Grupul de Cercetare Chimie Verde

Scopul Grupului de cercetare pentru chimia verde este de a contribui la reducerea impactului asupra mediului prin activitatea sa de cercetare în conformitate cu principiile dezvoltării durabile și de a furniza o infrastructură de cercetare de bază adecvată pentru cercetări ecologice și durabile. pentru a dezvolta tehnologii ecologice. În acest scop, studiem metode pentru a produce substanțe chimice și energie pentru societate folosind materii prime care sunt mai puțin dăunătoare pentru mediu, de preferință din materii prime de origine naturală și pentru a examina soarta compușilor eliberați în mediu pentru a evalua daunele potențiale pe care le cauzează.

Lider de grup:

Tuba Róbert

MTA-TTK: 1117 Budapesta, Bulevardul cărturarilor maghiari 2.

Lev. titlu: 1519 Budapesta, Pf. 286.

Iarnă.: +36 1 382 6571
e-mail: [email protected]

Principalele direcții de cercetare:

Studiul proceselor catalitice omogene, cercetarea metatezei olefinelor - Facebook

Programele noastre de cercetare se concentrează pe proiectarea, înțelegerea și executarea reacțiilor catalizate de complexele metalice de tranziție pentru reacții organice importante. Scopul nostru este să dezvoltăm disciplina de la sinteze chimice fine, știința materialelor, transformarea materiilor prime regenerabile, la cercetarea farmaceutică. În cursul cercetării noastre, ne ocupăm de dezvoltarea de noi metode, căi sintetice și catalizatori. Scopul cercetării metatezei este de a dezvolta noi materiale inovatoare, polimeri, catalizatori de metateză de nouă generație și procese chimice ecologice bazate pe metateze olefine și de a dezvolta aplicațiile lor practice.

Subiecte de cercetare:

Utilizarea biomasei: uleiurile de alge olefinice duble bogate în legături duble și, în special, subprodusele fosfolipidice de alge cu valoare adăugată redusă formate în timpul producției lor, sunt transformate în materiale plastice pe bază de hidrocarburi ușoare, poliamide și poliester. În urma transesterificării fosfolipidelor, scopul este de a produce hidrocarburi ușoare, poliamide biodegradabile și materii prime din poliester din esteri ai acizilor grași nesaturați prin metateza încrucișată a olefinelor simple. Catalizatorii Grubbs susținuți pe suport omogen sau de siliciu sunt utilizați în procesul chimic. Reacția directă de metateză a fosfolipidelor în soluție apoasă este, de asemenea, planificată cu catalizatori solubili în apă. Acest proces nu este doar ecologic, dar permite și separarea economică a produselor de reacție apolară și a contaminanților.
Dezvoltarea sistemelor de stocare a hidrogenului: obiectivul nostru este să dezvoltăm un sistem de stocare a hidrogenului, care să fie eficient chiar și în condiții ușoare, un sistem stabil care conține materiale netoxice, ecologice. Folosind catalizatori ieftini, reacțiile au loc în apă sau în suspensie apoasă, făcându-i un sistem de stocare a energiei ușor de utilizat, ușor de utilizat. Avem de-a face cu dezvoltarea de noi compuși policarbonilici/polialcoolici (de exemplu, compuși de tip alcool polivinilic, polimeri ai compușilor polioxi ciclici, compuși policarbonilici legați de polimeri) care sunt necunoscuți în literatură, dar care pot fi sintetizați cu ușurință la prețuri ieftine. Investigăm ce sistem de catalizator este capabil să participe eficient la aceste reacții chiar și în condiții ușoare în medii apoase, în special pentru a stoca cât mai mult hidrogen într-un polimer cu greutatea unitară.
Sinteza biopolimerilor: polimerii sintetici hidrofili pe bază de copolimer alcool polivinilic sunt materiile prime pentru mulți purtători de medicamente, compozite pentru implanturi și materiale de ambalare ecologice. Numărul grupurilor OH pe lanțul polimeric utilizat afectează polaritatea matricei purtătoare de medicament, a cărei modificare cantitativă permite reglarea fină a polarității polimerului și, astfel, eliberarea predefinită a medicamentului în organism. Procesele de polimerizare bazate pe metateze ale olefinelor permit sinteza unei game largi de polimeri bine definiți cu funcționalități diferite.
Sinteza polimerului cu amprentă moleculară:Punctul de plecare pentru dezvoltarea unui protocol țintit de pregătire a medicamentelor pentru terapia cancerului poate fi o combinație adecvată de mascare a imunotoxinei și eliberare controlată. „Polimerii de amprentă moleculară” (MIP) pot fi adecvați în acest scop, utilizarea lor ca receptori moleculari sintetici și purtători de proteine fiind larg răspândită, dar sunt încă rar folosiți ca purtători de medicamente. Toxinele vizate (TT) sunt proteine imunotoxine care constau dintr-o toxină pe bază de proteine (care determină pierderea celulelor) și un ligand care se leagă de un antigen de suprafață specific celulei canceroase. Incapsularea TT-urilor cu un polimer biocompatibil poate încetini semnificativ răspunsul sistemului imunitar și poate prelungi durata de viață a proteinelor imunotoxine in vivo. Se presupune că acoperirea polimerică a suprafețelor TT face imunotoxina invizibilă pentru sistemul imunitar. Mai mult, prin reglarea biodegradabilității polimerului, eliberarea imunotoxinei poate fi ajustată. Scopul nostru este de a dezvolta o metodă inovatoare de protecție TT în care MIP-urile biodegradabile pot fi sintetizate prin metateza olefinelor.

