Vývoj fotoaktivovatelných sloučenin

Mgr. Lenka Filipová, Ph.D.

Doctoral thesis

Development of photoactivatable compounds

Abstract:

Má doktorská práce byla zaměřena na syntézu nových fotoaktivovatelných sloučenin a studium jejich fotochemických vlastností. Získané výsledky popsané v této práci již byly publikovány nebo jsou sepsány a připraveny k publikaci. V úvodní kapitole jsou shrnuty dříve publikované relevantní informace, týkající se studovaných projektů, zahrnujících vlastnosti a chování reverzních micel, photoisomerizace azobenzenových derivatů, click reakce a využití napjatých alkynů a cyclopropenonů pro fotochemickou tvorbu napjatých alkynů. Dále je popsána tvorba oxidu uhelnatého jako signální molekuly v biologických systémech a jeho biologické účinky. V této části se diskutují známé molekuly uvolňující oxid uhelnatý. V poslední části této kapitoly jsou shrnuty poznatky o cyaninových barvivech, způsoby jejich přípravy a jejich využití. V následující kapitole Výsledky a diskuze jsou ukázány a shrnuty výsledky tří výzkumných projektů. První z nich se věnuje vývoji nových fotoaktivovatelných amfifilů a jejich využití při tvorbě reverzních micel. Vlastnosti samotného amfifilu a z něj vytvořených reverzních micel byly studovovány především pomocí NMR spektroskopie za laboratorní a nízké teploty. Druhý projekt se věnuje click reakci probíhající za nepřítomnosti mědi, reakci, která je využívána pro spojování biomolekul v nepřítomnosti kovů používaných jako katalyzátory. Nový silacyclopropenon byl vyvinut a použit ve světlem iniciované click reakci s azidy a tetraziny jako reagenty. Třetí projekt se zabývá syntézou nových různě substituovaných heptamethinových cyaninových barviv pomocí Zinckeho reakce. Tato metoda umožňuje instalaci mnoha funkčních skupin a syntézu cyaninových barviv, která dosud nebyla dostupná známými metodami. V poslední části práce jsou přiloženy publikace a experimentální data.

Abstract:

My dissertation thesis was focused on the synthesis of new photoactivatable compounds and studying their photochemical properties and behavior. The results summarized in this thesis have been published or will be submitted for the publication in the near future. The introductory part of the dissertation thesis provides previously published information related to the studied projects, including properties and behavior of reverse micelles, photoisomerization of azobenzene derivatives, click chemistry of strained alkynes, followed by application of cyclopropenones for photochemical generation of strained alkynes. Finally, the role of carbon monoxide as a signaling molecule and its potential biological effects are described. Previously reported carbon monoxide releasing molecules are also shown. In the last section of this chapter, preparation and applications of heptamethine cyanine dyes are summarized In the next chapter, Results and Disccusion, results of three research projects are summarized. The first of them is focused on the development of new photoactivatable amphiphiles and their utilization in preparation of reverse micelles. Properties of photoresponsive amphiphiles and the formation reverse micelles were studied by NMR spectroscopy at both room and sub-zero temperatures. The second project was focused on photochemically initiated Cu-free click reaction, which is widely used in the conjugation of biomolecules in the absence of metals used as catalysts. A new silacyclopropenone was developed and used in a subsequent, photoinduced Cu-free click reaction with azides and tetrazines. The third project was focused on the synthesis of new heptamethine cyanine dyes. During development of new photoactivatable compounds absorbing at higher wavelengths, Zincke reaction was utilized in the synthesis of various cyanine dyes substituted on the heptamethine chain. This method allowed the installation of different functional groups and synthesis of heptamethine cyanine dyes inaccessible by known methods. In the last part of thesis, the publications and experimental data are appended.

Keywords

reverzní micely, azobenzen, napnuté alkyny, cyclopropenon, Cu-free Click reakce, photoCORMy, barviva heptamethine cyaninová, Zinckeho reakce, reverse micelles, azobenzene, strained alkynes, cyclopropenone, Cu-free click reaction, photoCORMs, heptamethine cyanine dyes, Zincke reaction

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 11. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 8. 2. 2019
• Supervisor: prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.
• Reader: prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D., Assoz.Univ.-Prof. Dr. Ian Teasdale, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Chemistry (4-years) / Organic Chemistry