Historia grup badawczych Chemii Koordynacyjnej
Za początek Chemii Koordynacyjnej uznaje się rok 1890, kiedy Alfred Werner (otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie Chemii w 1913 roku) opublikował rewolucyjną teorię propagującą ideę występowania dwóch typów walencyjności w dużej grupie związków (nazwanych później Chemią Koordynacyjną).
Dopiero 30 lat później, Chemia Koordynacyjna stała się głównym przedmiotem badań na Politechnice Lwowskiej, gdzie młody chemik analityczny - Wiktor Jakób (1886-1971), został profesorem nadzwyczajnym Chemii Nieorganicznej i kierownikiem Zakładu Chemii Nieorganicznej. Obszar badawczy zainicjowany przez Wiktora Jakóba przyciągnął uwagę grupy młodych, zdolnych studentów, z których niektórzy później stali się wybitnymi naukowcami pracując w Polsce (Włodzimierz Trzebiatowski, Bogusława Jeżowska) i Ukrainie (Cyryl Michalewicz).
Profesor Wiktor Jakób w latach 70-tych XX wieku
II Wojna Światowa nagle przerwała badania W. Jakóba i jego studentów, które dotyczyły m.in. związków koordynacyjnych nowo wykrytego pierwiastka - renu (1925). Po zakończeniu II Wojny Światowej niektórzy Polscy naukowcy przenieśli się z Lwowa do Wrocławia, podczas gdy Wiktor Jakób organizował Zakład Chemii Nieorganicznej (najpierw w Uniwersytecie Technicznym w Gliwicach a następnie w Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie). Pierwszy wykład z chemii nieorganicznej, który W. Jakób wygłosił dla studentów I roku miał miejsce w październiku 1949 roku. Od jesieni 1951 roku prof. Jakób dojeżdżał z Gliwic do Krakowa dwa bądź trzy razy w tygodniu, ale już w listopadzie 1951 oficjalnie objął stanowisko Kierownika Zakładu Chemii Nieorganicznej na Uniwersytecie Jagiellońskim.
Prof. Jakób rozpoczął badania naukowe w dziedzinie chemii koordynacyjnej na Uniwersytecie Jagiellońskim początkowo współpracując ze swoim synem Zbigniewem Jakóbem (zmarłym przedwcześnie w 1955 roku), a następnie z innymi członkami Zakładu Chemii Nieorganicznej: Krystyną Warchałowską (Dyrek), Mieczysławem Dyrkiem, Marią Ogorzałek (1926-1960), Tadeuszem Senkowskim (1919-1989) i Adamem Krawcem (1924-2004). Później (1954) Janina Chojnacka (1914-1977) dołączyła do grupy prof. Jakóba, a następnie Emilia Hejmo (1930-1998) i tuż po studiach Maria Aleksandra Dąbrowska (Kanas), tak samo jak w 1955 Alina Kosińska (Samotus, 1932-2002) oraz Zofia Wilczewska (Stasicka), które podczas swoich studiów pracowały pod opieką profesora Jakóba.
Zaraz po tym (1960-1964) pierwszy doktorat w dziedzinie chemii koordynacyjnej został obroniony w Uniwersytecie Jagiellońskim. Pierwsze, nagrodzone prace doktorskie z chemii koordynacyjnej należały do: K. Warchałowska (Dyrek), T. Senkowski, J. Chojnacka, M. Dyrek, E. Hejmo, A. Dąbrowska (Kanas), A. Kosińska (Samotus) oraz Z. Wilczewska (Stasicka).
