As Reações Multicomponentes de Biginelli são utilizadas na síntese de 3,4-dihidropirimidin-2-onas(tionas) (DHPMs) estruturalmente variadas, de maneira simples e eficiente. A reação consiste na ciclocondensação entre um aldeído, ureia/tioureia e um composto 1,3-dicarbonilado, levando à formação de DHPMs. A importância das DHPMs está relacionada com as diversas atividades biológicas que elas podem exibir, incluindo atividades antitumorais. O uso de compostos fluorescentes como sondas biológicas tem-se mostrado uma estratégia importante na investigação de eventos celulares em nível molecular. Isso permite uma melhor compreensão da dinâmica de tais eventos e por consequência, contribui para o desenvolvimento de novas estratégias no tratamento de muitas doenças, como por exemplo, o câncer. Dentro deste contexto, visando a preparação de DHPMs fluorescentes via reação de Biginelli como possíveis sondas moleculares, investigou-se a utilização de aldeídos ou aminas fluorescentes, ambos derivados de benzazóis. Essas moléculas apresentam uma propriedade específica, chamada de transferência protônica intramolecular no estado excitado (ESIPT - Excited State Intramolecular Proton Transfer). Moléculas fluorescentes por ESIPT apresentam um grande deslocamento de Stokes, que é uma característica importante para o seu emprego eficiente como sondas moleculares. A partir de aldeídos fluorescentes benzazólicos, foram preparadas quatro diferentes DHPMs em rendimentos que variaram entre 53-75%. A reação de Biginelli utilizando acetoacetamidas fluorescentes, sintetizadas a partir de aminas fluorescentes benzazólicas, permitiu a preparação de seis novas DHPMs com rendimentos entre 48-70%. Assim, as dez novas DHPMs fluorescentes por ESIPT foram objeto de um estudo fotofísico em solução, utilizando-se os solventes diclorometano, etanol e acetonitrila, sendo que duas DHPMs foram medidas em DMSO, pois não foram solúveis nos solventes testados. Os resultados mostraram deslocamentos de Stokes de 16-227 nm para os compostos estudados e o maior deslocamento de Stokes foi obtido em acetonitrila. Estes estudos demonstraram a viabilidade das DHPMs fluorescentes sintetizadas para serem utilizadas como possíveis sondas moleculares. / Biginelli Multicomponent Reactions are used in the synthesis of structurally diverse 3,4-dihydropyrimidin-2-ones(thiones) (DHPMs), through a simple and efficient way. The reaction consists in a cyclocondensation between an aldehyde, urea/thiourea and a 1,3-dicarbonyl compound, leading to the formation of DHPMs. The importance of DHPMs regards the plethora of biological activities they can exhibit, including the antitumor activity. The use of fluorescent compounds as biological probes has been shown to be an important strategy in the investigation of cellular events at the molecular level. This allows a better understanding of the dynamics of such events and consequently contributes to the development of new strategies in the treatment of many diseases, such as cancer. In order to prepare the fluorescent DHPMs as possible molecular probes, via Biginelli’s reaction, it was investigated the use of fluorescent aldehydes or fluorescent amines, both derived from fluorescent benzazoles with a specific property, called Excited State Intramolecular Proton Transfer (ESIPT). Fluorescent molecules by the ESIPT mechanism show a large Stokes shifts, which are important feature for their efficient use as molecular probes. From the fluorescent aldehydes, four different DHPMs were prepared in good yields, ranging from 53-75%. The fluorescent amines were used to synthesize the fluorescent acetoacetamides, which were applied as 1,3-dicarbonyl compound in the Biginelli reaction to afford six new DHPMs in reasonable to good yelds from 48 to 70%. The photophysical study of the ten new fluorescent DHPMs by ESIPT were performed in solution, using three different solvents such as: dichloromethane, ethanol, and acetonitrile. Two DHPMs were measured in DMSO as solvent, due to the insolubility in the other employed solvents. The results showed Stokes shifts from 16 to 227 nm for the studied compounds and the highest Stokes shift value was obtained in acetonitrile. These studies demonstrated the feasibility of the ten new synthesized fluorescent DHPMs to be used as possible molecular probes.

