Studentská vědecká konference

Substráty obsahující allylové uskupení lze využít pro zkoumání reaktivity nukleofilních fluoračních činidel. Dvojná vazba allylového systému 1 umožňuje kromě klasické nukleofilní substituce S_N2 také nukleofilní substituci s allylovým přesmykem (S_N2'), při níž dochází k posunu dvojné vazby a vzniku nového stereogenního centra. Stereoselektivní fluorace za vzniku rozvětveného allylfluoridu 3 je známá pouze za katalýzy palladiem nebo iridiem. Ve své práci jsem syntetizoval allylhalogenidy a allylalkoholy 1 pomocí Wittigovy nebo Wittigovy–Hornerovy reakce. Pro fluorace připravených allylderivátů jsem využil komerčně dostupná fluorační činidla, a to tetrabutylamonium-fluorid (TBAF) a tetrabutylamonium-trifenyldifluorsilikát (TBAT), přičemž jsem sledoval konverzi a poměr allylfluoridů 2 a 3.  

Several flavin-dependent enzymes have been observed to catalyze reactions including d->a umpolung transformations. Following a nucleophilic attack on the 5-N atom of flavin moiety the polarity of such donor is switched, making it an acceptor while the negative charge is being stabilized by the flavin. A viable in vitro replacement of such enzymes should be ethylene-bridged flavinium salts. However, the 5-N is not the only electrophilic center susceptible to a nucleophilic attack and other nucleophilic attacks are undesirable. To reduce the possibility of an undesirable attack, sterically hindering substituents are added on the bridge. Reactions with nucleophiles are then performed to study the adduct formation, homocoupling reactions of nucleophiles and to compare the yields with reactions catalyzed by analogical flavinium salts without sterical hindrance.  

Polyfenoly jsou sloučeniny s potenciální biologickou aktivitou, a proto jsou předmětem studia ve farmacii. Mnohé studie popisují využití polyfenolů při léčbě kardiovaskulárních a onkologických onemocnění nebo jejich protizánětlivé účinky, proto se ve své práci zabývám přípravou polyfenolů Buchwaldovou-Hartwigovou reakcí s použitím 4-hydroxypyridinu (1) jako nového hydroxylačního činidla. Lze předpokládat, že za podmínek Buchwaldovy-Hartwigovy reakce bude 4-hydroxypridin (1) vystupovat jako ambidentní nukleofil, který v závislosti na reakčních podmínkách umožní vznik produktů N- nebo O-arylace (2) a (3). Hlavním předmětem mé práce je studium vlivu reakčních podmínek na průběh Buchwaldovy-Hartwigovy reakce s cílem maximalizovat tvorbu polyfenolů (4).  

Nové psychoaktivní látky (NPS), se objevují na černém trhu jako legální alternativa zákonem zakázaných látek. Na základě struktury se NPS rozlišují do několika skupin (např. fenethylaminy, fenylcyklidiny, kanabinoidy). Mezi fenethylaminy patří i látky typu NBOH i NBOMe, tedy 4-substituované N-(2‘-hydroxybenzyl)-2,5-dimethoxy fenethylaminy, které se na černém trhu začaly objevovat od roku 2015. NBOH však mohou způsobit řadu nežádoucích účinků, jako jsou hypertermie, bolest hlavy a tachykardie. V krajním případě může nastat i smrt. Vzhledem k tomu, že se jedná o poměrně novou látku, není o ní v současné době mnoho studií k dispozici. Obzvláště znalost metabolismu může být pro identifikaci parentní látky klíčová.Tato práce se zabývá designem a syntézou předpokládaných metabolitů 25E-NBOH, které budou sloužit jako analytické standardy. Doposud byly vícekrokovou syntézou s dobrými výtěžky připraveny 2 navržené metabolity, které byly charakterizovány pomocí NMR spektroskopie. V rámci práce budou připraveny další metabolity, například s hydroxyskupinou na hydroxybenzylové části, nebo  O-demethylované na fenethylaminové části. Jednotlivé metabolity budou dále použity jako analytické standardy pro metabolické a farmakokinetické studie ve spolupráci s Národním ústavem duševního zdraví.

