Związki naturalne w syntezie organicznej
Kierownik:
Prof. dr hab. Dorota Gryko
e-mail: dorota.gryko@icho.edu.pl
Prof. dr hab. Dorota Gryko
e-mail: dorota.gryko@icho.edu.pl
www: http://ww2.icho.edu.pl/Gryko_group
Doktorat, 1997 Instytut Chemii Organicznej PAN
Staż podoktorski, 1998-2000 Wydział Chemii North Carolina State University, USA
Habilitacja, 2008 Instytut Chemii Organicznej PAN
Staż podoktorski, 2007 Wydział Chemii University of Texas Austin, USA
Profesor tytularny, 2015
Nagroda Prezesa Rady Ministrów za pracę doktorską, 1998
Laureat programu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, 2009
Realizowane granty:
Z. Rzepka, J. Rok, M. Maszczyk, A. Beberok, J. M. Hermanowicz, D. Pawlak, D. Gryko, D. Wrześniok, „Response of Human Glioblastoma Cells to Vitamin B12 Deficiency: A Study Using the Non-Toxic Cobalamin Antagonist”, Biology, 2021, 10, 69
M. Cybularczyk-Cecotka, J. Szczepanik, M. Giedyk, „Photocatalytic strategies for the activation of organic chlorides”, Nat. Catal., 2020, 3, 872–886
M. Giedyk, M. S. Santos, M. Cybularczyk-Cecotka, B. König, „Minisci C‐H alkylation of heteroarenes enabled by dual photoredox/bromide catalysis in micellar solutions”, Chem. Eur. J., 2020
T. Borner, J. Workinger, I. Tinsley, S. Fortin, L. Stein, O. Chepurny, G. Holz, A. Wierzba, D. Gryko, E. Nexø, E. Shaulson, A. Bamezai, V. Rodriguez Da Silva, B. De Jonghe, M. Hayes, R. Doyle, „Corrination of a GLP-1 Receptor Agonist for Glycemic Control without Emesis”, Cell Reports, 2020, 31, 107768
J. Turkowska, J. Durka, D. Gryko, „Strain release – an old tool for new transformations”, Chem. Commun., 2020, 56, 5718-5734
K. Orłowska, K. Rybicka-Jasińska, P. Krajewski, D. Gryko, „Photochemical Doyle–Kirmse Reaction: A Route to Allenes”, Org. Lett., 2020, 22, 1018–1021
A. Potrząsaj, M. Ociepa, O. Baka, G. Spólnik, D. Gryko, „Vitamin B12 Enables Consecutive Generation of Acyl and Alkyl Radicals from One Reagent”, Eur. J. Org. Chem., 2020, 2020, 1567-1571
M. Ociepa, A. Wierzba, J. Turkowska, D. Gryko, „Polarity-Reversal Strategy for the Functionalization of Electrophilic Strained Molecules via Light-Driven Cobalt Catalysis”, J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 5355–5361
K. Goliszewska, K. Rybicka-Jasińska, J. Clark, V. Vullev, D. Gryko, „Photoredox Catalysis: The Reaction Mechanism Can Adjust to Electronic Properties of a Catalyst”, ACS Catal., 2020, 10, 5920–5927
M. S. Santos, M. Cybularczyk-Cecotka, B. König, M. Giedyk, „Minisci C‐H alkylation of heteroarenes enabled by dual photoredox/bromide catalysis in micellar solutions”, Chem. Eur. J., doi:10.1038/s41929-019-0369-5
M. Giedyk, R. Narobe, S. Weiß, D. Touraud, W. Kunz, „Photocatalytic activation of alkyl chlorides by assembly-promoted single electron transfer in microheterogeneous solutions”, NATURE CATALYSIS, 2020, 3, 40–47
Lab manager:
Post-Doc:
Doktoranci:
Studenci:
Tematyka badań:
1. Kataliza fotoredoks
Nowoczesne metody syntezy związków organicznych, dzięki wykorzystaniu promieniowania fal elektromagnetycznych z zakresu światła widzialnego, mogą być tańsze i bezpieczniejsze dla środowiska. Użytecznym narzędziem do rozwoju takich procesów jest fotokataliza, która pozwala na efektywne ich prowadzenie. Celem naszych badań jest opracowanie nowych metod tworzenia wiązań C-C oraz C-X na drodze fotochemicznej. Procesy takie są niezwykle istotne w syntezie organicznej, a zastosowanie do tego celu procesów indukowanych światłem widzialnym doskonale wpisuje się w światowe trendy zrównoważonego rozwoju gospodarki. Do tej pory nasza grupa pokazała, że związki diazo organiczne mogą pełnić funkcję czynników alkilujących w fotochemicznej funkcjonalizacji związków karbonylowych i heteroarenów. Prowadzone przez nas badania doprowadziły również do pierwszego zastosowania porfiryn w postaci wolnych zasad jako katalizatorów fotoredoks w reakcjach tworzenia wiązań C-C.