Orientador: Teresa Dib Zambon Atvars / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:58:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zalloum_NeifeLilian_D.pdf: 6371493 bytes, checksum: 34b58b4e3f06b8bb42b89ffa183838c1 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Desenvolveu-se, neste trabalho, uma metodologia que permitiu conhecer detalhes intermoleculares da microencapsulação, fundamentais na definição de parâmetros que controlam este processo. Foram preparadas microesferas biodegradáveis de poli(hidroxibutirato-hidroxivalerato) (P(HB-HV)), por meio de emulsificação o/w com evaporação de solvente, de interação controlada com os marcadores fluorescentes. Os estudos foram conduzidos de forma a se avaliar como o polímero e alguns parâmetros afetam as propriedades finais das microesferas, tais como concentração de PVA, velocidade de agitação da emulsão, número de ciclos de lavagem durante a centrifugação, presença do ativo a ser encapsulado (cumarina, cumarina-6 e pireno), e massa molar do polímero (130 e 450 kg mol). As microesferas poliméricas foram submetidas à análise de microscopia eletrônica de varredura para análise morfológica e de distribuição de tamanho de partículas; de potencial-zeta para análise da carga superficial; de microscopia de fluorescência confocal para confirmar a encapsulação; estudos fotofísicos e de liberação. Os parâmetros que mais afetaram o diâmetro médio e a distribuição de tamanhos das microesferas foram a concentração de PVA e a velocidade de agitação durante a emulsificação. Medidas de potencial-zeta permitiram colocar as intensidades de carga superficial na ordem microesferas+pireno < micropartículas vazias < microesferas+cumarina-6. As eficiências de encapsulação (de 95% e 17% para as microesferas contendo cumarina-6 e pireno, respectivamente) indicaram a ocorrência de diferentes tipos de interações polímero-fluoróforo. Imagens de microscopia de fluorescência confocal confirmaram a formação de agregados de cumarina-6 no interior das microesferas, ao contrário do pireno, que formou excímeros nas camadas mais externas das partículas. Estudos de liberação mostraram que as microesferas de P(HB-HV) são polares e que a difusão da cumarina-6 depende do tamanho das micropartículas e das interações eletrostáticas entre polímerofluoróforo. A difusão do pireno depende somente das interações hidrofóbicas com o polímero / Abstract: In this research was developed a methodology, which allowed microencapsulation intermolecular details knowledge, essential in the definition of the parameters that controls the process. The work aimed to prepare biodegradable poly(hydroxybutyrate-hydroxyvalerate) (P(HB-HV)) microspheres through oil-in-water emulsion solvent evaporation technique, having controlled interaction with fluorescent probes. The study was conducted to evaluate how the polymer and some process parameters affect the final microspheres properties, such as polyvinyl alcohol (PVA) concentration, stirring speed emulsification, number of washing cycles during centrifugation, presence of the active compound to be encapsulated (coumarin, coumarin-6 and pyrene) and polymer molecular weight. The polymeric microspheres were evaluated by scanning electronic microscopy for their morphology analysis and size distribution; zeta-potential for their surface charge; confocal laser scanning microscopy for their encapsulation confirmation through coumarin-6 and pyrene localization; photophysics and release studies. From the results, it was found that the parameters most affected microsphere size were surfactant concentration (PVA) in the emulsion water phase, and the stirring speed of emulsification. Zeta-potential results were microsphere+pyrene< unloaded microsphere< microspheres+coumarin 6 in surface charge. Drug loadings (95% and 17%, m/m, to coumarin 6 and pyrene microparticles, respectively) indicated the occurrence of different interactions between polymer and fluorophore. Confocal fluorescence microscopy images confirmed the coumarin-6 aggregate formation inside the microsphere, while pyrene appeared as excimers in more external layers of the microparticles. Release behavior showed that the polymeric microspheres are polar and the coumarin-6 diffusion depends on the microparticles radius and the electrostatics interactions between polymer and fluorophore. Pyrene diffusion depends, only, on the hydrophobic interactions with the polymer / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Quimica

Neste trabalho foi realizada a síntese e caracterização de um derivado de S,S-dioxidotioxantona, 7,8-benzotioxanton-9-ona-10,10-dióxido (TX-Np-SO2). A TX-Np-SO2 foi caracterizada estruturalmente por espectros eletrônico e vibracional (UV-vis e fluorescência, Infravermelho) e também por ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H e 13C. As propriedades fotofísicas, espectros de emissão de fluorescência e fosforescência e o rendimento quântico de fluorescência da TX-Np-SO2 foram determinadas, assim como os tempos de vida de fluorescência (&tau;F = 3,62 ns) e fosforescência (&tau;Ph = 800 ms). Os espectros de absorção triplete-triplete dos transientes da TX-Np-SO2, em soluções desoxigenadas de metanol, acetonitrila e metilciclohexano, foram determinados por Fotólise por Pulso de Laser, bem como as constantes de velocidade de supressão bimoleculares do derivado pelos supressores trans-estilbeno, trietilamina, p-dimetilamina benzoato de etila e 2-propanol. A fotopolimerização do metacrilato de metila (MMA) iniciada por TX-Np-SO2 foi estudada por dilatometria. A reação de polimerização do iniciador (TX-Np-SO2) na presença de amina e o monômero MMA foi estudada de modo a determinar a taxa de polimerização (Rp) a diferentes concentrações de trietilamina (TEA) e p-dimetilamina benzoato de etila (EDB). / The aim of this work was the synthesis and characterization of a S,S-dioxidethioxanthone derivative, 7,8-benzo-thioxanthen-9-one-10,10-dioxide (TX-Np-SO2). The TX-Np-SO2 was structurally characterized by its electronic and vibrational spectra (UV-vis and fluorescence, IR) and also by 1H and 13C RMN methods. The photophysical properties, fluorescence and phosphorescence emission spectra, and fluorescence quantum yield of TX-Np-SO2 were determined, as well as the fluorescence lifetime (&tau;F = 3,62 ns) and the phosphorescence lifetime (&tau;Ph = 800 ms). The transient absorption spectra of TX-Np-SO2 in degassed solutions of methanol, acetonitrile and methylcyclohexane were determined by Laser Flash Photolysis, as well as the bimolecular triplet quenching rate constants for of the derivative by various compounds. The photopolymerization of methyl methacrylate (MMA) initiated by TX-Np-SO2 was studied by dilatometry. The polymerization reaction of the initiator (TX-Np-SO2) in the presence of amine and MMA monomer was studied in order to determine the polymerization rate (Rp) at different loadings of triethylamine (TEA) and ethyl-4-dimethylaminobenzoate (EDB).