Działalność badawcza grupy prof. Jakóba skupiała się na: strukturze, elektrochemii, spektroskopii, reaktywności termicznej i fotochemii związków koordynacyjnych metali przejściowych, głównie molibdenu, wolframu, chromu, manganu i kobaltu. Podjęte badania były pionierskie, ale ich wartość została doceniona dopiero niedawno. Jeden obszar tematyczny zawarty w badaniach W. Jakóba, złożony ze spektroskopii i fotochemii związków koordynacyjnych, rozpoczęty w latach 20-tych XX wieku, został znacznie rozwinięty później we współpracy z następującymi naukowcami: Z. Jakób, A. Samotus, Z. Stasicka i T. Senkowski. Wyniki ukazały przebieg szlaków fotochemicznych oktacyjanków molibdenu i wolframu. Badania łączyły zarówno chemiczne jak i fotochemiczne eksperymenty, jak również spektroskopię i problemy mechanistyczne rozwiązywane we współpracy z profesorem Alojzym Gołębiewskim. Badania przeprowadzone przez K. Dyrek dotyczące natury wiązania jodu do kompleksów chromu rzuciły nowe światło na właściwości soli Reinecke'a, która obecnie stosowana jest jako aktynometr. Wśród związków intensywnie badanych w grupie W. Jakóba i jego studentów były również kompleksy cyjanowe zawierające dodatkowo ligand nitrozylowy, W tych badaniach pracowano nie tylko nad fotochemią, ale również elektrochemią (T. Senkowski, E. Hejmo i A. Kanas). Badania izopolimolibdenianów i izopoliwolframianów prowadzone przez J. Chojnacką i M. Dyrek należą do pionierskich w dziedzinie związków makromolekularnych.
Pomimo przejścia na emeryturę (1960) prof. Jakób był nadal aktywny naukowo do ostatnich dni swojego życia (zmarł w 1971 roku). W 1970 docent Tadeusz Senkowski (zatrudniony jako asystent profesora w 1968) został Kierownikiem Chemii Koordynacyjnej i kontynuował badania rozpoczęte przez prof. Wiktora Jakóba. Później, zespół chemii koordynacyjnej został podzielony na trzy części:
1.Grupa kierowana przez Tadeusza Senkowskiego i Zofię Stasicką, do której należeli: Emilia Hejmo, Mieczysław Dyrek, Tadeusz Jarzynowski (od 1969 roku), Ewa Rzeszowska-Wasielewska (od 1972 roku), Adam Marchaj (od 1973 roku), Zygmunt Wołek (od 1975 roku), Andrzej Karocki (od 1979 roku), Grzegorz Stopa (od 1977 roku), Grażyna Kurzawska-Stochel (od 1978 roku), Anna Herdegen (od 1978 roku) i Janusz Oszajca (od 1982 roku).
2. Grupa kierowana przez Alinę Samotus, do której należeli: Aleksandra Kanas, Magdalena Dudek, Barbara Sieklucka, Ryszard Gryboś, Janusz Szklarzewicz i Jolanta Sosin.
3. Grupa kierowana przez Janinę Chojnacką, która współpracowała z Ewą Hodorowicz. Ta grupa badała strukturę i właściwości izopoliwolframianów w kationach organicznych.
Od 1984 roku w ramach Wydziału Chemii UJ działały dwa zespoły zajmujące się chemią koordynacyjną: Chemia Koordynacyjna I (kierowany przez prof. Zofię Stasicką, zatrudnioną na stanowisku asystenta profesora w 1974 roku, uzyskała tytuł profesora w 1987 a stanowisko profesora zwyczajnego w 1995) oraz Chemia Koordynacyjna II (kierowany przez prof. Alinę Samotus (zatrudniona na stanowisku asystenta w 1974, uzyskala tytuł profesora w 1987 a stanowisko profesora zwyczajnego w 1995). Zespół Chemii Koordynacyjnej II był kierowany przez Alinę Samotus w latach 1984-2002. W 2002 roku po przejściu na emeryturę prof. A Samotus, grupa podzieliła się na dwie części: Zespół Chemii Koordynacyjnej kierowany przez prof. Janusza Szklarzewicza (tytuł profesora w 2010) oraz Zespół Nieorganicznych Materiałów Molekularnych prowadzony przez prof. Barbarę Sieklucką (tytuł profesora w 2004).
