Orgaanilise keemia õppetool

Ajaloolisest aspektist on huvitav rõhutada, et orgaaniline keemia koos füüsikalise keemiaga on olnud olulised suunad alates keemiateaduse tekkest Tartu Ülikoolis ning seetõttu on nad pannud aluse kõigile tänastele keemia instituudis viljelevatele teadussuundadele. Orgaanilise keemia õppetool on säilitanud oma traditsioonilised tegevussuunad, milleks on:

  • Keemiline süntees, suunatuna uute materjalide ja bioaktiivsete ühendite saamisele,
  • Orgaaniliste reaktsioonide uurimine füüsikalise keemia meetoditega, suunatuna reaktsioonide mehhanismide ja neis ilmnevate struktuuri ja omaduste vaheliste sõltuvuste selgitamisele ning nende teadmiste rakendamisele teoreetiliste teadmiste edasiarendamisel ja uute tehnoloogiate loomisel.

Lisaks klassikalistele orgaanilise keemia uurimismeetoditele on tänapäeval nende eesmärkide saavutamiseks kasutusel kaasaegsed metoodikad ja seadmed, samuti arvutikeemia meetodid. Paljud neist töödest toimuvad koostöös teiste meie ülikooli allasutustega, Eesti teiste ülikoolidega ning teaduskeskustega muudes maades (Austria, Itaalia, Rootsi, Saksamaa, Soome, Venemaa). Samuti on välja kujunenud head suhted ja koostöö mitmete Eesti ja välismaa kõrgtehnoloogiliste ettevõtetega.

Orgaaniline süntees

Orgaaniline süntees on ühine nimetaja, millega on seotud enamus selle õppetooli tegevustest, mida täna iseloomustavad järgmised uurimissuunad:

  • Perspektiivseks ja majanduslikult oluliseks teemaks on ligniini uurimine ning keemiline modifitseerimine, eesmärgiga saada sellest seni puidukeemia jääkaineks peetavast produktist vajalikke biomaterjale. Neid uuringuid juhendab dotsent Siim Salmar
  • Bioaktiivsete lämmastiku ühendite uurimine lähtudes ähtudes nende praktilise rakenduse võimalustest, aga ka seoses vajadusega mõista lämmastiku aatomil toimuvate reaktsioonide kulgemise seaduspärasusi. Oluliseks uuringute valdkonnaks on peptiidide analoogideks olevate asa-peptiidide süntees. Neid uuringuid juhendavad lektorid Anu Ploom ja Anton Mastitski.
  • Retseptorite, neurotransmitterite transportvalkude ning ensüümide inhibiitorite konstrueerimine, süntees ning märgistamine radioaktiivsete isotoopidega. Nende uuringute üheks praktilise kasutamise valdkonnaks on positron-emissioontomograafia. Neid uuringuid juhendab professor Jaak Järv.
Image
asa-peptiid_joonis2_2.png

Füüsikaline orgaaniline keemia

Füüsikaline orgaaniline keemia on teiseks oluliseks ja traditsiooniliseks orgaanilise keemia õppetooli uurimissuunaks, kus käesoleval ajal keskendutakse järgmistele uurimissuundadele:

  • Vee ja orgaaniliste solventide segudes toimuvate reaktsioonide kulgemist määravad suures osas nõrgad hüdrofoobsed toimed, mille mõjutamiseks saab kasutada ultraheli ning nende seaduspärasuste mõistmine võimaldab ka protsesse vajalikus suunas juhtuda. Peale tõsiteadusliku huvi on nende uuringute tulemused rakendatavad keskkonnasõbralike ehk nn „roheliste“ keemiatehnoloogiate arendamisel. Heaks näiteks on siin ultraheli rakendused ligniini töötlemisel. Neid uuringuid juhendab dotsent Siim Salmar.
Image
vesi-orgaanika_002.png
  • Bioaktiivsete ühendite toime kineetika uuringud võimaldavad kirjeldada nende „molekulaarse äratundmise“ viise märklaud-valkude poolt ning neid uuringuid toetab õppetooli sünteesialane tegevus, aga ka valk-ligand toimete modelleerimine arvutil. Neid uuringuid juhendavad professor Jaak Järv ja Dr. Aleksei Kuznetsov.
Image
arvutisimulatsiooni_hetktommis_cov2_teravikvalgu_alauhiku_seostumisest_peptiidi_fragmendiga_002_0.jpg

