Koło Naukowe Chemii i Technologii Organicznej

1. Chemia organiczna i organokataliza, prof. dr hab. inż. Radomir Jasiński 

Synteza połączeń heterocyklicznych o potencjalnych zastosowaniach w technice rolniczej, prof. dr hab. inż. Radomir Jasiński,

Główny obszarem badań prowadzonych w ramach tego tematu jest synteza nowych połączeń heterocyklicznych przy wykorzystaniu procesów o dużej ekonomii atomowej, czyli zgodnie z zasadami tzw. zielonej chemii. Prace mają charakter eksperymentalny, ale są wspomagane przez zastosowanie metod modelowania molekularnego do projektowania syntez i interpretowania obserwowanych selektywności.

Synteza organiczna i metaloorganiczna, dr inż. Agnieszka Łapczuk

Studenci w kole naukowym zajmują się syntezą związków organicznych. Kluczowym obszarem badań są reakcje cykloaddycji, które umożliwiają otrzymywanie nowych, biologicznie aktywnych związków o potencjalnym zastosowaniu jako środki ochrony roślin. Proces syntezy organicznej jest dodatkowo wspierany zaawansowanymi metodami chemii obliczeniowej, co pozwala na bardziej precyzyjne projektowanie i optymalizację otrzymywanych związków.  

Synteza układów heterocyklicznych potencjalnie aktywnych biologicznie, dr inż. Agnieszka Kącka-Zych

Głównym obszarem badań realizowanych w ramach tego tematu jest synteza nowych układów heterocyklicznych. Związki otrzymane na drodze reakcji cykloaddycji prowadzone są zgodnie z zasadami zielonej chemii. Badania eksperymentalne prowadzone są w uzupełnieniu o obliczenia kwantowo-chemiczne.

Synteza związków heterocyklicznych na drodze reakcji cykloaddycji, dr inż. Karolina Kula

Główny obszarem badań prowadzonych w ramach niniejszej sekcji jest szeroko rozumiana analiza nieopisywanych dotąd w literaturze heterocykli na drodze reakcji cykloaddycji. Prowadzone badania wykonywane są na dwóch płaszczyznach, a mianowicie syntezy w laboratorium (część eksperymentalna) oraz z wykorzystaniem metod chemii obliczeniowej (część teoretyczna). Dodatkowo, sprawdzane są także kierunki zastosowań badanych związków w oparciu o proste protokoły przewidywań aktywności biologicznej.

2. Materiały porowate nowej generacji, dr hab. inż. Przemysław Jodłowski, prof. PK

Projektowanie materiałów porowatych nowej generacji

W ramach działalności Koła prowadzone są badania nad syntezą i optymalizacją sieci metaloorganicznych przy zastosowaniu metod sonochemicznych i solwotermalnych. Prowadzone są badania nad syntezą cienkich wartsw sieci metaloorganicznych na nośnikach strukturalnych, będących aktywnymi katalizatorami w procesach katalitycznych.

Projektowanie nowoczesnych materiałów do transportu leków

Temat badawczy obejmuje zadania związane z optymalizacją i pre- i post-syntetyczną modyfikacją sieci metaloorganicznych celem spełnienia wymagań stawianym nośnikom leków. W ramach prowadzonych prac opracowywane są metody modyfikacji znanych struktur sieci metaloorganicznych celem osiągnięcia pożądanych parametrów kinetycznych uwalniania leków. Badania prowadzone są we ścisłej współpracy z Uniwersytetem Medycznym w Lublinie, gdzie prowadzone są badania in vivo i in vitro.

3. Nowe surowce i procesy technologii organicznej, dr hab. inż. Piotr Michorczyk, prof. PK

Zagospodarowanie ditlenku węgla i alkanów w selektywnych procesach chemicznych

Prace dotyczą zastosowania ditlenku węgla jako alternatywnego łagodnego utleniacza w reakcjach utleniającego odwodornienia alkanów i sprzęgania metanu. Związane są z opracowaniem nowych sposobów i technologii separacji odpadowego CO₂ z rozcieńczonych strumieni. Dotyczą również badań procesów selektywnego otrzymywania alkenów (etylenu, propylenu i butenów) z różnych frakcji węglowodorowych w obecności katalizatorów proszkowych i monolitycznych metodami ciągłymi w reaktorach przepływowych.

Synteza i charakterystyka fizykochemiczna materiałów uporządkowanych na poziomie nanometrycznym

Tematyka ta obejmuje preparatykę sorbentów, nośników i katalizatorów tlenkowych oraz węglowych o uporządkowanej strukturze mikro- i mezoporowatej. Badania dotyczą również pomiarów porowatości, redukowalności, właściwości kwasowo-zasadowej z zastosowaniem cząsteczek sąd (amoniak, ditlenek węgla) oraz składu powierzchniowego katalizatorów w warunkach reakcji chemicznych.

Zastosowanie druku Druk 3D w procesach syntezy chemicznej

W ramach tej tematyki badania skupiają się głownie na syntezie monolitów oraz kształtek różnych materiałów katalitycznych i nośnikowych metodami bezpośredniego druku technikami SLA, DLP i FDM. Prowadzone są również badania nad autorską metodą syntezy materiałów katalitycznych metodą castingu z zastosowaniem drukowanych szablonów strukturotwórczych. Ponadto prace obejmują projektowanie w środowisku CAD modeli 3D oraz preparatyki tuszów polimerowych i kompozytowych nieorganiczno-organicznych do druku materiałów funkcjonalnych i mikrourządzeń katalitycznych technikami DLP i SLA.

4. Projektowanie materiałów i procesów katalitycznych w biorafineriach i paliwa alternatywne, dr hab. inż. Izabela Czekaj, prof. PK, dr inż. Natalia Sobuś

Główny obszarem badań prowadzonych w ramach tego tematu jest modelowanie procesów katalitycznych zachodzących w układach porowatych (zeolity, MOF). Zaprojektowane układy katalityczne są następnie syntezowane i testowane laboratoryjnie. Obszarem naszych zastosowań są szeroko pojęte procesy waloryzacji biomasy zgodnie z koncepcją zrównoważonego rozwoju (OZE), katalityczne procesy biorafineryjne oraz pozyskiwanie paliw alternatywnych. Badania dotyczą również projektowania materiałów nanostrukturalnych stosowanych w elektrochemii i fotokatalizie.

Nasze wybrane publikacje i patenty:

