Synthesis of julolidines derivatives as chemical sensors

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Compostos heterocíclicos são moléculas orgânicas que possuem no anel um átomo diferente do carbono, como enxofre, oxigênio ou nitrogênio, podendo este anel ser aromático ou não. A química de compostos heterocíclicos é uma importante área da química orgânica que vem recebendo grande atenção da comunidade científica ao longo dos anos, por serem compostos amplamente distribuídos pela natureza e serem essenciais para a vida, desempenhando um papel vital no metabolismo das células. As julolidinas e os benzimidazóis são duas classes de compostos heterocíclicos que vem recebendo destaque nos últimos anos, devido às suas diversas aplicações e atividades biológicas reportadas na literatura. Outra área da química que vem recebendo atenção da comunidade científica nos últimos anos é a de sensores químicos fluorogênicos ou cromogênicos, que se baseiam no desenvolvimento de sistemas de detecção de espécies químicas, mediante mudança espontânea de cor ou emissão de radiação (fluorescência). Neste trabalho foram sintetizados oito derivados de julolidinas – quatro delas inéditas – que serão avaliados como sensores químicos fluorogênicos e/ou cromogênicos em diversas análises, como na detecção de fosfatase alcalina, detecção de espécies reativas de oxigênio como peróxido de hidrogênio e ácido hipocloroso e na detecção de íons metálicos em solução. Quatro das moléculas sintetizadas tiveram sua capacidade de complexação com diferentes metais avaliada e uma delas se mostrou seletiva para a complexação de Cu(II) em meio básico. Com isso, foram avaliados diversos parâmetros – concentração ótima de NaOH e ligante, cinética reacional, razão estequiométrica metal/ligante, seletividade, recuperação e precisão – e foi desenvolvida uma metodologia rápida, de baixo custo e de fácil acesso para determinação do teor de cobre em cachaças, que apresentou boa exatidão e precisão (CV = 4,5%). Palavras-chave: Benzimidazois. Benzotiazois. Sondas fluorescentes. Heterocyclic compounds are organic molecules that have another atom in their ring instead of carbon, such as sulfur, oxygen, or nitrogen. Besides, this molecules ring may be aromatic or not. The chemistry of heterocyclic compounds is an important area of organic chemistry that has received great attention from the scientific community over the years, since these compounds are widely available in nature and they are essential for life, providing a vital role in the metabolism of cells. Julolidines and benzimidazoles are two classes of heterocyclic compounds that are in the spotlight in recent years, due to their various applications and biological activities, which were reported in the literature. There is another area of chemistry receiving attention from the scientific community in recent years, which is fluorogenic or chromogenic chemical sensors. These sensors are based on the development of chemical species detection systems, through spontaneous color change or radiation emission (fluorescence). In this work, eight derivatives of julolidines were synthesized – four of them unpublished – and will be evaluated as fluorogenic and/or chromogenic chemical sensors in some analyzes, such as in the detection of alkaline phosphatase, detection of reactive oxygen species such as hydrogen peroxide and hypochlorous acid, and in the detection of metal ions in solution. We evaluated four of the synthesized molecules in their ability to complex with different metals. Furthermore, we proved that one of them is selective in complexing Cu(II) in an alkaline solution. Moreover, several parameters of these molecules were evaluated – optimal concentration of NaOH and ligand, reaction kinetics, stoichiometric metal/ligand ratio, selectivity, recovery, and precision – and a fast, low cost, and easily accessible methodology was developed for copper determination in cachaças, which presented good accuracy and precision (CV = 4.5%). Keywords: Benzimidazoles. Benzothiazoles. Fluorescent probes.