Studentská vědecká konference

2-jodoxybenzoová kyselina (IBX) slouží jako selektivní oxidační činidlo vhodné především pro oxidaci alkoholů na aldehydy. Mezi jeho nedostatky patří především omezená rozpustnost v běžných organických rozpouštědlech a obtížná separace odpadního produktu redukce IBX z reakční směsi. Cílem mé práce bylo připravit polyfluorovanou benzoovou kyselinu 3, která by sloužila jako prekurzor fluorovaného analogu IBX 4. To by pro izolaci produktů z reakční směsi a recyklaci oxidačního činidla umožnilo využít fluorové separační techniky. Klíčový intermediát 5-hydroxy-2-jodbenzoovou kyselinu (2) jsem připravil z 3-hydroxybenzoové kyseliny (1) a využil ji pro alkylaci polyfluorovanými trifláty.

Práce se zabývá deriváty močoviny ve spojení s calix[4]arenovou a calix[5]arenovou strukturou. Tyto deriváty interagují s anionty, což bude studováno u našich látek pomocí 1H NMR titrace s důrazem na zjištění selektivity komplexací. Zároveň některé ureidocalix[4]areny tvoří dimery skrze vodíkové můstky mezi močovinovými skupinami, studium těchto dimerizací bude provedeno u našich ureidocalix[n]arenů, které vykazují jak zcela konformačně rigidní, tak konformačně flexibilní chování, což je dáno přítomností hydroxy nebo methoxy skupin na spodním okraji. Vzniklé dimery lze použít při enkapsulaci malých molekul, např. paracetamolu, ibuprofenu.

DC-SIGN is a surface receptor present mainly on dendritic cells. It directs immune response by recognizing high-mannose carbohydrate antigens present on the surface of various pathogens such as HIV, Hepatitis C, Mycobacterium tuberculosis or Ebola virus. The interactions of HIV and Hepatitis C viruses with DC-SIGN facilitate their spread. Therefore, there is a need for an antagonist of this interplay; however, the hydrophilicity and shallowness of the binding sites make the development of inhibitors rather complicated. Using fragment-based drug discovery (FBDD) method, fluorinated quinoxalinone derivatives were recently proven to be promising antagonists of DC-SIGN–glycan interactions. This project focuses on the synthesis of fluorinated quinoxalinones, their joining with other fragments discovered by FBDD and the evaluation of their affinity to the DC-SIGN receptor.  

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) s použitím chirálních stacionárních fází je v současnosti nejrozšířenějším způsobem získávání enantiomerně čistých látek. Široká nabídka chirálních stacionárních fází umožňuje chirální separaci téměř libovolné racemické směsi. Avšak separace vysoce polárních látek (aminokyseliny, peptidy, aminoalkoholy, atd.) představuje zpravidla pro většinu komerčních chirálních stacionárních fází značný problém. Řešením tohoto problému jsou chirální ionexy – stacionární fáze, pro které vysoce polární ionizovatelné látky představují ideální analyty. Cílem práce je syntéza chirálních katexů odvozených od 4-chlor-3-hydroxynaftalen-2-karboxylové kyseliny, které by bylo možné použít pro chirální separaci širokého spektra aminů. Optimalizovaná šestikroková syntéza navržené chirální stacionární fáze (Obr. 1) využívá snadno dostupných reagentů a byla by tedy použitelná pro přípravu nového katexu i v průmyslovém měřítku.  

Ve farmaceutickém průmyslu hrají významnou roli chirální léčiva. Z důvodu příznivých nebo naopak nežádoucích účinků je potřeba kontrolovat čistotu enantiomerů dané látky. Jedna z možností je použití chirálního solvatačního činidla, které vytvoří diastereomerní komplexy s enantiomery dané látky, což se projeví změnou posunu signálu v NMR spektru. K tomuto účelu je možno použít močovinu na bázi binaftalenu, která působí jako H-donor, a s molekulou, která je akceptorem vodíkových můstků vytváří komplex pomocí vodíkových vazeb. Zkoumala jsem chování chirálních alfa-substituovaných karboxylových kyselin při interakci s močovinou.  

Thiacalix[4]areny, sirné analogy calix[4]arenů, jsou známé více než 20 let. Vyhledávány jsou zejména pro své zajímavé komplexační schopnosti a snadnou opracovatelnost jejich makrocyklického skeletu. Jednou z běžně využívaných modifikací je oxidace sirných můstků, teprve nedávno však bylo objeveno, že sulfoxidové deriváty thiacalix[4]arenů podléhají zajímavému štěpení svého cyklického skeletu reakcí s n-butyllithiem. V případě monosulfoxidu je produktem takové reakce lineární tetramer. Po jeho opracování získáme užitečný stavební blok, který můžeme využít v reakci s dalšími vhodnými prekurzory k syntéze větších calixarenů. Výsledný makrocyklus bude ve své struktuře obsahovat kombinaci methylenových a sirných můstků. U získaných látek bude zkoumána především jejich schopnost komplexace fullerenů.  

