V laboratoři profesora Radka Cibulky se dlouhodobě snaží vyvinout systémy, které by usnadnily chemické reakce, a tak i cestu k některým léčivům či dalším užitečným látkám. Prestižní časopis Chemical Science nyní opublikoval nový systém pro chemické redukce založený na deprotonovaných flavinech, derivátech vitaminu B2. Systém byl vyvinut v rámci spolupráce týmů z VŠCHT Praha a Univerzity Adama Mickiewicze v rámci projektu Grantové agentury České republiky a polské grantové agentury NCN.„Připadáme si jako montéři. Odebrání jedné součástky (protonu) z molekuly téměř bezbarvého 3-methyllumichromu – látky, která je s flaviny příbuzná – vyvolá strukturní změny, které vedou ke vzniku oranžového flavinového aniontu. Tento flavinový anion je unikátní, neboť jeho protonovaná forma neexistuje. My jsme ten anion navíc využili jako katalyzátor redukcí. Stačí na něj posvítit tyrkysovým světlem a redukce probíhá.“ říká Radek Cibulka.<blockquote><h4>Původní článek</h4><h4><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/sc/d5sc01630d">Introduction of flavin anions into photoredox catalysis: acid–base equilibria of lumichrome allow photoreductions with an anion of an elusive 10-unsubstituted isoalloxazine</a></h4>Dorota Prukała, Ekaterina Zubova, Eva Svobodová, Ludmila Šimková, Naisargi Varma, Josef Chudoba, Jiří Ludvík, Gotard Burdzinski, Iwona Gulaczyk, Marek Sikorski and &nbsp;Radek CibulkaChem. Sci., 2025,16, 11255-11263<a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://doi.org/10.1039/D5SC01630D">https://doi.org/10.1039/D5SC01630D</a><h6>licensed under <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/">CC-BY 3.0</a></h6></blockquote>Následují vybrané části článku. Formát a hypertextové odkazy byly převzaty z originálu.AbstraktFlaviny se osvědčily jako účinné katalyzátory v oxidační fotoredoxní katalýze. Naopak jejich použití v redukční fotokatalýze zůstává omezené, hlavně kvůli relativně nízké stabilitě přechodných flavinových radikálů (semichinonů), které se používají ve fotoredukcích. Plně redukované formy flavinů jsou také nevýhodné ve fotokatalýze, protože absorbují světlo v UV oblasti spíše než ve viditelné oblasti. V této práci představujeme nový přístup k redukční fotokatalýze flavinů, který využívá flavinový (izoalloxazinový) anion odvozený od těžko dostupného 10-nesubstituovaného 3,7,8-trimethylisoalloxazinu, nestabilního tautomeru 3-methyllumichromu. Zjistili jsme podmínky, za kterých se tento isoalloxazinový aniont tvoří in situ deprotonací/izomerizací ze snadno dostupného 3-methyllumichromu, a následně jsme jej použili jako fotoredoxní katalyzátor při redukční dehalogenaci aktivovaných bromoarenů a jejich C–P kopulační reakci s trimethylfosfitem za vzniku arylfosfonátu. Spektroskopie v ustáleném stavu a přechodná absorpční spektroskopie, NMR a cyklická voltametrie spolu s kvantově chemickými výpočty ukázaly, že anion oxidovaného isoalloxazinu má oproti jiným formám flavinů používaných ve fotoredukcích několik výhod, jako je vysoká stabilita i v přítomnosti kyslíku, absorpční maximum ve viditelné oblasti, což umožňuje použití excitačního světla mezi 470 a 505 nm, a relativně dlouhá životnost singletového excitovaného stavu.<h4>Materiály a metody</h4>Spektra nukleární magnetické rezonance (NMR) byla naměřena v CD3CN, DMSOd6 , DMF-d6, TFA-d3 nebo v jejich směsích na přístroji Agilent 400-MR DDR2 (399,94 MHz pro 1H, 100,58 MHz pro 13C), JEOL-ECZL400G (400 MHz pro 1H, 101 MHz pro 13C) nebo Bruker Avance III 600 MHz (600 MHz pro 1H a 151 MHz pro 13C) při 298 K. Údaje pro 1H NMR jsou uvedeny následovně: chemický posun (δ ppm), multiplicita (s = singlet, d = doublet, t = triplet, q = kvartet, m = multiplet, dd = doublet doubletů, dt = doublet tripletů, br = široký atd.), vazebná konstanta (Hz) a integrace. Všechna NMR spektra byla