Novos corantes luminescentes como sensores fluorescentes de iões

Abstract

Os quimiossensores fluorescentes para deteção de metais têm demonstrado grande uso em áreas como a biologia, farmacologia e ciências ambientais. Uma boa parte do foco de investigação, recentemente, tem sido nos sensores que emitem na zona do infravermelho próximo ( Near InfraRed/NIR), pelas suas capacidades de aplicação in vivo. Neste trabalho, procurou-se então a síntese de um sensor baseado num esquareno, tendo como grupo detetor de metais a di-(2-picolil)amina (DPA). Após diversas abordagens sintéticas, não foi possível sintetizar o composto pretendido. O foco passou a ser a síntese de um corante baseado na 1,8-naftalimida, com propriedades óticas na zona da radiação visível, mantendo como grupo detetor a DPA. A síntese do composto pretendido foi iniciada por uma reação de desproteção, que originou o composto (4.1), com rendimento de 95,1%. Seguiu-se a introdução da DPA na molécula, originando o composto (4.2), com um rendimento de 16,4%. Por último, fez-se reagir o composto com a morfolina, formando o corante (4.3), com rendimento de 54,7%. O rendimento global foi de 8,5%. As propriedades fotofísicas do corante foram estudadas através de métodos espetroscópicos. Determinou-se que a emissão do composto se encontra na zona da radiação visível. Através de ensaios com catiões metálicos, determinou-se que o sensor apresenta maior sensibilidade para Cu2+, que induz um efeito de CHElation induced Quenching (CHEQ) quando se liga à unidade detetora (DPA). Não foi verificada competição com as restantes espécies metálicas testadas.

Metal sensing fluorescent chemosensors have had great use in areas such as biology, pharmacology or environmental science. The majority of recent investigative efforts have been on Near InfraRed (NIR) emitting sensors, due to their in vivo applications. The aim of this work was the synthesis of a squarene based sensor, with di-(2- picolyl)amine (DPA) as the metal sensing group. After trying different synthetic pathways, the synthesis of the compound wasn't possible. The focus of the work shifted towards the synthesis of a 1,8-naphtalimide based dye, with its optical properties in the visible radiation zone, with the same detector group, DPA. The synthesis of the desired compound was initiated by a deprotection reaction, which originated compound (4.1), with a yield of 95,1%. It was followed by the introduction of DPA in the molecule, creating compound (4.2), with a yield of 16,4%. Lastly, morpholine was added to the product, forming dye (4.3), with a yield of 54,7%. The global yield was 8,5%. The photophysical properties of the dye were studied using spectroscopic methods. The emission of the compound was determined to be in the visible radiation range. Through trials with metallic cations, it was concluded that the sensor had larger sensitivity towards Cu2+, which exhibits a CHElation induced Quenching (CHEQ) effect when it binds to the detector group (DPA). No competition was verified with the remaining metallic species tested.