|
|
Synthesis of soluble nature-inspired N, N-alkylated riboflavin derivatives, study of the effect of alkyl groups
Ivanová, Lucia ; Maier,, Lukáš (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
By flavin's unique structure, nature predestined riboflavin and its derivatives to the participation in redox processes within the bodies of all the living organisms. These biomolecules draw attention with intriguing optical properties and photosensitising abilities. Nature-inspired flavin derivatives share these qualities, and there is also a possibility of fine-tuning for the particular application from the chemical point of view. The thesis deals with two main aims. The first aim handles the synthesis of the trimer heteroaromatic precursor and 1,2-diketone. These key intermediates are essential for the future synthesis of the central aromatic core of the novel NH-free non-fused flavin derivative. The thesis introduces and verifies three approaches, including oxidation of diarylalkynes, nucleophilic addition of a corresponding organolithium compound to a Weinreb amide and benzoin condensation. The second aim covers the properties customization of NH-free fused systems by implementation of linear and bulky alkyl side-chains on the nitrogen atoms N1 and N3 of the alloxazine dilactam. N,N-alkylation introduced an increase in solubility in common organic solvents dichloromethane and chloroform. For the derivatives with 2-(adamantan-1-yl)ethyl substituents, high thermal stability was observed via TGA.
|
|
|
Synthesis and Characterization of New Organic Materials for Organic Electronics
Richtár, Jan ; Vícha,, Robert (oponent) ; Weidlich,, Tomáš (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
In the modern era, organic electronics and bioelectronics go through tremendous development efforts to obtain novel organic materials with features usually unattainable by conventional silicon-based electronics. This thesis concerns the synthesis and characterization of novel organic materials for organic electronics. It deals with the synthesis of novel pentafluorosulfanylated heterocyclic building blocks, alkylated high-performance organic pigments, and bioinspired organic -conjugated materials with tunable physico-chemical properties and rational synthetic approaches towards their preparation. Pentafluorosulfanyl group (SF5) is appreciated for the high electronegativity, lipophilicity, thermal and chemical stability. It influences positively optical and electronic properties, solubility, and stability to a degree often superior to more established CF3-analogues. Two types of derivatives of 3-SF5-substituted pyrrolidines were synthesized by six and four-step synthetic approaches serving as potential versatile building blocks for the incorporation into advanced aromatic and heteroaromatic -conjugated systems via nitrogen atoms as the fluorinated terminal groups. A model derivative was introduced as a terminal group in an electron-deficient heteroaromatic system by nucleophilic substitution. Hydrogen-bonded high-performance organic pigments attract a lot of attention due to their impressive semiconducting properties, strong 2D molecular association, high thermal, chemical and photochemical stability, and non-toxicity. Nevertheless, they suffer from limited solubility and processability which is commonly solved by the introduction of solubilizing groups. Moreover, particularly bulky rigid adamantyl-bearing groups are known to improve molecular packing, thermal stability, and resulting properties due to the self-organizing ability of adamantane. The adamantylmethyl and adamantylethyl groups were incorporated into selected hydrogen-bonded dyes and pigments from groups of carbonyl azaacenes, rylene-diimides and indigoids by means of nucleophilic substitution aiming towards increasing solubility and processability while preserving the thermal stability and favorable solid-state molecular packing. Physico-chemical studies of quinacridone and epindolidione series showed thermal stability comparable or higher than for H-bonded derivatives, good solubility in organic solvents, strong fluorescence in solid state and solution in VIS region and distinct molecular packing in single crystals as was observed from X-ray analysis. Flavins are ubiquitous bio-inspired organic material with indispensable biological functions, promising physico-chemical properties, chemical and application versatility. Consequently, the focus was put on the tuning of the optical, electronic, electrochemical, thermal and other properties by the extension of the -conjugated system of said materials. Initially, two complementary synthetic approaches were envisaged in order to provide NH-free flavin series which was to undergo comprehensive physico-chemical studies. Afterwards, two different approaches were proposed to synthesize N,N’-dialkylated flavins incorporating butyl, adamantylethyl and triethyleneglycol-derived substituents. The alkylation enhanced solubility in organic solvents and aqueous media, increased fluorescence in solid state and solutions, and tuned the thermal properties depending on the alkyl substitution.