Híbridos argila-moléculas orgânicas são facilmente obtidos a partir da sorção das moléculas em suspensões aquosas de argila e possuem diversas aplicações, dentre elas o aumento da ação antimicrobiana dos compostos orgânicos (<href=\"#_ENREF_8\" title=\"Bujdak, 2009 #8\">Bujdak, Jurecekova et al., 2009; <href=\"#_ENREF_9\" title=\"Bujdak, 2016 #28\">Bujdak, Ratulovska et al., 2016). Estudos também indicam que as estruturas formadas geram propriedades fotofísicas diferentes da solução unicamente formada por compostos orgânicos, em geral apresentando maior fluorescência e maior produção de oxigênio singlete. Neste projeto, foram investigadas propriedades fotofísicas de híbridos formados por argilas montmorilonita e laponita e alcaloides berberina e palmatina. Para este estudo foram utilizadas espectroscopia de UV-Visível, técnicas de fluorescência estática e dinâmica e estudos de produção de oxigênio singlete. Os híbridos formados pelos alcaloides berberina e palmatina e pelas argilas laponita e SWy-2 apresentaram maiores intensidades de fluorescência e rendimentos quânticos de fluorescência que os resultados observados para os alcaloides em solução aquosa. Entretanto, a produção de oxigênio singlete observada para os híbridos formados não foi significativamente mais alta que os resultados observados para a palmatina e a berberina individualmente. / Hybrid materials produced between clay and organic molecules are easily obtained from molecule sorption in aqueous clay suspensions. These composites usually show many applications, among them the increase in antimicrobian activity (<href=\"#_ENREF_8\" title=\"Bujdak, 2009 #8\">Bujdak, Jurecekova et al., 2009; <href=\"#_ENREF_9\" title=\"Bujdak, 2016 #28\">Bujdak, Ratulovska et al., 2016). Studies also show that these new structures originate new photophysic proprierties, with increased luminescence and singlet oxygen production. This project aimed to investigate photophysic proprieties of new clay-alkaloids composite materials. We used UV-Visible spectroscopy, static and dynamic fluorescence techniques and studied singlet oxygen production for this project. The hybrids formed by alkaloids berberine and palmatine with laponite and SWy-2 clays presented increased fluorescence intensity and fluorescence quantum yield then the results obtained for the alkaloids themselves. However, singlet oxygen production observed was not meaningfully different then the results collected for berberine and palmatine.

