[pt] O planejamento racional e a obtenção de novos compostos luminescentes com aplicações específicas continua sendo um importante desafio em síntese orgânica. Derivados do núcleo benzotiadiazola (BTD) com conjugação (Pi) estendida têm sido amplamente sintetizados e aplicados em diferentes aspectos da tecnologia da luz. Em geral, na estrutura desses derivados, grupos doadores de elétrons (D) são ligados ao anel BTD, que tem caráter aceptor de elétrons (A). Até o presente momento não haviam sido descritos derivados de BTD cuja porção doadora é um grupamento arilóxi. No presente trabalho foi desenvolvida uma rota sintética para derivados de BTD arilóxi-substituídos. Os compostos se mostraram altamente luminescentes em solução (Rendimento quântico de fluorescência de até 74 por cento) e com band gap adequado para aplicação em camadas emissoras de OLEDs. O desenvolvimento/otimização dos compostos foi dividido em duas partes. Na primeira parte, foram determinadas as condições reacionais para a obtenção dos novos derivados e foi avaliada qual a melhor configuração dos compostos: arilóxi-BTD aceptor ou arilóxi-BTD-doador. Um composto com característica arilóxi-BTD-doador se mostrou mais emissivo, assim, construiu-se um dispositivo OLED verde utilizando-o como camada emissora, como uma prova de conceito. Na segunda parte do trabalho, foi realizada uma otimização estrutural mais abrangente, onde oito novos derivados foram sintetizados e caracterizados. Através dessa nova otimização chegou-se no composto líder 4-(4-metoxifenóxi)-7-o-toluilbenzo[c][1,2,5]tiadiazol, que apresentou band gap eletroquímico de 3,2 eV, máximo de emissão em 471 nm (azul), emissão induzida por agregação e 83 por cento de rendimento quântico de fluorescência no estado sólido. A partir desse emissor puramente orgânico otimizado serão construídos novos dispositivos OLED. / [en] The rational planning and obtention of new luminescent compounds with specific applications can be considered an important challenge in organic synthesis. Benzothiadiazole (BTD) derivatives with extended (Pi) conjugation have been widely synthesized and applied in different aspects of light technology. In general, in the structure of these derivatives, electron donor groups (D) are bound to the BTD ring, which has electron acceptor character (A). To date, BTD derivatives in which the donor moiety is an aryloxy group have not been described. In the present work a synthetic route for aryloxy-substituted BTD derivatives has been developed. The compounds are highly luminescent in solution (Quantum fluorescence yield up to 74 percent) and display suitable band gaps for application as emitting layers in OLEDs. The development/optimization of the compounds was divided into two parts. In the first part, the reaction conditions were optimized and the best architecture of the compounds was evaluated: aryloxy-BTD-acceptor or aryloxy-BTD-donor. A compound with aryloxy-BTD-donor design displayed more intense emission, thus, a green OLED device was constructed using it as a emitting layer, as a proof of concept. In the second part of the work, a more comprehensive structural optimization was performed, and eight novel derivatives were synthesized and characterized. By means of this new optimization, the lead compound 4-(4- methoxyphenoxy)-7-o-tolylbenzo[c][1,2,5]thiadiazole was obtained, which showed an emission maximum at 471 nm (blue), band gap of 3,2 eV, aggregation emissioninduced and 83 percent of photoluminescence quantum yield in the solid state. This new leader compound will be explored as emissive layer in novel OLED devices.

