Syntéza rozpustných prírodou inšpirovaných N, N-alkylovaných riboflavínových derivátov, štúdium efektu alkylových skupín
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Príroda predurčila unikátnou štruktúrou riboflavín a jeho deriváty k účasti v redoxných dejoch v telách všetkých živých organizmov. Tieto biomolekuly pútajú pozornosť významnými optickými vlastnosťami a fotosenzitickými schopnosťami. Prírodou inšpirované syntetické flavínové deriváty zdieľajú tieto vlastnosti, a navyše, z pohľadu chémie existuje široká štruktúrna variabilita pre konkrétne aplikácie. Táto diplomová práca sa zaoberá dvomi hlavnými cieľmi. Prvý cieľ je zameraný na problematiku syntézy trimérového heteroaromatického prekurzoru a 1,2-diketónu. Tieto kľúčové medziprodukty sú esenciálne pre budúcu prípravu centrálneho aromatického jadra nového NH-nesubstituovaného nekondenzovaného flavínového derivátu. Práca uvádza a overuje tri prístupy zahŕňajúc oxidáciu diarylalkínov, nukleofilnú adíciu príslušnej organolítnej zlúčeniny na Weinrebov amid a benzoínovú kondenzáciu. Druhý cieľ práce sa zaoberá modifikáciou vlastností NH-nesubstituovaných kondenzovaných flavínových systémov zavádzaním postranných lineárnych a objemných alkylových skupín na atómy dusíku N1 a N3 alloxazínového dilaktámu. N,N-alkylácia priniesla zlepšenie rozpustnosti v bežných organických rozpúšťadlách ako sú dichlórmetán a chloroform. U 2-(adamantán-1-yl)etylom-substituovaných flavínov bola pri TGA pozorovaná vysoká termická stabilita.
By flavin's unique structure, nature predestined riboflavin and its derivatives to the participation in redox processes within the bodies of all the living organisms. These biomolecules draw attention with intriguing optical properties and photosensitising abilities. Nature-inspired flavin derivatives share these qualities, and there is also a possibility of fine-tuning for the particular application from the chemical point of view. The thesis deals with two main aims. The first aim handles the synthesis of the trimer heteroaromatic precursor and 1,2-diketone. These key intermediates are essential for the future synthesis of the central aromatic core of the novel NH-free non-fused flavin derivative. The thesis introduces and verifies three approaches, including oxidation of diarylalkynes, nucleophilic addition of a corresponding organolithium compound to a Weinreb amide and benzoin condensation. The second aim covers the properties customization of NH-free fused systems by implementation of linear and bulky alkyl side-chains on the nitrogen atoms N1 and N3 of the alloxazine dilactam. N,N-alkylation introduced an increase in solubility in common organic solvents dichloromethane and chloroform. For the derivatives with 2-(adamantan-1-yl)ethyl substituents, high thermal stability was observed via TGA.
By flavin's unique structure, nature predestined riboflavin and its derivatives to the participation in redox processes within the bodies of all the living organisms. These biomolecules draw attention with intriguing optical properties and photosensitising abilities. Nature-inspired flavin derivatives share these qualities, and there is also a possibility of fine-tuning for the particular application from the chemical point of view. The thesis deals with two main aims. The first aim handles the synthesis of the trimer heteroaromatic precursor and 1,2-diketone. These key intermediates are essential for the future synthesis of the central aromatic core of the novel NH-free non-fused flavin derivative. The thesis introduces and verifies three approaches, including oxidation of diarylalkynes, nucleophilic addition of a corresponding organolithium compound to a Weinreb amide and benzoin condensation. The second aim covers the properties customization of NH-free fused systems by implementation of linear and bulky alkyl side-chains on the nitrogen atoms N1 and N3 of the alloxazine dilactam. N,N-alkylation introduced an increase in solubility in common organic solvents dichloromethane and chloroform. For the derivatives with 2-(adamantan-1-yl)ethyl substituents, high thermal stability was observed via TGA.
Description
Keywords
flavíny, vitamín B2, riboflavín, redoxné prenášače, prírodou inšpirované materiály, -konjugované molekuly, kondenzované a nekondenzované flavíny, N, N-alkylácia, efekt postranných reťazcov, rozpustné alkylované flavíny, flavins, vitamin B2, riboflavin, redox mediators, nature-inspired materials, -conjugated molecules, fused and non-fused flavins, N, N-alkylation, side-chain effect, soluble alkylated flavins
Citation
IVANOVÁ, L. Syntéza rozpustných prírodou inšpirovaných N, N-alkylovaných riboflavínových derivátov, štúdium efektu alkylových skupín [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Date of acceptance
2021-06-18
Defence
Diplomantka v rámci prezentace představila cíle svých syntéz a metody měření i vyhodnocení, včetně motivace pro vznik její práce. Dále výstižně vysvětlila možnosti alkylace a vliv na optické vlastnosti. Následně představila způsob přípravy heteroaromatického triméru a diketonu. Po shrnutí diplomantčiných výsledků, publikační aktivity a představení cílů následné práce diplomantka odpověděla na otázky oponenta:
Jakou roli měl přídavek HCl do reakční směsi?
Uvažovali jste o použití standardních rozpouštědel pro tento typ reakce např. DMF, acetonitril?
Příprava klíčového intermediátu 2 nemá v experimentální části popsanou experimentální proceduru. Jak byl experiment prováděn?
Neuvažovali jste o použití hořečnatého reagentu místo lithné sloučeniny?
Na zadané otázky studentka výborně odpověděla a následně komise položila tyto otázky:
Jaké aplikace jsou možné pro Vaše produkty?
Jakými matodami jste analyzovala výsledné produkty?
Studentka v rámci diskuze prokázala excelentní orientaci v dané problematice.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení