Organic Chemistry

Názov v sekundárnom jazyku práce: Design, synthesis and the biological profile of novel lipid alkaloids as modulators of sphingolipid metabolism

Anotácia v hlavnom jazyku práce: „Chiral pool“ stratégia vedúca k novým typom lipidových alkaloidov disponujúcich polárnou heterocyklickou jednotkou s ukotveným lipofilným reťazcom sa bude spoliehať na: (i) klasické olefinačné reakcie pre kreovanie alylových systémov, (ii) skríženú metatézu olefínov pre inštalovanie dlhého alkylového segmentu, (iii) tri prototypy [3,3]-heterosigmatropných prešmykov pre zabudovanie stereogénnych centier s aminoskupinou, sledované v podmienkach 1,3-prenosu chirality a jednoduchej asymetrickej indukcie, (iv) štúdium cyklizačných protokolov pre vytvorenie piperidínového skeletu. Výsledné molekuly budú ohodnotené z hľadiska ich schopnosti ovplyvniť zhubný proces proliferácie rakovinových buniek. Okrem toho sa bude intenzívne sledovať aj ich bezpečnosť voči zdravým bunkám (stanovenie indexu selektivity). Mechanistické úvahy naznačujú kapacitu pripravených piperidínových farmakofórov inhibovať glukozylceramidsyntázu, čoho výsledkom by mohlo byť spustenie proapoptických procesov v malígnych bunkách. Okrem toho budú finálne alkaloidy inkorporované do vybraných MOF systémov, pričom sa bude sledovať ich transport a postupné uvoľňovanie na mieste pôsobenia v in vitro podmienkach.

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: The Chiron approach leading to novel types of lipid alkaloids bearing a polar piperidine core decorated with a lipophilic chain will rely on: (i) olefination reactions for the creation of allylic systems, (ii) olefin cross-metathesis for the installation of an alkyl segment, (iii) three prototypes of [3,3]-heterosigmatropic rearrangements for the instalment of stereogenic centres with an amino group carried out under conditions of 1,3-chirality transfer and simple asymmetric induction, (iv) the study of cyclisation protocols for the creation of the piperidine skeleton. The final derivatives will be subjected to an evaluation of their ability to alter proliferation of human cancer cell lines. To allow comparison, the cytotoxic effect against non-malignant cells will also be tested. Mechanistic considerations suggest that the resulting piperidine pharmacophores could inhibit glucosylceramide synthase and trigger the apoptotic processes in cancer cells. In addition, the target sphingomimetics will be incorporated into the selected MOF systems and their transport together with the gradual release will be studied in vitro.

Školiteľ: Martinková, Miroslava, doc. RNDr. PhD., univerzitná profesorka

Názov v sekundárnom jazyku práce: Photoactive anthracene-based hydrazone and thiazolidinone systems: synthesis, photoswitching mechanisms and functional applications

Anotácia v hlavnom jazyku práce: Dizertačná práca bude zameraná na návrh, syntézu a komplexné fyzikálno-chemické štúdium nových antracénových hydrazónových, tiosemikarbazónových a tiazolidinónových derivátov ako perspektívnych fotoaktívnych molekulových systémov. Tieto zlúčeniny kombinujú priaznivé fotofyzikálne vlastnosti antracénového chromofóru s konformačnou flexibilitou väzby C=N, ktorá umožňuje reverzibilnú E/Z izomerizáciu indukovanú svetlom. Takéto systémy predstavujú sľubnú platformu pre vývoj molekulových prepínačov, fluorescenčných senzorov a fotoresponzívnych materiálov. Práca nadviaže na doterajší výskum zameraný na základné štúdium fotoindukovanej E/Z izomerizácie a rozšíri ho o syntézu novej generácie derivátov s rozšírenou π-konjugáciou, donor-akceptorovou architektúrou a zvýšenou rozpustnosťou alebo schopnosťou supramolekulovej agregácie. Experimentálna časť bude zahŕňať moderné syntetické postupy, komplexnú štruktúrnu charakterizáciu (NMR, IČ, HR-MS, röntgenová difrakcia), ako aj detailné štúdium fotofyzikálnych vlastností pomocou UV/Vis a fluorescenčnej spektroskopie. Osobitná pozornosť bude venovaná kinetike fotoizomerizácie, kvantovým výťažkom, stabilite fotoprepínania a rozdielom medzi správaním zlúčenín v roztoku a v tuhej fáze. Významnou súčasťou práce bude skúmanie supramolekulových interakcií a inkorporácia vybraných fotoprepínačov do polymérnych alebo tenkovrstvových systémov s cieľom demonštrovať ich funkčné využitie. Experimentálne výsledky budú doplnené kvantovo-chemickými výpočtami (DFT/TD-DFT), ktoré umožnia vysvetliť mechanizmus fotoindukovaných procesov a formulovať štruktúrno-vlastnostné vzťahy. Očakávaným prínosom dizertačnej práce je rozšírenie poznania v oblasti organických fotoprepínačov, publikovanie výsledkov v medzinárodných vedeckých časopisoch a vytvorenie základu pre ďalší výskum fotoaktívnych molekulových materiálov.

