Studentská vědecká konference

5-Deazaflaviny jsou látky odvozené od flavinů, které vznikly substitucí dusíku v poloze 5 uhlíkem. Stejně jako flaviny jsou schopny absorbovat viditelné světlo a dají se použít při redoxních fotokatalýzách. Deazaflaviny mají nízké redukční potenciály. Díky tomu jsou využitelné zejména pro katalýzu redukčních reakcí. Cílem mé práce je připravit aryl-substituované 5-deazaflaviny a studovat jejich fotofyzikální vlastnosti a využití při fotokatalytických redukčních reakcích.  

DC-SIGN is a protein receptor located on the surface of human dendritic cells. It forms complexes with various mannose-containing glycoproteins, and thus it can bind bacteria and viral particles to the dendritic cell’s surface. This adhesion of pathogens is needed for an adequate immune response, but can be taken advantage of by some viruses, namely HIV and Hepatitis C. These viruses need to bind to the DC-SIGN receptor in order to get transported into T-cells which are then infected by the virus. In case of HIV, the virus adheres to DC-SIGN with GP120 glycoprotein. Linking small molecules with high affinity for certain parts of the receptor in such a way as to ensure their interaction with the binding sites of GP120 would lead to selective blocking of DC-SIGN receptor. This can make it impossible for HIV virus to form a complex with the receptor, and thus stop the virus from infecting the T-cells. As a part of a larger fragment-based drug discovery project, a small library of substituted 6-fluoro-4-quinolones was synthesized and screened for affinity for DC-SIGN.  

Metateze prochirálních endiynů je novou reakcí vedoucí k racemickým chirálním sloučeninám obsahujícím trojnou vazbu a konjugovaný dienový systém. Ve své práci se zabývám Dielsovou-Alderovou reakcí těchto látek s vhodnými dienofily. Jako výchozí látku jsem nejprve v pěti krocích syntetizoval výchozí 5-allyloxynona-2,7-diyn. Z něj jsem metatezí za katalýzy Grubbsovým katalyzátorem 1. generace získal  6-but-2-ynyl-4-isopropenyl-5,6-dihydro-2H-pyran. Jako dienofily jsem použil para-benzochinon a  dimethyl-maleinát.

Již více než deset let jsou známy kapalné krystaly (LC) obsahující ve své lineární struktuře nitroxylový radikál. Tyto sloučeniny vykazují schopnost samoskladby s řadou supramolekulárních struktur (mezofází). Díky volnému elektronu na atomu kyslíku pak v různých mezofázích dochází ke změně dipolární spin-spinové interakce mezi molekulami. V naší skupině studujeme lomené LC se stabilním nitroxylovým radikálem (TEMPO) v terminální části jednoho z postranních řetězců. V současné době se zabýváme studiem širší skupiny těchto materiálů s cílem popsat závislost fyzikálních vlastností na změně chemické struktury. Cílem mé práce je příprava nových lomených materiálů se 7-hydroxynaftalen-2-karboxylovou kyselinou nebo naftalen-2,7-diolem jako centrálním jádrem, které zajišťují lomený tvar molekuly. Jedno z postranních prodlužujících ramen nese stabilní jednotku TEMPO, zatímco druhé obsahuje tři aromatická jádra a flexibilní terminální řetězec potřebný pro stabilizaci mezomorfního chování (Obr. 1). Mezomorfní chování připravených sloučenin bude studováno na Fyzikálním ústavu AV ČR diferenční skenovací kalorimetrií a polarizační mikroskopií.

Dendritické struktury jsou větvené molekuly, které nalézají široké uplatnění v oblasti supramolekulární chemie včetně využití v biologických procesech. Tato práce se zabývá jedním možností využití calix[4]arenového skeletu jako centrální jednotky, ze které bude vycházet dendritický rozvoj. V rámci výzkumu byly syntetizovány tetraaminocalix[4]areny v kónické a 1,3-střídavé konformaci, které byly persulfonylovány pomocí nosylchloridu.  Následným krokem bude redukce nitroskupin, která byla úspěšně vyzkoušena na modelových sloučeninách a celý proces bude opakovaný, díky čemuž získáme velké množství funkčních skupin na periferii v relativně nízkém počtu kroků. Vzhledem k vysokému výtěžku a jednoduchosti provedení lze očekávat další průmyslové využití těchto struktur. Cílem práce je syntéza vyšších generací dendrimerů s calix[4]arenovými jádry, které budou připraveny k připojení funkčních skupin na periferii, které budou vhodné pro další studium.  

