Studentská vědecká konference

Acylhydrazones and indigos are photoswitchable molecules that respond to light of specific wavelengths, causing structural isomerization around the C=N and C=C bond. These photoswitches exhibit significant spectral separation, enabling individual control of their functions through irradiation wavelength adjustment. This allows for the design of multi-responsive systems within a single molecular architecture.  We synthesized and characterized indigo modified with thiophene-based acylhydrazones. Indigo switches in the yellow-red spectrum, while acylhydrazones are prominent in the violet-UV range. Thiophene acylhydrazones have distinct spectral features, making them identifiable even in the presence of other absorbing species. Synthesizing acylhydrazone-indigo dyad photoswitches presents challenges due to indigo's susceptibility to nucleophilic attacks. We adopted a late-stage functionalization approach to address this issue. The preliminary investigations indeed show that specific photoswitching functions can be addressed selectively and that the two photoswitching units can be coupled via electronic conjugation.  

Flaviny jsou perspektivní a neškodné organokatalyzátory a fotokatalyzátory. Jejich struktura je do velké míry modifikovatelná, což je jejich výhodou. Na flavinový skelet lze zavést různé elektrondonorní a elektronakceptorní skupiny a také některé pozice alkylovat, čímž lze jemně vyladit důležité vlastnosti pro organo- a fotokatalýzu, jakými jsou například redoxní potenciál či spektrální vlastnosti. Tento příspěvek se zabývá syntézou nových flavinů pomocí nukleofilní aromatické substituce 8-chlorisoalloxazinů v poloze 8, což je zatím málo prozkoumaný způsob syntézy flavinových katalyzátorů. V přírodě je poloha 8 často místem kovalentní vazby mezi koenzymem a nukleofilními skupinami proteinu v mnoha flavoenzymech. Přirozeně se vyskytujícím flavinem s modifikací v poloze 8 je roseoflavin, který obsahuje dimethylaminoskupinu místo methylové skupiny. V rámci tohoto příspěvku byla provedena syntéza vybraných 8-chlorisoalloxazinů, se kterými byly dále úspěšně provedeny nukleofilní aromatické substituce za nukleofily butan-1-thiol a dimethylamin.

Tetrabutylammonium-trifenyldifluorsilikát (TBAT) je organická sůl odvozená od molekuly TBAF, běžného zdroje fluoridového aniontu rozpustného v organických rozpouštědlech. Výhodou TBAT proti TBAF je zejména jeho nehygroskopicita a stabilita. Při fluoraci sekundárních substrátů oběma činidly však dochází do značné míry ke vzniku vedlejších produktů eliminace. Tato práce se zabývá přípravou substituovaných arylfluorsilanů, které budou sloužit jako prekurzory analogů TBAT. Ty by měly být na základě našich předchozích zkušeností reaktivnější a selektivnější. Lithiací výchozích arylbromidů butyllithiem a následnou reakcí s vhodnými silany byla připravena malá knihovna fluorsilanů substituovaných trifluormethylovou či jednou nebo více methoxy skupinami v různých polohách arylového cyklu. Byly rozpracovány transformace získaných fluorsilanů na odpovídající difluorsilikáty a fluorace těmito činidly.

N-arylované heterocyklické sloučeniny jsou lukrativní cílové molekuly pro organickou syntézu díky své potenciální biologické aktivitě. Ve své práci se zabývám studiem arylace 4-hydroxypyridinu 1 prostřednictvím cross-coupling reakcí, a to zejména Ullmanovou kondenzací. Lze předpokládat, že za podmínek Ullmanovy kondenzace bude 4-hydroxypyridin (1) v reakcích vystupovat jako ambidentní nukleofil, který v závislosti na reakčních podmínkách umožní vznik produktů O-, nebo N-arylace 2 a 3. Hlavním předmětem mé práce je studium vlivu reakčních podmínek na průběh Ullmanovy kondenzace.  

Our research deals with the design, synthesis and electrochemical, photophysical and photochemical studies of monomolecular photo-redox switches for controllable and reversible intramolecular photoinduced electron transfer (PET). These systems, consisting of triarylamine and redox switch moiety, use their unique structure to prevent the undesired back electron transfer (BET). Our photo-redox switches may find applications in the field of optical memories, organic solar cells, redox sensors, functionalised surfaces or smart materials. To accomplish this aim, we first designed a bimolecular redox system with intermolecular PET to prove the compatibility of the participating donor and acceptor. To find possible candidates, we investigated known photo- and electrochromic systems as donor and acceptor components of our monomolecular photo-redox switch. We found p-substituted triphenylamines (TPAs) and biaryl-based redox-switching dienes as the best candidates. As TPAs are well-known and intensively studied, our main focus is to synthesise compatible biaryl-based dienes and analyse their photophysical and electrochemical properties. The compatibility of donors and acceptors will be subsequently studied in bidirectional PET.

Nové psychoaktivní látky jsou fenomén, se kterým se stále častěji setkáváme na drogové scéně. Jsou často odvozené od známých, zákonem již regulovaných látek. Strukturní změny v molekule mohou mít za následek odlišnou farmakokinetiku od parentní drogy. Pro lepší poznání rizik a vyvinutí nových metod pro jejich detekci je důležité znát jejich metabolismus. Cílem této práce je syntetizovat některé metabolity 2-fluordeschlorketaminu vybrané na základě rešerše metabolismu strukturně podobné látky ketaminu a dostupných dat o metabolismu 2-fluordeschlorketaminu. Syntetizované metabolity budou použity v dalším výzkumu metabolismu této látky jako analytické standardy.  

DC‑SIGN is a C-type lectin receptor, which can be found on the surface of dendritic cells and macrophages. This protein is prominent in pathogen recognition and antigen presenting during immune response, as its extracellular carbohydrate recognition domain interacts with oligosaccharides rich in D-mannose and L-fucose. Some pathogens, such as HIV, Ebola and Mycobacterium tuberculosis, use this interaction in the first stages of infection. HIV in particular uses dendritic cells as a Trojan horse to escape being detected by the immune system. This fact makes DC‑SIGN an interesting target for the synthesis of new pharmaceuticals. However, although several DC‑SIGN inhibitors have been described in recent years, none are commercially available as medication. During a primary library screening, three 2-phenylsulfonyl acrylates showed moderate affinity towards DC‑SIGN. The aim of this work is to expand the acrylate library and identify compounds with higher affinity. In particular, we aim to introduce modifications on the arylsulfonyl moiety and synthesizing derivatives both with primary aromatic amines and secondary amines with proven affinity towards DC-SIGN. Apart from evaluating the affinity to DC-SIGN, the compounds are also being tested for antibacterial and cytostatic properties.