• Kula K., Bierczak P., Chomik K., Synkiewicz-Musialska B., Gaurav G. “ Experimental and Theoretical Correlations in (Z)-C-aryl-N-methylnitrones” Current Chemistry Letters, 14, 149 (2025)
• Wroblewska A., Sadowski M., Jasinski R. “Selectivity and the molecular mechanism of the Au(III)-catalysed (3+2)-cycloaddition reaction between (Z)-C,N-diphenylnitrone and nitroethene in the light of the Molecular Electron Density Theory computational study” Chemistry of Heterocyclic Compounds (2024)
• Sadowski M., Kula K. “Unexpected course of reaction between (1E,3E)-1,4-dinitro-1,3-butadiene and N-methyl azomethine ylide - A comprehensive experimental and quantum-chemical study” Molecules 2024, 29(21), e5066
• Sadowski M., Synkiewicz-Misualska B., Kula K. “(1E,3E)-1,4-dinitro-1,3-butadiene - Synthesis, spectral characteristics and computational study based on MEDT, ADME and PASS simulation” Molecules 2024, 29(2), e542
• Mikołaj Sadowski, Ewa Dresler, Karolina Zawadzińska, Aneta Wróblewska, Radomir Jasiński “Syn-Propanethial S-Oxide as an Available Natural Building Block for the Preparation of Nitro-Functionalized, Sulfur-Containing Five-Membered Heterocycles: An MEDT Study “, Molecules 2024, 29(20), 4892
• Mikołaj Sadowski, Ewa Dresler, Aneta Wróblewska, Radomir Jasiński , “A New Insight into the Molecular Mechanism of the Reaction between 2-Methoxyfuran and Ethyl (Z)-3-phenyl-2-nitroprop-2-enoate: An Molecular Electron Density Theory (MEDT) Computational Study”, Molecules, 2024, 29(20), 4876
• Ewa Dresler^(1)*, Mikołaj Sadowski⁽²⁾, Oleg M. Demchuk^, „ Reactivity of the ethyl oleate in the [3+2] cycloaddition to arylonitrile N-oxide: a reexamination“, Scientiae Radices, 2024, (2), 3, 108
• Aleksandra Gajda, Anna Pajdak, Norbert Skoczylas, Mateusz Kudasik, Katarzyna Kozieł, Grzegorz Kurowski, Kornelia Hyjek, Klaudia Dymek, Maciej Sitarze, Przemysław Jodłowski. Effective heat transfer associated with CO2 and CH4 adsorption on HKUST-1 metal-organic framework deposited in situ on heat exchanger, Energy 307 (2024), 132525,
• Kras, M. Sadowski, K. Zawadzińska, R. Nagatsky, P. Woliński, K. Kula, A. Łapczuk, Thermal [3+2] cycloaddition reactions as most universal way for the effective preparation of five-membered nitrogen containing heterocycles, Scientiae Radices, 2023
• Sadowski, Mikołaj; Mudyna, Agnieszka; Knap, Klaudia; Demchuk, Oleg M.; Łapczuk, Agnieszka;, Synthesis of (Z)-N-aryl-C-(pyrid-3-yl)-nitrones, Scientiae Radices, 2023
• Aleksandra Gajda, Patrycja Pajdak, Paulina Niekowal, Grzegorz Kurowski, Kornelia Hyjek, Przemysław Jodłowski, Badania syntezy i wykorzystania związków metaloorganicznych MOF, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, 2023
• Kornelia Hyjek, Grzegorz Kurowski, Klaudia Dymek, Anna Boguszewska-Czubara, Barbara Budzyńska, Olga Wronikowska-Denysiuk, Aleksandra Gajda, Witold Piskorz, Paweł Śliwa, Magdalena Szumera, Piotr Jeleń, Maciej Sitarz, Przemysław J. Jodłowsk, Metal-organic frameworks for efficient mephedrone detoxification or supervised withdrawal – synthesis, characterisation and in vivo studies, Chemical Engineering Journal, 2024
• Sadowski, Mikołaj; Kula, Karolina, Nitro-functionalized analogues of 1,3-Butadiene: An overview of characteristic, synthesis, chemical transformations and biological activity, Current Chemistry Letters, 2024
• Klaudia Dymek, Grzegorz Kurowski, Kornelia Hyjek, Anna Boguszewska-Czubara, Anna Biernasiuk, Anna Pajdak, Łukasz Kuterasiński, Witold Piskorz, Marta Gajewska, Justyna Bała, Szczepan Zapotoczny, Przemysław J. Jodłowski, Metal-organic frameworks@silk composites as efficient levofloxacin carriers against nosocomial infections and pathogens, Applied Materials Today, 2024
• Jodłowski Przemysław; Dymek, Klaudia; Kurowski Grzegorz; Hyjek Kornelia; Boguszewska-Czubara Anna; Budzyńska Barbara; Mrozek Weronika; Skoczylas Norbert; Kuterasiński Łukasz; Piskorz Witold; Białoruski Marek; Jędrzejczyk Roman J; Jeleń Piotr; Sitarz Maciej, Crystal Clear: Metal–Organic Frameworks Pioneering the Path to Future Drug Detox, ACS Applied Materials & Interfaces, 2024
• Aleksandra Gajda, Anna Pajdak, Norbert Skoczylas, Mateusz Kudasik, Katarzyna Kozieł, Grzegorz Kurowski, Kornelia Hyjek, Klaudia Dymek, Maciej Sitarze, Przemysław Jodłowski., Effective heat transfer associated with CO2 and CH4 adsorption on HKUST-1 metal-organic framework deposited in situ on heat exchanger, Energy, 2024
• Kras J., Sadowski M., Zawadzińska K., Nagatsky R., Woliński P., Kula K., Łapczuk A., “Thermal [3+2] cycloaddition reactions as most universal way for the effective preparation of five-membered nitrogen containing heterocycles” Scientiae Radices 2023, 2(3), 247–267, 10.58332/scirad2023v2i3a03
• Kula K., Nagatsky R., Sadowski M., Siumka Y., Demchuk O.M. “Arylcyanomethylenequinone oximes: an overview of synthesis, chemical transformations, and biological activity” Molecules 2023, 28(13), e5229  3390/molecules28135229
• Przemysław J. Jodłowski , Klaudia Dymek, Grzegorz Kurowski , Kornelia Hyjek,, Anna Boguszewska-Czubara, Barbara Budzynska, Anna Pajdak, Łukasz Kuterasinski , Witold Piskorz, Piotr Jeleń , Maciej Sitarz “In vivo and in vitro studies of efficient mephedrone adsorption over zirconium-based metal-organic frameworks corroborated by DFT+D modeling” Microporous and Mesoporous Materials 359 (2023) 112647, https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2023.112647 
• Kornelia Hyjek, Przemysław Jodłowski “Metal-organic frameworks for efficient drug adsorption and delivery” Scientiae Radices, 2(2), 118-189 (2023), 05.06.2023
• Zawadzińska K., Gadocha Z., Pabian K., Wróblewska A., WIelgus E., Jasiński R., “The first examples of [3+2] cycloadditions with the participation of (E)‐3,3,3‐tribromo‐1‐nitroprop‐1‐ene” Materials, 2022, 15(21), 7584, DOI:10.3390/ma15217584, IF:3.748; pkt MNSW 140
• Zawadzińska, G. K. Gaurav, R. Jasiński, Preparation of conjugated nitroalkenes: short review, Scientiae Radices, 2022, 1,1, 69-83, DOI: 10.58332/v22i1a0
• Kula K., Łapczuk A., Sadowski M., Kras J., Zawadzińska K., Demchuk O.M., Gaurav G.K., Wróblewska A. and Jasiński R., „On the question of the formation nitro-functionalized 2,4-pyrazole analogs on the basis of nitrylimine molecular systems and 3,3,3-trichloro-1-nitroprop-1-ene”, Molecules 2022, 27(23), 8409, DOI: 10.3390/molecules27238409
• Kula K., Sadowski M., “Regio- and stereoselectivity of [3+2] cycloaddition reactions between (Z)-C-(9-anthryl)-N-methylnitrone and analogues of trans-β-nitrostyrene in the light of MEDT computational study” Chemistry of Heterocyclic Compounds, DOI:5267/j.ccl.2018.02.001
• Sadowski M., Utnicka J. Wójtowicz A., Kula K. “The global and local Reactivity of C,N-diarylnitryle imines in [3+2] cycloaddition processes with trans-B-nitrostyrene according to Molecular Electron Density Theory: A computational study” Current Chemistry Letters (2023), DOI:10.5267/j.ccl.2022.11.004
• Żmigrodzka M., Sadowski M., Kras J., Dresler E., Demchuk O.M.,Kula K. “Polar [3+2] cycloaddition between N-methyl azomethine ylide and trans-3,3,3-trichloro 1-nitroprop-1-ene” Scientiae Radices, 1, 24-32 (2022), DOI: 10.58332/v22i1a02

