Terpenoid transformations over gold catalysts

Nowadays biomass transformation has a great potential for the synthesis of value-added compounds with a wide range of applications. Terpenoids, extracted from biomass, are inexpensive and renewable raw materials which often have a biological activity and are widely used as important organic platform molecules in the development of new medicines as well as in the synthesis of fine chemicals and intermediates. At the same time, special attention is devoted to the application of gold catalysts to fine chemical synthesis due to their outstanding activity and/or selectivity for transformations of complex organic compounds. Conversion of renewable terpenoids in the presence of gold nanoparticles is one of the new and promising directions in the transformation of biomass to valuable chemicals. In the doctoral thesis, different kinds of natural terpenoids, such as α-pinene, myrtenol and carvone were selected as starting materials. Gold catalysts were utilized for the promising routes of these compounds transformation. Investigation of selective α-pinene isomerization to camphene, which is an important step in an industrial process towards the synthesis of camphor as well as other valuable substrates for the pharmaceutical industry, was performed. A high activity of heterogeneous gold catalysts in the Wagner-Meerwein rearrangement was demonstrated for the first time. Gold on alumina carrier was found to reach the α-pinene isomerization conversion up to 99.9% and the selectivity of 60-80%, thus making this catalyst very promising from an industrial viewpoint. A detailed investigation of kinetic regularities including catalyst deactivation during the reaction was performed. The one-pot terpene alcohol amination, which is a promising approach to the synthesis of valuable complex amines having specific physiological properties, was investigated. The general regularities of the one-pot natural myrtenol amination in the presence of gold catalysts as well as a correlation between catalytic activity, catalyst redox treatment and the support nature were obtained. Catalytic activity and product distribution were shown to be strongly dependent on the support properties, namely acidity and basicity. The gold-zirconia (Au/ZrO2) catalyst pretreated under oxidizing atmosphere was observed to be rather active, resulting in the total conversion of myrtenol and the selectivity to the corresponding amine of about 53%. The reaction kinetics was modelled based on the mechanistic considerations with the catalyst deactivation step incorporated in the mechanism. Carvone hydrogenation over a gold catalyst was studied with the general idea of investigating both the activity of gold catalysts in competitive hydrogenation of different functional groups and developing an approach to the synthesis of valuable carvone derivatives. Gold was found to promote stereo- and chemoselective carvone hydrogenation to dihydrocarvone with a predominant formation of the trans-isomer, which generally is a novel synthetic method for an industrially valuable dihydrocarvone. The solvent effect on the catalytic activity as well as on the ratio between trans- and cis-dihydrocarvone was evaluated.

[Kirjallisuutta]

Kirjallisuusarvostelu

Ilmastonmuutosteknologiat maailman patenttijärjestelmissä: Case autoteollisuus

Tässä työssä tarkastellaan kahden kansainvälisen patenttiluokitusjärjestelmän vihreiden teknologioiden luokitusjärjestelmiä autoteollisuudessa. Työn tarkoitus on tutkia, kuinka paljon vihreän teknologian patenttianalyysin tulokset eroavat toisistaan, jos tutkimuksissa käytetään eri patenttien luokitusjärjestelmiä. Vanhempi järjestelmä, International Patent Classification, on asemansa vakiinnuttanut kansainvälinen patenttienluokitusjärjestelmä. Vasta viime vuosina käyttöön otettu Cooperative Patent Classification on Euroopan ja Yhdysvaltojen patenttijärjestöjen kehittämä patenttien luokitusjärjestelmä. Tutkimusmenetelmissä hyödynnetään patenttianalyysia ja joukko-oppia. Tutkimuksessa vihreiden teknologioiden luokittelumenetelmien vertailukohteille saatiin määrällisesti samankaltaiset tulokset, mutta niiden sisältämät patentit eivät olleet pääsäännöllisesti samoja. Työssä tarkastellaan myös Toyotan, Daimlerin ja Fordin vihreiden autoteknologiapolkujen kehitystä. Varsinkin Toyota ja Daimler tulevat yhä enemmän panostamaan sähkö- ja hybridiautoihin verrattuna polttomoottoriautoihin.