|
|
|
Interakce hyaluronanu s hydrofobními soluty
Slezáková, Dagmar ; Knotková,, Kateřina (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá hydrofobními interakcemi nativního hyalorunanu s vybranými soluty. Na základě literárních rešerší byly vybrány fluorescenční sondy a fluoreskující biologicky aktivní látky, které se využívají právě ke studiu koloidních roztoků biopolymerů, a to 6-(p-toluinido)-2-naftalensulfonová kyselina (polaritní sonda), lipofilní vitamín (±)-alfa-tokoferol, pyren (polaritní sonda) a hydrofilní vitamín riboflavin. V experimentální části byl studován vliv rozpouštědel s různou polaritou, respektive relativní permitivitou, na emisní spektra. Byly studovány interakce nativního hyaluronanu s TNS, dále interakce s vlivem iontové síly, které však nebyly prokázány, což bylo pravděpodobně způsobeno dostatečně silným solvatačním obalem hyaluronanu. Prokázání interakce se podařilo až po procesu lyofilizace a následné rehydratace vzorků. Další studium interakcí bylo prováděno se biologicky aktivní látkou riboflavinem, a to pomocí měření REES efektu v nativním hyaluronanu o různých koncentracích a různých molekulových hmotnostech. Nedocházelo však k posunům emise, a tak se nepodařilo prokázat interakce riboflavinu s HA v rámci zvolených koncentrací. Použitím další biologicky aktivní látky - alfa-tokoferol bylo zkoumáno asociativní chování hyalorunanu a také byla sledována anizotropie fluorescence alfa-tokoferolu v různých koncentracích a molekulových hmotnostech nativního hyaluronanu. Anizotropie fluorescence dosahovala vysokých hodnot v porovnání s referenčním roztokem směsi glycerol-ethanol, která však závisela více na molekulové váze než na koncentraci hyaluronanu. Prokázání interakcí hyaluronanu bylo studováno také pomocí polaritní sondy pyren v různých koncentracích a molekulových hmotnostech hyaluronanu. Poměr 1:3 nevykazoval koncentrační závislost v rámci vybraných koncentrací až na molekulovou hmotnost 253,9 kg mol–1. Jak alfa-tokoferol, tak i pyren byly podrobeny lyofilizaci a následné rehydrataci, což vedlo ke zlepšení interakcí těchto sond s hyaluronanem.
|
|
|
Adsorpce biologických aktivních látek v koloidních roztocích aminojílu
Málková, Ivana ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato závěrečná práce navazuje na předchozí studium hořečnatého aminojílu a jeho interakcí s přírodními látkami. Teoretická část je zaměřena na rešerši využití aminojílu jako nosiče v medicínských aplikacích, způsobu jeho formulace, volbu biologicky aktivních látek a vhodnou metodu stanovení. Experimentální část je zaměřena na syntézu aminojílu, přípravu vzorků a studium adsorpčního chování zvolených biologicky aktivních látek za různých podmínek. Experimentální část této práce zahrnuje také ověření vhodnosti použití zvolené UV VIS spektrometrie ke stanovení adsorpčního chování biologicky aktivních látek v koloidních roztocích aminojílu.
|
|
|
Transportní charakteristiky PVA hydrogelů
Nádvorník, Filip ; Trudičová, Monika (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na studium transportních charakteristik PVA hydrogelů. Pomocí reologických testů a na základě vizuálního pozorování byla optimalizována příprava PVA hydrogelů. Využitým postupem gelace PVA byla metoda mražení – tání (freeze – thawing). Během přípravy byly do PVA hydrogelů začleněny sondy nesoucí ve vodném prostředí náboj na funkčních skupinách, konkrétně methylenová modř, eosin a riboflavin. Mechanické vlastnosti těchto hydrogelů byly porovnávány s vlastnostmi čistých PVA hydrogelů. Následně byly provedeny difúzní testy, kdy bylo pomocí UV – VIS spektroskopie sledováno uvolňování daného barviva z hydrogelu do okolního prostředí. Ze získaných výsledků bylo zjištěno, že hydrogel obsahující sondu s kladným parciálním nábojem (methylenová modř) vykazuje největší ochotu uvolňovat barvivo. Oproti tomu hydrogel obsahující sondu bez náboje (riboflavin) je do okolního prostředí uvolňován minimálně.
