velikost textu

Příprava a studium vlastností azaanalogů ftalocyaninů

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Příprava a studium vlastností azaanalogů ftalocyaninů
Název v angličtině:
Synthesis and Study of Properties of Aza-analogues of Phthalocyanines
Typ:
Disertační práce
Autor:
PharmDr. Veronika Nováková, Ph.D.
Školitel:
Doc.PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D.
Oponenti:
Prof. Ing. Kamil Kuča, Ph.D.
RNDr. Pavel Kubát, CSc.
Id práce:
104237
Fakulta:
Farmaceutická fakulta v Hradci Králové (FaF)
Pracoviště:
Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy (16-16190)
Program studia:
Farmacie (P5206)
Obor studia:
Farmaceutická chemie (DFCH4)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
23. 9. 2011
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
ABSTRAKT Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra Katedra farmaceutické chemie a kontroly léčiv Kandidát Mgr. Veronika Nováková Školitel doc. PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. Název disertační práce Příprava a studium vlastností azaanalogů ftalocyaninů Ftalocyaniny (Pc) a jejich azaanalogy azaftalocyaniny (AzaPc) jsou ploché makrocyklické útvary s výrazným absorpčním pásem v oblasti 620-720 nm nacházející uplatnění např. v oblasti fotodynamické terapie, chemické katalýzy a solárních článků. Pro tyto aplikace jsou důležité jejich fotofyzikální (fluorescence) a fotochemické (produkce singletového kyslíku) parametry. Periferní substituenty Pc/AzaPc hrají v tomto případě klíčovou roli. Alkylsulfanyl a alkyloxy deriváty Pc/AzaPc vykazují vysoké kvantové výtěžky jak fluorescence (ΦF), tak singletového kyslíku (ΦΔ). Na druhou stranu u alkylamino derivátů se tyto hodnoty blíží nule, a proto tyto sloučeniny nalezly uplatnění v oblasti DNA sond jako zhášeče fluorescence. V první části této disertační práce bylo popsáno, že důvodem nulových kvantových výtěžků alkylamino AzaPc je tzv. intramolekulární přenos náboje (ICT), kde volný elektronový pár periferního dusíku je donorem tohoto procesu a makrocyklické jádro AzaPc akceptorem. Absorpcí světelné energie je AzaPc excitován na vyšší energetickou hladinu, velice rychle se tvoří tzv. „charge separated state“ a z něho se pak molekula vrací zpět do základního stavu. Tento děj kompetuje s ostatními možnými relaxačními mechanismy, a proto jsou ΦF i ΦΔ nulové. Účinnost ICT je u AzaPc vysoká, neboť už jedno donorové centrum na periferii je zodpovědné za pokles kvantových výtěžků téměř k nulovým hodnotám. Proces ICT lze zablokovat buď stéricky (tvorbou J-dimerů) nebo protonizací donorového dusíku. V obou případech se ΦF a ΦΔ skokově zvýší a vyrovnají se hodnotám strukturně podobným AzaPc bez možnosti ICT. Ve finále této části studované problematiky pak byla příprava série AzaPc, jejichž ΦF a ΦΔ jsou řízeny pH prostředím. Tyto látky by mohly být využitelné v oblasti zobrazovacích buněčných technik, především tam, kde je vyšší citlivost k nižším pH žádoucí (např. lysosómy). Druhá část práce se zabývala některými syntetickými problematikami u Pc/AzaPc a jejich vyšších homologů, 6,7-tetrachinoxalinoporfyrazinů (6,7-TQP). Byly nalezeny metody pro syntézu symetrických aryloxy/alkyloxy AzaPc a zejména pak nesymetrických aryloxy/alkyloxy AzaPc, které byly připraveny úplně poprvé. Vliv periferního substituentu na vlastnosti 6,7-TQP (ΦF, ΦΔ, λmax, ε) a srovnání těchto parametrů s odpovídajícími AzaPc byly publikováno také úplně poprvé. U další skupiny studovaných látek pak byla popsána 1,3-dipolární azid alkyn cykloadice jako vhodná metoda konjugace Pc/AzaPc s biomolekulami. Všechny připravené Pc/AzaPc byly studovány z hlediska svých spektrálních, fotofyzikálních a fotochemických parametrů a výsledky porovnány se strukturně podobnými sloučeninami.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Department of Pharmaceutical Chemistry and Drug Control Candidate Mgr. Veronika Nováková Supervisor doc. PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. Title of Doctoral Thesis Synthesis and study of properties of aza-analogues of phthalocyanines Phthalocyanines (Pc) and their azaanalogues azaphthalocyanines (Azapc) are planar macrocyclic compounds with significant absorption band at 620-720 nm finding application in the areas such as photodynamic therapy, chemical catalysis and solar cells. Photophysical (fluorescence) and photochemical (singlet oxygen production) parameters are important in above mentioned applications. Peripheral substituents of Pc/AzaPc play key role in this case. Alkylsulfanyl and alkyloxy derivatives exerted high fluorescence quantum yields (ΦF) as well as quantum yields of singlet oxygen (ΦΔ). On the other hand, alkylamino substitution led to almost zero values of both ΦF and Φ∆. These derivatives have recently found new application as dark quenchers in DNA hybridization probes. The first part of this thesis demonstrated that intramolecular charge transfer (ICT) is responsible for zero values of quantum yields of alkylamino AzaPc and that the lone electron pair of peripheral nitrogen is a donor for ICT in AzaPc. Absorbing the energy of light, the AzaPc is excited to higher energy state from which the charge separated state is formed very rapidly followed by relaxation into the ground state. This process significantly competes with the other possible relaxation mechanisms, thus ΦF and Φ∆ are of zero values. The efficacy of ICT is very high, because only one donor centre is responsible for almost complete quenching of the excited states. ICT can be blocked either sterically (J-dimer formation) or by protonation of donor nitrogen. In both cases ΦF a ΦΔ increase of several orders and reached values of similar AzaPc without ICT. The final part of the thesis deals with a series of pH sensitive AzaPc, whose ΦF a ΦΔ were controlled by pH of environment. These compounds can find their application in the area of cell imaging, especially where the higher sensitivity to lower pH is desired (i.e. lysosomes). The second part of the thesis was focused on some synthetic problems at Pc/AzaPc and their higher homologues, 6,7-tetraquinoxalinoporphyrazines (6,7-TQP). The suitable general methods for symmetrical aryloxy/alkyloxy AzaPc and unsymmetrical aryloxy/alkyloxy AzaPc were found. The latter ones were published for the first time. The effect of peripheral substituents on the properties of 6,7-TQP (ΦF, ΦΔ, λmax, ε) was described also for the first time. 1,3-dipolar azide alkyne cycloaddition was showed as a suitable method for the conjugation reactions of Pc/AzaPc with biomolecules. All prepared final Pc/AzaPc were studied from the spectroscopic, photophysical and photochemical point of view and the results were compared with structurally similar compounds.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce PharmDr. Veronika Nováková, Ph.D. 2.57 MB
Stáhnout Příloha k práci PharmDr. Veronika Nováková, Ph.D. 8.09 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce PharmDr. Veronika Nováková, Ph.D. 161 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky PharmDr. Veronika Nováková, Ph.D. 145 kB
Stáhnout Posudek vedoucího Doc.PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. 138 kB
Stáhnout Posudek oponenta Prof. Ing. Kamil Kuča, Ph.D. 240 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Pavel Kubát, CSc. 104 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby Doc.RNDr. Veronika Opletalová, Ph.D. 286 kB