Teksti Marja Ollakka, kuva Unto Tapio
Otto Seppänen väitteli homogeenisesta kultakatalyysista. Väitöksen tuloksista hyötyvät erityisesti synteesikemian ja siirtymämetallikatalyyttien tutkijat.
Otto Seppänen, 37, teki väitöstutkimustaan pitkäjänteisesti yliopisto-opetuksen ja kemian olympialaisten ohjaamisen lomassa. Nyt hän ratkoo jo uusia synteettisen kemian ongelmia.
Mikä on väitöskirjasi merkittävin tulos?
Väitöskirjani osajulkaisuja yhdistävät ilman hopeaa tehdyt kultakatalysoidut reaktiot. Yleensä kullan aktivointiin käytetään hopeaa. Kolmesta osajulkaisusta ensimmäinen on hyvin synteesipainotteinen, toisessa käsiteltiin kulta(I)-katalyysiä ja kolmannessa syntetisoitiin uudenlaisia kulta(III)-komplekseja.
Väitöskirjani merkittävin tulos on, että yksinkertaisia funktionalisoituja ligandeja käyttämällä voidaan luoda hyvin aktiivisia kulta(I)- ja kulta(III)-katalyytteja.
Miten tuloksiasi voi soveltaa?
Homogeenisen kultakatalyysin sovellukset löytyvät teollisuuden sijaan useimmiten akateemisen tutkimuksen saralta. Väitöstutkimukseni tarjoaa tietoa niin siirtymämetallikatalyyttien tutkijoille kuin synteesikemisteillekin.
Ensimmäinen osajulkaisu esitteli synteesireitin 4-kinoloneille. Tutkimus on julkaistu jo useita vuosia sitten, joten se on kerännyt paljon viittauksia samanlaisia kinolonirakenteita käsittelevistä synteesiartikkeleista. Voisinkin kuvitella, että tuo julkaisemamme synteesireitti on saattanut toimia inspiraationa näille muille artikkeleille, joissa on esitelty yksinkertaisempia ja tehokkaampia synteesireittejä samoille rakenteille.
Toisen osajulkaisun kulta(I)-katalyyttejä voisi käyttää esimerkiksi herkissä luonnonaineiden totaalisynteeseissä, jotka selektiivisyyden vuoksi tarvitsisivat hopeavapaan ja miedon katalyytin. Emme aikanaan ehtineet tutkia katalyytin kierrätettävyyttä, mutta kyseiset kompleksit olivat melko stabiileja, mikä voisi parantaa laboratoriotutkimuksissa käytettävien katalyyttien kierrätystä.
Kolmannen osajulkaisun kulta(III)-kompleksit aktivoituvat Brønstedin happoja käyttämällä, jolloin kultaan koordinoituu haposta saatava vastaioni. Tämä katalyyttisysteemi tarjoaisi helpon tavan vertailla vastaionin aiheuttamia efektejä erilaisissa kultakatalysoiduissa reaktioissa.
Jos jotain osaa työstäni olisin vielä voinut edistää, olisin ehdottomasti pyrkinyt laajentamaan kulta(III)-katalyysimme kohti enantioselektiivisiä reaktioita.
Mitä väitöksen tekeminen merkitsi sinulle?
Väitökseni oli melko pitkä prosessi, johon mahtui useita erilaisia työvaiheita ja -tehtäviä. Vuosien aikana työn merkitys on muuttunut useasti.
Olen tyytyväinen, että olen päässyt osallistumaan sekä kiinnostavaan tutkimustyöhön että aktiivisesti opetukseen yliopisto-opiskelijoiden ja lukiolaisille suunnattujen kemian olympialaisten parissa.
On toki helpottavaa, että väitöskirja tulee vihdoin valmiiksi, mutta samalla ratkon jo uusia synteettisen kemian ongelmia väitöstyön aikana opituilla keinoilla.
Mitä teet urallasi seuraavaksi?
Olen työskennellyt vuoden 2024 alusta Helsingin yliopistolla poikkitieteellisessä Colour4Crafts-projektissa, jossa yhdistyvät mm. orgaaninen kemia, historia ja käsityötiede.
Oma osuuteni projektissa käsittelee luonnonväriaineiden kemiallista muokkaamista. Jatkan projektissa post doc-tutkijana vielä vuoden 2025 ajan.
Mikä toimii parhaiten työsi vastavoimana – miten tyhjennät pääsi tutkimuksesta?
Innostun helposti uusista asioista, joten erilaisia harrastusprojekteja on kertynyt paljonkin. Urheilin vuosia Suomen kendomaajoukkueen kapteenina, mutta eläköidyttyäni ja koronan iskettyä vauhtia löytyi alamäkipainotteisesta maastopyöräilystä.
Myös käsillä tekeminen on minulle luontevaa, ja olenkin innokas ompelija. Viime aikoina olen tosin keskittynyt opettamaan 2-vuotiaalle jälkeläiselleni tarpeellisia taitoja. Hän ei vielä taida ymmärtää nukleofiileista paljoakaan, mutta potkupyörä kulkee alamäkeen jo melko lujaa.
Otto Seppäsen väitöskirja Silver-free Homogeneous Gold Catalysis Using Isolated Cationic Complexes, Functionalized Ligands and Acid Additives tarkastettiin Helsingin yliopistossa 4.10.2024. Vastaväittäjänä toimi professori Marco Bandini Bolognan yliopistosta ja kustoksena yliopistonlehtori Juho Helaja Helsingin yliopistosta.
Lue lisää:
Otto Seppänen Orcid-tietokannassa
Nanomuodossa kulta toimii kuin molekyyli, ja väri voi olla musta
Väitös: Kirkkaammat väriaineet voivat edistää lääke- ja rokotekehitystä
Uusi menetelmä nappaa kultaa, hopeaa ja kuparia elektroniikkajätteestä