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: The PhD thesis will focus on the design, synthesis and comprehensive physicochemical investigation of new anthracene-based hydrazone, thiosemicarbazone and thiazolidinone derivatives as promising photoactive molecular systems. These compounds combine the favorable photophysical properties of the anthracene chromophore with the conformational flexibility of the C=N bond, enabling reversible light-induced E/Z isomerization. Such systems represent an attractive platform for the development of molecular switches, fluorescent sensors and photoresponsive materials. The research will build on previous studies of photoinduced E/Z isomerization and extend them toward the synthesis of a new generation of derivatives featuring extended π-conjugation, donor–acceptor architectures and improved solubility or supramolecular self-assembly ability. The experimental work will include modern synthetic methodologies, comprehensive structural characterization (NMR, IR, HR-MS, X-ray diffraction) and detailed investigation of photophysical properties using UV/Vis and fluorescence spectroscopy. Particular attention will be devoted to the kinetics of photoisomerization, quantum yields, switching stability and the differences between solution and solid-state behavior. An important part of the thesis will be the study of supramolecular interactions and the incorporation of selected photoswitches into polymeric or thin-film systems to demonstrate their functional applicability. Experimental results will be complemented by quantum-chemical calculations (DFT/TD-DFT) to elucidate the mechanisms of photoinduced processes and to establish structure–property relationships. The expected outcomes include new insights into organic photoswitches, publications in international peer-reviewed journals and the establishment of a foundation for further research on photoactive molecular materials.

Školiteľ: Vilková, Mária, doc. RNDr. PhD.

Názov v sekundárnom jazyku práce: Study of the synthesis of homo and heterodimeric bis-indoles using ecological alternative approaches and their biological potential

Anotácia v hlavnom jazyku práce: Dizertačná práca sa bude zaoberať vývojom efektívnych syntéz homo a heterodimérnych bis-indolov, pričom bis-indolové jednotky budú prepojené rôznymi linkermi alebo bez linkera. Výskum sa zameriava na prípravu bis-indolov typu tiomočovina, močovina, amid, v spojitosti s a/cyklickými amínmi a tvorbu cyklických bis-indolových zlúčenín za využitia rôznych cyklizačných protokolov. Práca zahŕňa použitie klasických syntetických prístupov, ale aj využitie ekologických, alternatívnych metód (mechanochemická, mikrovlnová, a pod.). Obsahom práce dizertanta bude syntéza, charakterizácia a štúdium vlastností bis-indolových derivátov ako aj ich následná štruktúrna modifikácia tak, aby preukázali potenciál v oblasti protirakovinovej terapie alebo ako inhibítorv amyloidných fibrilov.

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: The dissertation will deal with the development of efficient syntheses of homo- and heterodimeric bis-indoles, where the bis-indole units will be connected by various linkers or without a linker. The research focuses on the preparation of bis-indoles of the thiourea, urea, amide type, in conjunction with a/cyclic amines and the formation of cyclic bis-indole compounds using various cyclization protocols. The work includes the use of classical synthetic approaches, but also the use of ecological, alternative methods (mechanochemical, microwave, etc.). The content of the dissertation will be the synthesis, characterization and study of the properties of bis-indole derivatives as well as their subsequent structural modification so that they demonstrate potential in the field of anticancer therapy or as inhibitors of amyloid fibrils.

Školiteľ: Budovská, Mariana, doc. RNDr. PhD.