Syntéza molekulárních přepínačů funkcionalizovaných stabilními radikálovými substituenty
Loading...
Date
Authors
Kotásková, Lucie
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT
Abstract
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.
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.
Description
Citation
KOTÁSKOVÁ, L. Syntéza molekulárních přepínačů funkcionalizovaných stabilními radikálovými substituenty [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
Mgr. Jiří Kaleta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (předseda)
RNDr. Marek Cigáň, Ph.D. (člen)
Ing. Ján Tarábek, PhD. (člen)
prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-06-19
Defence
Disertační práce Ing. Kotáskové 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. Práce se primárně zaměřuje na molekuly reagující na vnější podněty, které vykazují reverzibilní změny svých fyzikálně-chemických vlastností – oblast, jež představuje současný trend v moderní fyzikálně-organické a materiálové chemii. Práce je aktuální a stanovené cíle byly splněny. V průběhu obhajoby Ing. Kotásková prokázala kvalitní znalosti ve zkoumané oblasti. Na dotazy komise a oponentů odpověděla výborně a prokázala připravenost samostatně vědecky pracovat.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení