Syntéza sulfanylaminoderivátů cyklodextrinů a počítačová simulace tvorby jejich komplexů

Abstract

Tato diplomová práce pojednává o syntéze série 6I -N-monosubstituovaných β-CD, jejichž substituentem je různě dlouhý lineární řetězec obsahující disulfidickou vazbu a zakončený aminoskupinou. Celá série byla úspěšně připravena prostřednictvím nukleofilní substituce toluensulfonylové skupiny tosyl-β-CD diaminovou spojkou. V případě vazby nejkratší spojky (cystaminu) byl derivát připraven ve výtěžku 35 %. Při syntéze derivátů substituovaných spojkami odvozenými od di-, tri- a tetraethylenglyku byla výtěžnost dvojnásobná a pohybovala se mezi 66 a 85 %. Všechny tři spojky byly připraveny pomocí standardních chemických přeměn. Pro izolaci výslených derivátů byly vyvinuty optimální soustavy založené na n-butanolu. Abychom lépe pochopili chování cílových derivátů v roztoku, byly provedeny jejich molekulárně dynamické (MD) simulace. Látky byly připravovány pro použití při vývoji fluorescenčních chemosezorů. Za stejným účelem byla studována inkluze vybraných organických molekul do kavity β-CD pomocí molekulové dynamiky a optimalizována metoda pro MD výpočet jejich relativních vazebných energií. Přestože se ani po optimalizaci metoda nezdá dostatečně přesná, výsledky odpovídají řádem i znaménkem experimentálním hodnotám.

This master thesis deals with synthesis of 6I -N-monosubstituted β-CD bearing a linear spacer of various lenghts containing disulfidic bond and terminated by amine. Whole series was succesfully prepared by nucleophilic substitution of toluenesulfonyl group on tosyl β-CD by a spacer's amine group. In case of the shortest spacer (cystamine) 35 % yield was achieved. Synthesis of β-CD derivatives using longer and more lipophilic spacer derived from di-, tri- and tetraethylenglycol yielded 66 to 85 %. The oligoethylene spacers were prepared by standard chemical modifications. A separation method using n-butanol elution mixtures was optimized for isolation of β-CD derivatives. To better understand the β-CD derivative behavior in solution, molecular dynamics (MD) computations were used. The synthetized species were intended to be used for fluorescent sensor construction. For the same reason the inclusion of small organic molecules in β-CD cavity was studied with molecular dynamic simulations. MD method for computation of relative binding energy was optimized and gave values of right sign and order of magnitude.