Ultimele noastre publicații:

Prepararea nanocompozitului încărcat cu sorafenib în formă cubică folosind un copolimer poli (alcool vinilic alt-propenilen) bine definit, T. Feczkó, G. Merza, G. Babos, B. Varga, E. Gyetvai, L. Trif, E. Kovács, R. Tuba, Int. J. Pharmaceutical. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2019.03.008

Polypentenamer-silice composite/Composite de polypentenamère-silice, H.S. Bazzi, M. Al-Hashimi, R. Tuba, WO/2018/232212

Sinteza substanțelor chimice prin metateza olefinelor, G. Turczel, E. Kovács, G. Merza, P. Coish, P.T. Anastas, R. Tuba, ACS Sustainable Chem. Eng., 2019, 7 (1), pp. 33-48

Sinteza cu o singură oală a derivaților 1,3 - butadienei și 1,6 - hexaniolului din ciclopentadienă (CPD) prin reacțiile de metateză în olandină tandem, G. Turczel, E. Kovács, E. Csizmadia, T. Nagy, I. Tóth, R. Tuba, ChemCatChem, 2018, 10 (21) pp 4870-4877

Poliolefine liniare și ciclice funcționalizate, R. Tuba, R.H. Grubbs, brevetul SUA 9.890.239, 2018

Sinteza derivaților 1,6-hexandiol, monomeri poliuretanici prin izomerizare Metateza linilenatului de metil, E. Kovács, G. Turczel, L. Szabó, R. Varga, I. Tóth, P. T. Anastas, R. Tuba, ACS Sustainable Chem. Eng., 2017, 5 (12), pp. 11215-11220

Pentru mai multe publicații, vă rugăm să utilizați următoarea resursă: Róbert Tuba - Google Scholar

Studiul proceselor catalitice eterogene

Pe baza rezultatelor și metodelor științei moderne a materialelor, efectuăm cercetări punând bazele unor procese catalitice eterogene în chimia energiei, industria chimică ecologică și protecția mediului. Cercetăm procese catalitice eterogene pentru conversia surselor regenerabile de carbon, a biomasei și a dioxidului de carbon în substanțe chimice și combustibili pentru motoare, precum și soluții catalitice eterogene pentru a reduce emisiile industriale în poluanții din aer și apă. Munca noastră de cercetare include producția de adsorbanți și catalizatori (metal și oxizi metalici susținuți cu oxid), sinteza și modificarea materialelor poroase ordonate (zeoliți, silicați nanoporoși) și caracterizarea lor fizico-chimică. Pentru a obține o înțelegere mai profundă a mecanismului catalitic, explorăm relațiile dintre proprietățile de suprafață, structurale și catalitice ale catalizatorilor.

