NMR studija izotopnih H/D izmjena kod 1,1-dimetil-propargilnog alkohola

diplomski rad

• Naslov (engleski): NMR study of isotopic H/D exchanges in 1,1-dimethyl-propargyl alcohol
• Autor: Tonka Brajčić
• Mentor: Valerije Vrček (mentor)
• Član povjerenstva: Valerije Vrček (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Viktor Pilepić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Davor Šakić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Farmaceutsko-biokemijski fakultet; (Zavod za organsku kemiju); Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-07-26, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija; Organska kemija

Sažetak

Proces deuteriranja podrazumijeva izmjenu vodika (1H) u strukturi različitih spojeva za atom deuterija (2H), stabilnog, neradioaktivnog vodikovog izotopa. Ugradnjom atoma deuterija u molekule lijeka može doći do promjene svojstava apsorpcije, distribucije, metabolizma i izlučivanja tog lijeka. Deuterirani spojevi često pokazuju poboljšane farmakokinetičke profile i manju toksičnost uz zadržavanje svojih farmakodinamičkih svojstava. S obzirom da su C–D veze jače od C–H veza, H/D izmjena može značajno usporiti metabolizam spojeva, a time i povećati bioraspoloživost lijekova. Deuterirani terminalni alkini posebno su važni jer je riječ o prekursorima niza deuteriranih molekula. Znanstvenici su dugi niz godina pokušavali razviti jednostavnu, selektivnu, ekonomičnu i ekološki prihvatljivu metodu izotopske izmjene. Ovaj rad usmjeren je razvoju jednostavnog protokola koji bi primjenom blagih reakcijskih uvjeta bez korištenja katalizatora omogućio deuteriranje terminalnih alkina u relativno kratkom vremenu, uz visoku ugradnju 2H izotopa. S tim ciljem, uspješno je provedena H/D izmjena 1,1-dimetil-propargilnog alkohola u teškoj vodi kao donoru deuterija te u smjesi otapala DMSO-d6-D2O (φ(DMSO-d6) = 6,78%) pri sobnoj temperaturi, u relativno kratkom vremenu, uz visoku ugradnju izotopa (>99%). Također je izmjereno da dodatak DMSO u D2O neznatno usporava reakciju H/D izmjene, odnosno povisuje Gibbsovu aktivacijsku energiju. Svi rezultati dobiveni su uporabom NMR spektroskopije, te daju dobar temelj za nastavak istraživanja reakcije deuteriranja različitih spojeva, pa tako i lijekova, koji u strukturi imaju terminalne alkine, uz primjenu D2O te smjese otapala DMSO-D2O ili smjese teške vode s drugim organskim otapalima.

Sažetak (engleski)

The deuteration process implies the exchange of hydrogen (1H) in the structure of various compounds for an atom of deuterium (2H), a stable, non-radioactive hydrogen isotope. The incorporation of deuterium atoms into drug molecules can change the properties of absorption, distribution, metabolism and excretion of that drug. Deuterated compounds often show improved pharmacokinetic profiles and lower toxicity while retaining their pharmacodynamic properties. Given that C–D bonds are stronger than C–H bonds, H/D exchange can significantly slow down the metabolism of compounds, and thus increase the bioavailability of drugs. Deuterated terminal alkynes are particularly important because they are the precursors of a number of deuterated molecules. For many years, scientists have been trying to develop a simple, selective, economical and environmentally friendly method of isotopic exchange. This work is aimed at the development of a simple protocol that would enable the deuteration of terminal alkynes in a relatively short time, with a high incorporation of 2H isotopes, by applying mild reaction conditions without the use of catalysts. With this aim, the H/D exchange of 1,1-dimethyl-propargyl alcohol was successfully carried out in heavy water as a deuterium donor and in the solvent mixture DMSO-d6-D2O (φ(DMSO-d6) = 6.78%) at room temperature, in a relatively short time, with high isotope incorporation (>99%). It was also measured that the addition of DMSO to D2O slightly slows down the H/D exchange reaction, i.e. increases the Gibbs activation energy. All results were obtained using NMR spectroscopy, and they provide a good basis for continuing research on the deuteration reaction of various compounds, including drugs, which have terminal alkynes in their structure, with the use of D2O and the solvent mixture DMSO-D2O or the mixture of heavy water with other organic solvents.

• Ključne riječi: deuteriranje; H/D izmjena; NMR; 1; 1-dimetil-propargilni alkohol; deuterijev oksid; D2O; dimetil sulfoksid; DMSO
• Ključne riječi (engleski): deuteration; H/D exchange; NMR; 1; 1-dimethyl-propargyl alcohol; deuterium oxide; D2O; dimethyl sulfoxide; DMSO
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:163:679167
• Studijski program: Naziv: Farmacija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: integrirani prijediplomski i diplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni magistar farmacije (univ. mag. pharm.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-07-26 11:17:58