Studentská vědecká konference

Calix[n]areny, objekty dlouholetého zkoumání v naší skupině, jsme schopni stabilizovat v různých konformacích s odlišnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi. Po následné substituci horního okraje mohou calixareny nalézt mnohá uplatnění jako například chemické senzory.  Jedním z vhodných prekurzorů mohou být p-sulfanylderiváty.  Cílem této práce je připravit  sulfanylderiváty v kónické a 1,3‑střídavé konformaci a s dvěma či čtyřmi thiolovými skupinami. Jako výchozí látka byl zvolen komerčně dostupný p-terc-butylcalix[4]aren a jako klíčové činidlo byl použit tetramethylthiuramdisulfid.

Flavinové deriváty jsou obecně známé pro svou schopnost absorbovat viditelné světlo, což lze využít při redoxních fotokatalýzách. Po excitaci účinkem viditelného světla se zvýší oxidační schopnosti derivátů flavinů, které tak můžeme použít k fotooxidaci i sloučenin s vyšším oxidačním potenciálem. Cílem mé práce je připravit 5-ethyl-7,8-dimethoxy-1,3-dimethylalloxaziniovou sůl, která je ve svém excitovaném stavu poměrně stálá a následně vyzkoušet její katalytické schopnosti u oxidací jednoduchých substrátů, např. 4-chlorbenzylalkoholu a následně u složitějších fotochemických reakcí.  

V posledných dekádach došlo k významnému rozvoju chémie helicénov a ich aplikácií v materiálovej chémií, enantioselektívnej katalýze, organickej elektronike apod. Mojou úlohou bola príprava nitrodibenzohexahelicenu (4) v opticky čistej forme ako intermediátu pre syntézu helikálnych ligandov a funkčných materiálov. Pripojenie dvoch benzénových kruhov k vonkajšiemu okraju hexahelicénu zjednodušuje jeho syntézu s použitím [2+2+2] cyklotrimerizácie alkínov. Na prípravu aromatického triínu (3) bola využitá séria paládiom katalyzovaných Suzuki-Miyaura a Sonogashira reakcií. Kľúčový krok mojej syntézy je cyklotrimerizácia triínu (3) za vzniku cieľovej látky (4), ktorá je katalyzovaná prechodným kovom (Ni) s možnosťou využitia chirálnych ligandov. Uvedená štúdia predstavuje efektívnu syntézu nových funkcionalizovaných helicénov.

Lokalizovaná optická detekce Cu²⁺ má zásadní význam pro pochopení patologických procesů v buňkách spojených s oxidačním stresem a defektní komunikací neuronů. Jednou z nejcitlivějších technik pro detekci paramagnetik je snímání změn elektronických vlastností krystalových poruch diamantu způsobený přítomností paramagnetik. Cílem práce je připravit kompozitní nanosenzor s diamantovým jádrem pokrytý lipidickou dvojvrstvou vázající ionty Cu²⁺. Tato tzv. dvojvrstva na pevném podkladu (supported lipid bilayer, SLB) bude obsahovat amfifilní chelátor iontů Cu²⁺. Syntetická část práce je proto zaměřena na návrh a přípravu makrocyklického selektivního chelátoru Cu²⁺ na bázi cyclamu nesoucího na pendantních ramenech kovalentně připojené lipidy.

V naší skupině se dlouhodobě zabýváme studiem termotropních kapalných krystalů, tedy materiálů, které mají široké použití v elektronice a zobrazovací technice. Termotropní kapalné krystaly jsou látky, které zahříváním při přechodu z pevné do kapalné fáze tvoří uspořádané nadmolekulární struktury, tzv. mezofáze. Mezofází rozumíme speciální stav hmoty, ve kterém si molekuly zachovávají definovanou orientaci obdobnou fázi krystalické, avšak zároveň disponují mobilitou kapalin. Termotropní kapalné krystaly lze obecně rozdělit na tyčinkovité, diskovité a lomené. Cílem práce je syntéza lomených (též banana-shaped) kapalných krystalů na bázi naftalen-2,7-diolu. Na rozdíl od dosud studovaných látek zakončených alkylovým řetězcem, obsahuje cílová molekula benzonitrilovou terminální skupinu navázanou na alkylové spojce. Alkylová spojka má lichý počet uhlíků, což má příznivý vliv na snížení přechodových teplot. Předpokládáme, že tyto molekuly budou tvořit nové typy mezofází, neboť se nachází na hranici mezi klasickými lomenými materiály a dimery tyčinkovitých a lomených materiálů.

4-Substituované [2.2]paracyklofany jsou zajímavými chirálními stavebními bloky. Předmětem mé práce je syntéza prekurzorů NHC ligandů pro rutheniové komplexy (analoga Grubbsových a Hoveydových-Grubbsových katalyzátorů). Při jejich přípravě jsem vycházela z [2.2]paracyklofanu, který jsem převedla na odpovídající aryl-4-amin. S cílem zvýšit stabilitu NHC ligandu budu dále syntetizovat 5-methyl[2.2]paracyklofan-4-amin. Zavedení methylové skupiny do ortho- polohy k aminoskupině by mělo přispět ke zvýšení stability vznikajícího karbenu.  

Cílem práce je syntéza hybridních organicko-anorganických materiálů obsahujících axiálně chirální organický fragment, které budou studovány jako potenciální heterogenní katalyzátory enantioselektivních reakcí. Hybridní materiály budou připraveny z organických bis(trialkoxysilanů) obecné struktury (1). Jako axiálně chirální jednotky byly zvoleny 6,6´-dimethylbifenyl-2,2´-diamin a 6,6´-dimethylbifenyl-2,2´-diol, které budou mít v polohách 5,5´přes vhodnou spojku připojeny triethoxysilové skupiny. Příprava intermediátů bis(triethoxysilanů) (1) bude diskutována v rámci prezentace.  

Flaviny a flaviniové soli jsou známými katalyzátory oxidačních reakcí. Fungují buď na principu fotokatalytickém, kdy se flavin nebo flaviniová sůl po excitaci viditelným světlem stává silnějším oxidačním činidlem, nebo organokatalytickém, kdy působením peroxidu vodíku flaviniová sůl přechází na svůj hydroperoxid a dále oxiduje substrát. Moje práce se zabývá syntézou nových přemostěných flaviniových solí s elektronakceptorní trifluormethylovou skupinou, studiem jejich vlastností a otestováním jejich katalytických vlastností při fotooxidaci substituovaných benzylalkoholů.

Kapalné krystaly představují unikátní materiály kombinující uspořádání pevných látek s mobilitou tekutin. Díky tomu pak mohou tyto materiály uspořádané do kapalně-krystalické fáze (mesofáze) reagovat na vnější podněty, např. elektrické pole, a zaujmout nové uspořádání s minimální energií. Cílem této práce je syntéza chirálního systému odvozeného od 1,1’-binaftalen-2,2’-diolu, který bude možné použít k přípravě magnetického nanomateriálu. Při následném smísení nanomateriálu s achirálním kapalným krystalem by měl enantiomerně čistý dopant indukovat chirální uspořádání a vytvoření chirální mesofáze, a to i při nízkých koncentracích. Přítomnost magnetické nanočástice by měla vliv chirálního působení BINOLu ještě zvýšit a zároveň umožnit řízení samoskladby výsledného materiálu i slabým magnetickým polem.