Agnieszka Nowak-Król-Boron-Containing Chiral Compounds: From Curiosity to Emerging Materials for Advanced Applications.

Wykład:

Boron-Containing Chiral Compounds: From Curiosity to Emerging
Materials for Advanced Applications

Agnieszka Nowak-Król (Wuerzburg University)

12 czerwca 2025 o godz. 1800 Gmach Technologii Chemicznej, Aula Czochralskiego, ul. Koszykowa 75.

The incorporation of boron and nitrogen into polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) has become an established approach to modify their physical and optoelectronic properties.[1,2] These compounds with excellent characteristics, e.g. luminescence intensity or charge transfer properties, have been intensively investigated in bioimaging, organic electronics and photovoltaics.[3] Yet, the most noticeable achievements have been made in the field of achiral compounds, leaving an unexplored niche for chiral boron-doped materials. It is noteworthy that less than a decade ago, there were only a handful of boron-containing helicenes.[4] The lack of effective and reliable synthetic protocols limited their structural diversity, while other helicenes remained inaccessible. Recognizing the enormous potential of chiral boron-containing compounds, we chose their synthesis, study of their properties and application of these attractive compounds as our main research objective. Our motivation was to exploit their properties arising from their chirality, such as circularly polarized (CP) luminescence and packing arrangement, in CP-OLEDs, transistor devices, and bioimaging. Over the last few years, we have systematically expanded the family of boron-doped chiral materials. Using our modular approach and new synthetic methods, we were able to prepare a variety of boron helicenes, including single helicenes, multihelicenes, boron-containing photoswitches, and boron-centered spiro compounds.[5-10]

In this talk, we will present selected boron-containing chiral compounds, i.e. π-extended helicenes containing multiple chiral axes, derived from dibenzo[g,p]chrysene derivatives with substitution patterns that are difficult to achieve, together with the key parameters that define their performance as functional chiral materials. We will also discuss the preparation of unique azaborathiahelicenes and boron-centered spiro compounds via our new protocols that proved critical in the synthesis of boron-containing photoresponsive materials.

References:

[1] von Grotthuss, A. John, T. Kaese, M. Wagner, Asian J. Org. Chem. 2018, 7, 37. [2] P. T. Geppert, D. Volland, K. Szkodzińska, A. Nowak-Król, Org. Mater. 2025, DOI: 10.1055/a-2603-4217. [3] S. K. Mellerup, S. Wang, Trends Chem. 2019, 1, 77. [4] A. Nowak-Król, P. T. Geppert, K. R. Naveen, Chem. Sci. 2024, 15, 7408. [5] J. Full, S. P. Panchal, J. Götz, A.-M. Krause, A. Nowak-Król, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4350. [6] F. Full, Q. Wölflick, K. Radacki, H. Braunschweig, A. Nowak-Król, Chem. Eur. J. 2022, 28, e202202280. [7] F. Full, M. J. Wildervanck, D. Volland, A. Nowak-Król, Synlett 2023, 34, 477. [8] D. Volland, J. Niedens, P. T. Geppert, M. J. Wildervanck, F. Full, A. Nowak-Król, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202304291. [9] J. Full, M. J. Wildervanck, C. Dillmann, S. P. Panchal, D. Volland, F. Full, K. Meerholz, A. Nowak-Król, Chem. Eur. J. 2023, 29, e202302808. [10] F. Full, A. Artigas, K. Wiegand, D. Volland,

Agnieszka Nowak-Król graduated with honors from the Rzeszów University of Technology in Poland, where she worked with Dr. Grażyna Groszek on the synthesis of bioactive compounds. For her master’s thesis, she was awarded the distinction for Janina Janikowa Award of the Polish Chemical Society for the best MSc thesis in chemistry in Poland in 2008. She earned her doctorate at the Polish Academy of Sciences in Warsaw in 2013 with Prof. Daniel Gryko. Her research focused on the design and synthesis of porphyrinoids (porphyrins and corroles) with large two-photon absorption cross-section and appropriate secondary properties, such as liquidity at room temperature or liquid crystallinity. During her PhD thesis, she was the PI of two grants, one funded by the Foundation for Polish Science (Ventures Programme) and another one by the National Science Center. She then continued her career as an Alexander von Humboldt Postdoctoral Fellow and a subgroup leader with Prof. Frank Würthner at the Institute of Organic Chemistry of the University of Würzburg in Germany. In the Würthner group, she explored the chemistry and properties of perylene bisimide dyes and acceptor-donor-acceptor materials for organic electronics and photovoltaics, as well as fundamental processes in covalently linked and supramolecular dye architectures. In 2016, she started her independent career as a group leader at the Center for Nanosystems Chemistry in Würzburg. In 2019, she received the prestigious Emmy-Noether grant (€1.87 million, equivalent of the ERC Starting Grant) from the German Research Foundation to establish her independent research group. In 2019, she received a call for a tenure-track position from the University of Bonn, which she declined, and in 2020, she accepted a tenure-track junior professor position at the Institute of Inorganic Chemistry and the Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron of the University of Würzburg. She was promoted to professor in 2024. Agnieszka is the recipient of several awards and honors, including the Arnold Sommerfeld Prize of the Bavarian Academy of Sciences and Humanities, the Hector Research Career Development Award of the Hector Fellow Academy, the Thieme Chemistry Journals Award, the Bürgenstock JSP Fellowship of the Swiss Chemical Society, the Wojciech Swietoslawski Award, and the Zonta Award. She is a member of the Societas Humboldtiana Polonorum, Soltech, the Polish Chemical Society, and the German Chemical Society, and a member of the Early Career Advisory Board of Organic Chemistry Frontiers. Her research lies at the interface of organic, inorganic and materials chemistry. Her current activities focus on the development of helically chiral π-conjugated organoboron compounds, boron-containing polycyclic aromatic hydrocarbons, photoswitches, helicenes containing other main group elements and transition metals and their applications in organic electronics and bioimaging. She is currently a visiting professor at the Warsaw University of Technology.