[pt] As reações de acoplamento C-C e C-N são metodologias muito úteis na funcionalização de estruturas orgânicas, principalmente no que tange a inserção de grupos arila em plataformas específicas. Chalconas são cetonas alfa, beta-insaturadas bastante exploradas na literatura devido à facilidade de obtenção e à estrutura facilmente modulável, o que faz com que as propriedades desses compostos possam ser dirigidas para objetivos específicos (chalconas bioativas, chalconas luminescentes, etc). Sua estrutura versátil permite utilizá-la como plataforma para reações regiosseletivas na porção olefínica e também permite funcionalizações nas porções arílicas. Para tal fim, reações de acoplamento carbono-carbono e carbono-nitrogênio catalisadas por metais de transição podem ser ferramentas de grande utilidade, especialmente na síntese de compostos poliarilados. O presente trabalho aborda a utilização de reações de acoplamento catalisadas por metais de transição na síntese de novas beta-arilchalconas, alfa, beta-diarilchalconas e chalconas N-diaril-substituídas na porção aromática. O trabalho é dividido em duas grandes partes: na primeira parte são abordadas as arilações de Heck e Suzuki na porção alceno de chalconas, com a obtenção de compostos cuja estrutura está de acordo com o farmacóforo proposto para inibidores alostéricos da enzima fosfodiesterase-4 (PDE4). Na segunda parte, a Reação de Ullmann é utilizada como etapa chave na obtenção de chalconas N-diariladas na porção aromática, levando a uma biblioteca de novos compostos fluorescentes. Em relação à arilação da porção alquenílica das chalconas, reações de Heck foram realizadas utilizando-se diferentes haletos aromáticos, resultando na obtenção de beta-arilchalconas com rendimentos variando de 20 a 85 porcento e relações E:Z de aproximadamente 75:25. A partir das misturas estereoisoméricas, obtevese isômeros majoritariamente E (E:Z maior 96:4) através de simples precipitações em solventes apropriados. Reações competitivas foram avaliadas por CG para a determinação da influência dos diferentes substituintes nos anéis aromáticos na velocidade da reação. alfa, beta-diarilchalconas foram obtidas a partir de intermediários beta-arilados, via metodologia sequencial de bromação seguida de acoplamento Suzuki, com rendimentos entre 60 e 99 porcento. Na segunda parte da dissertação é descrita a síntese de p-N-diarilaminochalconas, utilizando-se como etapa chave um acoplamento C-N catalisado por cobre. Foram obtidas chalconas com características D-n-D e D-n-A, além de beta-arilchalconas com características D-nD. Os compostos que apresentaram fluorescência mais intensa foram aqueles com característica D-n-D. A beta-arilação diminuiu consideravelmente a fotoluminescência dos compostos. A fluorescência dos compostos foi fortemente influenciada pelo solvente, sugerindo transferência de carga intramolecular no estado excitado. Com o objetivo de relacionar a estrutura dos compostos com suas características de emissão, foram realizados cálculos de DFT. / [en] C-C and C-N Coupling Reactions are useful methodologies for functionalization of organic structures, especially regarding the insertion of aryl groups in specific platforms. Chalcones are alpha, beta-unsaturated ketones widely explored in literature as a result of features such as easiness of preparation and highly modulating structure which allows the properties of these compounds to be directed for specific purposes (bioactive chalcones, luminescent chalcones, etc.) Its versatile structure allows it to be used as a platform for regioselective reactions in the olefin moiety and the structures also allows functionalization in the aryl fragment. For this purpose, the carbon-carbon and carbon-nitrogen reactions catalyzed by transition metals can be very useful tools, especially in the synthesis of polyarylated chalcones.The present work describes the use of metal-catalyzed coupling reactions in the synthesis of new beta-arilchalcones, alpha, beta-diarylchalcones and N-diaryl-substituted chalcones on the aromatic moiety. The manuscript is divided into two major parts: the first part deals with Heck and Suzuki Reactions in the alkene portion of chalcones, leading to compounds whose structures are in agreement with the proposed pharmacophore for allosteric inhibitors of the enzyme Phosphodiesterase 4 (PDE4). In the second part, the Ullmann Reaction is used as a key step in the synthesis of p-N-diarylated-chalcones, leading to a library of new fluorescent compounds.Regarding the arylation of the alkenyl moiety of chalcones, Heck reactions were carried out using different aromatic halides resulting in beta arylchalcones, in yields ranging from 20 to 85 porcento and E:Z ratios of approximately 75:25. From the stereoisomeric mixtures, the E-isomers could be isolated by simple precipitations in appropriate solvents. Competitive reactions were evaluated by GC to determine the influence of the different substituents on the aromatic rings over the reaction rate. alpha, beta-diaryl-chalcones were obtained from beta-aryl intermediates via sequential bromination/Suzuki coupling in yields of approximately 50 porcento. In the second part of this work the synthesis of diarylaminochalcones is described using a copper-catalyzed C-N coupling as the key step. Chalcones with D-n-D and D-n-A characteristics were obtained, as well as beta-arylchalcones with D-n-D design. The compounds that showed the most intense fluorescence were those with D-n-D characteristics. beta-arylation considerably decreases these compounds photoluminescence. Solvent effects were observed suggesting intramolecular charge transfer in the excited state. To relate the structure of the compounds with their emission characteristics, DFT experiments were performed.

