Tato diplomová práce představuje první případ přípravy a použití labilní iminové vazby (Schiffovy báze) na základě reakce ammonioheteroboranů s karbonyly v boranové chemii. Kyselá amoniová skupina navázaná přímo na aniontové boranové klece reaguje zejména s aromatickými aldehydy, s nižšími aldehydy a výjimečně i s ketony, ale vždy po bazické aktivaci. Otevřené klecové nido-heteroborany mohou také tvořit iminovou vazbu za kyselých podmínek. Tato práce se zabývá třemi hlavními cíli: a) definovat substrátovou selektivitu ammonioheteroboranů, b) najít konkrétní praktické použití těchto sloučenin, c) popsat stabilitu iminových vazeb ovlivněných pH nebo teplotou reakční směsi. Pro charakterizaci připravených sloučenin a stabilitu iminových vazeb byly použity TLC, HPLC, PDA a MS. Až 90 % výtěžek iminoheteroboranu připraveného s vanilinem po 2 hodinách při teplotě místnosti předurčuje ammonioheteroborany jako nová předkolonová HPLC derivatizační činidla. Potenciál ammonioheteroboranů pro jejich použití pro selektivní přenos léčiv do buněk bude studován v budoucnu kvůli labilitě iminové vazby v kyselém pH.
Anotace v angličtině
The diploma thesis presents the first case of preparation and use of a labile imine bond (Schiff base) based on the reaction of ammonium heteroboranes with carbonyls in borane chemistry. The acidic ammonium group attached directly to the anionic borane cages reacts mainly with aromatic aldehydes, but also with lower aldehydes and, exceptionally, ketones, but always after basic activation. Open cage nido-heteroboranes can also form an imine bond under acidic conditions. This work deals with three main goals: a) to define the substrate selectivity of ammonium heteroboranes, b) to find specific practical use of these compounds, c) to describe the stability of imine bonds affected by pH or temperature of the reaction mixture. TLC, HPLC, PDA and MS were used to characterize the prepared compounds and the stability of the imine bonds. Up to 90 % yield of iminoheteroborane prepared with vanillin after 2 hours at room temperature predetermines ammonium heteroboranes as new pre-column HPLC derivatizing agents. The potential of ammonium heteroboranes for their use for the selective delivery of drugs to cells will be studied in the future due to the lability of the imine bond at acidic pH.
Tato diplomová práce představuje první případ přípravy a použití labilní iminové vazby (Schiffovy báze) na základě reakce ammonioheteroboranů s karbonyly v boranové chemii. Kyselá amoniová skupina navázaná přímo na aniontové boranové klece reaguje zejména s aromatickými aldehydy, s nižšími aldehydy a výjimečně i s ketony, ale vždy po bazické aktivaci. Otevřené klecové nido-heteroborany mohou také tvořit iminovou vazbu za kyselých podmínek. Tato práce se zabývá třemi hlavními cíli: a) definovat substrátovou selektivitu ammonioheteroboranů, b) najít konkrétní praktické použití těchto sloučenin, c) popsat stabilitu iminových vazeb ovlivněných pH nebo teplotou reakční směsi. Pro charakterizaci připravených sloučenin a stabilitu iminových vazeb byly použity TLC, HPLC, PDA a MS. Až 90 % výtěžek iminoheteroboranu připraveného s vanilinem po 2 hodinách při teplotě místnosti předurčuje ammonioheteroborany jako nová předkolonová HPLC derivatizační činidla. Potenciál ammonioheteroboranů pro jejich použití pro selektivní přenos léčiv do buněk bude studován v budoucnu kvůli labilitě iminové vazby v kyselém pH.
Anotace v angličtině
The diploma thesis presents the first case of preparation and use of a labile imine bond (Schiff base) based on the reaction of ammonium heteroboranes with carbonyls in borane chemistry. The acidic ammonium group attached directly to the anionic borane cages reacts mainly with aromatic aldehydes, but also with lower aldehydes and, exceptionally, ketones, but always after basic activation. Open cage nido-heteroboranes can also form an imine bond under acidic conditions. This work deals with three main goals: a) to define the substrate selectivity of ammonium heteroboranes, b) to find specific practical use of these compounds, c) to describe the stability of imine bonds affected by pH or temperature of the reaction mixture. TLC, HPLC, PDA and MS were used to characterize the prepared compounds and the stability of the imine bonds. Up to 90 % yield of iminoheteroborane prepared with vanillin after 2 hours at room temperature predetermines ammonium heteroboranes as new pre-column HPLC derivatizing agents. The potential of ammonium heteroboranes for their use for the selective delivery of drugs to cells will be studied in the future due to the lability of the imine bond at acidic pH.