Nagrody, wyróżnienia i stypendia:

• Daniel Kapuściński - III miejsce wśród studentów I stopnia na anglojęzycznej  “Research on the reactions of nitroalkenes with novel substituted cyclopentadienes in the light of quantum-chemical calculations based on density functional theory.” Wydziałowa Sesja Kół Naukowych 14.05.2024
• Gałęziowska Karolina - Nagroda II stopnia Fundacji Wspierania Młodych Talentów Profesora Janusza Magiery działającej przy Politechnice Krakowskiej, 01.10.2023
• Chomik K. I miejsce Uczelniana Sesja Studenckich Kół Naukowych PK „Synteza analogów (Z)-(C)-fenylo-N-metylonitronu jako trójskładnikowych komponentów stosowanych w reakcjach cykloaddycji”, 05.2023

Projekty i staże naukowe:

• Zielona synteza i zastosowanie nowej generacji, biodegradowalnych preparatów dla rolnictwa. -  Futurelab 2022/2023 (Klaudia Chomik, Jowita Kras, Katarzyna Kozak, Igor Łabaj, Mikołaj Sadowski, Jolanta Utnicka, Gabriela Wiercichowska, Adrianna Wójtowicz )
• Ambasador Marki Grupy Azoty S.A., dla oddziału Tarnów (Karolina Zawadzińska)
• staż naukowy na Uniwersytecie w Walencji w zespole prof. L.R. Domingo i Dr. M.Rios-Guttierez, (styczeń-luty 2023) (Karolina Zawadzińska)
• Projekt badawczy LIDER/204/L-6/14/NCBR/2015, „Nowoczesne rozwiązania technologiczne dedykowane do usuwania zanieczyszczeń́ z silników i turbin biogazowych. Strukturalny konwerter katalityczny LZO i NOx.”, kierownik projektu: dr hab. inż. Przemysław Jodłowski, prof. PK
• Projekt badawczy 2015/17/D/ST8/01252, „Sonochemia jako narzędzie do aktywacji katalizatorów. Badania in situ i operando.”, kierownik projektu: dr hab. inż. Przemysław Jodłowski, prof. PK
• Projekt pt.: „Prezentacja wyników badań nad syntezą nowych środków ochrony roślin na wystawach wynalazków oraz międzynarodowych konferencjach naukowych” finansowany w ramach projektu pozakonkursowego o charakterze koncepcyjnym pt. „Najlepsi z najlepszych! 4.0.” w ramach Programu Operacyjnego Wiedza Edukacja Rozwój współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego (numer wniosku o dofinansowanie POWR.03.03.00­00­P019/18), MEiN/2021/212/DIR/NN4 (Agnieszka Fryźlewicz, Jowita Kras, Mikołaj Sadowski)
• GreenMol, dr hab. inż. Izabela Czekaj, prof. PK

Współpraca naukowa

• Charles University in Prague(Czechy)
• Universidad de Grenada (Hiszpania)
• Uniwersytet w Walencji (Hiszpania)
• Uniwersytet w Czerniowcach (Ukraina)
• Chouaïb Doukkali University, Faculty of Science (Marocco)
• University of Benghazi (Libya)
• Paul Scherrer Institute (Szwajcaria)
• Eastern Switzerland University of Applied Sciences (Szwajcaria)
• EPFL École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Szwajcaria)
• CASALE SA (Szwajcaria)
• Brno University of Technology (Brno, Czechy)
• Wydział Chemii, Uniwersytet Wrocławski
• Katedra i Zakład Chemii Medycznej, Uniwersytet Medyczny w Lublinie
• Katedra Chemii Krzemianów i Związków Wielkocząsteczkowych, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Instytut Inżynierii Chemicznej, Polska Akademia Nauk w Gliwicach
• Małopolskie Centrum Biotechnologii, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
• Wydział Farmacji Collegium Medicum UJ, Kraków
• Wydział Farmaceutyczny Lubelski Uniwersytet Medyczny, Lublin
• Uniwersytet Łódzki, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej
• Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, Wydział Chemii
• Medyczny Uniwersytet w Lublinie, Katedra Chemii Medycznej
• Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi
• Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej w Kędzierzynie Koźlu
• Politechnik Śląska, Wydział Chemii
• Politechnika Poznańska
• Akademia Górniczo-Hutnicza
• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki
• Radomskie Towarzystwo Naukowe
• Orlen Południe
• Qemetica SA

Udział w konferencjach, targach wynalazków

• Uczestnictwo w Wydziałowej Sesji Studenckich Kół Naukowych
• 28th International Conference on Raman Spectroscopy – ICORS 2024, 28.07.2024
• 3rd International Conference on Unconventional Catalysis, Reactors and Applications, 17.09.2024
• Annual Student Scientific Conference at Yuriy Fedkovy Chernivtsi National University, 16.04.2024
• IV Kongres Młodej Nauki, Międzynarodowa Konferencja Naukowa, 11.07.2024
• Natural Science Baltic International Conference, 20.04.2024
• XXIII International Symposium - Advances in the Chemistry of Heteroorganic Compounds, 24.11.2023
• IV Ogólnopolska Studencka Konferencja Naukowa “Bliżej Chemii”, 12.01.2024
• Ogólnopolska Konferencja Młodych Naukowców, “ZAGADNIENIA I PROBLEMY BADAWCZE WYZWANIA DLA MŁODYCH NAUKOWCÓW”, 20.02.2024
• XXI Wrocławskie Studenckie Sympozjum Chemiczne, 20.04.2024
• I Warszawskie Sympozjum Chemiczne W ProbUWc, 27.04.2024
• Zagadnienia i Problemy Badawcze Wyzywania Dla Młodych Naukowców, 06.05.2024
• II Ogólnopolska Konferencja Naukowa PUTChemikon, 15.05.2024
• Praktyczne Aspekty Inżynierii Chemicznej PAIC-2024, 16.05.2024
• XI Łódzkie Sympozjum Doktorantów Chemii, 17.05.2024
• XXIV Forum Zeolitowe, 04.06.2024

Nasza Działalność Organizacyjna (udział w wydarzeniach popularyzujących naukę, pokazach, warsztatach)

• Organizacja warsztatów: Chemiczne warsztaty dydaktyczne dla uczniów Szkoły Podstawowej im. Powstańców Śląskich w strumieniu oraz XIII Liceum Ogólnokształcącego im. Bohaterów Westerplatte w Krakowie, Gałęziowska Karolina
• Organizacja pokazów podczas Festiwalu Nauki i Sztuki w Krakowie, Miłosz Skowiera
• Organizacja pokazów z okazji Dnia Chemika, Miłosz Skowiera, Weronika Łącka, Mikołaj Sadowski
• Organizacja Małopolskiej Nocy Naukowców, Miłosz Skowiera, Weronika Łącka, Mikołaj Sadowski,
• Organizacja szkoły zimowej Erasmus Mundus Bioref 2024, Gałęziowska Karolina
• Organizacja pokazów z okazji Małopolskiej Nocy Naukowców, 27.09.24r., Miłosz Skowiera, Mikołaj Sadowski, Mateusz Kania, Vladyslav Oliinyk
• Udział w warsztatach w ramach Małopolskiej Nocy Naukowców 29.09.2023, Mikołaj Sadowski
• Warsztaty naukowe dla I klasy XXX LO w Krakowie, pt. “Kolory chemii - synteza i analiza soli”, maj 2022, Aleksandra Karaś, Mikołaj Sadowski, Jowita Kras, Klaudia Zaręba