Antitromboottisten lääkeaineiden enantiomeerien kromatografinen fraktiointi

Suuri osa käytössä olevista lääkeaineista on kiraalisia yhdisteitä. Lääkevalmisteet sisältävät yhdisteen enantiomeerien ominaisuuksista riippuen joko yksittäistä enantiomeeria tai näiden seosta. Antitromboottisiin eli veren hyytymistä estäviin lääkeaineisiin kuuluvat varfariini ja rivaroksabaani ovat kiraalisia yhdisteitä, joiden enantiomeerien ominaisuudet poikkeavat antitromboottisen vaikutuksen voimakkuuden suhteen. Varfariinia käytetään kliinisesti enantiomeeriensa raseemisena seoksena, kun taas rivaroksabaani on käytössä lääkevalmisteena puhtaana S-enantiomeerinaan. Lääkeaineen enantiomeerien erottaminen toisistaan on tärkeää esimerkiksi enantiomeerien puhdistamiseksi, lääkevalmisteen oikean koostumuksen varmistamiseksi tai yksittäisten enantiomeerien käyttäytymisen arvioimiseksi elimistössä. Tässä kirjallisuustyössä käsiteltiin nestekromatografian käyttöä antitromboottisiin lääkeaineisiin kuuluvien antikoagulanttien enantiomeerien fraktioinnissa. Kirjallisuudesta saadun tiedon perusteella arvioitiin, millä erotusmateriaaleilla ja millaisissa koeolosuhteissa varfariinin sekä rivaroksabaanin enantiomeerit tulisi erottaa toisistaan. Varfariinin enantiomeerien erotukseen parhaiten sopivaksi erotusmateriaaliksi todettiin kirjallisuuden perusteella kiraalinen vankomysiinipohjainen stationaarifaasi (Chirobiotic V) metanolin, etikkahapon ja veden seoksen toimiessa eluenttina. Eluentin virtausnopeudella 0,3 mL/min ja pienellä injektiotilavuudella varfariinin enantiomeerit saatiin erottumaan täydellisesti ja nopeasti toisistaan. Kirjallisuuden perusteella rivaroksabaanin enantiomeerien erotuksessa erotusmateriaalina toimii parhaiten kiraalinen selluloosapohjainen stationaarifaasi (Chiralcel OD-RH), kun eluenttina käytetään n-heksaanin ja isopropanolin seosta virtausnopeudella 1 mL/min. Varfariinin ja rivaroksabaanin enantiomeerien fraktiointiin parhaiten sopivia menetelmiä voidaan käyttää eri tilanteissa, kuten lääkevalmisteiden laadunvarmistuksessa tai enantiomeerien erotuksessa niiden synteesin jälkeen.

Pienten osuuskuntien taloudellinen suoriutuminen

Tämän kandidaatintutkielman tarkoituksena on tutkia suomalaisia pienosuuskuntia niiden taloudellisen suoriutumisen näkökulmasta. Taloudellista suoriutumista tutkitaan tunnuslukujen avulla osuuskuntien tilinpäätöksissä olevien lukujen perusteella. Lisäksi tutkitaan, onko taloudellisessa suoriutumisessa eroavaisuuksia alueen, toimialan tai osuuskunnan koon välillä. Tutkimuksen aineisto on peräisin suomalaisten osuuskuntien tilinpäätöksistä, jotka ovat saatavilla Patentti- ja rekisterihallituksen Virre-tietokannasta. Aineistoa analysoidaan SAS Enterprise Guide -ohjelman avulla käyttäen apuna jakauma-analyysiä, yhteenvetotilastoja, Kruskal-Wallisin testiä sekä Spearmanin korrelaatioanalyysiä. Jakauma-analyyseillä ja yhteenvetotilastoilla muodostetaan aineistosta kokonaiskuva ja analysoidaan suomalaisten pienosuuskuntien tunnuslukuja. Kruskal-Wallis testillä analysoidaan taloudellisen suoriutumisen eroa alueellisesti ja toimialakohtaisesti ja Spearmanin korrelaatiokertoimella mitataan korrelaatiota liikevaihdon ja tunnuslukujen välillä. Tulosten perusteella osuuskuntien taloudellinen suoriutuminen ei ole sidoksissa toimialaan eikä alueeseen. Koon ja quick ration välillä löytyi negatiivinen korrelaatio. Suomalaisten pienosuuskuntien maksuvalmius on hyvällä tasolla. Myös vakavaraisuus on kohtalainen. Kannattavuuden tunnusluvut jäivät osuuskunnilla hyvin alhaisiksi ja osin jopa negatiivisiksi. Koska osuuskuntien toiminnan tarkoitus ei ole maksimoida voittoa, voidaan kannattavuuden tunnuslukuja pitää hyvällä tasolla, kunhan ne ovat positiivisia.

Tilintarkastajan vastuu kurinpidollisesta näkökulmasta

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää millainen on tilintarkastajan kurinpidollinen vastuu lakisääteisessä tehtävässä. Lisäksi tutkimuksessa selvitettiin, miten tilintarkastajan vastuu voi realisoitua ja millaisia kurinpidollisia seuraamuksia tilintarkastajille määrätään Suomessa. Tutkimuksen aineistona on käytetty TILA: n valvonta-asioiden ratkaisuja vuosina 2007 - 2014. Patentti – ja rekisterihallitus on vastannut kurinpidollisista asioista vuoden 2016 alusta lähtien. Tutkimuksessa noudatetaan käsitteellistä lähestymistapaa: tilintarkastajan vastuun ohella työssä on käsitelty muun muassa lakisääteistä tilintarkastusta, hyvää tilintarkastustapaa ja ammattieettisiä periaatteita. Työ on toteutettu laadullisena tutkimuksena ja aineisto koostuu dokumenteista koskien kurinpidollisia ratkaisuja vuosina 2007 - 2014. Tutkintatapausten käsittelyssä huomiota kiinnitettiin tutkinnan aloittamisen syihin ja tutkinnan seurauksena määrättyihin sanktioihin. Tutkintaan johtaneiden syiden väliltä pyrittiin löytämään yhteisiä tekijöitä. Lisäksi huomiota kiinnitettiin tutkintatapausten ja sanktioiden määrien kehitykseen. Tarkasteluaikavälillä yleisin syy tutkinnan aloittamiselle oli hyvän tilintarkastustavan tai tilintarkastuslain vastainen toiminta. Sanktiomuodoista varoituksia annettiin hieman enemmän kuin huomautuksia, hyväksymisen peruuttamiseen päädyttiin vain kahdeksassa tapauksessa. Yli puolessa tutkintatapauksissa sanktioita ei määrätty ollenkaan. Kaiken kaikkiaan sanktioiden ja tutkintatapausten määrässä ei havaittu tapahtuneen suurta vaihtelua tarkasteluaikavälillä.