velikost textu

Ovlivnění pKa rozpoznávací části azaftalocyaninových sensorů

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:
Ovlivnění pKa rozpoznávací části azaftalocyaninových sensorů
Název v angličtině:
Modulation of pKa of the recognition moiety of azaphthalocyanine sensors
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Mgr. Veronika Čermáková
Vedoucí:
Doc.PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D.
Oponent:
PharmDr. Jan Zitko, Ph.D.
Id práce:
208545
Fakulta:
Farmaceutická fakulta v Hradci Králové (FaF)
Pracoviště:
Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy (16-16190)
Program studia:
Farmacie (M5206)
Obor studia:
Farmacie (FAR)
Přidělovaný titul:
PharmDr.
Datum obhajoby:
12. 11. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
ABSTRAKT Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy Autor: Veronika Čermáková Školitel: doc. PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. Název diplomové práce: Ovlivnění pKa rozpoznávací části azaftalocyaninových senzorů Azaftalocyaniny (AzaPc) jsou makrocyklické sloučeniny obsahující rozsáhlý systém konjugovaných dvojných vazeb, který jim uděluje schopnost absorbovat světlo v červené oblasti spektra. Jsou charakterizovány intenzivní červenou fluorescencí jako jednou z možných cest deaktivace excitovaných stavů po absorpci fotonu. Fluorescence AzaPc substituovaných fenolickou skupinou na periferii může být vypnuta/zapnuta v závislosti na pH okolního prostředí a pKa fenolické skupiny. V zásaditém prostředí se molekula nachází ve formě fenolátu a podstupuje tzv. intramolekulární přenos náboje mezi fenolátem, který slouží jako donor, a elektrondeficitním makrocyklickým jádrem, které slouží jako akceptor. Výsledkem je zhášení fluorescence. Přepínání mezi ON/OFF stavy u fenol-substituovaných AzaPc je závislé na koncentraci protonů, a proto mohou být tyto látky využity k monitorování pH. Cílem této práce byla syntéza derivátů fenol-substituovaných AzaPc, jejichž pKa fenolické skupiny je modulováno vhodnou substitucí v ortho pozici. Syntéza začala přípravou příslušných prekurzorů, tedy derivátů 5-(4-hydroxyfenyl)pyrazin-2,3-dikarbonitrilu. Byla provedena elektrofilní substituce (bromace nebo nitrace) komerčně dostupného 4-hydroxyacetofenonu. Produkty reakcí byly následně oxidovány pomocí oxidu seleničitého na ketoaldehydy, které nebyly izolovány, ale byly in situ v následné kondenzační reakci s diaminomaleonitrilem převedeny na příslušné pyrazin-2,3-dikarbonitrily. Pro získání nesymetrických AzaPc byla provedena smíšená cyklotetramerizace těchto prekurzorů (A) spolu s 5,6-bis(terc-butylsulfanyl)pyrazin-2,3-dikarbonitrilem (B) za použití butanolátu hořečnatého jako iniciátoru reakce. Výsledná směs obsahovala šest různých kongenerů (t.j. AAAA, AAAB, AABB, ABAB, ABBB, BBBB), z níž požadovaný kongener (ABBB) byl separován pomocí sloupcové chromatografie. AzaPc byly následně ukotveny do lipofilních nosičů (mikroemulze, lipozomy) a změny intenzity fluorescence byly hodnoceny jako funkce pH pufru. Závislost intenzity fluorescence na pH umožnila stanovení hodnoty pKa.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmaceutical Chemistry and Pharmaceutical Analysis Candidate: Veronika Čermáková Supervisor: Assoc. Prof. Petr Zimčík, Ph.D. Title of Diploma Thesis: Modulation of pKa of the recognition moiety of azaphtalocyanine sensors Azaphthalocyanines (AzaPc) are macrocyclic compounds containing a large system of conjugated double bonds that enables them to absorb light in the red part of the spectrum that is promising in biological applications. They are characterized by intense red fluorescence as one of the relaxation pathways of the excited state after absorbing a photon. The fluorescence of AzaPc substituted with a phenol moieties on the periphery can be switched ON/OFF depending on the pH of the environment and the pKa of the phenolic group. In basic medium, the molecule occurs as phenolate and undergoes intramolecular charge transfer between the phenolate group (a donor) and the electron- deficient macrocyclic core (an acceptor). As a consequence of this process, the fluorescence is quenched. Switching between ON/OFF states in phenol-substituted AzaPc is dependent on the proton concentration and thus can be utilized in pH sensing. The aim of this work was to synthesize derivatives of phenol-substituted AzaPcs whose pKa is modulated with suitable substitution in ortho position. The synthesis started with preparation of appropriate precursors (i.e. substituted 5-(4-hydroxyphenyl)pyrazine- 2,3-dicarbonitriles). Electrophilic substitution of commercially available 4-hydroxyacetophenone (bromination or nitration) was performed. The products were treated with selenium dioxide affording corresponding ketoaldehydes that were not isolated but directly reacted in a condensation reaction with diaminomaleonitrile. To obtain unsymmetrical AzaPc, a mixed cyclotetramerization (statistical condensation) of these precursors (A) with 5,6- bis(tert-butylsulfanyl)pyrazine-2,3-dicarbonitrile (B) was performed using magnesium butoxide as an initiator. Resulting mixture contained six different congeners (i.e. AAAA, AAAB, AABB, ABAB, ABBB, BBBB) from which the required congener (ABBB) was isolated using column chromatography. AzaPcs were then incorporated to lipophilic particles (microemulsion, liposomes) and the fluorescence changes were investigated as a function of pH of the buffer. Dependence of fluorescence on pH allowed determination of pKa value.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Veronika Čermáková 2.24 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Veronika Čermáková 221 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Veronika Čermáková 215 kB
Stáhnout Posudek vedoucího Doc.PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. 274 kB
Stáhnout Posudek oponenta PharmDr. Jan Zitko, Ph.D. 281 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 95 kB