Neste trabalho foi realizada a síntese e caracterização de um derivado de S,S-dioxidotioxantona, 7,8-benzotioxanton-9-ona-10,10-dióxido (TX-Np-SO2). A TX-Np-SO2 foi caracterizada estruturalmente por espectros eletrônico e vibracional (UV-vis e fluorescência, Infravermelho) e também por ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H e 13C. As propriedades fotofísicas, espectros de emissão de fluorescência e fosforescência e o rendimento quântico de fluorescência da TX-Np-SO2 foram determinadas, assim como os tempos de vida de fluorescência (&tau;F = 3,62 ns) e fosforescência (&tau;Ph = 800 ms). Os espectros de absorção triplete-triplete dos transientes da TX-Np-SO2, em soluções desoxigenadas de metanol, acetonitrila e metilciclohexano, foram determinados por Fotólise por Pulso de Laser, bem como as constantes de velocidade de supressão bimoleculares do derivado pelos supressores trans-estilbeno, trietilamina, p-dimetilamina benzoato de etila e 2-propanol. A fotopolimerização do metacrilato de metila (MMA) iniciada por TX-Np-SO2 foi estudada por dilatometria. A reação de polimerização do iniciador (TX-Np-SO2) na presença de amina e o monômero MMA foi estudada de modo a determinar a taxa de polimerização (Rp) a diferentes concentrações de trietilamina (TEA) e p-dimetilamina benzoato de etila (EDB). / The aim of this work was the synthesis and characterization of a S,S-dioxidethioxanthone derivative, 7,8-benzo-thioxanthen-9-one-10,10-dioxide (TX-Np-SO2). The TX-Np-SO2 was structurally characterized by its electronic and vibrational spectra (UV-vis and fluorescence, IR) and also by 1H and 13C RMN methods. The photophysical properties, fluorescence and phosphorescence emission spectra, and fluorescence quantum yield of TX-Np-SO2 were determined, as well as the fluorescence lifetime (&tau;F = 3,62 ns) and the phosphorescence lifetime (&tau;Ph = 800 ms). The transient absorption spectra of TX-Np-SO2 in degassed solutions of methanol, acetonitrile and methylcyclohexane were determined by Laser Flash Photolysis, as well as the bimolecular triplet quenching rate constants for of the derivative by various compounds. The photopolymerization of methyl methacrylate (MMA) initiated by TX-Np-SO2 was studied by dilatometry. The polymerization reaction of the initiator (TX-Np-SO2) in the presence of amine and MMA monomer was studied in order to determine the polymerization rate (Rp) at different loadings of triethylamine (TEA) and ethyl-4-dimethylaminobenzoate (EDB).

As sínteses, o cálculo do OM, as propriedades fotoquímicas e fotofísicas dos complexos cis-[Ru(bpy)2(L)x](PF6)2, onde a bpy é 2,2\'-bipiridina e L é 5,6-bis(3-amidopiridina)-7-oxanorborneno (3amdpy2oxaNBE, complexo 2) ou 3-aminopiridina (3amnpy; complexo 3) foram estudados. 3amdpy2oxaNBE é o novo ligante quelato 5,6-bis(3-amidopiridina)-7-oxanorborneno (1) e apresenta duas amidas piridinas substituídas -conectadas ao monômero oxanorborneno - que são originadas da reação da 3amnpy e do monômero 5,6-bis-carboxilato-7-oxanorborneno. Os complexos 2 e 3 exibem absorções na região de 350 nm e entre 420-500 nm, atribuídas a uma contribuição das transições MLCT (d&pi; &rarr;bpy and d&pi; &rarr;L; L = 3amdpy2oxaNBE ou 3amnpy). Fotólise do complexo 3 levou ao cis-[Ru(bpy)2(3amnpy)(solvente)]2+, enquanto o complexo 2 é inerte à fotossubstituíção. Os comprimentos de onda de irradiação (330 > 440 > 500 nm) e os solventes (DMF > CH3CN > CH2Cl2 ~ THF) influenciam na fotolabilidade do complexo 3. A formação de cis-[Ru(bpy)2(CH3CN)2]2+ foi observada por RMN de 1H quando o complexo 3 foi irradiado em 420 nm em CH3CN. A emissão do complexo 2, em 594 nm, é atribuída como uma emissão MLCT (Ru &rarr;bpy) e é caracterizada por um tempo de vida longo à temperatura ambiente (650 ns em CH3CN e 509 ns em H2O). A emissão é independente do &lambda;irr, mas é dependente da temperatura, i.e., aumenta quando a temperatura é abaixada. Considerando-se que o anel quelato de 1 contribui para a estabilidade do complexo 2 sob irradiação de luz contínua, a diferença nos fotoprocessos primários de 3 (perda da 3amnpy) e 2 (luminescência) pode ser explicada pela influência de L na energia da banda de CT Ru &rarr;bpy. Para 2, o estado excitado Ru &rarr;bpy é o de mais baixa energia e o complexo é luminescente e inerte à fotossubstituição. Para o complexo 3, é possível mover a banda de absorção de CT Ru &rarr;bpy para uma posição comparável à da banda de MC mais abaixo. A eficiência da fotossubstituição é muito pequena quando o estado de TC é mais baixo, e razoavelmente grande quando o estado MC é mais baixo na energia. Esses resultados são corroborados pelo cálculo de TDDFT, que mostra a transição MC em 328 nm (3,78 eV) para 3. Então, a modificação na substituição do grupo piridina levou a uma diferença crucial nos fotoprocessos primários entre os dois complexos. No complexo 2, a depopulação eletrônica da unidade e a população de um orbital da bpy* por meio da excitação são evidentes pela comparação com as propriedades fotofísicas com complexos relacionados com [Ru(bpy)3]2+. Além disso, uma redução de um ligante bpy no estado excitado MLCT é indicada pelo espectro resolvido no tempo em que mostrou características típicas da bpy.