Primena fenilalaninola kao pseudo templata za molekulski obeležene polimere za ekstrakciju beta blokatora
Marko Beslać (2001)
učenik 4. razreda III beogradske gimnazije, Beograd
Emanuel Pištan (2002)
učenik 2. razreda Gimnazija Andrije Mohorovičića, Rijeka (Hrvatska)
Mentorstvo:
Miloš Pešić, master, Istraživačka stanica Petnica
Ispitana je potencijalna primena N,O-bismethacryloyl ethanolamine (NOBE) molekulski obeleženih polimera (MOP) za ekstrakciju beta blokatora. Predstavljena je jednostavna metoda za pseudo obeležavanje molekulskih polimera koja koristi NOBE i kao monomer i kao umreživač, inicijatior i rastvarač. Ovakav pristup eliminiše korišćenje dodatnog monomera, kao i potrebu za empirijskim određivanjem molskog odnosa monomera, umreživača i templata. Prethodna istraživanja su pokazala da je amidna grupa NOBE-a intereaguju jako dobro sa velikim brojem teplata sa izuzekom amina. Ovaj rad se fokusira na beta blokatore koji, pored ostalih, imaju amino funkcionalnu grupu. Pseudo templat je kkorišćen kako bi jedan polimer mogao biti korišćen za više različitih beta blokatora. Efikasnost NOBE MOP-ova je testirana na propranololu, metoprololu i karvedilolu. Fenilalaninol je korišćen kao pseudo templat jer je komercijalno dostupan i slične je funkcionalnosti kao beta blokatori. Sintetisani i testirani su i NOBE-silika polimeri. Vezivanje beta blokatora je testirano ravnotežnim eksperimentima vezivanja. Vezivanje za NOBE MOPe je upoređeno sa često korišćenim metakrilna kiselina(MAK)/etilen glikol dimetakrilat MOPima, kao i sa MAA/NOBE MOPima. Određeni su i broj aktivnih mesta i konstanta vezivanja propranolola i fenilalaninola za sve polimere, svi polimeri su ispoljili dve zone afiniteta. NOBE MOPi su imali najvišu konstantu vezivanja što još jednom opravdava upotrebu NOBE MOPa sa pseudo templatom za ekstrakciju beta blokatora.
pH senzori zasnovani na elektrodama od staklastog ugljenika, modifikovanim česticama zlata, redukovanim grafen oksidom i polianilinom
Jovana Stijepić (2001)
učenica 3. razreda Šeste beogradske gimnazije, Beograd
Mentorstvo:
Nikola Obradović, master, ETH Zurich (Švajcarska)
Jovan Baljak, student osnovnih studija, Medicinski fakultet, Univerzitet u Novom Sadu
pH vrednost vodenog rastvora, definisana kao negativni dekadni logaritam aktiviteta hidronijum jona, jedan je od ključnih parametara mnogih hemijskih i bioloških procesa. Za merenje pH vrednosti najčešće se koristi staklena elektroda i njena idealna osetljivost je 59,16 mV po pH jedinici, što se smatra referentnom vrednošću za pH senzore. Cilj ovog istraživanja je konstruisanje pH senzora na bazi elektrode od staklastog ugljenika modifikovane redukovanim grafen oksidom, deponovanim česticama zlata i provodljivim polimerom polianilinom. Zbog funkcionalnih grupa u strukturi provodljivih polimera, koje bivaju protonovane ili deprotonovane u zavisnosti od pH vrednosti sredine, elektrode modifikovane provoljivim polimerima pokazuju različita električna svojstva, zbog čega se mogu koristiti kao pH senzori. Čestice zlata i redukovani grafen oksid su materijali koji, naneseni na površinu elektrode,povećavaju provodljivost i aktivnu površinu elektrode, pa samim tim i osetljivost senzora. Modifikovane elektrode, konstruisane u triplikatu, korišćene su kao indikatorske elektrode u potenciometrijskim merenjima, uz zasićenu kalomelovu elektrodu kao referentnu. Potencijal otvorenog kola je meren u puferskim rastvorima pH vrednosti 2-12. Nemodifikovane elektrode pokazale su međusobno različite odzive i malu osetljivost, dok je kod modifikovanih elektroda uočena linearna zavisnost između potencijala otvorenog kola i pH vrednosti pufera koji je korišćen. Najbolji odziv su pokazale elektrode GCE/Au/rGO i GCE/Au/rGO/PANI. Kod ovih elektroda je uočena linearnost odziva i osetljivost od 48,25 mV/pH i 65,16 mV/pH, respektivno, što je približno Nernstovskom odzivu (59,16 mV/pH). Potencijalna primena konstruisanih pH senzora bila bi u merenjima pH vrednosti u različitim hemijskim i biološkim sistemima.
