TOMEČKOVÁ, E. Predikce elektrochemických vlastností flavinů metodou funkcionálu elektronové hustoty [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.

Posudek vedoucího

Truksa, Jan

Bakalářská práce studentky Evy Jazmíny Tomečkové pojednává o problematice teortické predikce redoxních vlastností flavinových derivátů, které mohou mít využití při přípravě ekologicky šetrných baterií. Prvním cílem bylo vypracování rešerše se zaměřením na techniky výpočetní chemie, dále nalezení vhodné teoretické metody, provedení potřebných výpočtů a vyhodnocení výsledků. Studentka začala práci již na konci druhého ročníku studia. Projevila velkou snahu a zájem o téma, přestože metody výpočetní chemie byly pro ni dosud zcela neznámé. Celkem bylo provedeno a vyhodnoceno přibližně čtyři sta výpočtů. V teoretické části studentka nejprve představuje metody výpočetní chemie. Tato část přehledně podává základy především metody funkcionálu elektronové hustoty, která byla v práci převážně používána. Následně jsou vysvětleny principy predikce elektrochemických redoxních potenciálů. Závěr teoretické části se věnuje molekulám flavinů, jejich biologickému výskytu a možnostem současného použití. Teoretická část vychází z velkého množství aktuálních odborných pramenů. Navazuje popis metodiky výpočtů, kde jsou uvedena použitá nastavení výpočtů včetně vysvětlení jejich použití. Dále je představen soubor uvažovaných molekul a jejich experimentálních redoxních potenciálů, které jsou dále predikovány. Výsledky výpočtů jsou shrnuty přehledně pomocí tabulek a grafů. Jsou vybrány dvě metody, které predikují redukční potenciál s přijatelnou spolehlivostí a mohou být použity například pro výběr molekul pro syntézu. Výsledný model není v úplném souladu s literaturou, především nebylo očekáváno selhání velkých bází. Plné vysvětlení této anomálie však pravděpodobně přesahuje rámec bakalářské práce. Zlepšení přesnosti při použití Mller-Plessetovy korekce se naopak ukázalo jako funkční. Nedostatkem práce je absence přílohy, shrnující výsledky dílčích výpočtů, což ztěžuje orientaci ve výsledcích. Tato bakalářská práce je zpracována srozumitelně, přehledně, s minimem překlepů a formálních chyb, kdy autorka prokázala schopnost dobře pracovat s odbornou literaturou a sepsat kvalitní text o abstraktní a poměrně náročné problematice. Práce představuje dobrý základ pro následující práci v oblasti elektrochemie flavinů. Předloženou bakalářskou práci doporučuji k obhajobě a na základě její úrovně navrhuji hodnocení A.

Posudek oponenta

Lukeš,, Vladimír

Oponovaná bakalárska práca má charakter teoretickej štúdie, ktorá si kladie za cieľ nájsť optimálnu kombináciu funkcionálu DFT (M06-2X alebo B3LYP) so šiestimi možnými bázami atómových orbitálov pre výpočet elektrochemických potenciálov flavínov. Motiváciu a ciele práce považujem za vedecky relevantné. Žiaľ, v texte diplomovej práce nie sú sumarizované výsledky pre parciálne výpočty a nie sú k dispozícii ani v prílohe. Z tohto dôvodu som nedokázal prekontrolovať správnosť výsledkov a tvrdení uvádzaných v tabuľkách 4 a 5. Konštatovanie o zlyhaní veľkých báz a funkčnosti malých báz je v rozpore s tým, čo uvádza odborná literatúra už viac ako 30 rokov. Prekvapujúce je aj zistenie o nepoužiteľnosti M06-2X funkcionálu kombinovaného s Poplovými bázami (tab. 5). Ja osobne mám práve opačnú skúsenosť. V prípade fenyldiamínov sme vedeli týmto prístupom správne opísať procesy s prenosom elektrónu a protónu (J. Mol. Liquids, 2023, 389, 122811). K originalite textov sa neviem vyjadriť, pretože som nemal k dispozícii relevantný podklad, napr. webový protokol o originalite textu. Po formálnej stránke mám k textom tieto pripomienky: Rovnica 2: symbol mínus sa má písať pred zlomok, symbol n sa používa podľa technickej normy pre látkové množstvo – treba použiť písmeno z. Strana 11, text k rovnici 2: chýba citácia z nejakej učebnice fyzikálnej chémie. Obrázok 9, 10 – v texte nie sú uvedené vypočítané hodnoty redukčných potenciálov k jednotlivým molekulám. Z tohto dôvodu mali byť v obrázkoch identifikované jednotlivé zlúčeniny. Celý text: M062X sa správne zapisuje formou M06-2X. Obr. 9, popis osi y: namiesto „Dunning CC“ použiť „Aug-cc-pVDZ“. Tabuľka 4: popis k tabuľke nie je úplne jasný. Porovnávajú sa DFT výsledky s experimentom? A čo sa robí s MP2 energiami? Kapitola 3.2.3, strana 20: chýba údaj o teplote, aká sa použila pri výpočte termodynamických veličín. Strana 12: Koopmansov teorém je platný iba pre variačnú ab initio Hartreeho-Fockovu metódu. V prípade DFT to už nevyplýva exaktne z teórie. Kapitola 3.1 V texte sa mohli stručne uviesť podmienky elektrochemického experimentu, t.j. rozpúšťadlo, koncentrácia, druh techniky merania – typy použitých elektród, teplota a pod. Strana 21, pre Gibbsovu energiu protónu sa uvádza hodnota -1112,5 kJ/mol. Nie je zrejmé, či ide o experimentálny údaj alebo teoretický. Aký je príspevok solvatácie k tejto Gibbsovej energii a aká je Gibbsova energia nesolvatovaného protónu? Strana 23: „... bázy Aug-cc-pVDZ ...“ - značenie bázy aug-cc-pVDZ sa vo vete píše malým začiatočným písmenom a. Strana 26: „Dokopy boli testované dva funkcionály, ...“ – umelecký štýl textu. Napriek mojím kritickým postrehom, odporúčam prácu k obhajobe. Zároveň navrhujem autorke práce, aby moje pripomienky zohľadnila vo svojej obhajobe, t.j. pri prezentácii a interpretácii výsledkov.

eVSKP id 156495