Příprava a stadium fotoprotektivních a antimikrobiálních vlastností nových látek na bázi 1,2,3-triazolu

David Milićević

Disertační práce

Preparation and Study of Photoprotective and Antimicrobial Properties of Novel Materials Based on 1,2,3-Triazole

Abstract:

A class of novel 1,2,3-triazole functionalised quinoline-2,4-diones was synthesized using multi-step reaction approach, starting with the synthesis of suitable organic azides that served as precursors for introduction of the first 1,2,3-triazole ring to the quinoline-2,4-dione framework. Afterwards, desirable bis-triazole esters were obtained by acetylation of mono-triazole alcohols, subsequent introduction of propargyl group to the position N1 of quinolone heterocycle, and finally employment of copper(I)-catalysed "click" reaction using three different organic azides. Resulted bis- as well as mono-triazole acetates were then deprotected using acidic alcoholysis, while provided alcohols were further oxidized to suitable aldehydes and carboxylic acids. While crystallization of synthesized compounds was normally performed in case of mono-triazoles, it was seldom successful for bis-triazole species. Consequently, quinolones with two 1,2,3-triazole rings were purified mostly by silica-gel column chromatography. During the fulfilment of outline transformation scheme, various reaction conditions and synthetic routes were tested, monitored, and finally optimised. Apart from mainstream reaction pathway, some focus was also devoted to a few accompanying transformations that either highlighted interesting behaviour of the studied systems (quinoline-2,4-dione ring cleavage), or could be exploited as an alternative approach to anthranilic acid derivatives preparation. Several synthesized materials were also evaluated for their potential ligand-to-metal coordination abilities, as well as antimicrobial activities against ten microbial strains, including bacteria, yeast and fungi. Additionally, their potential photoprotective characteristics were also briefly examined. Regrettably, no interesting physical properties or biological activities were detected for any of the tested compounds. The vast majority of results obtained throughout my doctoral studies and presented in this dissertation, have already been published or will be published in scientific journals with the impact factors.

Abstract:

V rámci disertační práce byla vícestupňovou syntézou, jež vycházela z vhodných organických azidů, připravena skupina nových chinolin-2,4-dionů substituovaných 1,2,3-triazolovými kruhy. Bis-triazolové estery byly po acetylaci mono-triazolových alkoholů získány zavedením propargylové skupiny do polohy N1 chinolonového heterocyklu a následnou "click" reakcí s třemi různými organickými azidy za katalytického účinku měďných kationtů. Z výsledných bis-triazolových, stejně jako z mono-triazolových acetátů byly poté kyselou alkoholýzou odstraněny chránící skupiny a získané alkoholy byly dále oxidovány na příslušné aldehydy a karboxylové kyseliny. Zatímco krystalizace syntetizovaných mono-triazolových sloučenin byla prakticky vždy úspěšná, u bis-triazolových derivátů byla úspěšná pouze zřídka, a proto byly chinolony se dvěma 1,2,3-triazolovými kruhy purifikovány převážně chromatografií na sloupci silikagelu. V průběhu řešení podle naplánovaného schématu byly testovány, sledovány a nakonec optimalizovány reakční podmínky jednotlivých syntetických kroků. Kromě hlavních produktů reakcí byla věnována také pozornost několika vedlejším přeměnám výchozích látek, které buď zdůraznily zajímavé chování studovaných systémů (štěpení chinolin-2,4-dionového kruhu), nebo by mohly být využity jako alternativní přístup k přípravě derivátů kyseliny anthranilové. U několika syntetizovaných derivátů byla sledována jejich potenciální schopnost koordinovat kovy, a také byly testovány jejich antimikrobiální účinky vůči deseti druhům mikroorganismů zahrnujících zástupce bakterií, kvasinek a hub. Navíc byly okrajově zkoumány jejich potenciální fotoprotektivní vlastnosti. Bohužel nebyly zjištěny žádné zajímavé fyzikální vlastnosti nebo biologické aktivity u žádné z testovaných sloučenin. Naprostá většina výsledků získaných v rámci doktorského studia, které jsou prezentovány v této disertační práci, byla již publikována v impaktovaném vědeckém časopisu nebo je obsažena v rukopisu publikace zaslaném do redakce impaktovaného časopisu.

Keywords

1, 2, 3-triazol, chinolin-2, 4(1H, 3H)-dion, syntéza, antimikrobiální aktivity, fotoprotektivní vlastnosti, koordinace kov-ligand, NMR spektroskopie

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 12. 6. 2019
• Vedoucí: doc. Ing. Stanislav Kafka, CSc.

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Doktorský studijní program / obor:
Chemistry and Materials Technology / Technology of Macromolecular Compounds