Sławomir Sęk-Helisy pod napięciem: funkcjonalne monowarstwy peptydów i foldamerów.

Wykład:

Helisy pod napięciem: funkcjonalne monowarstwy peptydów i foldamerów.

Sławomir Sęk (Uniwersytet Warszawski)

10 kwietnia 2025 o godz. 1800 Gmach Technologii Chemicznej, Aula Czochralskiego, ul. Koszykowa 75.

Peptydy posiadają cechy, które czynią je doskonałymi funkcjonalnymi polimerami. Ich atrakcyjność w tym kontekście wynika z prostej syntezy, łatwej aktywacji i kondensacji, oraz zdolności do rozpoznawania metali i kofaktorów. Istnieją dowody sugerujące, że peptydy mogły odgrywać kluczową rolę jeszcze przed tym, jak zostały zakodowane przez matryce polinukleotydowe. Ich potencjalne funkcje obejmują katalizę oraz tworzenie strukturalnych węzłów w początkowych etapach ewolucji życia, co podkreśla ich możliwy wkład w powstawanie funkcjonalnych polimerów. Obecnie peptydy można uzyskiwać metodami syntetycznymi, a rosnąca wiedza na temat zależności pomiędzy strukturą a funkcją białek umożliwia projektowanie specyficznych sekwencji peptydowych o określonych motywach i funkcjach. Ponadto struktura i funkcja peptydów mogą być w pewnym stopniu naśladowane dzięki zastosowaniu tzw. foldamerów, które charakteryzują się określoną i stabilną strukturą trójwymiarową lub konformacją wynikającą z obecności oddziaływań niekowalencyjnych wewnątrz cząsteczki. Foldamery wzbudziły duże zainteresowanie w naukach materiałowych, chemii i biologii ze względu na ich zdolność do naśladowania sposobu fałdowania biomolekuł, takich jak białka i kwasy nukleinowe. Mogą być projektowane tak, aby wykazywały określone funkcje, takie jak np. zdolność do rozpoznawania molekularnego, specyficzne właściwości katalityczne czy działanie jako molekularne przełączniki. W ramach wykładu zostaną przeanalizowane właściwości filmów powierzchniowych peptydów i foldamerów oligomocznikowych osadzonych na złotych podłożach, ze szczególnym uwzględnieniem ich przewodnictwa, mechanizmów transportu elektronów oraz wpływu pola elektrycznego na dynamikę cząsteczek zaadsorbowanych na powierzchni metalu [1-3]. Taka analiza pozwala lepiej zrozumieć fundamentalne procesy zachodzące na poziomie molekularnym, co może stanowić podstawę do projektowania inteligentnych materiałów o precyzyjnie kontrolowanych właściwościach elektrycznych.
[1] J. Phys. Chem. B 2005, 109, 49, 23121–23124.
[2] J. Phys. Chem. C 2019, 123, 2, 1136–1141.
[3] ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 24, 31817–31825.

Prof. dr hab. Sławomir Sęk urodził się w 1974 roku w Warszawie, gdzie w 1994 roku ukończył Technikum Chemiczne im. Józefa Zawadzkiego. Następnie rozpoczął studia na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego i w 1998 roku obronił pracę magisterską z zakresu elektrochemii. Swoją karierę naukową kontynuował na macierzystym wydziale, realizując doktorat pod opieką prof. Renaty Bilewicz. Jego praca, obroniona w 2003 roku, dotyczyła elektrochemicznych badań transportu elektronowego przez monowarstwy związków organicznych zaadsorbowanych na powierzchni elektrod. Odbył staże badawcze w USA na University of California, Berkeley, California State University, Long Beach oraz w Kanadzie na University of Guelph. W 2011 roku uzyskał stopień doktora habilitowanego, a w 2020 roku, otrzymał tytuł profesora nauk ścisłych i przyrodniczych. Jest członkiem Polskiego Towarzystwa Chemicznego oraz International Society of Electrochemistry. Jego obecne badania koncentrują się na mechanizmach transportu elektronów przez peptydy i peptydomimetyki, a także na właściwościach biomimetycznych warstw lipidowych oraz ich oddziaływaniach z peptydami o działaniu antybakteryjnym. Jest autorem i współautorem ponad 90 publikacji naukowych oraz kierował projektami badawczymi finansowanymi przez Komitet Badań Naukowych, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Narodowe Centrum Nauki oraz Komisję Europejską. Na Uniwersytecie Warszawskim pełnił funkcję Prodziekana ds. Ogólnych i Finansów Wydziału Chemii w latach 2020-2024. W 2024 roku został wybrany Dziekanem Wydziału Chemii UW na kadencję 2024-2028.

Janusz Lewiński-Mechanochemiczna inżynieria materiałów perowskitowych oraz nanokrystalicznych form ZnO w aspekcie ich zastosowań w ogniwach fotowoltaicznych najnowszej generacji

Mechanochemiczna inżynieria materiałów perowskitowych oraz nanokrystalicznych form ZnO w aspekcie ich zastosowań w ogniwach fotowoltaicznych najnowszej generacji

Janusz Lewiński (PW)

27.02.2025 (czwartek), godz. 1800 w Gmach Technologii Chemicznej PW, Aula Czochralskiego, ul. Koszykowa 75.

 

Perowskitowe ogniwa słoneczne stanowią przedmiot najżywszego zainteresowania naukowców zajmujących się problemami odnawialnych źródeł energii. Sprawność tych ogniw w ostatnim 15-leciu wzrosła od 3,8% do wartości przekraczającej 26%. Tak znaczącą poprawę sprawności uzyskano nie tylko poprzez modyfikację perowskitowej warstwy aktywnej, ale również poprzez dobranie odpowiedniej warstwy przenoszącej elektrony. Powszechnie stosowane w tych ogniwach halogenkowe pochodne perowskitów syntezowane są zazwyczaj klasycznymi metodami „chemii mokrej” z użyciem roztworów odpowiednich substratów. Choć są to metody dosyć uniwersalne, nie sposób nie zauważyć ich wad, szczególnie dotkliwych w przypadku technologii wykraczających ponad skalę laboratoryjną.

Dowiedz się więcej

Piotr Bujak-Nagroda Nobla 2023 – Kolorowe Kropki

„Nagroda Nobla 2023 – Kolorowe Kropki”

Piotr Bujak

(Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej)

Wykład odbędzie się w czwartek 14 grudnia 2023 r. o godz. 1800, w Audytorium Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Igor F. Perepichka – Light-emitting p-conjugated polymers and oligomers for optoelectronics

Light-emitting π-conjugated polymers and oligomers for optoelectronics

Igor F. Perepichka

(Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów Politechniki Śląskiej)

Wykład odbędzie się w czwartek 22.06.2023. o godz. 1800 w Auli im. Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Jacek Jemielity -mRNA i chemia click – jak to połączyć?

mRNA i chemia click – jak to połączyć?

Jacek Jemielity

(Centrum Nowych Technologii, Uniwersytet Warszawski)

Wykład odbędzie się w piatek 16.12.2022r. o godz. 1800 w Auli im. Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Irena Kulszewicz-Bajer – Fascynujący świat półprzewodników organicznych – badania profesora Adama Pronia

Fascynujący świat półprzewodników organicznych – badania profesora Adama Pronia.

Irena Kulszewicz-Bajer

(Politechnika Warszawska)

Wykład odbędzie się w czwartek 06.10.2022r. o godz. 1800 w Auli im. Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Agnieszka Szumna – Chemia organiczna, chemia nieorganiczna i mechanochemia klatek molekularnych

Chemia organiczna, chemia nieorganiczna i mechanochemia klatek molekularnych.

Agnieszka Szumna

(Instytut Chemii Organicznej, PAN)

Wykład odbędzie się w czwartek 02.06.2022r. o godz. 1800 w Auli im. Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Łukasz Albrecht – Asymetryczna organokataliza – Na skróty do chemicznej różnorodności

Asymetrycznaorganokataliza – Na skróty do chemicznej różnorodności

Łukasz Albrecht

Instytut Chemii Organicznej, Politechnika Łódzka

16 grudnia, godz. 1800, wykład on-line:

Dowiedz się więcej

Artur Stefankiewicz – Samoorganizacja supramolekularna- od cząsteczek do funkcjonalnych nanostruktur

Samoorganizacja supramolekularna- od cząsteczek do funkcjonalnych nanostruktur

Artur R. Stefankiewicz

17 czerwca, godz. 1800, wykład on-line:

Dowiedz się więcej