|
|
|
Role sekundárních metabolitů v patogenezi hub
Veselý, Martin ; Čmoková, Adéla (vedoucí práce) ; Machová, Lenka (oponent)
Schopnost houbových patogenů vyvolat infekci a později přežívat v hostiteli je závislá faktorech virulence často na bázi primárních metabolitů (hydrofobiny, proteázy, fosfolipázy, katalýzy a další). Infekce se však také účastní celá řada patogenem produkovaných sekundárních metabolitů, jejichž role během infekce je ale často upozaďována. První část této bakalářské práce je věnována tématu vztahu hostitel-patogen a obeznámením čtenáře s některými základními, obecně uznávanými virulentními faktory hub. Ve druhé části jsou popsány známé role sekundárních metabolitů v jednotlivých částech průběhu infekce. Pro úspěšnou infekci si patogen v prvni fazi vytváří vhodného stanoviště na tkáních hostitele pro růst pomocí produkce antimikrobiálních látek (...). V dalších fázích potom zabraňuje fagocytóze svých spor hostitlem (melaniny). Samotná infekce je často podmíněna poškození tkání hostitele což je umožněno například produkcí cytotoxických látek (xanthomegnin, riboflavin) a regulací/modulací odpovědi imunitního systému hostitele (gliotoxin, pseurotin). V neposlední řadě mezi faktory virulence řadíme i ty které umožňují dlouhodobému přežívání v hostiteli (siderofory). Houbové patogeny poikilotermních živočichů často nejsou primárními patogeny a produkce zmíněných sekundárních metabolitů často není výsledkem...
|
|
|
Adsorpce biologických aktivních látek v koloidních roztocích aminojílu
Málková, Ivana ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato závěrečná práce navazuje na předchozí studium hořečnatého aminojílu a jeho interakcí s přírodními látkami. Teoretická část je zaměřena na rešerši využití aminojílu jako nosiče v medicínských aplikacích, způsobu jeho formulace, volbu biologicky aktivních látek a vhodnou metodu stanovení. Experimentální část je zaměřena na syntézu aminojílu, přípravu vzorků a studium adsorpčního chování zvolených biologicky aktivních látek za různých podmínek. Experimentální část této práce zahrnuje také ověření vhodnosti použití zvolené UV VIS spektrometrie ke stanovení adsorpčního chování biologicky aktivních látek v koloidních roztocích aminojílu.
|
|
|
Studium fotodegradace piva optickými metodami
Tayari, Tomáš ; Gabriel, Petr (vedoucí práce) ; Lustig, František (oponent)
Pokud je pivo vystaveno působení světelného záření, velmi rychle v něm vzniká nežádoucí velmi nepříjemná tzv. letinková (světelná) příchuť. Podle současných představ je za světelnou příchuť v pivu zodpovědná zejména látka 3-methyl-2-buten-1-thiol (MBT). Vznik MBT je spojen s neenzymatickými reakcemi, v nichž vystupují isohumulony a sirné složky aminokyselin a jejich derivátů. Jako fotokatalyzátor zde působí riboflavin (vitamín B2), který absorbuje světelné záření a v excitovaném stavu reaguje s isohumulony. Působením světla se riboflavin rozpadá na fotoprodukty a mění se optické vlastnosti vzorku. Cílem práce bylo ověřit možnosti optické detekce fotodegradace piva. Byla sestavena aparatura pro detekci spektrálně rozlišené intensity fluorescence s výměnným excitačním LED zdrojem. Aparatura umožňuje měření excitačně emisní matice fluorescence (EEM) s vybranými vlnovými délkami excitace. Fluorescenční signál je snímán spektrofotometrem pod úhlem 90ř vzhledem k excitačnímu paprsku a korigován jeho intenzitou detekovanou v přímém směru. Světelný zdroj i detektory jsou připojeny k měřicí komoře přes optická vlákna. Na aparatuře byla naměřena fluorescenční spektra riboflavinu, jeho fotoproduktu lumichromu a spektra vzorků čerstvého a definovaně světelně poškozeného piva. Výsledky potvrdily, že sestavená aparatura...
|
|
|
Synthesis of soluble nature-inspired N, N-alkylated riboflavin derivatives, study of the effect of alkyl groups
Ivanová, Lucia ; Maier,, Lukáš (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
By flavin's unique structure, nature predestined riboflavin and its derivatives to the participation in redox processes within the bodies of all the living organisms. These biomolecules draw attention with intriguing optical properties and photosensitising abilities. Nature-inspired flavin derivatives share these qualities, and there is also a possibility of fine-tuning for the particular application from the chemical point of view. The thesis deals with two main aims. The first aim handles the synthesis of the trimer heteroaromatic precursor and 1,2-diketone. These key intermediates are essential for the future synthesis of the central aromatic core of the novel NH-free non-fused flavin derivative. The thesis introduces and verifies three approaches, including oxidation of diarylalkynes, nucleophilic addition of a corresponding organolithium compound to a Weinreb amide and benzoin condensation. The second aim covers the properties customization of NH-free fused systems by implementation of linear and bulky alkyl side-chains on the nitrogen atoms N1 and N3 of the alloxazine dilactam. N,N-alkylation introduced an increase in solubility in common organic solvents dichloromethane and chloroform. For the derivatives with 2-(adamantan-1-yl)ethyl substituents, high thermal stability was observed via TGA.
|
|
|
Synthesis and Characterization of New Organic Materials for Organic Electronics
Richtár, Jan ; Vícha,, Robert (oponent) ; Weidlich,, Tomáš (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
In the modern era, organic electronics and bioelectronics go through tremendous development efforts to obtain novel organic materials with features usually unattainable by conventional silicon-based electronics. This thesis concerns the synthesis and characterization of novel organic materials for organic electronics. It deals with the synthesis of novel pentafluorosulfanylated heterocyclic building blocks, alkylated high-performance organic pigments, and bioinspired organic -conjugated materials with tunable physico-chemical properties and rational synthetic approaches towards their preparation. Pentafluorosulfanyl group (SF5) is appreciated for the high electronegativity, lipophilicity, thermal and chemical stability. It influences positively optical and electronic properties, solubility, and stability to a degree often superior to more established CF3-analogues. Two types of derivatives of 3-SF5-substituted pyrrolidines were synthesized by six and four-step synthetic approaches serving as potential versatile building blocks for the incorporation into advanced aromatic and heteroaromatic -conjugated systems via nitrogen atoms as the fluorinated terminal groups. A model derivative was introduced as a terminal group in an electron-deficient heteroaromatic system by nucleophilic substitution. Hydrogen-bonded high-performance organic pigments attract a lot of attention due to their impressive semiconducting properties, strong 2D molecular association, high thermal, chemical and photochemical stability, and non-toxicity. Nevertheless, they suffer from limited solubility and processability which is commonly solved by the introduction of solubilizing groups. Moreover, particularly bulky rigid adamantyl-bearing groups are known to improve molecular packing, thermal stability, and resulting properties due to the self-organizing ability of adamantane. The adamantylmethyl and adamantylethyl groups were incorporated into selected hydrogen-bonded dyes and pigments from groups of carbonyl azaacenes, rylene-diimides and indigoids by means of nucleophilic substitution aiming towards increasing solubility and processability while preserving the thermal stability and favorable solid-state molecular packing. Physico-chemical studies of quinacridone and epindolidione series showed thermal stability comparable or higher than for H-bonded derivatives, good solubility in organic solvents, strong fluorescence in solid state and solution in VIS region and distinct molecular packing in single crystals as was observed from X-ray analysis. Flavins are ubiquitous bio-inspired organic material with indispensable biological functions, promising physico-chemical properties, chemical and application versatility. Consequently, the focus was put on the tuning of the optical, electronic, electrochemical, thermal and other properties by the extension of the -conjugated system of said materials. Initially, two complementary synthetic approaches were envisaged in order to provide NH-free flavin series which was to undergo comprehensive physico-chemical studies. Afterwards, two different approaches were proposed to synthesize N,N’-dialkylated flavins incorporating butyl, adamantylethyl and triethyleneglycol-derived substituents. The alkylation enhanced solubility in organic solvents and aqueous media, increased fluorescence in solid state and solutions, and tuned the thermal properties depending on the alkyl substitution.
|
host ::
RSS.