2. Witamina B12 jako transporter związków biologicznie czynnych
Witamina B12 (kobalamina) jest związkiem niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania ssaków jak i niektórych bakterii. Jako związek egzogenny posiada ona zdolność penetrowania komórek. W naszym laboratorium zajmujemy się funkcjonalizacją witaminy B12, która umożliwia selektywne przyłączenie do niej związków o znaczeniu biologicznym. Opracowaliśmy skuteczne metody syntezy koniugatów kobalaminy z oligonukleotydami, które są efektywnie pobierane przez komórki bakterii. Opracowana strategia może znaleźć zastosowanie w tworzeniu nowych substancji przeciwbakteryjnych jak również w wielu dziedzinach badawczych: biotechnologii, biologii molekularnej czy diagnostyce (grant SYMFONIA NCN realizowany wspólnie z zespołami prof. Joanny Trylskiej (CENT), prof. Camerona Mury (University of Virginia) oraz prof. dr hab. n. med. Krystiana Jażdżewskiego (CENT, UW)). Pracujemy również nad zaprojektowaniem metod przyłączania barwników fluorescencyjnych do witaminy B12. Otrzymane przez nas sondy fluorescencyjne zostały z sukcesem wykorzystane do obrazowania fragmentów mRNA oraz krótkich niekodujących fragmentów RNA w żywych komórkach ssaków (współpraca z prof. Amy Palmer, University of Colorado Boulder). Nasze badania ukierunkowane są na syntezę nowych pochodnych witaminy B12 oraz badanie właściwości fizykochemicznych, biologicznych, elektrochemicznych oraz katalitycznych nowo otrzymanych pochodnych.
3. Reakcje katalizowane witaminą B12 i jej pochodnymi
Witamina B12 zwana również kobalaminą pełni wiele ważnych funkcji w przemianach zachodzących w organizmach żywych. Jako koenzym bierze m.in. udział w reakcjach metylowania, izomeryzacji czy dehalogenowania. Opierając się na procesach zachodzących w naturze naukowcom udało się opracować kilka użytecznych metod tworzenia wiązania C-C katalizowanych witaminą B12, głównie reakcji wewnątrzcząsteczowej cyklizacji. Kobalamina jest metaloorganicznym kompleksem kobaltu występującym na +III stopniu utlenienia. Z punktu widzenia chemika organika za jej aktywność katalityczną odpowiadają pochodne na +I oraz +II stopniu utlenienia. Kobalt na +I stopniu utlenienia przyjmuje postać super nukleofila, dzięki czemu w reakcji z odpowiednim elektrofilem jest w stanie wytworzyć wiązanie Co-C, które dosyć łatwo ulega homolitycznemu rozpadowi. Proces ten jest kluczowy w aspekcie reakcji katalitycznych, gdyż wytworzony rodnik może dalej wchodzić w reakcje np. addycji do wiązania podwójnego. Nasza grupa stara się rozwinąć tę tematykę i poszerzyć zakres jej stosowalności. Do niedawna znane były tylko doniesienia na temat generowania rodników alkilowych, m.in. z halogenków czy diazozwiązków. W Naszym Zespole w 2017 roku po raz pierwszy zaproponowaliśmy metodę generowania rodników acylowych z tioestrów z wykorzystaniem pochodnej witaminy B12 jako katalizatora.
Kierownik:
Dr Maciej Giedyk
e-mail: maciej.giedyk@icho.edu.pl
Kierownik Zespołu XVa w Instytucie Chemii Organicznej PAN, od 2019
Staż podoktorski: University of Regensburg, Niemcy (prof. Burkhard König), 2018-2019
Staż podoktorski: Instytut Chemii Organicznej PAN (prof. Dorota Gryko), 2016-2017
Doktorat: Instytut Chemii Organicznej PAN (prof. Dorota Gryko), 2012-2016
Staż naukowy: Kyushu University, Japonia (prof. Yoshio Hisaeda), 2015
Nagroda im. Wojciecha Świętosławskiego za wybitne osiągnięcia naukowe (Oddział Warszawski PTChem), 2017
Stypendium START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, 2016
Nagroda im. J. Janikowej za najlepszą pracę magisterską w dziedzinie chemii (PTChem), 2013
Realizowane granty:
SONATA NCN (2018/31/D/ST5/00306): Fotokataliza na granicy faz: mikroheterogeniczne układy samoorganizujące jako środowisko reakcji indukowanych światłem widzialnym
MOBILNOŚĆ PLUS MNiSW (DN/MOB/073/V/2017): Katalizatory fotoredoks o silnych właściwościach redukujących i ich zastosowanie w reakcjach indukowanych światłem widzialnym
ETIUDA NCN (2014/12/T/ST5/00113): Synteza i właściwości katalityczne nowych pochodnych witaminy B12
DIAMENTOWY GRANT MNiSW (0145/DIA/2012/41): Biokatalityczne transformacje hydrofobowych pochodnych witaminy B12
Tematyka badań:
Głównym obszarem działań zespołu jest rozwój metod syntezy organiczej, wykorzystujących procesy indukowane światłem do napędzania reakcji chemicznych. Nasze badania koncentrują się na zastosowaniu wodnych, mikroheterogenicznych roztworów fotokatalizatorów jako wydajnych systemów katalityczncyh o unikalnych właściwościach. W szczególności opracowywane są metody przekształceń trwałych i łatwo dostępnych substratów na drodze selektywej aktywacji silnych wiązań chemicznych.
Publikacje:
M. Cybularczyk-Cecotka, J. Szczepanik, M. Giedyk, „Photocatalytic strategies for the activation of organic chlorides”, Nat Catal, 2020, 3, 872–886
M. S. Santos, M. Cybularczyk-Cecotka, B. König, M. Giedyk, „Minisci C‐H alkylation of heteroarenes enabled by dual photoredox/bromide catalysis in micellar solutions”, Chem. Eur. J., doi:10.1038/s41929-019-0369-5
M. Giedyk, R. Narobe, S. Weiß, et al., „Photocatalytic activation of alkyl chlorides by assembly-promoted single electron transfer in microheterogeneous solutions”, Nat Catal, 2019, doi:10.1038/s41929-019-0369-5
D. Petzold, M. Giedyk, A. Chatterjee, B. König, „A Retrosynthetic Approach for Photocatalysis”, Eur. J. Org. Chem. 10.1002/ejoc.201901421
M. Giedyk, A. Jackowska, M. Równicki, M. Kolanowska, J. Trylska, D. Gryko, „Vitamin B12 transports modified RNA into E. coli and S. Typhimurium cells”, Chem. Commun., 2019 ,55, 763-766.
A. Jackowska, M. Chromiński, M. Giedyk, D. Gryko, „5′-Vitamin B12 derivatives suitable for bioconjugation via the amide bond, Org. Biomol. Chem., 2018, 16, 936-943.
K. ó Proinsias, A. Jackowska, K. Radzewicz, M. Giedyk, D. Gryko, „Vitamin B12 Catalyzed Atom Transfer Radical Addition”, Org. Lett. 2018, 20, 1, 296-299.
M. Giedyk, J. Turkowska, S. Lepak, M. Marculewicz, K. ó Proinsias, D. Gryko, „Photoinduced Vitamin B12-Catalysis for Deprotection of (Allyloxy)arenes, Org. Lett. 2017, 19, 10, 2670-2673.
No Comments