-. As propriedades fotocatalíticas de 2 são espectroscopicamente demonstradas pela supressão oxidativa usando-se os íons receptores de elétrons metilviologênio2+ ou [RuCl(NH3)5]+2.Também foi realizado um estudo cinético da reação de desacetilação assistida por ultra-som. Com base nos resultados de %GA das amostras de quitina e de quitosana, os quais foram obtidos por espectroscopia de RMN 1H, análise elementar e titulação condutimétrica, pôde ser observado que o uso de ultra-som favoreceu o processo de desacetilação. Além disso, os resultados do estudo cinético da reação assistida por ultra-som a 100°, 110° e 120°C indicaram que o domínio cinético da reação foi abreviado para tempos inferiores a 30 min e que o patamar de velocidade constante corresponde a uma desacetilação mais completa (GA< 20%) do que aquele atingido com o uso do método de desacetilação heterogênea (20% < %GA < 45%). Estas conclusões estão de acordo com as caracterizações por difração de raios X, as quais revelaram a progressiva destruição dos domínios cristalinos à medida que os produtos foram mais desacetilados. Dessa forma, a desacetilação assistida por irradiação de ultra-som de alta potência possibilitou, de um modo mais simples e rápido, a obtenção de quitosanas com características semelhantes às obtidas após o emprego do método FPT, sendo que este último é relatado na literatura como o método mais eficiente para produção de quitosanas extensivamente desacetiladas. É proposto que a irradiação de ultra-som de alta potência contribuiu para aumentar acentuadamente a área superficial das partículas de quitina, propiciando pleno acesso do hidróxido de sódio aos grupos acetamida do polímero e promovendo a sua desacetilação homogênea. / The synthesis, MO calculations, photochemical and photophysical properties of cis-[Ru(bpy)2(L)x](PF6)2 complexes where bpy is 2,2\'-bipyridine and L is 5,6-bis(3- amidopyridine)-7-oxanorbornene (3amdpy2oxaNBE; complex 2) or 3-aminopyridine (3amnpy; complex 3) were studied. 3amdpy2oxaNBE is the novel chelate-ligand (1) and presents two amide-substituted pyridines connected to a 7-oxanorbornene-monomer type that comes from a reaction of 3amnpy and 5,6-bis-carboxylate-7-oxanorbornene monomer. Complexes 2 and 3 exhibit absorptions near 350 nm and in the 420-500 nm region attributable to a contribution from MLCT transitions (d&pi; &rarr;bpy and d&pi; &rarr;L; L = 3amdpy2oxaNBE or 3amnpy). Photolysis of complex 3 leads to cis-[Ru(bpy)2(3amnpy)(solvent)]2+ while complex 2 is photosubstitution inert. The irradiation wavelength (330 > 440 > 500 nm) and solvent (DMF > CH3CN > CH2Cl2 ~ THF) influence the photolability of complex 3. Formation of cis- [Ru(bpy)2(CH3CN)2]2+ was observed by 1H-NMR when complex 3 was irradiated at 420 nm in CH3CN. The emission of complex 2, in 594 nm, assignable as an MLCT (Ru &rarr;bpy) emission is characterized by a long lifetime at room temperature (650 ns in CH3CN and 509 ns in H2O). It is independent of &lambda;irr, but it is temperature dependent, i.e., it increases as the temperature is lowered. Considering the chelate ring of 1 contributes to the stability of the complex 2 under continuous light irradiation, the difference in the primary photoprocesses of 3 (loss of 3Amnpy) and 2 (luminescence) can be explained by the influence of L in the Ru &rarr;bpy CT band energy. For 2, the Ru &rarr;bpy excited state is the lowest in energy and the complex is luminescent and photosubstitution inert. For complex 3, it is possible to move the Ru&rarr;bpy CT absorption band from a position comparable to the MC band system to one well below. The photosubstitution efficiency is very small when the CT state is lowest and reasonably large when the MC state is lowest in energy. These results are corroborated by TDDFT calculations which show the MC transitions at 328 nm (3.78 eV) for 3. Thus, the modification in the pyridine substitution groups leads to the crucial difference in the primary photoprocesses between the two complexes. In the complex 2 the electronic depopulation of the {Ru(bpy)2} unit and population of a bpy* orbital upon excitation are evident by comparing the photophysical properties with [Ru(bpy)3]2+ related complex. Moreover, a reduction of a bpy ligand in the MLCT excited state is indicated by time-resolved spectra that show features typical of bpy.-. The photocatalytic property of 2 is spectroscopically demonstrated by oxidative quenching using either methylviologen2+ or [RuCl(NH3)5]+2 electron-acceptor ions.

