Studium síťování cyklodextrinem modifikovaných biopolymerů supramolekulárními činidly na bázi derivátů adamantanu

Abstract

Biopolymery na bázi polysacharidů jsou produkovány živými organismy nebo jsou chemicky syntetizovány ze základních biomolekul. Biopolymery mají velký potenciál při vývoji terapeutických přístupů a medicinálních aplikací. Ve srovnání se syntetickými materiály patří k výhodám přirozeně se vyskytujících polymerů biokompatibilita, biodegradabilita, nižší antigenicita a obnovitelnost zdrojů. Biopolymery jsou široce používány v supramolekulární chemii, poněvadž umožňují kombinovat výše uvedené výhody a reverzibilní vyznik vyšších agregátů na bázi "hostitel-host" interakcí. Mezi různými hostitelskými partnery zaujímají významné místo často studované cyklodextriny (CD), které jsou vhodné díky jejich hydrofobním kavitám, biokompatibilitě a nízké toxicitě. Předkládaná dizertační práce je zaměřena na přípravu modifikovaných biopolymerů, konkrétně hyaluronanu (HA) a chitosanu (CS), a na studium jejich schopností tvořit supramolekulární systémy s vícevazebnými ligandy na bázi adamantanu. Nový modifikovaný CD-HA polymer byl připraven pomocí click reakce mezi propargyl-modifikovaným HA a monoazido-beta-cyklodextrinem. Modifikovaný CD-CS polymer byl pak připraven pomocí Schiffovy báze reakcí 6-O-(4-formylfenyl)-beta-cyklodextrinu a komerčně dostupného chitosanu. Následně jsme studovali supramolekulární chování modifikovaných biopolymerů s jedno-, dvou- a třívazebným ligandem na bázi adamantanu. Prokázali jsme, že uvedené modifikované polymery jsou schopny tvořit supramolekulární sítě, jejichž vznik může být ovlivněn konkurenčními signálními molekulami. Dosažené výsledky naznačují, že modifikované biopolymery představují slibné komponenty pro konstrukci chemických architektur reagujích na chemické podněty. Dalším cílem předkládané dizertační práce bylo připravit 1-adamantylalkylimidaziolové a bis(benz)imidazoliové soli s bicyklo[2.2.2]oktanovou středovou častí. Vzhledem ke svým schopnostem vázat se na makrocyklické hostitelské molekuly mohou pak tyto soli být použity jako potenciální vícevazebné hostující molekuly pro konstrukci supramolekulárních systémů. V neposlední řadě byly připraveny a prostudovány vybrané modelové jednovazebné ligandy na bázi adamantylimidaziolových solí. Studovali jsme, jak prodloužení délky uhlíkového řetězce mezi nepolární částí molekuly a kationtovou skupinou ovlivní jejich schopnost vázat se s makrocyklickými hostiteli. Stechiometrie a stabilita výsledných komplexů byly stanoveny pomocí 1H NMR spektroskopie a izotermické titrační kalorimetrie.