Síntese, estudos fotofísicos e imageamento celular de peptóides-cumarínicos fluorescentes baseados em Reações de Ugi

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016.

Reações multicomponentes (RMC`s) são amplamente conhecidas como processos em que três ou mais substratos são combinados de forma direta, ou seja, sem a necessidade de isolamento de intermediários, para a preparação de uma única estrutura. A reação de Ugi multicomponente é considerada a mais importante reação multicomponente baseada em isocianetos existente, pela sua versatilidade e pela simplicidade experimental em formar uma molécula relativamente complexa e pela economia de átomos. Cumarinas são consideradas uma das mais importantes moléculas heterocíclicas existentes por causa da sua versatilidade de aplicações em vários segmentos da ciência e tecnologia, devido às suas características fluorescentes, sua ótima solubilidade e sua razoável estabilidade, além da sua fácil preparação. Ao longo do projeto, foi possível sintetizar e caracterizar um acervo de quatorze peptóides fluorescentes utilizando cumarinas substituídas como substrato da reação. Estudo metodológico de síntese de isocianetos, um substrato essencial para que ocorra reação, também foi realizado através de uma síntese alternativa, mais rápida e simples quando comparadas com as usuais. Estudos das propriedades também foram feitos a fim de se elucidar efeitos solvatocrômicos desses peptóides, bem como seus mecanismos de estabilização no seu estado excitado. Por último, alguns peptóides foram utilizados como marcadores em células vivas, a fim de compreender como esses produtos se comportam no interior dessas células. Um dos peptóides se mostrou um excelente marcador específico para mitocôndrias. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Multicomponent Reactions (RMC`s) are widely known as processes in which three or more substrates are combined directly, without isolation of intermediates, for preparing a single structure. The Ugi reaction is considered the most important multicomponent reaction based on isocyanides by their versatility, the experimental simplicity to form a relatively complex molecule and atoms eficiency. Coumarins are considered one of the most important existing heterocyclic molecules for their versatility of application in various segments of science and technology due to their fluorescent characteristics, optimal solubility and reasonable stability, in addition to easy preparation. Throughout the project, it was possible to synthesize and characterize a collection of fourteen fluorescent peptoids using substituted coumarins as reaction substrates. Methodological study of isocyanides synthesis, essential substrates for reactions to occur, was also accomplished through an alternate, quicker and simpler synthesis when compared to usual. Procedures of the optical properties were also made to elucidate solvatochromic effects of peptoids as well their stabilization mechanisms in the excited state. Finally, some peptoids were used as markers in living cells in order to understand how these products behave within these cells. One of peptoids showed an excellent specific marker for mitochondria.