Zespół Chemii Koordynacyjnej I
W latach 1988-1994 badania w Zespole Chemii Koordynacyjnej I głównie skupiały się na chemicznych i fotochemicznych właściwościach cyjanowych i nitrozylocyjanowych kompleksów metali przejściowych (E. Hejmo, E. Wasielewska, T. Jarzynowski, A. Marchaj, G. Stochel, G. Stopa, J. Oszajca) w tym korelacją pomiędzy strukturą elektronową a reaktywnością we współpracy z Zakładem Chemii Teoretycznej UJ); aktywacją i fotoaktywacją tlenu cząsteczkowego i tlenku azotu(II) w kompleksach z mieszanymi ligandami (A. Marchaj, G. Stochel, G. Stopa, J.Oszajca); mechanizmami reakcji kompleksów żelaza, manganu chromu i kobaltu przy wykorzystaniu zarówno standardowych jak i niekonwencjonalnych metod spektroskopowych i kinetycznych, głównie wysokociśnieniowych i czasowo-rozdzielczych (G. Stochel we współpracy z R. van Eldikiem z Uniwersytetu w Erlangen-Nurnberg) oraz reakcjami kompleksach metali przejściowych z organicznymi ligandami mającymi znaczenie biologiczne (T. Senkowski, M.Dyrek, G.Stochel). W latach 80-tych XX wieku grupa rozpoczęła badania dotyczące utylizacji kompleksów metali d-elektronowych z mieszanymi ligandami w fotokatalizie i fotoelektrokatalizie (Z. Stasicka, A. Marchaj, G. Stochel, G. Stopa, J.Oszajca).
Od roku 1994 badania prowadzone w Zespole Chemii Koordynacyjnej I, wykonywano w dwóch grupach badawczych:
1. Grupa kierowana przez Zofię Stasicką, do której należeli: Ewa Wasielewska, Grzegorz Stopa, Janusz Oszajca, Konrad Szaciłowski (od 1995), Iwona Maciejowska, Joanna Kotaś, Hung Bui Quang, Zygmunt Wołek i Andrzej Karocki oraz Wojciech Macyk (praca magisterska). Badania tej grupy skupiały się na termicznej i fotochemicznej reaktywności kompleksów cyjankowych metali przejściowych bloku d, zarówno homoleptycznych jak i z mieszanymi ligandami; fotokatalizą homogeniczną, interakcją kompleksów żelaza i chromu w kompleksach makromolekularnych; rolą światła i związków koordynacyjnych w procesach zanieczyszczenia środowiska. Grupa współpracowała z prof. F. Wasgestianem z Uniwersytetu w Kolonii i prof. M. Arestą z Uniwersytetem w Bari.
2. Grupa chemii bionieorganicznej kierowana przez Grażynę Stochel (habilitacja 1993, tytuł profesora 2001 zatrudnioną na stanowisku profesora zwyczajnego w 2005), do której należeli: Elwira Ilkowska (od 1991), Alicja Wanat-Franke (od 1996), Maria Wolak (od 1997), Ewa Kuliś (od 1996), Małgorzata Brindell (od 1999), Wojciech Macyk (od 2002) Łukasz Orzeł (od 2006). Badania naukowe tej grupy koncentrowały się wokół aspektów chemii i fotochemii bionieorganicznej i biomedycznej dla metali przejściowych (Fe, Co, Cu, Cr, Mn); biochemii małych cząsteczek nieorganicznych (np. O2, NO, CO) oraz ich termicznej i fotochemicznej aktywacji, mechanizmami i modelowaniem procesów transferu elektronu, substytucji i addycji w układach zawierających komórkowe reduktory czy S-,N-,O- reagenty nukleofilowe i kompleksy metali; rolą światła i związków koordynacyjnych w fotomedycynie (fototerapia i fotodiagnostyka, w tym terapia fotodynamiczna); badaniem mechanizmów termicznych i fotochemicznych reakcji związków kompleksowych wysokociśnieniowymi metodami kinetycznymi.
