Spektroskopické a teoretické studium supramolekulárních komplexů symetrických porfyrinů s chirálními guesty

• Název práce v češtině: Spektroskopické a teoretické studium supramolekulárních komplexů symetrických porfyrinů s chirálními guesty
• Název v anglickém jazyce: Spectroscopic and theoretical study of supramolecular complexes of symmetric porphyrins with chiral guests
• Klíčová slova: porfyrin, chiralita, spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR), teorie funkcionálu hustoty (DFT)
• Klíčová slova anglicky: porphyrin, chirality, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, density functional theory (DFT)
• Akademický rok vypsání: 2012/2013
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Lenka Hanyková, Dr.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 05.11.2012
• Datum zadání: 06.11.2012
• Datum potvrzení stud. oddělením: 17.01.2013
• Datum a čas obhajoby: 27.05.2014 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 14.04.2014
• Datum odevzdání tištěné podoby: 14.04.2014
• Datum proběhlé obhajoby: 27.05.2014
• Oponenti: RNDr. Mária Šoltésová, Ph.D.
• Konzultanti: prof. RNDr. Ing. Jaroslav Burda, DrSc.

Zásady pro vypracování

Studium odborné literatury o problematice supramolekulárních systémů a NMR spektroskopie a vypracování rešerše.
Zvládnutí experimentálních základů NMR spektroskopie.
Použití experimentálních metod NMR spektroskopie pro studium host-guest komplexu vybraného derivátu porfyrinu a chirální molekuly pro různé teploty a enantiomerické přebytky.
Zpracování experimentálních dat a jejich interpretace za použití vhodného modelu pro dynamické chování.
Popis vazebného mechanizmu pomocí teoretických výpočtů metodou funkcionálu hustoty.
Sepsání diplomové práce.

Seznam odborné literatury

Jeremy K.M. Sanders and Brian K. Hunter, Modern NMR spectroscopy: a guide for chemists, Oxford University Press, 1994
Harald Günther, NMR spectroscopy: basic principles, concepts, and applications in chemistry, Wiley, 1994
Odborné články o problematice porfyrinů

Předběžná náplň práce

Porfin a jeho deriváty (tj. porfyriny) jsou široce studované makrocyklické sloučeniny, které vytvářejí komplexy s mnoha kovovými kationty. V biologických systémech hrají porfyriny přirozenou roli jako fotocitlivá anténa. Velký extinční koeficient porfyrinových chromoforů je staví do významné role pro použití jako fotoelektrické součástky, zatímco dobře definovaný redukční potenciál lze využít v mnoha elektrochemických aplikacích. Nedávno upozornilo studium komplexu chirální hostující molekuly s porfyrinem na nový jev, kdy byl v NMR spektrech pozorován přenos chirality na achirální porfyrin. NMR signály porfyrinu byly rozštěpené v závislosti na enantiomerním přebytku chirální molekuly.
V práci budou použity spektroskopické metody a teoretické výpočty k charakterizaci komplexu porfyrin-chirální molekula s důrazem na určení stability a dynamiky komplexu a mechanismu přenosu chirality.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Porphine and its derivatives (i.e. the porphyrins) are widely studied macrocyclic compounds that can complex a great variety of metal cations. In biological systems, porphyrins play essential roles as photosynthetic antenna. The large extinction coefficients of porphyrin chromophores imply use as photo-electronic components while their well-defined redox potentials suggest many electrochemical applications based on this feature. Recently, investigation of a host-guest complex of the chiral molecule (guest) and the achiral porphyrin derivative (host) brings attention to a new and quite unusual phenomenon. Transfer of the chirality information from guest molecule to achiral host oxoporphyrinogen was manifested by splitting of NMR signals and even enantiomeric excess was determined from the magnitude of peak splitting.
Spectroscopical methods and theoretical calculations will be used to characterize the complex porphyrin-chiral guest with emphasis on determination of complex stability, dynamics and mechanism of chiral transfer.