[pt] Diante da importância terapêutica dos 1,2,3-triazóis e da versatilidade da reação de cicloadição 1,3-dipolar de Huisgen catalisada por cobre (reação CuAAC), o presente trabalho propõe a síntese de novos 1,2,3-triazóis-1,4-dissubstituídos abordando-se o conceito de hibridização molecular que associa ao núcleo triazólico outros grupos farmacofóricos privilegiados. Os compostos sintetizados foram divididos em duas séries e avaliados quanto ao potencial anticâncer, antileishmanial e distúrbios do sistema do nervoso central. Para obtenção da primeira série de triazóis utilizou-se como precursores aril azidas preparadas a partir de anilinas e éter propargílicos obtidos a partir de fenóis. A etapa chave da reação de CuAAC levou a obtenção dos 1,2,3-triazóis-1,4-dissubstituídos com rendimentos entre 50 e 85 porcento. Os compostos obtidos foram avaliados em diferentes linhagens celulares de glioblastoma (GBM, U87), incluindo linhagens celulares humanas altamente resistentes como a GBM02, GBM95, onde os compostos 2,2- (4,4-((1,3-phenilenebis(oxi))bis(methileno))bis(1H-1,2,3-triazol-4,1diyl))dibenzaldeído e (E)-4-metil-N-(2-(4-(fenoximetil)-1H-1,2,3triazolil)benzilideno)benzenosulfonohidrazida foram os mais ativos, com IC50 de 28,7 e 30,3 uM, respectivamente. Também foram avaliados nas linhagens de câncer de pulmão e próstata (A549, 22Rv1), entretanto, os compostos analisados não apresentaram atividade frente a estas linhagens celulares. Para a síntese da segunda série de compostos híbridos, tais quais os a-hidroxi-1,2,3-triazóis e benzocromenostriazóis, utilizou-se como materiais de partida aril azidas, preparadas através de ácidos aril borônicos e álcoois propargílicos, preparados a partir de benzaldeídos comerciais. A reação CuAAC na presença de metóxido de sódio levou a obtenção dos novos a-hidroxi-1,2,3-triazóis com rendimentos entre 35 e 75 porcento. A partir dos a-hidroxi-1,2,3-triazóis obtidos, realizou-se a reação de ativação C-H catalisada por paládio para obtenção benzocromenos-triazóis com rendimentos entre 35 e 40 porcento. Esses compostos foram avaliados como inibidores do transportador de glicina (Gly T1), transportadores relacionados a distúrbios neurológicos, e o composto (2-bromofenil)(1-(4-bromofenil)-1H-1,2,3-triazol-4-il)metanol apresentou 42porcento de inibição e IC50 de 13 uM, sendo este o melhor resultado de toda a série. Os compostos obtidos foram avaliados quanto a atividade antileishmanial (L. amazonenses), sendo que os compostos 2,2-(4,4-((1,3- phenilenebis(oxi))bis(methileno))bis(1H-1,2,3-triazol-4,1diyl)) dibenzaldeído e (E)-4-metil-N-(2-(4-(fenoximetil)-1H-1,2,3triazolil)benzilideno) benzenosulfonohidrazida apresentaram os melhores resultados, com IC50 de 8,85 e 8,81 uM, respectivamente. Todos os compostos sintetizados foram caracterizados por técnicas de espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), infravermelho (IV) e espectrometria de massas (CG-MS). / [en] In view of the therapeutic importance of 1,2,3-triazoles and the versatility of the copper-catalyzed Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition (CuAAC), the present work proposes the synthesis of new compounds containing 1,2,3-triazoles-1,4-disubstituted derivatives by addressing the concept of molecular hybridization to obtain various triazole-containing compounds associated with other privileged pharmacophoric groups. The compounds synthesized were divided into two series and evaluated for their anticancer potential, as antileishmanial and central nervous system disorders. In order to the first series of triazoles, aryl azides were prepared from commercial anilines and propargylic ethers were obtained from commercial phenols. The key step of the CuAAC reaction afforded of 1,2,3-triazoles-1,4-disubstituted 50 - 85 percent in yields. All compounds were evaluated in different glioblastoma cell lines (GBM), including highly resistant human cell lines such as GBM02, GBM95, in which compounds 2,2-(4,4-((1,3 henylenebis(oxy))bis(methylene))bis(1H-1,2,3-triazole-4,1-diyl))dibenzaldehyde and (E)-4-methyl-N-(2-(4-(phenoxymethyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl)benzylidene)benzenesulfonohydrazide were the most active, with IC50 of 28.7 and 30.3 uM, respectively. The triazole derivatives were also evaluated for the lung and prostate cancer strains (A549, 22Rv1), however, the compounds analyzed did not show activity in these cell lines. For the synthesis of the second series of hybrid compounds such as a-hydroxy-1,2,3-triazoles and benzochromenes-triazoles, aryl azides were prepared from aryl boronic acids and the propargylic alcohols from commercial benzaldehydes. The CuAAC reaction in the presence of sodium methoxide provided the novel a-hydroxy-1,2,3-triazoles in 35 and 75 percents yields. The a-hydroxy-1,2,3-triazoles, were aplied palladium-catalyzed intermolecular (C-O) cyclization reaction and provided benzocromenes-triazoles in 35-40 percent yields. These compounds were evaluated as inhibitors of glycine transporter (Gly T1), which are related to neurological disorders. Therefore, compound (2-bromophenyl) (1-(4-bromophenyl)-1H-1,2,3-triazol-4-yl)methanol showed the best result with 42 percent of inhibition and IC50 of 13 uM. All compounds were avaluated for antileishmanial activity (L. amazonenses), compounds 2,2-(4,4-((1,3-phenylenebis(oxy))bis(methylene))bis(1H-1,2,3-triazole-4,1-diyl))dibenzaldehyde and (E)-4-methyl-N-(2-(4-(phenoxymethyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl)benzylidene)benzenesulfonohydrazide presented the best results, with IC50 de 8,85 e 8,81 uM, respectively. All the compounds synthesized were characterized by nuclear magnetic resonance (NMR), infrared (FTIR) spectroscopy and mass spectrometry (GC-MS) techniques.