3-Substituované aryny 5 mohou sloužit při Dielsově-Alderově reakci s anthracenem jako stavební bloky 1-substituovaných triptycenů 6. V případě použití vhodně substituovaného anthracenu budou takto připravené triptyceny chirální a bude možné je využít k syntéze chirálních NHC ligandů a jejich komplexů s přechodnými kovy. Ve své práci jsem se zaměřil na přípravu prekurzorů arynů pomocí dvou různých syntetických cest. První cesta využívá substituovanou anthranilovou kyselinu 2, která byla připravena ve dvou reakčních krocích z 3-nitroftalové kyseliny 1 a která poskytuje odpovídající aryn in-situ reakcí s isoamylnitritem. Druhá syntetická cesta vychází z 3-substituovaných fenolů 3, které jsou nejprve reakcí s HMDS převedeny O-trimethylsilylované deriváty. Ty podléhají vlivem stericky bráněné báze retro-Brookovu přesmyku a následně jsou transformovány na trifláty 4, které vytváří v přítomnosti fluoridového aniontu 3-substituované aryny.  

DC-SIGN receptor is present on the cell membrane of macrophages and dendritic cells of human immunity system and has a high affinity for mannose-rich N-glycans typical for pathogens. Some viruses (e.g., HIV or Hepatitis C) take advantage of this affinity to enter and infect T-cells which is why high-affinity antagonists of DC-SIGN have a high potential to become cures for these diseases. My project is focused on the synthesis and evaluation of biological activity of 4-oxoquinoline-3-carboxylic acid and 4-oxo-3-hydroxy-2-phenylquinoline derivatives. In an initial screening, simple amides of fluoro and dimethylamino derivatives showed high affinity for hydrophobic binding sites of DC-SIGN receptor. Initially, reaction conditions of the synthetic routes to carboxylic acids have been optimized and multiple amides and esters of 6-fluoro, 7-fluoro and 6-dimethylamino-4-oxoquinoline-3-carboxylic acids were synthesized. Subsequently, syntheses of the 7-bromo and 8-bromo precursors were optimized and some 7-aryl and 8-aryl substituted derivatives of 4-oxo-3-hydroxy-2-phenylquinolines with 3-nitro, 4-methoxy or no substituents on the phenyl ring were synthesized by the Suzuki–Miaura cross-coupling reactions. The evaluation of affinity of the prepared molecules for DC-SIGN is now under way.  

Práce se zabývá přípravou enantiomerně čistých derivátů (1S,2S)-cyklohexan-1,2-diaminu. Struktura tohoto diaminu se velmi často objevuje v katalyzátorech různých enantioselektivních reakcí.¹ Zabudování tohoto strukturního bloku do křemičité sítě by poskytlo heterogenní, snadno recyklovatelný katalyzátor. Jednou z variant přípravy organokřemičitých materiálů je jejich syntéza z bis(trialkoxysilanů). Při přípravě bis(triethoxysilanu) 1 (schéma 1) se vycházelo z cyklohexa-1,4-dienu (2), ze kterého byl několikakrokovou syntézou získán enantiomerně čistý (1R,2R)-cyklohex-4-en-1,2-diol (3). Dalšími reakcemi byl připraven enantiomerně čistý diazido-diol 4 a následně intermediát 5. Na tento intermediát byly pomocí alkyn-azid cykloadiční reakce v bezvodém prostředí zavedeny triethoxysilanové funkční skupiny.  Literatura: 1)  a) Catalysts, 2021, 11, 41; b) New J. Chem., 2018, 42, 11896-11904.  

2,6-disubstituované anthraceny představují prekurzory chirálních triptycenů, které mohou sloužit jako stavební bloky chirálních imidazoliových či dihydroimidazoliových solí. Z nich připravené NHC ligandy bude možné využít pro syntézu komplexů přechodných kovů či nukleofilních fluoračních činidel.   Cílem mé práce je využít sérii 2,6-disubstituovaných anthracenů 1 pro syntézu 9-nitroanthracenů 2 a jejich reakcí s benzynem, generovaným in-situ, pak připravit triptyceny 3. Po redukci nitroskupiny na aminoskupinu budou tyto aminy využity k syntéze imidazoliových a dihydroimidazoliových solí 4.   

Derivatizace horního okraje thiacalix[4]arenů probíhá ve většině případů přednostně do para-polohy vůči propylovým skupinám navázaným na benzenovém jádře. O to zajímavější je jednokrokové zavedení různých derivátů do meta-polohy thiacalix[4]arenu za vzniku inherentně chirálních látek. Takovouto substituci na derivátech obsahujících síru namísto methylenových spojek umožňuje například ortho - lithiační reakce. Cílem této práce je pokus o provedení ortho - lithiace na 1,3 – střídavé konformaci a optimalizace této reakce. Zavedení například aldehydové skupiny či karboxylové kyseliny do meta-polohy thiacalix[4]arenu by mohlo poskytnout atraktivní intermediáty pro další syntézy a následnou přípravu inherentně chirálních receptorů.