Los fenómenos fotofísicos y fotoquímicos son la base irrefutable para la supervivencia de los organismos en nuestro planeta siendo la fotosíntesis el ejemplo biológico por excelencia, gracias a su eficiencia en la conversión de energía solar en energía química y siendo el principal enlace entre el sol y las necesidades energéticas del mundo viviente. Pero el papel vital que juega la luz en las ciencias biológicas y de materiales no necesita mayor énfasis ya que el valor de la energía solar nunca había sido más evidente para el hombre que en los tiempos actuales. Partiendo de lo anterior, se ha visto en las últimas décadas la gran atención enfocada sobre la fotosíntesis artificial, cuyo principal objetivo es sintetizar complejos que sigan los principios de la naturaleza para poder ser explotados en sus propiedades para un sinfín de aplicaciones; sobresaliendo entre ellas la producción de energía idealmente iniciada desde fuentes renovables y procesos sostenibles. Y es que este camino no ha sido corto, pues remitiéndonos unos siglos atrás, Scheele, en 1777, y hasta ahora considerado descubridor de los efectos de la luz en sustancias puras, observa el oscurecimiento de los haluros de plata con la luz del sol, Trommsdorff en 1834, por el lado de la química orgánica, describe la primera reacción fotoquímica observada de la santonina, cuyo color cambia por efecto de la luz. Aún así, a finales del siglo XIX los estudios fotoquímicos todavía ocupaban solo una discreta parte en el desarrollo de la química; solo se conocía un número limitado de reacciones y la única fuente de luz empleada era el sol. Podría decirse que la teoría de la fotoquímica no empieza sino hasta 1900 con la ley de Planck. A partir de esto, las contribuciones relevantes a los fundamentos teóricos por parte de Einstein, Lewis, Stern, Volmer, Franck, Condon, Jablonski, Hammond, Woodward y Hoffmann han permitido importantes avances, revolucionando el conocimiento científico e impulsando nuestra comprensión sobre diferentes fenómenos a nivel atómico, subatómico y molecular. Así, la meta actual no radica solamente en descubrir nuevas reacciones fotoquímicas, sino también en el estudio de los mecanismos y procesos que intervienen en estas, apoyándose también, en muchos casos, en la química computacional. Dentro de este contexto, el reciente interés por la fotofísica y la fotoquímica de moléculas con estados electrónicos excitados de vida relativamente larga se ha acentuado gracias a avances en diferentes campos de la ciencia como el desarrollo de dispositivos lógicos moleculares, solo por mencionar alguno. Estas moléculas fotoquímicamente estables podrían actuar como fotosensibilizadores o donores/aceptores de energía electrónica cuando sean incorporados a sistemas poliméricos o supramoleculares. El valor potencial de incorporar estas especies en dispositivos moleculares asciende a medida que incrementa su estabilidad y tiempos de vida del estado excitado. De esta manera, desde hace unas tres décadas se viene dedicando gran esfuerzo en el estudio de los complejos tricarbonílicos de renio(I) diimina, debido en gran parte a que son complejos químicamente muy robustos y de sínstesis relativamente sencilla. El comportamiento fotofísico de los mismos es excepcionalmente diverso y muy dependiente de la naturaleza de sus estados excitados de menor energía, debido a que las características de estos pueden ser fácilmente modificadas por variación de grupos sustituyentes tanto en los ligandos diimina como en ligandos auxiliares. Por todo lo anteriormente expuesto, estos complejos pueden ser usados fácilmente como fotosensibilizadores. Esta tesis pretende hacer un aporte en esta área de la química y, precisamente, en los procesos relacionados con especies supramoleculares donde los complejos tricarbonílicos de renio(I) son protagonistas, para lo cual es importante entender en primera instancia las propiedades fundamentales de los diferentes componentes de la especie supramolecular. Es por esto que se traerán a colación conceptos de la química de coordinación y de los diferentes caminos fotofísicos presentes en complejos de metales de transición como soporte para dilucidar las propiedades de los complejos de renio evaluados y su interacción con proteínas de transporte.