Organokatalýza je už dlho neodmysliteľnou súčasťou stereoselektívnych syntéz v organickej chémii. V našej výskumnej skupine sa dlhodobo zaoberáme bifunkčnými organokatalyzátormi na báze prolínu a ich aplikáciou v stereoselektívnych Michaelových adíciách. Najskôr boli v našej pracovnej skupine pripravené aminopyridínové zlúčeniny 1A a 1B. Zatiaľ čo 4-aminopyridínové deriváty 1A, vykazovali vysokú katalytickú aktivitu v modelových reakciách, analogické 2-aminopyridínové zlúčeniny 1B boli katalyticky neaktívne. Dôvodom pre túto neúčinnosť môže byť buďto deaktivácia dusíka v pyridínovej jednotke intramolekulárnou vodíkovou väzbou s pridruženou (tio)močovinovou funkčnou skupinou, alebo vychýlením roviny pyridínového cyklu z konjugácie s dusíkom pripojenej pyrolidínovej jednotky a teda oslabením nukleofilného/bázického charakteru pyridínovej skupiny. Na overenie, resp. vyvrátenie vyššie uvedených hypotéz som pripravil analogický aminokarbamátový katalyzátor 2, ktorý vylučuje potenciálny vznik vodíkové väzby deaktivujúci pyridínovú jednotku. Pripravený katalyzátor 2 bol testovaný v modelovej stereoselektívnej Michaelovej adícii dietylmalonátu na trans-β-nitrostyrén v rôznych rozpúšťadlách.

Substituované alkeny/azosloučeniny jsou schopny měnit svou konfiguraci na dvojné vazbě (cis-/trans-) po dodání energie ve formě světla či tepla. Tato práce se zabývá přípravou výše zmíněných sloučenin, které obsahují areny substituované především elektrondonorními skupinami (hydroxy, methoxy skupiny). Ty umožňují posunutí vlnové délky světla použitelného pro změnu konfigurace k červené části viditelného spektra, což lze využít při biologických aplikacích díky pronikání těchto vlnových délek hlouběji do tkání bez jejich poškozování. Využitelnost takových alkenů/azosloučenin spočívá např. v ovlivnění uzavírání a otevírání iontových kanálů, nebo je lze využít jako „spínače“ biologické aktivity u vybraných léčiv např. antibiotik.  

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) s použitím chirálních stacionárních fází je bezesporu jednou z nejrozšířenějších metod separace enantiomerů, a to jak v analytickém, tak preparativním měřítku. V současné době je k dispozici více než 100 typů chirálních stacionárních fází, které umožňují chirální separaci téměř libovolného racemátu. Výjimku tvoří ionizované a ionizovatelné látky a jejich směsi, které nejsou vhodnými analyty pro většinu komerčně dostupných chirálních chromatografických kolon. Sloučeniny tohoto typu lze však efektivně separovat na tzv. chirálních ionexech. Cílem mé práce byla syntéza dvou chirálních katexů odvozených od (S,S)-2-aminocyklohexan-1-sulfonové kyseliny. Při syntéze jsem vycházela z ethylesteru 3,5-dichlor-4-hydroxybenzoové  kyseliny, který jsem sekvencí reakcí převedla na příslušné amidy s terminální dvojnou a trojnou vazbou. Takto připravené selektory byly každý jiným způsobem imobilizovány na modifikovaný silikagel a získané chirální sorbenty byly naplněny do chromatografických kolon. Separační vlastnosti připravených chirálních stacionárních fází byly vyhodnoceny pomocí HPLC při dělení racemických směsí biologicky aktivních aminů.  

DC-SIGN is a receptor present mainly on the surface of dendritic cells. It binds to mannose-containing carbohydrate antigens on the surface of various pathogens such as HIV, Hepatitis C, Mycobacterium tuberculosis or Ebola virus. These pathogens take advantage of the interaction to facilitate their own spread, and therefore, there is a need for an antagonist of this interplay. However, the hydrophilicity and shallowness of the binding sites make the development of inhibitors rather complicated. Screening of a library of small-molecule fragments revealed that quinoxalinone shows high affinity for the receptor. Its derivatives are thus promising antagonists of DC-SIGN–glycan interactions. This project focuses on the preparation of various quinoxalinone derivatives and evaluation of their affinity for the DC-SIGN receptor.

Lidské adenylát cyklázy (ADCY) jsou integrálními membránovými proteiny zapojenými do přenosu extracelulárních signálů do intracelulárních odpovědí. ADCY přeměňují adenosintrifosfát (ATP) na cyklický adenosinmonofosfát (cAMP), který se účastní přenosu nervového vzruchu jakožto sekundární přenašeč informací. Předpokládá se, že by ovlivňování produkce cAMP mohlo hrát roli při léčbě neurodegenerativních chorob a neuropatických bolestí. Acyklické nukleosidfosfonáty jsou dnes již známými léčivy proti HIV, hepatitidě typu B a jiným virovým onemocněním. Nedávno bylo prokázáno, že některé acyklické nukleosidfosfonáty jsou schopny modulovat (převážně inhibovat) jisté ADCY. Cílem této práce je připravit sérii nových analogů adefoviru (PMEA), konkrétně 7-substituovaných 7-deazapurinových derivátů, ve formě proléčiv a získat informace o jejich biologické aktivitě.