velikost textu

Kontrastní látky pro heteronukleární MRI

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:
Kontrastní látky pro heteronukleární MRI
Název v angličtině:
Contrast agents for hereronuclear MRI
Typ:
Diplomová práce
Autor:
Bc. Filip Koucký
Vedoucí:
doc. RNDr. Jan Kotek, Ph.D.
Oponent:
RNDr. Jan Havlík, Ph.D.
Id práce:
185260
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra anorganické chemie (31-240)
Program studia:
Chemie (N1407)
Obor studia:
Anorganická chemie (NANORD)
Přidělovaný titul:
Mgr.
Datum obhajoby:
6. 6. 2018
Výsledek obhajoby:
Výborně
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
tomografie magnetické rezonance, makrocyklické ligandy, lanthanoidy, 1H MRI, 31P MRI, 19F MRI
Klíčová slova v angličtině:
magnetic resonance imaging, macrocyclic ligands, lanthanoides, 1H MRI, 31P MRI, 19F MRI
Abstrakt:
Abstrakt Během práce byla studována pH závislost koordinačních módů lanthanoidových komplexů s makrocyklickými ligandy založenými na skeletu 1,4,7,10-tetraazacyklododekanu se třemi acetátovými a jednou aminoethylovou skupinou s N-alkyl-N-methylfosfonátovým substituentem, DO3AN(R)P, kde R je alkylový substituent na atomu dusíku aminoethylového pendantního ramene (R = methyl, benzyl). Komplexy lanthanoidů dříve studovaného prototypového ligandu DO3ANP se sekundární aminoskupinou (R = H) vykázaly díky různým koordinačním možnostem zajímavé vlastnosti 31P z hlediska NMR zobrazování, umožňující in situ měření pH. Dané komplexy jsou použitelné i z hlediska sledování kinetiky chemické výměny protonu aminové skupiny v 1H NMR zobrazování pomocí přenosu saturace při chemické výměně (chemical exchange saturation transfer, CEST NMR). V rámci této práce byly pro lepší porozumění změny koordinačních módů této třídy ligandů připraveny nové deriváty DO3ANMeP a DO3ANBnP a bylo studováno jejich koordinační chování vůči vybraným iontům lanthanoidů (Eu3+, Gd3+, Dy3+, Yb3+). Na základě NMR a luminiscenčních experimentů bylo zjištěno, že v kyselém prostředí dochází u komplexů s DO3ANP ke koordinaci molekuly vody, která je v bazickém prostředí vytlačena změnou koordinace pendantního ramena, která je ve 31P NMR spektru doprovázena významnou změnou chemického posunu. Pro deriváty s terciárním aminem na pendantním rameni nebyl tento jev pozorován nikde na škále pH mezi 2 a 10. Druhotným úkolem této práce byla optimalizace obecné syntézy ligandů DO3AN(R)P zavedením vhodně substituované aminoethylové skupiny do skeletu 1,4,7,10- tetraazacyklododekan-1,4,7-trioctové kyseliny (DO3A). Zvláštní pozornost byla věnována derivátu nesoucímu 2,2,2-trifluorethylovou skupinu, který by byl potenciálně použitelný i pro zobrazování pomocí 19F NMR. Byly testovány různé metody zavádění trifluorethylové skupiny. Zvolený syntetický prekurzor byl přípraven redukcí příslušného trifluoracetamidu – byly testovány různé podmínky redukce pomocí LiAlH4 a BH3 (včetně různých typů generování BH3 in situ).
Abstract v angličtině:
Abstract In this thesis the pH dependency of the coordination modes of lanthanide complexes with macrocyclic ligands based on 1,4,7,10-tetraazacyclododecane skeleton was studied. The cyclen-based ligand structures in this work contained three acetate and one aminoethyl group with a N-alkyl-N-methylphosphonate substituent, DO3AN(R)P, where R is an alkyle substituent on the nitrogen atom of the pendant arm (R = methyl, benzyl). Lanthanide complexes of a previously studied prototype ligand DO3ANP with secondary amino group (R = H) have shown interesting properties in the field of 31P NMR imaging because of their various coordination properties, which allow in situ pH measurement. These complexes can also be used for monitoring the kinetics of the chemical exchange of the amino group proton 1H in NMR imaging using the chemical exchange saturation transfer (CEST NMR). In this thesis, two new derivatives DO3ANMeP and DO3ANBnP were prepared in order to better understand the coordination modes changes in this ligand series. Also, their coordination behaviour with selected lanthanide ions was studied (Eu3+, Gd3+, Dy3+, Yb3+). Based on a series of NMR and luminescence measurements, it was found out, that in acidic conditions the complexes containing DO3ANP motif bind a water molecule in their coordination sphere. However, in basic conditions, the water molecule coordination site is 31P occupied by the coordinated pendant arm instead. This causes a significant change in the NMR chemical shift. For the derivatives containing tertiary amine on the pendant arm this effect was not observed anywhere on the pH scale between 2 and 10. The second aim of this thesis was optimalization of the general synthetic pathway leading to DO3AN(R)P ligands. In general, these ligands were obtained by introducing a properly substituted aminoethyl group to the 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid (DO3A) skeleton. A special attention was paid to the derivative caring a 2,2,2-trifluoroethyl 19F group, which could potentially be used also for NMR imaging. Various methods for introducing the trifluoroethyl group were tested. The chosen synthetic precursor was prepared by a reduction of the corresponding trifluoroacetamide by several different routes using LiAlH4 and BH3 as reducing agents (including various reactions using in situ generated BH3).
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bc. Filip Koucký 4.28 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bc. Filip Koucký 171 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bc. Filip Koucký 166 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. RNDr. Jan Kotek, Ph.D. 127 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Jan Havlík, Ph.D. 702 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Petr Hermann, Dr. 154 kB