Neste trabalho foi desenvolvida a síntese e caracterização do composto fluorescente 2- (5’-formil-2’-hidroxifenil)benzoxazol. O grupo formil incluído no heterociclo através de uma adptação da reação de Duff possui grande versatilidade sintética e permitiu a utilização deste fluoróforo na reação multicomponente de Hantzch para síntese de 1,4- dihidropiridinas fluorescentes também inéditas na literatura, com rendimentos moderados. Foi efetuado o estudo fotofísico de todas as moléculas sintetizadas através de técnicas de espectrofotometria de absorção na região do ultravioleta-visível e espectrofluorimetria. O novo composto benzoxazólico apresentou fluorescência decorrente apenas de transferência protônica intramolecular no estado excitado (ESIPT), fenômeno muito observado em sistemas benzazólicos hidroxifenil substituídos. As 1,4- dihidropiridinas sintetizadas apresentaram fluorescência dependente do solvente e da estrutura do anel dihidropiridínico, bem como do seu estado de oxidação, mantendo a característica principal da emissão de fluorescência por ESIPT: A grande perda de energia no estado excitado causando uma larga separação entre os comprimentos de onda máximos de absorção de UV-Vis e emissão de fluorescência e, por isso, grande deslocamento de Stokes. As 1,4-dihidropiridinas são moléculas fotoativas e de grande aplicabilidade farmacêutica. A inclusão do grupo benzoxazólico fluorescente agregou suas propriedades fotofísicas a estes novos N-heterociclos resultando em uma maior estabilidade e tornando estas moléculas potenciais sondas para meios biológicos em ensaios fluorimétricos. / In this work it was developed the synthesis and characterization of the 2-(5’-formyl-2’- hydroxiphenil)benzoxazole fluorescent compound. The formyl group included in the heterocycle through Duff modified reaction leads to great synthetic versatility and allowed the utilization of the fluorophore in the multicomponent synthesis of fluorescent Hantzsch 1,4-dihydropyridines, also not described in literature, with moderate yields. It was performed the photophysical study of all synthesized molecules through UV-vis absorption spectrophotometry and spectrofluorimetry techniques. The new benzoxazole compound has shown fluorescence only due to excited state intramolecular proton transfer (ESIPT), an often observed phenomenon in hydroxyphenyl substituted benzoxazole systems. The 1,4-dihydropyridines presented solvent and dihydropyridine ring structure and oxidation state dependent fluorescence, maintaining the major ESIPT fluorescence emission characteristic: significant energy loss in the excited state causing large separation between the UV-vis absorption and fluorescence emission maxima, and therefore great Stokes shift. The 1,4- dihydropyridines are photoactive molecules and of wide pharmaceutical applicability. The inclusion of the benzoxazole moiety has added its photophysical properties to the new N-heterocycles resulting in higher stability and making these molecules potential biological probes in fluorimetric assays.

Neste trabalho foram sintetizadas seis novas aminas lipofílicas fluorescentes contendo cadeias alquílicas de diferentes tamanhos, derivadas de compostos heterocíclicos do tipo 2-(2'-hidroxifenil)benzazólicos. Suas estruturas foram confirmadas através das técnicas de Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e Carbono, bem como Espectroscopia de Absorção na região do Infravermelho e Espectrometria de Massas de Alta Resolução. As moléculas sintetizadas foram incorporadas em lipossomas compostos por fosfatidilcolina (PC) da lecitina de soja e lipossomas de PC contendo o anfifílico glicoconjugado (C22PEG900GlcNAc), em proporção de 1:1. Ambos foram obtidos pelo método de evaporação em fase reversa. A caracterização destes se deu por experimentos de potencial zeta (PZ) e espalhamento de luz dinâmico (DLS). Os lipossomas apresentaram altos valores de potencial zeta, mesmo após um período de 30 dias mantidos à temperatura ambiente, sugerindo que estes sistemas apresentam estabilidade coloidal contra processos de agregação. Análises feitas por DLS indicaram que os lipossomas apresentam um diâmetro de 100 nm, tanto na ausência como na presença das moléculas sintetizadas. Foi realizado o estudo fotofísico das aminas em solventes orgânicos e em solução de tampão fosfato salino (pH 7,2), através de medidas de absorção na região do UV–Vis e emissão de fluorescência. Além disso, através de estudo fotofísico, foi avaliada a inserção das aminas nos lipossomas. O coeficiente de partição das moléculas nos lipossomas foi determinado e os altos valores apresentados indicam alta lipofilicidade das mesmas, além disso, através destas medidas foi verificado que estas tendem à saturação com o aumento da cadeia alifática indicando maior afinidade pelo ambiente hidrofóbico do sistema estudado. Foi avaliada a interação dos lipossomas de PC contendo o anfifílico glicoconjugado (C22PEG900GlcNAc) com a lectina WGA, tanto na ausência como na presença das aminas. Testes de interação das aminas com albumina sérica bovina indicaram alta interação através de um mecanismo de supressão de fluorescência estático. / In this work six new benzazolic based fluorescent lipophilic amines presenting alkyl chains of different sizes were synthesized. Their structures were confirmed by classical spectroscopic techniques, as well as, High Resolution Mass Spectrometry. The photophysical study of the amines was carried out in organic solvents and in phosphate buffered saline solution (pH 7.2), by absorption measurements in the UV–Vis region and fluorescence emission. These compounds present absorption in the UV–region and emission in the visible region of the spectra. The synthesized molecules were incorporated into liposomes composed of phosphatidylcholine (PC) from soy lecithin and PC liposomes containing the amphiphilic glycoconjugate (C22PEG900GlcNAc), in a ratio of 1:1 (w/w). Both were obtained by the reverse phase evaporation method. The liposomes were characterized by zeta potential (PZ) and dynamic light scattering (DLS). The liposomes presented high values of zeta potential suggesting that these systems present colloidal stability against aggregation processes. DLS data indicated that the liposomes have a diameter of 100 nm. In addition, the insertion of the amines into the liposomes was evaluated by fluorescence emission spectroscopy. The coefficient of partition of the molecules in the liposomes was also determined. The high values indicated high lipophilicity of the synthesized compounds. The interaction of liposomes PC containing the glycoconjugate C22PEG900GlcNAc with WGA, both in the absence and presence of the amines, was evaluated. Overall, the synthesized compounds showed potential application staining liposomes and as optical sensor for BSA in solution through a static fluorescence suppression mechanism.