Zespół Fizykochemii Koordynacyjnej i Bionieorganicznej
W 1998 roku Zespół Chemii Koordynacyjnej I zmienił nazwę na Zespół Fizykochemii Koordynacyjnej i Bionieorganicznej. W 2003 roku, po przejściu prof. Zofii Stasickiej na emeryturę, kierownikiem Zespołu została prof. Grażyna Stochel. Do Zespołu należeli Zofia Stasicka, Ewa Wasielewska, Grzegorz Stopa, Alicja Wanat (Franke), Konrad Szaciłowski (habilitacja 2008, tytuł profesora 2016), Wojciech Macyk (habilitacja 2009, tytuł profesora 2016, Maria Wolak, Małgorzata Brindell, Ewa Kuliś, Zygmunt Wołek, Janusz Oszajca, Łukasz Orzeł, Agnieszka Jańczyk (Kyzioł), Andrzej Karocki. Zespół prowadził badania dotyczące mechanizmów i praktycznych aspektów termicznej i fotochemicznej reaktywności związków koordynacyjnych w układach homogenicznych i heterogenicznych. Od kilkunastu lat Zespół działa w składzie G. Stochel, W. Macyk, M.Brindell (habilitacja 2016), Ł.Orzeł (od 2007 habilitacja 2020), A. Kyzioł (od 2007, habilitacja 2018), J. Dąbrowski (od 2009, habilitacja 2018), Joanna Kuncewicz (od 2011), Przemysław Łabuz (od 2011), Maria Oszajca (od 2014), Olga Mazuryk (od 2015), Marcin Kobielusz (od 2016), Justyna Polaczek (od 2019), Ilona Gurgul (od 2021)
W centrum zainteresowań zespołu znajdują się związki koordynacyjne oraz nanomateriały bazujące na metalach d elektronowych w kontekście ich roli w procesach katalitycznych i fotokatalitycznych w środowisku, biomedycynie a także ich wykorzystania w otrzymywaniu zaawansowanych materiałów. Działalność naukowa skupia się między innymi na projektowaniu i badaniu potencjalnych materiałów dla optoelektroniki i nanoelektroniki, powierzchniach samoczyszczących, funkcjonalnych układach dla ochrony środowiska oraz diagnostyki i terapii zwłaszcza tzw. chorób cywilizacyjnych. Badania mają często charakter interdyscyplinarny i prowadzone są we współpracy z grupami badawczymi z nauk biologicznych, medycznych, środowiskowych czy materiałowych w ramach krajowych i międzynarodowych projektów i grantów. Problematyka badawcza naszego Zespołu, łącząca zagadnienia chemii bionieorganicznej i chemii koordynacyjnej, a także katalizy i fotokatalizy homogenicznej, poszerzona została w ostatnich latach w kierunku nieorganicznej chemii medycznej oraz zaawansowanych materiałów funkcjonalnych i fotokatalizy heterogenicznej w ochronie środowiska. Badania w obszarze fotokatalizy heterogenicznej oraz modyfikacji półprzewodników szerokopasmowych a zwłaszcza dwutlenku tytanu w kontekście zastosowań w ochronie środowiska i konwersji energii słonecznej znalazły się w centrum zainteresowań nowo powstałej (2016) Grupy Fotokataliza w skład, której weszli prof. Wojciech Macyk kierownik grupy, Marcin Kobielusz, Joanna Kuncewicz, Przemysław Łabuz, Kaja Spilarewicz (od 2021), Tamyaz Tabari (od 2018).
Drzewo genealogiczne Chemii Koordynacyjnej w Polsce
1: prof. Wiktor Jakób, 2: prof. Cyryl Michalewicz; 3. prof. Bogusława Jeżowska-Trzebiatowska, 4: doc Janina Chojnacka, 5. doc. Tadeusz Senkowski, 6. prof. Alina Samotus, 7. prof. Zofia Stasicka, 8. prof. Grażyna Stochel, 9. prof. Barbara Sieklucka, 10. Prof. Janusz Szklarzewicz, 11. prof. Konrad Szaciłowski 12. prof. Wojciech Macyk (narysowane przez inż. Zygmunta Wołka).
* Tekst napisano w oparciu o artykuł Z. Stasickiej, J.J. Ziółkowskiego "Pochodzenie i rozwój chemii koordynacyjnej w Polsce - uwagi wstępne". Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 2133-2143 oraz artykuł G. Stochel w Alma Mater UJ 2021 nr. 225.