zpracována a přiřazena pomocí <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.labrulez.com/products?distributorItems=298&amp;manufacturerItems=464">MestreNova</a>.Hmotnostní spektra s vysokým rozlišením byla získána na <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://lcms.labrulez.com/library?mainauthorItems=5&amp;search=Q-Tof+Micro">Q-Tof Micro</a> (Waters), vybaveným kvadrupólem a analyzátorem doby letu (TOF) a multikanálovým deskovým (MCP) detektorem. Analýza GC-MS byla provedena na plynovém chromatografu <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://gcms.labrulez.com/library?mainauthorItems=3&amp;search=Trace+GC+Ultra">Trace Ultra</a> (Themo Scientific) s kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://gcms.labrulez.com/library?mainauthorItems=3&amp;search=DSQ+II">DSQ II</a> (Thermo Scientific) vybaveným kapilární kolonou DB-5ms (30 m x 0,25 mm, fólie 0,25 um) nebo na plynovém chromatografu <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://gcms.labrulez.com/library?mainauthorItems=10&amp;search=7890">7890</a> (Agilent) s <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://gcms.labrulez.com/products/473">hmotnostním spektrometrem Orbitrap Exploris 240</a> (Thermo Scientific) vybaveným kapilární kolonou DB-5ms (30 m x 0,25 mm, fólie 0,25 um). V pozitivním režimu byl použit <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://gcms.labrulez.com/library?manufacturerItems=50&amp;search=SICRIT">SICRIT</a> (Soft Ionization by Chemical Reaction In Transfer – Plasmion GmbH, Německo).Teploty tání byly měřeny na aparatuře Boetius a nejsou korigovány. Fotoredoxní katalýza byla provedena pomocí Luxeon Star LED 470 nm (65 lm @ 700mA) s dominantními vlnovými délkami 460–485 nm v tvrzeném hliníkovém bloku (uspořádání viz S3) a Luxeon Star LED 505 nm (76 lm @ 350mA) s dominantními vlnovými délkami 490–515 nm. Absorpční spektra UV-Vis byla zaznamenána na spektrofotometru <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.labrulez.com/library?mainauthorItems=1&amp;search=UV-2550">UV-2550</a> (Schimadzu). Emisní spektra v ustáleném stavu a spektra excitace fluorescence byla zaznamenána na spektrofluorometru Jobin Yvon-SpexFluorolog 3-22. Upozorňujeme, že spektra byla zaznamenána při použití stejných excitačních a emisních štěrbin pro jednotné spektrální rozlišení a citlivost. Měření životnosti fluorescence všech sloučenin byla provedena metodou časově korelovaného počítání jednotlivých fotonů (TCSPC). Rozpad byl měřen pomocí TCSPC Triple Illuminator jako příslušenství ke spektrofluorometru Fluorologs 3-22 pro měření v ustáleném stavu, který přidává schopnost měření životnosti v časové doméně. Jako zdroj excitace byly použity diody NanoLED (λexc = 368 nm a 389 nm) od IBH. Přístroj v této hardwarové konfiguraci je schopen měřit doby života krátké až 400 ps. Dekonvoluce křivek rozpadu fluorescence byla provedena pomocí softwaru IBH Consultants. Experimentální nejistoty v dobách života jsou 10 %. Nastavení pro měření přechodných absorpčních spekter UV-Vis: Tripletové stavy byly generovány a analyzovány pomocí laserové flash fotolýzy s použitím nanosekundového Q-spínaného Nd: YAG laseru v kombinaci s optickým parametrickým oscilátorem (OPO) pracujícím na 470 nm; energie laserového pulzu byla udržována kolem 0,5 mJ/pulz. Roztok vzorku byl před měřením zbaven kyslíku probubláváním argonem po dobu 15 minut. Spektra byla stanovena pomocí kinetiky shromážděné v rozmezí 350–700 nm s intervalem 10 nm. Podrobnosti viz ref. 1.Elektrochemická měření (cyklická voltametrie) byla prováděna pomocí počítačem řízeného potenciostatu <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://lcms.labrulez.com/library?search=PGSTAT101">PGSTAT101 </a>(Autolab-Metrohm) s použitím softwaru NOVA 1.11, podrobnosti viz kapitola 5.

