6-Amino-4-quinolonas como protótipos para o desenvolvimento de sensores de fluorescência: síntese, propriedades óticas e investigação teórica

Abstract

Derivados de 4-quinolonas são extensivamente estudados em QuímicaMedicinal para o desenvolvimento de candidatos a fármacos aplicáveis ao tratamento de diversas patologias. Em termos relativos, poucos são os trabalhos que descrevem o uso destas substâncias como sondas fluorescentes para o diagnóstico de doenças. Neste sentido, este trabalho consiste na síntese, caracterização fotofísica e investigação teórica acerca de três derivados de 6-amino-4-quinolonas, especificamente contendo os grupos carbetoxila, carboxila e N-fenilcarboxamida ligados ao C-3 do núcleo 4-quinolônico, como fluoróforos de potencial aplicação no diagnóstico de doenças associadas à flutuação de pH fisiológico por bioimagem. Um análogo estrutural do tipo 3-carbetoxi4-quinolona ausente do substituinte amino na posição C-6 também foi considerado nestes estudos, de modo a se avaliar a influência do substituinte amino primário nas propriedades fotofísicas observadas. As substâncias em questão foram sintetizadas a partir de rotas sintéticas lineares, envolvendo transformações sequenciais de condensação, ciclização térmica, aminólise de éster, N-etilação via deslocamento nucleofílico, redução química via hidrogenação catalítica e hidrólise alcalina de éster. As propriedades fotofísicas foram exploradas em diferentes solventes e condições. As substâncias em questão, não exibiram solvocromismo significativo, no entanto, na presença de ácido trifluoracético, observou-se uma mudança no perfil fotofísico para as 6-amino-4-quinolonas, em que se pode destacar a alteração no perfil emissivo do derivado éster, em direção ao vermelho, com aumento considerável em seu rendimento quântico de fluorescência. Estudos teóricos permitiram construir uma proposta robusta acerca dos equilíbrios de protonação e dos mecanismos emissivos destas substâncias. Ensaios adicionais indicaram que estas substâncias apresentam alta sensibilidade à variação de pH, justificando o seu potencial como protótipos estruturais para o desenvolvimento de novas sondas fluorescentes eficientes e aplicáveis ao diagnóstico precoce de doenças associadas a variação do pH fisiológico, como a Doença de Alzheimer e alguns tipos de câncer.