Síntese e caracterização de formil derivados fotoativos por transferência protônica intramolecular no estado excitado (ESIPT)

Abstract

Compostos fluorescentes por ESIPT têm atraído grande interesse devido às suas potenciais aplicações. Nos últimos anos, o número de publicações sobre a aplicação de sensores fluorescentes tem aumentado continuamente; contudo, poucos estudos se concentraram na síntese e caracterização destes compostos. Neste contexto, este trabalho apresenta a síntese de compostos fotoativos por ESIPT, especificamente heterociclos benzazólicos hidroxifenil substituídos, obtidos através da metodologia clássica de reação de condensação entre uma amina aromática funcionalizada e um derivado de ácido salicílico. A partir destes precursores, a metodologia de formilação de Duff possibilitou a obtenção de derivados heterociclos benzazólicos mono e bi formilados. Assim, uma série de 12 moléculas foram sintetizadas e caracterizadas. Além disso, preencheu-se uma lacuna da literatura no que se refere à caracterização espectroscópica destes compostos. As estruturas foram elucidadas de forma assertiva através de técnicas de RMN unidimensional como 1H e de 13C e técnicas bidimensionais como, COSY, HSQC e HMBC. A caracterização fotofísica em solução foi realizada para todos os compostos obtidos, através de medidas de absorção na região do UV-Vis, emissão de fluorescência estacionária e resolvida no tempo. Os compostos mostraram características distintas nos processos de absorção e de emissão, influenciados pelo heteroátomo, substituintes e solvente. De uma forma geral, observou-se absorção na região do ultravioleta e do visível e emissão de fluorescência entre as regiões do violeta e o verde. Estas últimas provenientes das formas enol, ceto e/ou aniônicas.

Fluorescent compounds via ESIPT (Excited State Intramolecular Proton Transfer) have garnered significant interest due to their potential applications. In recent years, the number of publications on fluorescent sensors has steadily increased; however, few studies have focused on the synthesis and characterization of these compounds. In this context, our work presents the synthesis of photoactive compounds via ESIPT, specifically substituted hydroxyphenyl benzazolic heterocycles, achieved through the classical condensation reaction between a functionalized aromatic amine and a salicylic acid derivative. Using these precursors, we applied the Duff formylation methodology to obtain mono- and biformylated benzazolic heterocycle derivatives. Consequently, we synthesized and characterized a series of 12 molecules. Additionally, our research addresses a gap in the literature concerning the spectroscopic characterization of these compounds. The structures were elucidated using one-dimensional NMR techniques, such as 1H and 13C, and twodimensional techniques, including COSY, HSQC, and HMBC. Photophysical characterization in solution was conducted for all obtained compounds through absorption measurements in the UV-Vis region, stationary fluorescence emission, and time-resolved emission. The compounds exhibited distinct characteristics in absorption and emission processes, influenced by the heteroatom, substituents, and solvent. Generally, it was observed absorption in the ultraviolet and visible regions and fluorescence emission between the violet and green regions, where the emissions were derived from the enol, keto, and/or anionic forms of the compounds.