Práce týmu prof. Cibulky na obálce časopisu Chemical Science

Vědecký článek

Věda a výzkum

Vysoká  škola chemicko-technologická v Praze spojuje tradici s nejmodernějšími nano- a biotechnologiemi a dalšími progresivními směry a obory ve vědě a výzkumu. Spolu s vynikajícím mezinárodním renomé a špičkovým přístrojovým vybavením otevírá každému studentovi možnosti zapojit se do vědeckých projektů dle vlastního výběru, umožňuje zahraniční stáže a je následně vstupenkou k prestižnímu, dobře ohodnocenému uplatnění doma i v zahraničí.

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

<h3>SciY – váš partner pro digitalizaci, automatizaci a připravenost na AI</h3>SciY je softwarová divize společnosti Bruker BioSpin (BBIO), která je nezávislá na dodavatelích a umožňuje digitalizaci a automatizaci výzkumu, vývoje a výroby. Řešení pro správu dat společnosti SciY se starají o celý životní cyklus dat, od návrhu experimentů a tvorby dat, přes lidské/AI nápady, až po zpracování, analýzu, využití, sdílení a uchovávání dat, a generují data připravená pro AI prostřednictvím sběru a standardizace. Všechna tato řešení byla původně vyvinuta společnostmi Mestrelab, Optimal, ZONTAL, Arxspan a LOGS a harmonizována v rámci ekosystému Bruker.

SciY/Mestrelab Research

SciY is a vendor‑agnostic software division from Bruker BioSpin (BBIO), enabling R&D & Manufacturing Digitalization and Automation. 

SciY je softwarová divize společnosti Bruker BioSpin (BBIO), která je nezávislá na dodavatelích a umožňuje digitalizaci a automatizaci výzkumu, vývoje a výroby. 

Software

MestReNova Manual

Mnova Hub (User Manual)

Mnova StereoFitter (User Manual)

Mestrelab Mbook 4.0 (User Manual)

ICP-OES Analysis of Copper Recovered from Li-Ion Batteries for Foil Manufacturing

Analysis of Heavy Metals in Baby FoodUsing ICP-MS

High Precision Analysis of Major Components in Precious Metals by ICP-OES

Measurement of TOC in Chloroisocyanuric Acid Used as Disinfectant

Analysis of rare earth elements in clay using XRF and XRD

Shimadzu

Agilent Technologies

Thermo Fisher Scientific

Ostatní

Potraviny a zemědělství

Farmaceutická analýza

Materiálová analýza

ICP/MS

ICP-OES

NEXT-GENERATION MIXTURE ANALYSIS TOOLS

Building a Purification Factory: Embedding Mestrelab Tools into a Rich IT Infrastructure

Integrating Measurement Requests, Data Collection, and Data Distribution in One Platform

Tablet Release Reinvented: Robotics, Vision, and Spectral Intelligence

SciY – váš partner pro digitalizaci, automatizaci a připravenost na AI

Píše se o nás