Puidukeemia, kui uus ja perspektiivne uurimissuund

Orgaanilise keemia õppetool on tegelenud juba varem puidu kaitsmise tehnoloogiate uurimisega, peamiselt puidu sisemise struktuuri keemilise modifitseerimise abil looduslike produktide, orgaaniliste ränidioksiid- ja antibakteriaalsete ühenditega. Lisaks sellele tegeleme nüüd puidu biomassi komponentide ekstraheerimise, fraktsioneerimise ja lahustamise tehnoloogiate ning keemilise modifitseerimise võimaluste uurimisega. Neid uuringuid juhendab dotsent Siim Salmar
Orgaanilise keemia õppetool on üks Puidukeemia ja bioprotsesside tuumiklabori loojatest (https://woodbiotech.com/), mille eesmärk on pakkuda tipptasemel uurimis- ja arendusplatvormi koostööprojektide ning analüüsiteenuste pakkumiseks Eesti ettevõtetele, kes tegelevad puidukeemia, biomassi väärindamise ja ringbiomajandusega. OKÕ teeb teadusarendus koostööd erinevate Eesti puidumassi töötlejatega nagu Graanul Biotech, Barrus AS, Ardor OÜ jt, kes pakuvad TÜ tudengitele ka praktika ning töökoha võimalusi.
Orgaanilise keemia õppetooli töötajad avaldavad regulaarselt teadustöid tunnustatud teadusajakirjades, neid kutsutakse esinema rahvusvahelistele teadusüritustele ning nad on kaasautoriteks patentides. Õppetooli teadustöös osalevad tavapäraselt kõikide õppetasemete üliõpilased.
Teadustööde juhendajad: Prof. Jaak Järv (jaak.jarv@ut.ee), dotsent Siim Salmar (siim.salmar@ut.ee), Dr. Aleksei Kuznetsov (aleksei.kuznetsov@ut.ee), lektorid Anu Ploom (anu.ploom@ut.ee) ja Anton Mastitski (anton.mastitski@ut.ee).

Õppetöö

Orgaanilise keemia alast õppetööd iseloomustab teoreetiliste ja praktiliste kursuste tasakaalustatus. Üliõpilastel on peale orgaanilise keemia alusteadmisi käsitlevate kursuste võimalus valida neid huvitavaid erikursusi nagu näiteks, materjalide ja puidukeemia, bioaktiivsete ainete keemia, molekulaardünaamilise simulatsiooni meetodid ja nende rakendamine keemias, preparatiivse ja gaasikromatograafia meetodid, struktuuranalüüsi kursused jpm. Õppetöö toimub nii eesti- kui ka inglisekeelsetes õppekavades. Sageli näeme pilti, kus sama õppeaine seminaris arutlevad koos bakalaureuse astme üliõpilastega ka magistrandid ja doktorandid.
Õppejõud: Prof. Jaak Järv (jaak.jarv@ut.ee), dotsent Siim Salmar (siim.salmar@ut.ee), lektorid Anu Ploom (anu.ploom@ut.ee), Anton Mastitski (anton.mastitski@ut.ee), Säde Viirlaid (sade.viirlaid@ut.ee), Erki Enkvist (erki.enkvist@ut.ee), lisaks Dr. Aleksei Kuznetsov (aleksei.kuznetsov@ut.ee), doktorandid Henry Vider (henry.vider@ut.ee) ja  Alla Troska (alla.troska@ut.ee) ning külalisprofessorid Martin Lepiku (martin.lepiku@ut.ee) ja Johannes Christiaans (johannes.christiaans@ut.ee).

Mikrofon stuudios

Keemia instituudis loodi taskuhääling „Tuleviku energeetika – energia tulevik“ (TEET)

Analüütilise keemia mikrokraadipäis

Analüütilise keemia mikrokraadiprogramm

Loodusvaatluste maraton

Kodanikuteaduse seminaril räägitakse, kuidas rikastab avalikkuse kaasamine teadustööd