Síntese, fotofísica e estudo de interação com BSA e DNA de 1,2,3-triazóis 1,4,5-trissubstituídos derivados de amino ácidos e 2-arilbenzazóis

Abstract

Sistemas heterocíclicos representam uma das unidades estruturais mais encontradas em diversos compostos de origem natural e sintética. A síntese de compostos heterocíclicos está em constante desenvolvimento devido a sua grande importância. Neste contexto, o núcleo 1,2,3-triazólico pode ser destacado por ser amplamente utilizado como linker para unir duas porções de interesse, visando o estudo de novos materiais orgânicos, fármacos e sensores fluorescentes. Diversas metodologias são descritas para a síntese deste núcleo, sendo que a cicloadição [3 + 2] enamina-azida organocatalisada tem bastante destaque pela variedade de compostos carbonílicos que podem ser empregados. Outro sistema heterocíclico de interesse são os compostos benzazólicos, que se destacam por suas características fotofísicas e são utilizados como grupo fluorofórico em sensores. Estes compostos podem ser aplicados no estudo de interação com biomoléculas, visando maior entendimento de seus mecanismos biológicos, bem como forma de interação com pequenas moléculas. Deste modo, este trabalho teve por objetivo a síntese de novos compostos 1,2,3-triazólicos derivados de amino ácidos contendo o núcleo benzazol como fluoróforo. Para tanto, foi empregada metodologia desenvolvida previamente no grupo de pesquisa, envolvendo a cicloadição [3 + 2] de azidas orgânicas a compostos -ceto ésteres mediante aminocatálise. Foram sintetizados dezesseis novos compostos contendo derivados de amino ácidos unidos a benzazóis pelo núcleo 1,2,3-triazólico com excelentes rendimentos. As propriedades fotofísicas destas moléculas foram avaliadas por espectroscopia de absorção na região do UV-Visível e por espectroscopia de emissão de fluorescência. O heteroátomo presente no sistema benzazol foi determinante na desativação dos compostos. Os derivados contendo o grupo benzoxazol apresentaram maior eficiência energética que os derivados contendo o grupo benzotiazol. Além disso, foram realizados estudos de interação com a proteína sérica bovina (BSA) e com o DNA. Os resultados indicam forte interação entre os compostos sintetizados e ambas as biomoléculas testadas.

Heterocyclic systems represent one of the most general structure units found in several natural and synthetic compounds. The synthesis of heterocycles is constantly developing due to their great importance. In this context, 1,2,3-triazoles nucleus are highlighted because it is widely used as linker joining two moieties of interest to study new organic materials, drugs and fluorescent sensors. Several methodologies are described for the synthesis of this nucleus, among these, the [3 + 2] cycloaddition enamine-azide organocatalyzed has great highlight due the variety of carbonyl compounds that can be employed. Another very interesting system is the class of benzazole compounds, which stand out for their photophysics characteristics and are used as fluorophoric groups for sensing. These compounds can be applied in the study of interaction with biomolecules, in order to better understand their biological mechanisms, as well as their interaction with small molecules. In this line, the purpose of this dissertation was to synthesize new amino acid-derived 1,2,3-triazole containing the benzazole moiety as fluorophore. Therefore, a methodology previously developed in the research group was employed, involving the [3 + 2] cycloaddition reactions between organic azides and -keto esters by aminocatalysis. Sixteen new compounds containing amino acids derivatives attached to benzazoles moiety by the core 1,2,3-triazole were synthesized in excellent yields. The photophysical properties of these molecules were evaluated by UV-Visible absorption and fluorescence emission spectroscopies. The heteroatom in the benzazole core present a fundamental role on the compounds deactivation. The benzoxazole derivatives presented higher energy efficiency compared to the benzothiazole analogues. In addition, interaction studies with bovine serum protein (BSA) and calf-thymus DNA were performed. The results indicate a strong interaction between the synthesized compounds and both biomolecules.