Neste trabalho foram sintetizadas seis novas aminas lipofílicas fluorescentes contendo cadeias alquílicas de diferentes tamanhos, derivadas de compostos heterocíclicos do tipo 2-(2'-hidroxifenil)benzazólicos. Suas estruturas foram confirmadas através das técnicas de Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e Carbono, bem como Espectroscopia de Absorção na região do Infravermelho e Espectrometria de Massas de Alta Resolução. As moléculas sintetizadas foram incorporadas em lipossomas compostos por fosfatidilcolina (PC) da lecitina de soja e lipossomas de PC contendo o anfifílico glicoconjugado (C22PEG900GlcNAc), em proporção de 1:1. Ambos foram obtidos pelo método de evaporação em fase reversa. A caracterização destes se deu por experimentos de potencial zeta (PZ) e espalhamento de luz dinâmico (DLS). Os lipossomas apresentaram altos valores de potencial zeta, mesmo após um período de 30 dias mantidos à temperatura ambiente, sugerindo que estes sistemas apresentam estabilidade coloidal contra processos de agregação. Análises feitas por DLS indicaram que os lipossomas apresentam um diâmetro de 100 nm, tanto na ausência como na presença das moléculas sintetizadas. Foi realizado o estudo fotofísico das aminas em solventes orgânicos e em solução de tampão fosfato salino (pH 7,2), através de medidas de absorção na região do UV–Vis e emissão de fluorescência. Além disso, através de estudo fotofísico, foi avaliada a inserção das aminas nos lipossomas. O coeficiente de partição das moléculas nos lipossomas foi determinado e os altos valores apresentados indicam alta lipofilicidade das mesmas, além disso, através destas medidas foi verificado que estas tendem à saturação com o aumento da cadeia alifática indicando maior afinidade pelo ambiente hidrofóbico do sistema estudado. Foi avaliada a interação dos lipossomas de PC contendo o anfifílico glicoconjugado (C22PEG900GlcNAc) com a lectina WGA, tanto na ausência como na presença das aminas. Testes de interação das aminas com albumina sérica bovina indicaram alta interação através de um mecanismo de supressão de fluorescência estático. / In this work six new benzazolic based fluorescent lipophilic amines presenting alkyl chains of different sizes were synthesized. Their structures were confirmed by classical spectroscopic techniques, as well as, High Resolution Mass Spectrometry. The photophysical study of the amines was carried out in organic solvents and in phosphate buffered saline solution (pH 7.2), by absorption measurements in the UV–Vis region and fluorescence emission. These compounds present absorption in the UV–region and emission in the visible region of the spectra. The synthesized molecules were incorporated into liposomes composed of phosphatidylcholine (PC) from soy lecithin and PC liposomes containing the amphiphilic glycoconjugate (C22PEG900GlcNAc), in a ratio of 1:1 (w/w). Both were obtained by the reverse phase evaporation method. The liposomes were characterized by zeta potential (PZ) and dynamic light scattering (DLS). The liposomes presented high values of zeta potential suggesting that these systems present colloidal stability against aggregation processes. DLS data indicated that the liposomes have a diameter of 100 nm. In addition, the insertion of the amines into the liposomes was evaluated by fluorescence emission spectroscopy. The coefficient of partition of the molecules in the liposomes was also determined. The high values indicated high lipophilicity of the synthesized compounds. The interaction of liposomes PC containing the glycoconjugate C22PEG900GlcNAc with WGA, both in the absence and presence of the amines, was evaluated. Overall, the synthesized compounds showed potential application staining liposomes and as optical sensor for BSA in solution through a static fluorescence suppression mechanism.