Studentská vědecká konference

Základní skelet calixarenu nabízí široké spektrum možností derivatizace horního okraje. Jednou z možností je rozšíření aromatického systému makrocyklu pomocí cross-coupling reakcí. První část této práce je proto zaměřena na přípravu stabilních organokovových substrátů odvozených od calix[4]arenu v kónické a 1,3‑střídavé konformaci z odpovídajících halogenderivátů. Takto připravené substráty byly ve druhé části využity ke studiu cross-coupling reakcí, především Stilleho a Negishiho couplingu s různě substituovanými arylhalogenidy. Získané sloučeniny budou následně využity k syntéze složitějších receptorů a konstrukci struktur typu MOF.

Kovalentní mechanochemie představuje koncept aktivace reakčního systému působením mechanické síly. Tento přístup je komplementární k tradičním metodám aktivace, jako zahřívání, elektromagnetické záření nebo elektrická energie.   Molekulové siloměry jsou makrocyklické látky umožňující přímé měření užitého mechanického stresu. Konkrétně byly zkoumány systémy obsahující (i) fotopřepínač schopný vyvolávat mechanickou deformaci makrocyklu a (ii) fragment citlivý k působícímu mechanickému stresu (mechanofor). Tato práce je zaměřena na vývoj nových molekulových siloměrů umožňujících spektroskopickou charakterizaci vnější mechanické síly.  UV-fotoizomerizace fotopřepínače vede k deformaci celého makrocyklu a změnám spektroskopických vlastností mechanoforu. Nejprve byla navržena série makrocyklů s fotopřepínačem stilbenového typu a karbonylovou skupinou jakožto IČ citlivého mechanoforu. Na bázi provedených DFT výpočtů (optimalizace geometrie, IČ spektra) byl zvolen a připraven jeden nejvhodnější kandidát (sloučenina I). Získaná cílová látka I byla podrobena UV ozáření, které vedlo k oxidativní aromatizaci systému za vzniku sloučeniny II namísto očekávané Z-E izomerizace. Změřená IČ spektra obou sloučenin I a II poskytovala shodu s vypočítanými hodnotami.  

Cieľom tejto práce je syntéza metabolitov nových syntetických drog. Konkrétne látok s rôznou subsitúciou na atóme dusíku, ale aj ďalších metabolitov (Obr. 1). Práca je venovaná syntéze metabolitov drogy Clephedrone. Je to droga, ktorá je v dnešnej dobe veľmi ľahko dostupná v internetových obchodoch avšak, informácie o jej metabolickej premene a predovšetkým biologickej aktivite jej metabolitov dostupné nie sú. Predmetom je práve syntéza metabolitov a to z nasledovných dôvodov: a) štúdia cytotoxicity metabolitov in vitro b) štúdia účinku metabolitov na psychickú aktivitu živých organizmov a c) zisťovanie ďalšej biologickej aktivity predovšetkým s ohľadom na možné využitie v medicíne.  

Vicinální aminoalkoholy odvozené od norefedrinu můžou mít biologickou aktivitu ve smyslu inhibice enzymů monoaminooxidasy (MAO) A a B, které mají v organismu mimo jiné funkci odbourávání neurotransmiterů a udržování jejích množství na určité hladině. Anomálně nízká hladina neurotransmiterů je symptomem doprovázejícím deprese, posttraumatické stresové poruchy a dokonce i Parkinsonismus. Pro zmírnění projevů popsaných stavů se používají právě inhibitory MAO, jejichž biologická aktivita závisí jak na konstituci jednotlivých substancí tak i na absolutní konfiguraci na jejich stereogenních centrech. Cílem této práce bylo ověření v literatuře popsané metody pro syntézu diastereoisomerně čistého norefedrinu a rozšíření této metody na nový substrát odvozený od normefedronu. Byly prozkoumány možnosti stereoselektivní syntézy každého diastereoisomeru zvlášť a možnost jejich převedení z erythro konfigurace na obtížně synteticky dostupnou threo konfiguraci pomocí tvorby karbamátového cyklu.

