Studentská vědecká konference

Calix[4]areny a calix[5]areny jsou známy ve 4 konformacích: kónické, částečně kónické, 1,2-střídavé a 1,3-střídavé. Calix[4]areny mohou být zafixovány v jedné z konformací při zavedení alespoň propylového zbytku na jejich dolní okraj; zafixování calix[5]arenů vyžaduje přítomnost stericky náročných substituentů jak na horním, tak na dolním okraji. V této práci jsem se věnoval konformační stabilizaci calix[4]arenů a calix[5]arenů. V případě calix[4]arenů jsem vycházel z konformačně nestabilního methoxysubstituovaného calix[4]arenu, který jsem derivatizoval v meta-poloze a následně podrobil Bischler-Napieralského reakci s cílem dosáhnout konformační stability přemostěním horního okraje. Konformačně stabilní calix[5]aren se podařilo připravit, bohužel ale s velmi nízkým výtěžkem.

Aminy jsou organické sloučeniny formálně odvozené od amoniaku nahrazením vodíkových atomů za uhlíkové substituenty. Celá řada aminů, zejména chirálních aminů, je součástí přírodních látek a léčiv. Chirální aminy se také využívají v asymetrické syntéze. Proto je cílem mé práce vypracovat nový postup pro přípravu chirálních aminů. Navržený postup kombinuje snadnou dostupnost aminů 1 a reaktivitu fosfátů. Ve svém návrhu předpokládám, že výchozí aminy 1 budou převedeny na fosforamidáty 2, které budou reakcí s organolithnými a Grignardovými činidly převedeny na koncové produkty 3.  

Deriváty [2.2]paracykofanu jsou díky své planární chiralitě využívány v organické syntéze jako stavební bloky pro enantioselektivní katalyzátory. Ve své práci se zabývám přípravou aminoparacyklofanů 1, které by měly vést k analogům deoxyfluoračních činidel 2 známých jako AlkylFluor a PhenoFluor. Substituce alkylovým řetězcem v ortho-poloze k atomu dusíku (R² = alkyl) by měla zvýšit stabilitu intermediárních N‑heterocyklických karbenů. K přípravě aminoderivátů 1 jsem použil dva syntetické postupy vycházející z komerčně dostupného [2.2]paracyklofanu. První z nich využívá jako klíčový intermediát 4-methyl[2.2]paracyklofan, druhý je založen na aza-Claisenově přesmyku N‑allyl‑4‑aminoparacyklofanů.

Disubstituované 1,3-fenylen-močovinové makrocykly jsou nová skupina symetrických neutrálních látek, které mají schopnost komplexovat nejrůznější ionty. Základní skelet je tvořen čtyřmi benzenovými jádry a ta jsou vzájemně propojena čtyřmi močovinovými jednotkami. Aromatická jádra mohou být derivatizována vhodnými substituenty. Cílem práce je syntéza dibutoxy substituovaného 1,3-fenylen-močovinového makrocyklu a porovnání jeho komplexačních vlastností s podobnými makrocykly připravenými v naší laboratoři. Diskutovány budou zejména optimalizace jednotlivých kroků postupné syntézy makrocyklu.  

Kapalné krystaly představují unikátní stav hmoty, jejíž vlastnosti se nachází na pomezí pevné a kapalné fáze. Jsou schopny reagovat na vnější podněty, jako jsou světlo, magnetické či elektrické pole, a díky tomu nachází uplatnění v širokém spektru aplikací zahrnujících jak optické displeje, tak řízené uvolňování léčiv v organismu. Cílem mé práce je syntéza lomených kapalných krystalů (Ia-c, IIa-c) s využitím 3-fluor-5-hydroxybenzoové kyseliny jako centrálního jádra. U cílových achirálních lomených mesogenů budeme studovat vliv délky alkylových řetězců, počtu esterových spojek a přítomnosti fotosenzitivní azoskupiny v postranních ramenech na mezomorfní chování, především vznik nematické fáze a makroskopicky chirální smektické fáze.  