Vypracovat literární rešerši. Vyhledat informace o přípravě v této práci použitých ammonioheteroboranů. Vyhledat aldehydy a ketony používané v praxi, jejichž selektivní extrakce nebo přenos a následné uvolnění v místě použití by byly žádoucí. Vyhledat informace o současném použití Schiffových bazí v praxi.
Experimentálně prověřit reaktivitu série ammonioheteroboranů se sérií modelových alifatických a aromatických aldehydů a ketonů, poté cíleně s vybranými aldehydy a/nebo ketony.
Pokusit se preparovat nové iminokonjugáty, charakterizovat je z hlediska čistoty a struktury látek.
S pomocí HPLC provést testy stability iminokonjugátů při různém pH nebo při různé teplotě.
Výsledky. Ze získaných dat a zkušeností vyvodit praktické závěry o vlastnostech připravených látek, jejich rozpustnosti, citlivosti na změny v pH nebo teplotě.
Diskuse výsledků a závěry. Porovnat výsledky svojí experimentální práce s již publikovanými výsledky, na než bude odkazováno v rešeršní části. Na závěr shrnout na základě osobně získaných zkušeností výhody a nevýhody použití těchto iminokonjugátů.
Vypracovat text závěrečné práce
Zásady pro vypracování
Vypracovat literární rešerši. Vyhledat informace o přípravě v této práci použitých ammonioheteroboranů. Vyhledat aldehydy a ketony používané v praxi, jejichž selektivní extrakce nebo přenos a následné uvolnění v místě použití by byly žádoucí. Vyhledat informace o současném použití Schiffových bazí v praxi.
Experimentálně prověřit reaktivitu série ammonioheteroboranů se sérií modelových alifatických a aromatických aldehydů a ketonů, poté cíleně s vybranými aldehydy a/nebo ketony.
Pokusit se preparovat nové iminokonjugáty, charakterizovat je z hlediska čistoty a struktury látek.
S pomocí HPLC provést testy stability iminokonjugátů při různém pH nebo při různé teplotě.
Výsledky. Ze získaných dat a zkušeností vyvodit praktické závěry o vlastnostech připravených látek, jejich rozpustnosti, citlivosti na změny v pH nebo teplotě.
Diskuse výsledků a závěry. Porovnat výsledky svojí experimentální práce s již publikovanými výsledky, na než bude odkazováno v rešeršní části. Na závěr shrnout na základě osobně získaných zkušeností výhody a nevýhody použití těchto iminokonjugátů.
Vypracovat text závěrečné práce
Seznam doporučené literatury
Greenwood N. N., Earnshaw A., Chemie prvků I., Informatorium Praha (1993).
Grimes R. N.: Carboranes,2.ed,Elsevier Inc.,Amsterdam(2011).
Kvasničková E., Maťátková O., Čejka J., Masák J., Šícha V.: J. Organomet. Chem. (2016).
Hrubý M., Etrych T., Kučka J., Forsterová M., Ulbrich K.: J. Appl. Polym. Sci.101(2006).
Tarres M., Canetta E., Paul E., Forbes J., Azzouni K., Vinas C., Teixidor F., Harwood A. J.: Sci Rep-Uk5(2015).
Seznam doporučené literatury
Greenwood N. N., Earnshaw A., Chemie prvků I., Informatorium Praha (1993).
Grimes R. N.: Carboranes,2.ed,Elsevier Inc.,Amsterdam(2011).
Kvasničková E., Maťátková O., Čejka J., Masák J., Šícha V.: J. Organomet. Chem. (2016).
Hrubý M., Etrych T., Kučka J., Forsterová M., Ulbrich K.: J. Appl. Polym. Sci.101(2006).
Tarres M., Canetta E., Paul E., Forbes J., Azzouni K., Vinas C., Teixidor F., Harwood A. J.: Sci Rep-Uk5(2015).