Calix[5]areny se řadí mezi tzv. vyšší calixareny, které (z hlediska supramolekulární chemie) představují makrocykly s větším rozměrem kavity, čímž je umožněna interakce s objemnějšími ionty a molekulami, jako je např. fulleren C₆₀. Pro přípravu calix[5]arenů se obvykle nevolí přímá jednokroková syntéza, ale využívá se postupné konvergentní metody, kdy dochází ke kondenzačním reakcím vhodně substituovaných fragmentů, což umožňuje následnou selektivní modifikaci vzniklé molekuly, především jejího horního okraje.  Cílem mé práce je příprava vhodně substituovaných calix[5]arenů a jejich následná modifikace vedoucí k receptorům využitelných pro komplexace fullerenů.  

Kapalné krystaly jsou jedním z nejvyužívanějších soudobých materiálů. To především díky tomu, že jejich organizované supramolekulární struktury (mezofáze), vznikající při přechodu mezi pevným a kapalným stavem, reagují na různé vnější podněty (mechanická síla, světlo, elektrické pole). Tato reakce je pak pozorovatelná jako změna uspořádání organizované struktury mezofáze za vytvoření nové struktury s minimem energie. To je i základem aplikací kapalných krystalů např. v kapalně-krystalických displejích (LCD). Současným trendem ve výzkumu kapalných krystalů je příprava multifunkčních materiálů, které umožňují definované řízení uspořádání molekul v mezofázi. Cílem této práce je syntéza materiálů, které obsahují ve struktuře molekuly fotosensitivní azo-skupinu. Vhodnou laterální substitucí na aromatických jádrech vedle azo-skupiny je možné dosáhnout stabilizace fotochemicky indukovaného Z-izomeru a tím řídit samoskladbu molekul materiálu v mezofázi.  

Flaviniové soli C, D, vznikající derivatizací alloxazinových A či isoalloxazinových B skeletů, jsou synteticky připravené obdoby přírodních katalyzátorů na bázi riboflavinu. V laboratoři nalezly uplatnění nejen jakožto organokatalyzátory redoxních reakcí, ale i ve fotokatalýze. Doposud se však nepodařilo nalézt robustní metodu syntézy flaviniových solí použitelnou pro širokou škálu derivátů. Má práce se zaměřuje na aplikace doposud použitých metodik příprav, hledání a optimalizaci nových metodik - primárně na přípravu přemostěné prenylované flaviniové soli E, která je syntetickou analogií nedávno nalezeného přírodního kofaktoru.  

Konjugované dieny jsou látky, které ve své molekule obsahují dvě konjugované dvojné vazby. Tyto látky našly široké uplatnění pro přípravu širokého spektra organických molekul. Jako příklad lze zmínit např. Diels-Alderovu reakci, která je využívána pro tvorbu cyklohexanového skeletu. S vysokým počtem aplikací konjugovaných dienů kontrastuje relativně malé množství postupů vhodných pro jejich přípravu. Proto jsem se ve své práci zaměřil na využití pentan-2,4-dionu a jeho převedení na substituované penta-1,3-dieny. Nejprve byl připraven enol-fosfát 2 a to reakcí enolátu odvozeného od pentan-2,4-dionu 1 s diethyl-chlorfosfátem. Následně byla prostudována reaktivita připraveného enol-fosfátu 2 s organokovovými a hydridovými činidly. Ukázalo se, že připravený alkohol 3 lze dehydratovat na konjugovaný dien 4 ve velmi vysokých výtěžcích. Možné syntetické využití dienu 4 pro přípravu konjugovaných dienů a trienů pomocí Kumada a Negishiho reakce v přítomnosti palladnatých  a nikelnatých katalyzátorů bude detailně diskutováno v  prezentaci.