Helsingin yliopiston kemian osasto palkitsi vuoden 2022 parhaat kandityöt ja gradut. Katso, millaisiin aiheisiin opiskelijat ovat paneutuneet.
Helsingin yliopiston kemian osasto palkitsi kaksi gradua. Selma Gabbouji selvitti opinnäytteessään, voiko korkean resoluution massaspektrometriaa käyttää räjähdysaiheiden alkuperän todentamiseen. Jukka Puumi puolestaan käsitteli tutkielmansa kirjallisuusosuudessa nikkeli-valokatalyytti kaksoiskatalyyttisysteemien käyttöä aryyli-heteroatomi-kytkennöissä.
Selma Gabboujin gradu
Räjähteiden ja vastaavien yhdisteiden kemiallisten ominaisuuksien tutkimusta käytetään laajalti rikostutkimuksessa. Gabboujin Chemical attribution of explosives and related compounds using mass spectrometry -tutkielman aihe on ajankohtainen myös kemiallisten aseiden kieltosopimuksen rikkomusten tutkimisessa.
Tutkielmassa tarkastelluilla menetelmillä voidaan selvittää käytettyjen räjähteiden ja muiden taisteluaiheiden alkuperää.
Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, voidaanko korkean resoluution massaspektrometriaa (HRMS; Orbitrap) käyttää räjähdysaiheiden alkuperän todentamiseen. Tämä tehtiin määrittelemällä kahdelle räjähdysaineelle kahdesta eri lähteestä saatujen näytteiden happiatomien isotooppisuhteet sekä epäpuhtausprofiili.
Työssä käytettiin tarkasteltujen räjähteiden analysoimiseksi LC-MS/MS-menetelmää. Tutkielmassa todettiin, että menetelmä sopi erinomaisesti epäpuhtausanalytiikkaan, joten sitä voitaisiin käyttää räjähteiden alkuperän selvittämisessä.
Sen sijaan isotooppisuhteiden määritys HRMS-menetelmällä ei osoittautunut käytännölliseksi. Tähän tarkoitukseen sopisi paremmin isotooppisuhdemassaspektrometria, jota ei tässä tutkimuksessa käytetty.
Lue lisää: Selma Gabboujin gradu
Jukka Puumin gradu
Aryl-heteroatom cross-coupling with dual nickel/photocatalyst protocols: Theory, applications and recent developments –tutkielman kirjallisuusosuus käsittelee nikkeli-valokatalyytti-kaksoiskatalyyttisysteemien käyttöä aryyli-heteroatomikytkennöissä.
Se paljasti, että yhden elektronin siirtoon perustuvat reaktiomekanismit, joita on esitetty monille kytkennöille, ovat hyvin epätodennäköisiä.
Katsauksessa selvennettiin sitä että, nykyisen mekanistisen ymmärryksen puitteissa, on olemassa vain kaksi todennäköistä reaktiomekanismia: energiansiirtomekanismi tai termiset Ni(I)/Ni(III) syklit. Myös energiansiirtomekanismiin liittyviä ongelmia käsiteltiin, ja kirjallisuuskatsauksen lopuksi tarkasteltiin lyhyesti nikkeli-valokatalyytti-aryyli-heteroatomikytkentöjen sovellusta teollisessa skaalassa.
Tutkimusosuudessa kehitettiin ensimmäinen aryylijodidien ja -bromidien kytkentää sekundaarisista amiineista ja hiilidioksidista muodostuvien karbamaatti-ionien kanssa. Elektroniköyhät aryylihalidit kytkeytyvät tehokkaasti alifaattisista sekundaarisista amiineista muodostuneiden karbamaatti-ionien kanssa jopa 92 prosentin saannolla.
Kytkentämetodi hyödyntää nikkeli-valokatalyytti-kaksoiskatalyyttisysteemiä, jossa nikkeli toimii pääkatalyyttinä ja valokatalyytti avustavana katalyyttinä. Kytkentämetodi hyödyntää orgaanista valokatalyyttiä, 4DPAPN tBu, joka on helppo valmistaa melko halvoista lähtöaineista ja toimii paremmin kuin usein käytetty hyvin kallis valokatalyytti, Ir(ppy)3.
Lue lisää: Jukka Puumin gradu
Aino Nymanin kandityö
Aino Nymanin kandidaattitutkielman aihe oli Porfysiinin kokeellisen absorptiospektrintulkinta mallinnetun spektrin avulla. Hän mallinsi trans-porfysiinin UV-Vis-spektriä ja sen värähtelyhienorakennetta. Nyman tulkitsi kvanttikemian laskujen avulla suuren osan porfysiinin korkearesoluution kokeellisesta UV-Vis-spektristä ja liitti värähtelyhienorakenteen piikit tiettyihin värähtelymoodeihin.
Kirjallisuuskatsauksessa hän kävi läpi porfysiinin spektrin elektroniset siirtymät ja vallitsevat valintasäännöt sekä selittänyt työssä käytettyjen laskentamenetelmien taustateorian. Keskusteluosuudessa tuloksia on käsitelty ja analysoitu monipuolisesti.
Robert Skogin kandityö
Robert Skogin opinnäytteen aihe oli Uppdatering av isomerisationsreaktionerna för peroxiacetylnitrat med modernare beräkningskemiska metoder.
Robert Skog käytti kandidaatintyössään erittäin vaativia laskennallisia menetelmiä peroksiasetyylinitraatin (PAN) isomerisaatioreaktioiden tutkimiseen. PAN on keskeinen ilmansaaste, joka aiheuttaa esimerkiksi valokemialliselle savusumulle tunnusomaista kyynelehtimistä.
Kandidaatin tutkielmassaan Skog osoitti, että useat isomerisaatioreaktiot ovat huomattavasti aiemmin arvioitua nopeampia. Tästä huolimatta isomerisaatioreaktiot eivät kuitenkaan kykene kilpailemaan hajoamisreaktioiden kanssa.