Sinteza aktivne biodegradabilne plastike na bazi skroba; Skrob-PVA polimerne blende i otpuštanje vitamina B3
Dunja Arsenijević (2000)
učenica 4. razreda III beogradske gimnazije, Beograd
Mentorstvo:
Anamarija Nikoletić, studentkinja osnovnih studija, Hemijski fakultet, Univerzitet u Beogradu
U suvom ostatku ljubičastog slatkog krompira se nalaze antocijani, grupa pigmenata koja ima svojstvo pH senzitivnosti. U literaturi je poznato da plastični filmovi napravljeni od suvog ostatka ljubičastog slatkog krompira takođe imaju to svojstvo, i da se promenom pH sredine menja boja plastičnih filmova. Ova karakteristika plastičnih filmova bi mogla da se iskoristi kada je u pitanju kvarenje hrane, pri čemu prehrambeni proizvodi ispuštaju supstance drugačije pH u odnosu na početnu. Ispitana je nova metoda za formiranje biodegradabilnih plastičnih filmova na bazi skroba. Formirana su dva tipa plastičnih filmova: jedan u kome je izvor skroba kukuruzno brašno i drugi u kome je izvor skroba suvi ostatak ljubičastog slatkog krompira. U polimernu blendu inkorporiran je vitamin B3, antioksidans, čija je namena produžavanje svežine hrane i na ovaj način su formirani aktivni biodegradabilni plastični filmovi. Migracija vitamina B3 je praćenja u četiri simulanta hrane: vodi, 3% rastvoru sirćetne kiseline, kao i 10% i 90% rastvoru etanola. HPLC analizom uzoraka migracije antioksidansa uočeno je da je otpuštanje vitamina B3 u 90% rastvoru etanola postepeno, čemu se teži kod formiranja ovakvih sistema. Analizom uzoraka otpuštanja vitamina B3 u ostale simulante hrane uviđeno je da se plastični filmovi ne mogu koristiti kao aktivno pakovanje za hranu sa visokim sadržajem vode, zbog degradacije filmova.
Sinteza magnetnih mikrosfera na bazi vanilina kao katalizatora za Claisen–Schmidtovu kondezaciju
Milan Ivanović (2000)
učenik 4. razreda IV beogradska gimnazija, Beograd
Mentorstvo:
Jelena Stanić, studentkinja osnovnih studija, Hemijski fakultet, Univerzitet u Beogradu
Jovan Baljak, student osnovnih studija, Medicinski fakultet, Univerzitet u Novom Sadu
Sintetisan je katalizator ACMMs-a (aldehyde-containing magnetic microspheres) sa strukturom metalo-organskog okvira (MOF metal organic framework) na bazi vanilina oko nanočestica Fe3O4 koje ispoljavaju magnetna svojstva. Postupak pripreme ACMMs-a uključuje dva glavna koraka, u prvom koraku magnetne nanočestice Fe3O4 modifikovane su metakrilnim grupama (MethA-Fe3O4 NPs). Monomer vanilin metakrilat (VMA), pripremljen je putem esterifikacije između vanilina i metakriloil-hlorida. ACMMs je dobijen suspenzijskom polimerizacijom vanilin metakrilata i modifikovanih nanočestica Fe3O4. Ispitivana je efikasnost ACMMs-a kao katalizatora u Claisen-Schmidt kondenzaciji između benzaldehida i acetofenona, mogućnost regeneracije i ponovne upotrebe katalizatora u tri uzastopna ciklusa. Prinos prve reakcije sa čistim katalizatoromje znatno veći (72%) od prinosa druge reakcije (26%) sa jednom regenerisanim katalizatorom, dok je razlika u prinosu između druge i treće reakcije (15%) sa dva puta regenerisanim katalizatorom znatno manja nego razlika između prve i druge reakcije. Očigledan je nagli pad katalitičke moći katalizatora nakon prve regeneracije, što je u najvećoj meri posledica uticaja temperature, na kojoj se odvija reakcija, na katalizator. Ipak postoji mogućnost uzastopne primene ACMMs katalizatora tokom više ciklusa za razliku od drugih katalizatora za Claisen-Schmidt-ovu kondenzaciju.