[pt] Derivados do núcleo 2,1,3-benzotiadiazola (BTD) são altamente emissivos e têm reconhecida aplicação em diversas áreas da tecnologia da luz (células solares sensibilizadas por corantes, sondas fluorescentes, dispositivos emissores tipo OLEDs, etc). Derivados de BTD substituídos com grupos estireno têm sido descritos como ótimas sondas fluorescentes para estudo de conformações de proteínas. Além disso, o grupo de pesquisa do LaSOQF tem produzido novos derivados de BTD luminescentes e buscado diferentes aplicações para os mesmos. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi desenvolver/otimizar a síntese de novos derivados de BTD estiril-substituídos. Nesse planejamento almejou a obtenção de compostos com intensa luminescência a partir da substituição de um grupo estiril por grupos 4-metóxifenil, 4-metoxifenóxi ou 2-bifenil, buscando acentuar o caráter de transferência de carga intramolecular (ICT) e, também, características de emissão aumentada induzida por agregação (AIEE). Para a obtenção dos compostos desejados, os derivados bromados de BTD foram submetidos a reações de Heck com o estireno. Dessa forma, as moléculas alvo foram obtidas com rendimentos entre 36 por cento e 87 por certo. Em seguida, a caracterização fotofísica dos fluoróforos foi realizada e foram obtidos máximos de absorção entre 404 e 450 nm e máximos de emissão entre 503 e 578 nm, indicando a alta estabilidade do estado excitado (delta lambda igual 90-121 nm). Os valores determinados de [fi]FL (0,31-0,69) confirmaram a alta emissividade dos compostos. Ademais, o composto 4-(4-metoxifenóxi)-7-estirilbenzo[c][1,2,5]tiadiazola apresentou características de AIEE. As novas moléculas desenvolvidas estão sendo aplicadas como sondas fluorescentes para a determinação de água em soluções etanólicas comerciais. / [en] The 2,1,3-benzothiadiazole (BTD) core derivatives are highly emissive and with recognized application in several areas of light technology (dye-sensitized solar cells, fluorescent probes, emitters devices such as OLEDs, etc.). BTD derivatives substituted with styrene group have been described as excellent fluorescent probes for protein conformations study. In addition, the LaSOQF research group has been producing new luminescent BTD derivatives and proposed different applications for them. Therefore, the objective of this work was to develop/optimize the synthesis of novel styryl-BTD derivatives. This design aimed at obtaining more luminescent compounds from the replacement of one of the styryl groups by 4-methoxyphenyl, 4-methoxyphenoxy or 2-biphenyl, seeking for intramolecular charge transfer (ICT) and also aggregated-induced enhanced emission (AIEE) characteristics. To obtain the desired compounds, brominated BTD derivatives were submitted to Heck reactions with styrene. Thus, the target fluorophores were obtained with yields ranging between 36 per cent and 87 per cent. Then, photophysical characterization of the fluorophores was carried out and absorption maxima between 404 and 450 nm and emission maxima between 503 and 578 nm were obtained, indicating the high stability of the excited state (delta lambda equal 90-121 nm). The determined values of [fi]FL (0.31-0.69) confirmed the high emissivity of the compounds. In addition, the compound 4-(4-methoxyphenoxy)-7-styrylbenzo[c] [1,2,5]thiadiazole showed of AIEE properties. The novel molecules developed are being applied as fluorescent probes for determination of water in commercial ethanolic solutions.