Research of purine nucleoside phosphorylase (PNP) inhibitors started in the 90s, however, since then, most compounds failed in clinical trials due to their low activity, solubility, or bioavailability. In recent years, novel PNP inhibitors with nanomolar activity were developed in our research group. These inhibitors are based on hypoxanthine moiety which modifications have not been explored yet. This work aims to design and synthesize novel PNP inhibitors with a modified base using computational methods in order to achieve better pharmacokinetic properties with preserved biological activity.  

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) s použitím chirálních stacionárních fází je bezesporu jednou z  nejrozšířenějších metod separace enantiomerů, a to jak v  analytickém, tak v preparativním měřítku. V  současné době je k  dispozici více než 100 typů chirálních stacionárních fází, které umožňují separaci téměř libovolného racemátu.Výjimku tvoří ionizované a ionizovatelné látky, které nejsou vhodnými analyty pro většinu komerčně dostupných chirálních chromatografických kolon. Sloučeniny tohoto typu lze však efektivně separovat na chirálních ionexech.¹ Cílem této práce je syntéza chirálních stacionárních fází povahy katexů, které ve své struktuře obsahují opticky čistou 2-aminocykloalkan-1-sulfonovou kyselinu jako chirální jednotku. Připravené chirální selektory byly imobilizovány na vhodně modifikovaný silikagel a získané chirální sorbenty byly naplněny do chromatografických kolon. Chromatografické vlastnosti připravených stacionárních fází byly vyhodnoceny vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií při separaci racemických směsí biologicky aktivních aminů.  1 Kohout, M.; Wernisch, S.; Tůma, J.; Hettegger, H.; Pícha, J.; Lindner, W. J. Sep. Sci. 2018, 41, 1355.

Chemie bicyklo[1.1.1]pentanu (dále BCP) zažívá v posledních třech letech renesanci, což je zjevné z více jak 75 originálních publikací či rozsáhlých review. Téměř veškeré tyto práce se však zabývají chemií v bridgehead (neboli 1,3-) pozicích. Přímá substituce atomů vodíku v můstkových (neboli 2,4,5-) polohách je velmi málo prozkoumanou oblastí, což je jasně demonstrováno pouze dvěma publikacemi za posledních 20 let. Prozatím se ukazuje, že pouze radikálová chlorace je dostatečně selektivní metoda vedoucí k zavedení až čtyř atomů chloru na napnutý BCP skelet. Jelikož 2,2-difluorbicyklo[1.1.1]pentan-1,3-dikarboxylová kyselina (F₂BCP) je jedinou doposud známou látkou nesoucí dva atomy halogenu jiné než chlor, rozhodli jsme se prozkoumat její chování při radikálových chloracích a v kombinaci s radikálovou dechlorací se nám podařilo připravit čtyři zcela nové polyhalogenované deriváty BCP. Jejich struktury byly potvrzeny rentgenovou difrakcí a pK_A příslušných kyselin byly stanoveny kapilární elektroforézou. Rozsáhlé DFT výpočty sloužily k objasnění selektivní tvorby čtyř z devíti možných izomerů. Každá tato látka pak může být dále začleněna do složitějších systémů s využitím již velmi dobře známé chemie na bridgehead pozicích.

DC-SIGN is a lectin receptor found on the surface of dendritic cells and macrophages.Its interaction with carbohydrates on the surface of pathogens is key for the initiation of immune response. A recent study has identified several small molecules (fragments) which show a high affinity for DC-SIGN. Several DC-SIGN ligands were synthesized and used for DC-SIGN targeting in our two projects. The aim of the first project is to visualize cancerous lymph nodes using fluorescent nanodiamonds. Their surface can be chemically modified to enable attachment of DC-SIGN ligands. Such modified nanodiamonds bind to the DC-SIGN on the surface of tumour-associated macrophages. High concentration of macrophages in nodes is linked to a metastatic tumour. Thanks to the fluorescent properties of nanodiamonds, the nodes can be easily distinguished from the surrounding tissue. In the second project, I am developing modified liposomes for targeted drug delivery to dendritic cells. Being modified with selective DC-SIGN ligands, the liposomes could deliver their cargo directly to the dendritic cells, which is, among others, a promising strategy to increase the efficacy of vaccines.