Sinteza i antibakterijska aktivnost kompleksa prelaznih metala sa ciprofloksacinom kao ligandom
Stefan Radojičić (2001)
učenik 3. razred Matematičke gimnazije, Beograd
Mentorstvo:
Aleksa Mićić, student osnovnih studija, Medicinski fakultet, Univerzitet u Beogradu
Uroš Stojiljković, student osnovnih studija, Hemijski fakultet, Univerzitet u Beogradu
U ovom radu opisana je sinteza kompleksa prelaznih metala sa ciprofloksacinom (cpl), jednom vrstom antibiotika iz klase fluorohinolona, kao ligandom kao i njihova karakterizacija i biološka aktivnost. Uspešno je sintetisan kompleks [Pt(DMSO)(cpl)Cl]Cl koji u svojoj strukturi ima i DMSO (dimetil-sulfoksid) kao ligand osim ciprofloksacina, dok je sintetisani kompleks [Cu(cpl)2]Cl2 imao samo ciprofloksacin kao ligand. Pokušane su i sinteze kompleksa [Ni(cpl)2(H2O)2]Cl2 i [Co(cpl)2(H2O)2]Cl2 istom procedurom kao i sinteza kompleksa [Cu(cpl)2]Cl2 , ali nije došlo do formiranja kompleksa, što bi moglo predstaviti predmet budućeg istraživanja. Sintetisani kompleksi su karakterisani pomoću FT-IR uređaja i merenjem njihove temperature topljenja. Metodom Kirbi-Bauer disk difuzije utvrđeno je da kompleksi pokazuju antibakterijsko dejstvo. Potom je mikrodilucionom metodom na ploči sa 96 bunarića ispitivano da li su kompleksi efektivniji od ciprofloksacina. Sve supstance su rastvorene u DMSO i raspon njihovih koncentracija se kretao od 10 μg/mL do 0,08 μg/mL. Kao pozitivna kontrola korišćen je rastvor ciprofloksacina koncentracije 0,2 μg/mL, a kao negativna kontrola bakterijska suspenzija u LB medijumu koncentracije 1.58 CFU/mL Kontrola rastvrača bio je rastvor DMSO pri odgovarajućim koncentracijama.Nakon bojenja rastvora resazurinom i inkubacije očitane su njihove apsorbancije pomoću ELISA reader-a. Utvrđeno je da su pri većini koncentracija sintetisani kompleksi ispoljili značajno veće antibakterijsko dejstvo od ciprofloksacina. Takođe je napravljen sinergistički odnos sintetisanih kompleksa, za koji je takođe ispitivano antibakterijsko dejstvo i utvrđeno je da je on ispoljio najveće dejstvo. U budućem istraživanju moglo bi se ispitivati antifungalno i antitumorsko dejstvo kompleksa i njihovog sinergističkog odnosa.
