Original title: Syntéza molekulárních přepínačů funkcionalizovaných stabilními radikálovými substituenty
Translated title: Synthesis of molecular switches functionalized by stable radical substituents
Authors: Kotásková, Lucie ; Cigáň, Marek (referee) ; Kaleta, Jiří (referee) ; Neugebauer, Petr (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2025
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT
Abstract: [eng] [cze]
Tato práce se zaměřuje na syntézu a studium hydrazonových přepínačů substituovaných nitroxidovými radikály. Tři nové série hydrazonových přepínačů byly vyvinuty o-halogen substituované, di- a tri-halogen substituované a nitroxidy substituované hydrazony. Pro každou skupinu byla systematicky prostudována syntéza, charakterizace a vlastnosti přepínání. Přepínání bylo sledováno pomocí 1H, 19F{1H} NMR, UV-Vis a EPR spektroskopiemi, potvrzující zachování paramagnetického centra nebo center v nitroxidem substituovaných hydrazonech. Přepínání pomocí pH změn, které bylo provedeno na pyridinových hydrazonech, prokázalo vratnou přepínatelnost. Fotopřepínání ukázalo částečnou ale vratnou schopnost přepínání pro hydrazony s pyridinovými rotory a zlepšené fotopřepínání u hydrazonů s fenylovými rotory. Unikátní integrace molekulárního přepínače a nepárového elektronu (či elektronů) v jediné molekule poskytuje slibné možnosti při vývoji polarizačních činidel pro dynamickou nukleární polarizaci, diagnostických a léčebných nástrojů a účinných spinových sond pro sledování struktury a dynamiky složitých supramolekulárních systémů. This thesis focuses on the synthesis and study of hydrazone switches substituted with nitroxide radicals a novel class of compounds not previously reported. Three new series of hydrazone switches were developed o-halogen-substituted, di- and tri-halogen-substituted, and nitroxide-substituted hydrazones. For each group, their synthesis, characterization, and switching properties were systematically investigated. The switching behavior was examined using 1H, 19F{1H} NMR, UV-Vis, and EPR spectroscopies, confirming the preservation of the paramagnetic center(s) in nitroxide-substituted hydrazones. pH-responsive switching, conducted on pyridine-based hydrazones, demonstrated reversible switching. Additionally, photoswitching experiments revealed partial but reversible switching ability in pyridine rotor-based hydrazones and improved photoswitching behavior for phenyl rotor-based hydrazones. The unique integration of a molecular switch with unpaired electron(s) in a single molecule provides promising possibilities in the development of polarizing agents for dynamic nuclear polarization, diagnostic or therapeutic tools, and efficient spin probes for monitoring the structure and dynamics of complex supramolecular assemblies.
Keywords: fotopřepínání; hydrazon; molekulární přepínač; nitroxidový radikál; pH přepínání; hydrazone; molecular switch; nitroxide radical; pH switching; photoswitching

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/255155

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-686035


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses