Studentská vědecká konference

Methylendioxypyrovaleron (MDPV) 1 patří mezi psychostimulancia ze skupiny kathinonů, což jsou nové syntetické drogy odvozené od kathinonu, přirozeně se vyskytujícího alkaloidu v rostlině Kata jedlá (Catha edulis). MDPV se v těle složitě metabolizuje za vzniku celé řady metabolitů, jejichž struktura byla prokázána hmotnostní spektrometrií. Cílem práce byla příprava vybraných metabolitů 2, které byly dále použity jako standardy pro toxikologický screening.

Dosud nejméně prozkoumaným konformerem calix[4]arenu je 1,2-střídavý. Právě ten je oproti ostatním třem možným nejhůře dostupný a jeho reaktivita tak stále není v literatuře popsána. V rámci výzkumu jeho reaktivity byla provedena řada reakcí zaměřených na derivatizaci horního okraje (halogenace, nitrace, acylace,…). Při halogenaci bylo pozorováno neobvyklé chování tohoto derivátu. Například bromace, která na ostatních konformacích calix[4]arenu probíhá bez problémů, přináší v případě 1,2-střídavého atropoisomeru překvapivé výsledky. Bylo zjištěno, že za obvyklých podmínek bromace para-poloh calixarenového skeletu dochází také k halogenaci methylenových můstků a navázání více než čtyř atomů bromu na molekulu calixarenu. Požadovaný tetrasubstituovaný derivát byl tímto způsobem izolován pouze v 4% výtěžku, který se nicméně podařilo změnou reakčních podmínek optimalizovat až na 86 %. V rámci této práce byla připravena řada nových tetra a disubstituovaných derivátů calix[4]arenu v 1,2-střídavé konformaci, které lze využít jako synthony pro další reakce a získat tak informace o reaktivitě posledního chybějícího konformeru.

Mitsunobuova reakce je velmi využívanou reakcí v oblasti organické syntézy. Její omezení tkví v nutnosti použití stechiometrického množství reagentu – azodikarboxylátu, který je jedovatý, nestabilní a potenciálně výbušný. Jako jedno z možných řešení se jeví in-situ generování azodikarboxylátu z příslušného stabilního hydrazindikarboxylátu, který je navíc vedlejším produktem reakce, takže v ideálním případě by stačilo jeho katalytické množství. Jednou z možností je tuto regeneraci provádět fotochemicky s využitím fotokatalyzátoru a viditelného světla. Cílem této práce je prozkoumat možné fotokatalyzátory pro oxidace různě substituovaných hydrazinů jako Mitsunobuových reagentů a potvrdit jejich použitelnost v katalytické Mitsunobuově reakci.

Tetrasubstituovaná dvojná vazba je motiv, který lze nalézt u látek s biologickou aktivitou nebo při návrhu nových organických materiálů s polovodivými vlastnostmi. V naší laboratoři jsme nedávno publikovali novou metodiku pro stereoselektivní syntézu tetrasubstituovaných alkenů, která využívá cross-coupling reakci dibromenol-fosfátů s boronovými kyselinami. V návaznosti na nedostatek postupů vhodných pro regio- a stereoselektivní syntézu tetrasubstituovaných alkenů s možnou aplikací v materiálové chemii organických polovodičů, jsem se ve své práci zaměřila na vypracování nové metodiky pro přípravu tetrasubstituované dvojné vazby (3) nesoucí π-konjugovaný řetězec. Pro syntetickou studii byla připravena boronová kyselina (2) odvozená od terthiofenu a dále byla studována její reaktivita s dibromenol-fosfátem za podmínek Suzukiho reakce. Získané výsledky během přípravy modelové kyseliny (2) a pokusy o stereoselektivní přípravu alkenů (3) budou diskutovány během prezentace.

Calix[5]areny se řadí mezi tzv. vyšší calixareny a díky větším rozměrům kavity umožňují interakce s většími molekulami (např. fullerenem C₆₀) a ionty. Pro jejich přípravu není používána jednokroková syntéza, která představuje nejjednodušší způsob syntézy calixarenů se sudým počtem fenolických jader, ale postupná konvergentní syntéza, kdy dochází ke kondenzaci předem připravených fragmentů nesoucích substituenty vhodné pro další syntézy. Cílem mé práce je příprava calix[5]arenů pomocí této fragmentové kondenzace a následná modifikace horního okraje za vzniku látek vhodných pro komplexaci fullerenů.

Axiálně chirální sloučeniny jsou v moderní organické syntéze využívané pro katalýzu enantioselektivních reakcí. Cílem projektu je příprava chirálních anorganicko-organických hybridních materiálů na bázi silseskvioxanů. Tyto materiály by měly sloužit jako heterogenní katalyzátory s velkou porézností a povrchem. Výhoda těchto materiálů spočívá v jejich jednoduché separaci z reakční směsi, jejich opakovatelnému využití či využití v kontinuálních procesech. Organickými stavebními jednotkami byly zvoleny deriváty 6,6'-dimethyl -1,1'-bifenyl-2,2'-diolu, které obsahují v polohách 5 a 5´ vhodné funkční skupiny pro připojení do křemičité sítě. Práce se věnuje syntéze 5,5´-dibrom-6,6´-dimethyl-1,1'-bifenyl-2,2'-diolu a jeho dalšímu syntetickému využití pro přípravu zvolených stavebních bloků.

Boronové kyseliny tvoří důležitou skupinu organokovových sloučenin, které umožnují tvorbu C–C vazby pomocí Suzukiho reakce. Přestože mají boronové kyseliny spoustu výhod, podléhají dehydrataci za tvorby boroximů, které se snadno oxidují za vzniku fenolu a kyseliny borité. Klíčovým krokem ke zvýšení stability boronových kyselin je jejich derivatizace na příslušné trifluorboráty nebo estery (boronáty). Známé jsou například estery odvozené od pinakolu, neopentyl glykolu nebo N-methyliminodioctové kyseliny (MIDA). V poslední době je intenzivně studována reaktivita a vlastnosti MIDA boronátů, které se vyznačují vysokou stabilitou z důvodu silné donor – akceptorové vazby mezi borem a volným elektronovým párem atomu dusíku. I přes značný rozvoj v oblasti přípravy nových typů boronátů nebyla doposud publikována příprava stabilních esterů boronových kyselin odvozených od sirných diolů. Proto jsme vyvinuli novou metodiku na přípravu stabilních boronátů (1) obsahující fenolický sulfoxid. V prezentaci budou diskutovány výsledky získané při přípravě boronátů (1), jejich vlastnosti a případné využití v Suzukiho reakci.

Kapalné krystaly jsou látky, které nacházejí uplatnění v širokém spektru aplikací od výroby LC displejů až po systémy pro uvolňování léčiv, a proto jsou objektem zájmu také naší pracovní skupiny. Ve své práci jsem se zabývala syntézou nových lomených kapalných krystalů na bázi 7-hydroxynaftalen-2-karboxylové kyseliny, kde je jedna z esterových spojek v postranním řetězci nahrazena fotosensitivní azospojkou. Cílem práce je příprava těchto látek, stanovení jejich mezomorfního chování pomocí diferenční skenovací kalorimetrie a polarizační mikroskopie a následné zhodnocení vlivu záměny esterové spojky za azospojku na typ vznikající mesofáze. Dalším cílem je pak prověření schopnosti těchto sloučenin přepínat jednotlivé fáze za použití  UV světla.