Mechanochemie se zabývá vlivem mechanické síly na molekuly.  Mechanická síla nejvíce působí na mechanicky citlivý molekulární fragment (mechanofor), který je připojen přes linker doprostřed polymerního řetězce. Pro kvantifikaci mechanické síly lze použít spektroskopicky aktivní mechanofor, tj. mechanochemický indikátor.  Cílem této práce je syntetizovat molekuly bez indikátorů. Tyto sloučeniny jsou pak využity jako slepé vzorky, které slouží k popsání účinku ostatních přítomných funkčních skupin.  Sloučeniny s jednodušším mechanoforem jsou para- a meta-dihydroxybenzeny substituované triethylenglykolem a polyethylenglykolem (PEG, MW = 10 kDa; 40 kDa) (Schéma 1a). Velikost síly působící na mechanofor závisí na délce řetězce, proto jsou připravovány série látek s různou délkou polymeru. Byly připraveny i nearomatické analogy – deriváty nonandiolu (Schéma 1b), za účelem zjištění účinku triazolu, bez vlivu aromatických funkčních skupin. Byla měřena UV absorpce a emise s vlivem a bez vlivu ultrazvuku. Výsledky byly vyhodnoceny s ohledem na koncentraci, rozpouštědlo, délku polymeru a intenzitu ultrazvuku.  

Organofluorové sloučeniny představují zajímavou skupinu látek jak z pohledu jejich často neobvyklé reaktivity, tak i z pohledu vlastností. Vyskytují se v mnoha léčivech, agrochemikáliích a funkčních materiálech. V posledních letech bylo poměrně hodně pozornosti věnováno zavedení skupin CF₃, CF₂CF₂ nebo CF₂H. Pětičlené heterocyklické sloučeniny jako triazoly a imidazoly se vyskytují v mnoha biologicky aktivních látkách. Jejich modifikace fluoralkylovými skupinami vede k látkám s potenciálně zajímavými vlastnostmi. V mé práci jsem se věnoval syntéze již popsaných i zcela nových N-fluoralkyltriazolů, které jsem následně jednokrokovou reakcí transformoval na imidazoly. Tato transannulace představuje zcela nový přístup k syntéze těchto těžko dostupných 2-trifluormethyl imidazolů.

[n]Dendraleny jsou látky, které mají ve své struktuře tři a více vzájemně cross-konjugovaných ethylenových jednotek. Tyto sloučeniny si získaly výraznou vědeckou pozornost díky svému potenciálu jako cenné výchozí látky pro výstavbu komplexních organických molekul. V naší laboratoři byl v nedávné době vyvinut a publikován nový postup pro přípravu [3] a [4]dendralenů, který využívá termicky iniciované elektrocyklické otevření disubstituovaných cyklobutenů. Ve své práci jsem se soustředila na vytvoření nové metodiky pro přípravu bromcyklobutenů (2) z 2-bromcyklobutanonu (1) a jejich převedení na [5]dendraleny (5) a [5]oxadendraleny (6). Bromcyklobuteny (2) jsem připravila z ketonu (1) přeměnou na odpovídající bromhydrin, jehož vznik touto cestou dosavadní literatura nepřipouštěla. Následná dehydratace poté poskytla kýžený bromalken (2). V další části práce jsem se věnovala převedení připravených bromcyklobutenů na meziprodukty (3) a (4) a jejich následnému otevření za vzniku [5]dendralenů (5,6).

Flavinové deriváty jsou známé svými schopnostmi absorbovat světlo z viditelného oblasti spektra. Ukázaly se býti dobrými fotokatalyzátory u různých typů reakcí, například benzylové oxidace, sulfidové oxidace, E/Z-izomerace elektronové chlorace a jiné. Zvýšit oxidační schopnosti flavinových derivátů je možné buď excitací účinkem viditelného světla, nebo převedením na kvartérní flavinové soli. Spojením obou způsobů je možné ještě posunout redukční potenciál a oxidovat i sloučeniny s vyšším oxidačním potenciálem. Cílem mé práce je příprava 5-ethyl-7,8-dimethoxyisoalloxazinové soli, studium jejich vlastností a otestování jejích katalytických schopností např. při oxidaci sulfidů na sulfoxidy.