Syntéza a strukturní modifikace potenciálních interkalátorů DNA

Bc. Lukáš Maier, Ph.D.

Master's thesis

Synthesis and structural modifications of potential DNA intercalators

Abstract:

Sloučeniny, které nekovalentně interagují s nukleovými kyselinami jsou předmětem obrovského zájmu napříč chemickými, biochemickými a biologickými obory. DNA-interkalátory tvoří jednu z hlavních skupin studovaných látek. V práci je popsána syntéza nového heterocyklického skeletu s využítím katalýzy přechodných kovů – palladia a mědi, včetně "one-pot" varianty. Syntéza je založena na do dnešní doby bezprecedentní inter- a následné intra- molekulární aminaci s 5-členným amidinem. Nukleofilní adice dusíkatých heterocyklů na kvartérní protoberberinové alkaloidy a detailní studium vzniklých produktů zejména s využítím NMR spektroskopie je rovněž předmětem diplomové práce. Konformační chování bylo u několika aduktů sledováno pomocí 1H NMR spektroskopie za různých teplot v kombinaci s 2D NMR technikami. V několika případech byly energetické bariéry souvisejíci s omezenou rotací heterocyklu kolem nově vzniklé vazby s alkaloidem studovány pomocí metod kvantové chemie.

Abstract:

Molecules which are able to interact non-covalently with nucleic acids are extremely important and subject of research in organic chemistry, biochemistry, biology and medicinal chemistry as well. Synthesis of new heterocyclic skeleton by transition metal catalysis, including one-pot approach is involved in the thesis. Synthetic methodology is based on inter- and intra- molecular double amination with 5-membered amidine, which is unprecedent in literature. Nucleophilic addition of nitrogen heterocycles on quaternary protoberberine alkaloids with detail structure elucidation using NMR spectroscopy is aim of thesis. Conformational behaviour of adducts was examined by temperature dependent 1H NMR spectroscopy together with advanced 2D NMR experiments. Results from the quantum chemical calculations of rotational barriers around newly created C-N bond in adducts are compared to experimantally observed data by NMR in some cases.

Keywords

DNA, interkalace, dusíkaté heterocykly, syntéza heterocyklů, kvartérní protoberberinové alkaloidy NMR, rotační bariéry DNA, intercalation, nitrogen heterocycles, synthesis of heterocycles, quaternary protoberberine alkaloids, NMR, barriers to rotation

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 5. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 14. 5. 2009
• Supervisor: prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Organic Chemistry