Subiecte de cercetare:

Cataliză heterogenă pentru transformarea cu valoare adăugată a compușilor bioplatform:Materialele de origine biologică sunt surse potențiale de carbon regenerabile pentru industria chimică. Astăzi, există eforturi semnificative pentru înlocuirea combustibililor fosili convenționali cu biopolimeri precum proteinele sau lignoceluloză, ceea ce necesită dezvoltarea unor tehnologii eficiente. În prima etapă, monomerii sunt preparați din biopolimeri prin metode mecanice, chimice, biologice sau termochimice. Principalele componente extrase din amestecul de produse, așa-numiții compuși bioplatform, pot fi transformați în continuare în substanțe chimice și combustibili cu valoare adăugată ridicată. Cataliza este o tehnologie cheie în conversia biomasei. Echipa de cercetare investighează transformarea catalitică eterogenă a unor compuși bioplatform importanți.

Cataliză eterogenă pentru reducerea emisiilor de gaze: Reducerea poluării aerului care nu cunoaște granițe este o sarcină extrem de importantă. Cataliza oferă o soluție fiabilă și rentabilă pentru a face față diferitelor emisii nocive de gaze. Scopul cercetării noastre este de a dezvolta un sistem catalitic cu activitate și selectivitate ridicate, rentabil și cu temperatură relativ scăzută pentru emisiile de poluanți atmosferici precum compuși organici volatili (COV), monoxid de carbon, oxizi de azot (NOx), particule fine sau ozon.substanțe nocive pentru mediu. Pentru a atinge obiectivele dorite, este de obicei necesar să se efectueze reacții catalitice de oxidare sau reducere, în care reacții componenta impurității poate fi, de asemenea, un agent reducător sau oxidant. Un exemplu în acest sens este sistemul catalitic cu trei căi pentru autovehicule. Eșapamentul motorului conține, de asemenea, componente reducătoare (CO, hidrocarburi) și oxidante (NOx, O2). Reacțiile catalitice ale acestor componente sunt controlate pentru a produce CO2, N2 și H2O, care sunt deja inofensive pentru mediu. Interesul grupului nostru de cercetare constă în principal în eliminarea emisiilor de COV și NOx din surse staționare.

Ultimele noastre publicații:

Mecanismul de hidroconversie al γ-valerolactonei derivate din biomasă, G. Novodárszki, H. E Solt, G. Lendvay, R. M. Mihályi, A. Vikár, F.erenc Lónyi, J. Hancsók, J. Valyon, Catal. Astăzi, https://doi.org/10.1016/j.cattod.2019.02.020

Combustibili diesel și uleiuri de bază nealimentare alternative, A. Holló, A. Wollmann, F. Lónyi, J. Valyon și J. Hancsók, Ind. Ing. Chem. Res., 2018, 57 (35), pp. 11843–11851.

Oxidare catalitică eterogenă a etilenei peste catalizatori Pd/VOx susținuți cu oxid: efectul suport, R. Barthos, G. Novodárszki, J. Valyon, J. Reac Kinet Mech Cat (2017) 121: 17.

Alchilarea Guerbet a acetonei prin etanol și reducerea produsului alchilat în alcan peste nichel tandem/Mg, Al-hidrotalcit și molibdat de nichel/sisteme catalizatoare γ-alumină, G. Novodárszki, G. Onyestyák, R. Barthos, Á.F. Wellisch, A.J. Thakur, D. Deka, J.Valyon, Reac Kinet Mech Cat (2017) 121: 69

Sinteza și caracterizarea Al-magadiitei și comportamentul său catalitic în deshidratarea 1,4-pentanediolului, G. Novodárszki, J. Valyon, Á. Illés, S. Dóbé, M.R. Mihályi, Reac Kinet Mech Cat (2017) 121: 275.

Catalizatori eficienți ai acidului solid pe bază de oxizi de staniu sulfatați pentru esterificarea în fază lichidă a acidului levulinic cu etanol, M. Popova, P. Shestakova, H. Lazarova, M. Dimitrov, D. Kovacheva, A. Szegedi, G. Mali, V. Dasireddy, B. Likozar, N. Wilde, R. Gläser, Applied Catalysis A: General, Volumul 560, 25 iunie 2018, paginile 119-131

Hidroconversie eterogenă a acidului levulinic peste catalizator Ni susținut de silice, G. Novodárszki, J. Valyon, Á. Illés, S. Dóbé, D. Deka, J. Hancsók, M.R. Mihályi, https://doi.org/10.1007/s11144-018-1507-9

Pentru mai multe publicații, vă rugăm să utilizați următoarea sursă: Valyon József - Scopus

Calcule chimice teoretice

Studiile experimentale din grup sunt, de asemenea, ajutate de aplicarea metodelor teoretice. Studiem mecanismul, cinetica, dinamica reacțiilor chimice, precum și structura complexelor metalice de tranziție, proprietățile lor fotofizice și fotochimice și mecanismul reacțiilor pe care le catalizează. În studiile teoretice, folosim metode chimice cuantice pentru a determina structura și proprietățile fizice ale moleculelor, precum și pentru a calcula suprafețele de energie potențială ale reacțiilor studiate experimental. Cunoscându-l pe acesta din urmă, explorăm mecanismul reacțiilor și calculăm parametrii cinetici și dinamici ai reacției acestora folosind metode auto-dezvoltate. Metode teoretice similare ajută la înțelegerea mecanismului proceselor catalitice și la dezvoltarea catalizatorilor optimi. Studiile de dinamică non-diabetică contribuie la interpretarea experimentelor fotochimice.

Subiecte de cercetare:

Cinetica și dinamica reacțiilor elementare în fază gazoasă (de exemplu CH3 + HBr, CH3 + HCl, H + O2, γ-valerolactonă + OH)
Mecanismul și cinetica reacțiilor catalitice (de exemplu conversia catalitică eterogenă a derivaților de biomasă, liganzii Pd și PN, cataliza Grubbs)
Cinetica reacțiilor fotochimice (5-hidroximetilfurfural, benzofenonă, berberină)
Investigarea teoretică a structurii și fotochimiei complexelor de metale de tranziție (complexe de porfirină, complexe de Fe și Ru cu liganzi care conțin N)
Investigația fotoionizării și fotodisocierea moleculelor de halometan
Investigația teoretică a complexelor de fier cuplate cu lumină și care utilizează lumina
Investigația teoretică a conversiei catalitice eterogene a derivaților de biomasă

Cercetarea chimiei atmosferice

Cealaltă zonă principală de cercetare a grupului constă în înțelegerea și caracterizarea proceselor fizice, chimice și biologice naturale în care poluanții eliberați în mediu sunt transformați în alte substanțe. Compușii cu activitate biologică ridicată care se degradează lent în procesele naturale, precum și poluanții atmosferici care deteriorează scutul de ozon, provoacă schimbări climatice și afectează calitatea aerului din mediul urban, sunt deosebit de periculoși. Examinăm în primul rând procesele și fenomenele care joacă un rol important în interacțiunea complexă dintre schimbările climatice și chimia mediului. Sunt determinate parametrii cinetici de reacție și parametrii fotochimici importanți, care sunt incluși ca parametri de intrare în chimia atmosferică și modelele de ardere. În experimentele noastre, cel mai adesea folosim tehnici cu laser pentru a produce și detecta particule reactive (de exemplu, radicalii liberi).

Subiecte de cercetare:

Chimie atmosferică, chimie de ardere, cinetică de reacție, fotochimie, fotofizică, spectroscopie.
Reacții chimice elementare, parametri cinetici, mecanism de reacție.
Eficiență cuantică, durată de viață, spectroscopie laser, mecanism fotochimic.
Molecule model: acid levulinic, γ-valerolactonă, 2-metiltetrahidrofuran, 5-hidroximetilfurfural, fluorură de etil și fluorură de acetil.

Cercetare cinetică fotofizică și fotochimică

Cu cercetările noastre de bază, explorăm mecanismele proceselor cinetice fotofizice în sistemele în stare excitată și studiem cinetica reacțiilor radicale după fotocitare. Acordăm o atenție specială cercetării asupra modului în care proprietățile solventului afectează rata reacțiilor elementare.