Síntese de heptameteno cianinas fotoativas : estudo fotofísico e imageamento

Abstract

A presente dissertação apresenta a síntese de uma classe de heptameteno cianinas catiônicas substituídas na posição meso, onde a partir de heptameteno cianinas simétricas, foi realizada a substituição do átomo de cloro pela pirrolidina na presença de acetonitrila com rendimentos que variaram entre 75-78%. Com o intuito de estudar suas propriedades fotofísicas, os compostos foram caracterizados através da técnica de espectroscopia de absorção e emissão na região do visível ao infravermelho próximo (Vis-NIR) em solventes com diferentes polaridades. De forma geral, observou-se que as heptameteno cianinas sintetizadas apresentaram solvatocromismo negativo e interações específicas com 1,4-dioxano. Com isso, foi realizado um estudo mais aprofundado do comportamento das cianinas sintetizadas no estado fundamental e no estado excitado através das relações de Lippert-Mataga e foi possível mensurar os respectivos momentos de dipolo, o qual apresentou ser maior no estado fundamental. Assim, a partir das propriedades observadas, os compostos sintetizados foram estudados para a aplicação como quimiossensores colorimétricos na adulteração de etanol com metanol. Através dos resultados obtidos por espectroscopia de absorção, os compostos mostraram-se sensíveis para a identificação da adulteração do etanol com metanol, apresentando deslocamento das bandas de absorção para menores comprimentos de onda conforme é aumentada a quantidade de metanol e, ainda, apresentando uma diferença de 7,0 nm da banda de absorção, quando o corante se encontra em etanol puro e metanol puro. Além disso, a heptameteno cianina simétrica precursora foi testada como sensor para os diferentes aminoácidos e, devido aos diferentes perfis das bandas de absorção, a mesma apresenta potencial aplicabilidade para sonda de aminoácidos. Também, a heptameteno cianina sintetizada foi testada como marcador celular in vitro e in vivo. Mostrando ser eficiente na marcação celular tanto in vitro, dentro do período de 24 h, como in vivo, apresentando distribuição homogênea no citoplasma.

This work presents the synthesis of cationic heptamethine cyanine dyes substituted at the meso position, based on symmetrical heptamethine cyanines presenting the chlorine atom that was replaced by pyrrolidine in the presence of acetonitrile. In order to better characterize their photophysical behaviour, these compounds were investigated by absorption and emission spectroscopy in visible to the near infrared (Vis-NIR) using organic solvents with different polarities. The studied compounds showed a negative solvatochromism tendency with the polarity increase and specific interactions with 1,4-dioxane. The Lippert-Mataga relation indicates that these compounds present higher dipole moment in the ground state in comparison with their excited state. Thus, from the observed properties, the synthesized compounds were studied for an application as colorimetric chemosensors in the adulteration of ethanol with methanol. Through the results obtained by absorption spectroscopy, the compounds were used to identify adulteration of ethanol with methanol, display of absorption bands for minors of wavelength as the amount of methanol is increased and, still, a significant change of 7.0 nm of the absorption band when the dye is in pure ethanol and pure methanol. In addition, a precursor symmetric cyanine heptameter was tested as a sensor for different amino acids and due to the different parameters of the absorption bands, it has potential applicability for amino acid probe. Also, a synthesized heptamethine cyanine was tested as a cell marker in vitro and in vivo. Showing to be efficient in cell labeling both in vitro, within a period of 24 hours, and in vivo, showing homogeneous distribution in the cytoplasm.