Primena modifikovanih silika gelova u ekstrakciji čvrstom fazom UV cinamatnih filtera
Slađan Stoiljković (2002)
učenik 3. razreda Gimnazije "Stevan Jakovljević", Vlasotince
Nemanja Savić (2002)
učenik 3. razreda Valjevske gimnazije, Valjevo
Mentorstvo:
Miloš Pešić, master, Istraživačka stanica Petnica
Silika gel i modifikacije silika gela najčešće su korišćeni sorbenti u hromatografiji i ekstrakciji čvrstom fazom. UV filteri, koji se koriste u kremama za sunčanje, jedni su od sve većih zagađivača voda. U ovom radu opisana je sinteza nekoliko modifikacija silika gela – trimetilsilil (TMS), terc-butildimetilsilil (TBS) i fenil (Ph) modifikacija. Navedene modifikacije su dobijene u reakciji silika gela sa trimetililsilil-hloridom, terc-butildimetilsilil-hloridom odnosno feniltrietoksisilanom, respektivno. Dobijeni sorbenti karakterisani su putem infracrvene spektroskopije i određivanjem sadržaja vode titracijom po Karl-Fišeru. Ispitano je vezivanje nekoliko cinamatnih UV filtera (oktinoksata, cinoksata i amiloksata) za tri modifikacije i početni silika gel iz vodeno-metanolnih rastvora. Na osnovu dobijenih rezultata se može videti da je TMS-silika gel najbolji sorbent za sve cinamatne UV filtere, kao i da je višestruko efikasniji od nemodifikovanog silika gela pri navedenim uslovima. Na osnovu infracvenih spektara i sadržaja vode po Karl-Fišeru pokazano je da TMS modifikacija sadrži najviše ugljenika, a sorbuje najmanje vode, što ide u prilog tome da je u pitanju nepolarnija modifikacija u odnosu na ostale, što je u saglasnosti sa dobijenim rezultatima sorpcije. Ispitana je mogućnost primene TMS-silika gela u ekstrakciji čvrstom fazom oktinoksata i amiloksata, pri čemu je prinos metode bio 33% za oktinoksat, tj. 53% za amiloksat.
Organokatalitička dekarboksilativna Doebner – Knovenagel-ova reakcija između aromatičnih aldehida i dietil-malonata pomoću bifunkcionalnih polimernih katalizatora
Andrija Đurović (2001)
učenik 3. razreda Gimnazije "Slobodan Škerović", Podgorica
Mentorstvo:
Jelena Stanić, studentkinja osnovnih studija, Hemijski fakultet, Univerzitet u Beogradu
Miloš Pešić, master, Istraživačka stanica Petnica
Doebner-ova modifikacija Knoevenagel-ove reakcije predstavlja reakciju aldehida sa 1,3-bifunkcionalnim jedinjenjima sa elektron-privlačećim grupama uz primenu piridina kao katalizatora, pri čemu se dobijaju nezasićeni aldolni proizvodi. Primena polimera u katalizi organskih reakcija je značajna zbog lakseg odvajanja katalizatora nakon izvršene reakcije, kao i zbog mogućnosti njegovog ponovnog korišćenja. U literaturi postoje podaci o korišćenju polimera koji sadrže 4-dimetilaminopiridin i piperidin kao aktivne katalitičke centre u Doebner-Knoevenagel-ovoj reakciji. Cilj ovog projekta je bio da se ispita primena polimera u čijem se sastavu nalaze 4-vinilpiridin (VP) i 2-(dimetilamino)etil-metakrilat (DMAEM), koji su bazniji od prethodno korišćenih amina. Sintetisana su tri polimera, kopolimeri divinilbenzena sa VP (1), DMAEM (2) i smešom VP i DMAEM (3). Polimeri su karakterisani infracrvenom spektroskopijom. Ispitana je primena primena dobijenih polimera u Doebner-Knoevenagel-ovoj reakciji između p-supstituisanih benzaldehida i dietil-malonata u dimetilformamidu kao rastvaraču. Kvalitativna i kvantitativna analiza proizvoda izvršena je primenom gasno-masene hromatografije uz 1,3,5-trimetoksibenzen (TMB) kao interni standard. U reakciji sa p-anisaldehidom i 3,4,5-trimetoksibenzaldehidom najefikasniji katalizator je 2 (46% tj. 42% respektivno), dok je sa p-tolilaldehidom katalizator 3 (35%) pokazao najveću efikasnost.