Obtenção de potenciais sensores ópticos fluorescentes : síntese de heterociclos contendo calcogênios e sua caracterização fotofísica

Abstract

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de rotas sintéticas para heterociclos contendo calcogênios e a investigação de suas propriedades fotofísicas. Primeiramente, foi investigada uma nova rota para a síntese de 1,3-tiosselenóis e 1,4-tiosseleninas, a partir da reação de ciclização de um tioacetileno iodado na presença de selênio elementar (Se⁰) e borohidreto de sódio. Embora a formação dos produtos de interesse tenha sido confirmada por CG-EM, os avanços foram limitados devido a baixos rendimentos e desafios de reprodutibilidade. Paralelamente, foi estudada a reação de dimerização oxidativa de 1,4-benzoditiafulvenos para a obtenção de vinílogos de tetratiafulvaleno (TTFVs), inspirada em trabalhos prévios do grupo de pesquisa. Os dímeros obtidos demonstraram propriedades fotofísicas promissoras, caracterizadas por valores elevados para os coeficientes de extinção molar (ε) (104 M-1 cm-1) e emissão de fluorescência relativamente intensa. Dentre os compostos avaliados, foi identificado um derivado que apresentou intensidade de fluorescência dependente do meio (hexano:etanol). Este comportamento solvatocrômico foi explorado como prova de conceito para utilização como sensor óptico de polaridade, indicando a sua potencial aplicação nesta área.

This work describes the development of synthetic routes for chalcogen-containing heterocycles and the investigation of their photophysical properties. First, a new route for the synthesis of 1,3-thioselenoles and 1,4-thioselenines was investigated via the cyclization reaction of an iodinated thioacetylene in the presence of elemental selenium (Se⁰) and sodium borohydride. Although the formation of the products of interest was confirmed by GC-MS, progress was limited due to low yields and reproducibility challenges. In parallel, the oxidative dimerization reaction of 1,4-benzodithiafulvenes to obtain tetrathiafulvalene vinylogues (TTFVs) was studied, inspired by previous work from our research group. The obtained dimers demonstrated promising photophysical properties, characterized by high molar extinction coefficients (ε) (10⁴ M⁻¹ cm⁻¹) and relatively intense fluorescence emission. Among the evaluated compounds, a derivative was identified that exhibited medium-dependent fluorescence intensity (hexane vs. ethanol). This solvatochromic behavior was explored as a proof of concept for its use as an optical polarity sensor, indicating its potential application in this field.