Bio-inspired organic molecules for photodynamic therapy

Fotodynamická terapie je léčebná metoda využívající klinickou aplikaci fotosensitizérů pro alternativní léčbu onkologických a zánětlivých onemocnění. Jedním z důležitých elementů pro efektivní průběh terapie je použití fotosensitizérů, látek vykazujících absorpční vlastnosti. Díky konjugovanému systému mohou flaviny absorbovat světlo a sloužit tak jako potenciální fotosensitizéry. Předložená bakalářská práce se zabývá přípravou nového flavinového derivátu, inspirovaného riboflavinem. Strukturní izomery riboflavinu, alloxaziny, poskytují snadnou syntetickou modifikovatelnost pro vylepšení materiálových vlastností. V teoretické části je popsán princip a mechanismus fotodynamické terapie, moderní trendy jejího použití v medicínských aplikacích, limitace, výhody a nepostradatelné elementy pro efektivní průběh terapie. V práci je následně představena možnost potenciálního využití flavinů jako přírodou-inspirovaných fotosensitizérů absorbujících světlo v infračervené oblasti spektra. Experimentální část popisuje přípravu meziproduktů a finálních prekurzorů, 1,3-dialkylovaného uracilu a 1,2-diketonu odvozeného ze struktury acenaftenu. Ověřené syntetické cesty poskytovaly v práci vysoké výtěžky připravených meziproduktů a finálních prekurzorů, což bude přínosné pro následné syntetické studie, a naleznou tak uplatnění pro další přípravu série nových flavinových derivátů.Photodynamic therapy is a treatment method using the clinical application of photosensitisers for alternative treatment of oncological and inflammatory diseases. Using photosensitisers, substances with absorption properties, is a crucial element for the effective therapy process. Flavins can serve as photosensitisers in photodynamic therapy thanks to their conjugated system. The proposed bachelor thesis is focused on preparing of a novel, riboflavin-inspired flavin derivative. The structural isomers of riboflavin, alloxazines, provide simple synthetic modification for material properties enhancement. The theoretical part deals with the principle and mechanism of photodynamic therapy, modern trends in medical applications, limitations, benefits and essential elements for the effective therapy process. Consequently, the possibility of flavin derivatives potential use as infrared-absorbing photosensitisers is considered. The experimental part aims to prepare the intermediates and final precursors, 1,3-dialkylated uracil and acenaphthene-based 1,2-diketone. Verified synthetic paths described in the thesis provided high yields of the prepared intermediates and final precursors. Thus, the approaches will be utilized in the following synthetic studies to prepare the acenaphthene flavins series.