BODIHY-komplexy, zdroj nových Vis-Vis prepínačov

BODIHY-komplexy, zdroj nových Vis-Vis prepínačov

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
95%
Prevedenie (dizajn)
90%
Diskusná interakcia
80%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
RNDr. Romana Záhumenská PhD.100%100%-
Mgr Dominika Krištofíková PhD.100%100%-
Mgr. Kristína Ormandyová100%100%100%
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.80%60%60%
ISBN: 978-80-972360-2-1

BODIHY-komplexy, zdroj nových Vis-Vis prepínačov

Bernard Mravec1 , Marek Cigáň ,
1 Prírodovedecká fakulta UK Bratislava, Slovenská republika
bernard.mravec220@gmail.com

V posledných rokoch sa výskum v oblasti fotochémie zameral na štúdium fotoprepínačov, ktoré dokážu reverzibilne meniť svoju štruktúru vplyvom  nízkoener-getického viditeľného svetla.1,2 Medzi Vis–Vis fotoprepínače s dobrou separáciou absorpčných maxím vo viditeľnej oblasti elektromagnetického žiarenia patria napríklad azo-zlúčeniny ako aj ich  azo-BF2 koordinované formy (BODIHY) .3,4 Vo fotoprepínačov na báze zmeny E/Z konfigurácie vplyvom žiarenia sa často objavujú štruktúrne  motívy, ktoré dopomáhajú stabilizovať vznikajúci konfiguračný izomér.5 Jednoduchou modifikáciou existujúceho skeletu je taktiež možný výrazný batochrómny posun absorpcie daných zlúženín.6   

V tejto práci bolo pripravených štrnásť hydrazónov pre komplexáciu s atómom bóru, pričom päť látok je nových. Tieto zlúčeniny boli pripravené jednoduchou kondenzáciou. Z troch týchto látok boli pripravné azo-BF2 komplexy (BODIHY). Boli namerané základné spektrálne charakteristiky pripravených komplexov.

Poďakovanie: 

Tento príspevok vznikol vďaka podpore v rámci OP Výskum a vývoj pre dopytovo-orientovaný projekt: Univerzitný vedecký park Univerzity Komenského v Bratislave, ITMS 26240220086 spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja. Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ.

Zdroje: 

1 Siewertsen R., Neumann H., Buchheim-Stehn B. et al. (2009) J. Am. Chem. Soc. 131(43), p.15594.
2 Banerjee G., Gupta N., Kapoor A., Raman G.(2005) Cancer Lett.  (223), p. 275.
3 Luke A., Xin S., Aprahamian I. (2014) Acc. Chem. Ress. (47), p. 2141.
4 Yin Y., Russel P., Aprahamian I. (2012) J. Am. Chem. Soc. (134), p. 15221.
5 Su X., Lokov M., Aprahamian I. et. al.(2012) Chem. Commun. (48), p. 10490.
6 Yin Y., Russel P., Aprahamian I. (2014) J. Am. Chem. Soc. (136), p. 13190.

Diskusia

Dobry den, mohli by ste, prosim vas, konkretizovat pouzitie fotoprepinacov v praxi? Ako odhadujete dalsie etapy vasho vyskumu, odhadom mnozstvo potrebnych financii a zaroven aj casovu dotaciu tak, aby boli vase vysledky pouzitelbne pre aplikacnu sferu? Vopred dakujem za odpovede!
Z.B.

Dobry den, mohli by ste, prosim vas, konkretizovat pouzitie fotoprepinacov v praxi? Ako odhadujete dalsie etapy vasho vyskumu, odhadom mnozstvo potrebnych financii a zaroven aj casovu dotaciu tak, aby boli vošovkách (slnečné okuliare), ktorých zafarbenie skiel závisí od počasia (intenzity svetla) (DOI: 10.1111/j.1478-4408.2009.00204.x). K biologickým patria napríklad fotoregulácia translácie a transkripcie, štruktúry proteínov (protein-folding), enzýmovej aktivity, proteín- ligand interakcií, transport iónov cez membránu, modulácia receptorov a ďalšie (napr. DOI: 10.1021/cr300179f; 10.1021/jm400115k; 10.1039/C4SC01346H; 10.1039/C5SC02735G). Inou možnosťou využitia je syntéza tzv. “smart“ antibiotík, ktoré môžu byť aktivované svetlom (DOI: 10.1038/nchem.1750). Ďalej môžu byť použité ako logické obvody, typ úložiska alebo optické displeje (DOI: 10.1002/adma.201200241).
Čo sa týka nášho výskumu, je základný, čiže sa zameriavame na syntézu nových prepínačov s požadovanými vlastnosťami (aktuálne vyžadované vlastnosti: adresovateľnosť (vis-vis), stabilita, efektivita, a spoľahlivosť ) a ich základnou spektrálnou charakteristikou. Ďalšie aplikačné použitie daných molekúl zatiaľ neskúmame.
Ohľadom financovania Vám neviem dať presnú odpoveď, keďže sme financovaní z viacerých grantov ako VEGA, APVV, Európske granty. Určite sú v nákladoch zahrnuté: chemikálie, rozpúšťadlá, sklo a všetko potrebné pre syntézu daných molekúl a jednotlivé náklady spojené s údržbou a chodom prístrojov na určenie ich štruktúry (NMR, IČ, MS), meranie ich spektrálnych vlastností (UV-Vis spektrá).

Dobry den, mohli by ste, prosim vas, konkretizovat pouzitie fotoprepinacov v praxi? Ako odhadujete dalsie etapy vasho vyskumu, odhadom mnozstvo potrebnych financii a zaroven aj casovu dotaciu tak, aby boli vu Z/E? Prebieha ta rekcia s benzoylpyridinom aj v prebytku kyseliny? Ak ano, dokaze takato totalna protonacia pyridina posunut rovnovahu Z/E?

Aka je tepelna stabilita E izomeru u pripraveneho prepinaca 5a?

Co sa deje s E izomerom pripravenych latok pri reakcii s fluoridom boritym? Ak nereaguje, co sa stane ak pritvrdite reakcne podmienky (teplota)?

Rada na zaver - z mojho pohladu je evidentna neochota pyridinoveho skeletu k dearomatizacii, ku ktorej by malo dojst ak by mal vzniknut stabilny 5-clenny kruh koordinaciou fluoridu boriteho. Zamyslel by som sa nad nahradou pyridina chinolinom, pripadne inym systemom, ktory by bol pristupnejsi k dearomatizacii.

dakujem, mm.

Dobrý deň,
príklady konkrétnych využitií prepínačov: výroba krémov na opaľovanie, špeciálna bezpečnostná tlač opticky meniacich sa znakov, ktoré dovoľujú overiť pravosť dokumentov, tetovacie farbivá viditeľné až po expozícii na slnku, molekulové prepínače a logické obvody, optické pamäte, fotochrómne šošovky, modulácie receptora enzýmov, zmena rigidity a tvaru proteínových/ enzýmových systémov ako aj ich aktívneho miesta, ovplyvňovanie transportu iónov cez bunkovú membránu.
Ďalší vývoj výskumu bude záležať: 1.etapa-úspešnosť syntézy a prípravy požadovaných molekúl,
2. etapa- štúdium fotochrómnych vlastností

Vseobecne diarylketóny sú vzhľadom na nukleofilné adície veľmi málo reaktívne, preto sa pri syntéze vyžaduje kyslá katalýza,takže ano, reakcia prebieha. Prebytok kyseliny pravdebodobne môže ovplyvniť rovnováhu E/Z izomérov ak berieme do úvahy to že hnacia sila vzniku Z izoméru je veľkosť substituentov a vznikajúca vodíková väzba. V prítomnosti kyseliny by mal byť pyridínonvý dusík protonizovaný, čiže by malo vznikať viac E izoméru ktorý by mal byť stabilnejší.
Pri komplexácii by malo dochádať k deprotonizácii oboch izomérov, pričom pri Z izoméry vzniká stabilný 6-článkový cyklus, kde je atóm bóru koordinovaný 2 väzbami. Pri E izoméry je koordinácia iba jednýcm atómom dusíka pravdepodobne veľmi slabá a komplex sa rozpadá. Čo sa týka zvýšenia teploty zatiaľ to vyzerá tak, že umožní E/Z izomerizáciu pretože pri reakcii v toluéne pri 90 °C reagovali zväčša oba izoméry. Tento pokus však treba ešte overiť a reprodukovať.
Za radu na záver ďakujeme, dané riešenie už sme mali aj v pláne, ale stále čakáme na dodávku chemikálii.