyskane wyniki analizy konformacji 2-acylopiroli stały się niezwykle cenne w rozważaniach związanych z konformacją peraminy i jej pochodnych, co było przedmiotem moich badań w ramach grantu KBN. Peramina 54 należy do grupy metabolitów wtórnych produkowanych przez endofity grzybowe 55 (Rys. 17) życicy trwałej. Peramina i jej pochodne należą do antyfidantów pokarmowych, które chronią rośliny przed szkodnikami poprzez zniechęcanie do żerowania. 56 Ze względu na duże potencjalne znaczenie peraminy jako nowoczesnego, ekologicznego środka ochrony roślin przeprowadziłam, przy pomocy metod obliczeniowych, analizę najtrwalszych konformacji powyższych alkaloidów pirolopirazynowych. W celu opracowania metody analizy antyfidantu na podłożu roślinnym, przeprowadziłam szczegółową charakterystykę właściwości spektroskopowych peraminy i jej pochodnych w oparciu o pomiary eksperymentalne i obliczenia teoretyczne [H5, H6]. 57,58 53

54 N O NCH 3 NH HBr N NH 2 H Peramina Grzyby endofityczne Rysunek 17. Peramina - metabolit wtórny grzyba endofitycznego życicy trwałej [H5, H6]. Na podstawie obliczeń teoretycznych wytypowałam uprzywilejowane konformacje badanych pochodnych pirolopirazynowych oraz wyznaczyłam ich widma teoretyczne zarówno oscylacyjne jak i elektronowe. Przy zastosowaniu programu VEDA 4 (Vibrational Energy Distribution Analysis), 59 przeprowadziłam analizę rozkładu energii potencjalnej poszczególnych modów oscylacyjnych. 60 W oparciu o uzyskane widma teoretyczna dokonałam pełnej interpretacji widm eksperymentalnych: IR, Ramana oraz w świetle widzialnym [H5, H6]. Na podstawie analizy w podczerwieni drgań rozciągających C=C i C=O oraz widm 1 H NMR stwierdziłam, że pierścienie pirolowy i pirazynowy są ze sobą sprzężone [H5]. Zaobserwowałam, że mody oscylacyjne grupy karbonylowej i C=C są ze sobą powiązane, co w efekcie daje pasma absorpcyjne C=O oraz C=C będące wypadkową obu rodzajów drgań (Rys. 18a). Z pomiarów rentgenostrukturalnych uzyskałam potwierdzenie przewidzianego teoretycznie, współpłaszczyznowego ułożenia pierścieni pirolowego i pirazynowego oraz łańcucha bocznego (Rys. 18b). Wyznaczony kąt dwuścienny pomiędzy płaszczyzną pierścieni i płaszczyzną łańcucha wynosi 179,92 stopni w porównaniu z wartością 179,99 stopni uzyskaną z obliczeń teoretycznych [H5]. 54

55 a b) Rysunek 18. a) Przemieszczanie atomów grup C=O i C=C w drganiach w fazie i antyfazie wraz z przypisanymi im pasmami absorpcyjnymi w podczerwieni i widmem uzyskanym na podstawie obliczeń teoretycznych; b) Ułożenie cząsteczek w krysztale pochodnej peraminy (3-(3-chloropropyl)-2- metylpirolo[1,2-a]pirazyno-1-(2h)-onu). Rzut wzdłuż osi a [H5]. Dogodną metodą badania sprzężenia pierścieni obok spektroskopii oscylacyjnej jest spektroskopia elektronowa. Widma absorpcyjne [H6}w zakresie przejść elektronowych w fazie stałej oraz w roztworach pokazały obecność pasm związanych ze wzbudzeniem * pirolopirazynowego układu pierścieniowego, które zidentyfikowałam w oparciu o obliczenia teoretyczne metodą TD-DFT. 6. Główne osiągnięcia pracy habilitacyjnej: Podsumowanie rezultatów uzyskanych w trakcie badań wchodzących w zakres publikacji [H1-H9] stanowiących podstawę postępowania habilitacyjnego, przedstawiam poniżej w formie następujących osiągnięć: Opracowałam metodykę identyfikacji w fazie ciekłej obecności konformerów syn i anti oraz dimerów cyklicznych przy pomocy metod spektroskopii oscylacyjnej, NMR oraz obliczeń kwantowo-chemicznych [H1, H2, H7, H8]. Stwierdziłam, że konformery syn 2-acylopirolu są trwalsze energetycznie niż konformery anti, a bariera reakcji syn anti jest większa niż anti syn [H1, H2, H7, H8]. 55