Síntese de quimiossensores e quimiodosímetros cromogênicos para a detecção de analitos aniônicos em água e em meio orgânico

Abstract

Neste trabalho foram realizadas sínteses de seis compostos (1a-3a e 4-6), sendo que os compostos 4, 5 e 6 são inéditos e foram completamente caracterizados. Os compostos fenólicos 1a, 2a e 3a foram utilizados como quimiossensores para explorar a detecção aniônica pela estratégia do tipo ácido-base e os compostos 4, 5 e 6 são sistemas fenólicos protegidos por grupos silil, sendo utilizados como quimiodosímetros aniônicos seletivos para F- e CN-. Os compostos sintetizados apresentam pontes conjugadas imínicas e azoicas, com boa absortividade molar. Soluções desses compostos foram preparadas em solventes orgânicos como acetonitrila e DMSO, assim como em mistura de surfactante e água (CTABr/água), algumas apresentando colorações amareladas e outras incolores. Após a adição de uma série de ânions (HSO4-, H2PO4-, NO3-, CN-, CH3COO-, F-, Cl-, Br- e I-) a essas soluções, verificou-se que os ânions H2PO4-, CN-, CH3COO- e F- podem alterar a cor das soluções em acetonitrila e DMSO, porém apenas CN- altera a cor de soluções preparadas em CTABr/água. Essa alteração de cor ocorre devido à remoção do próton fenólico nos quimiossensores e ao rompimento da ligação Si-O nos quimiodosímetros, sendo que nas duas situações o fenolato correspondente é formado. Com a adição de pequenas quantidades de água às soluções orgânicas observou-se a seletividade de alguns compostos para CN-, porém soluções dos compostos em água pura não apresentaram resultados. As soluções feitas em CTABr/água apresentaram seletividade para CN- e, aplicando modelos matemáticos obtiveram-se bons valores para os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ). O composto 1a, por exemplo, apresentou LD = 12,09 µg L-1 e LQ = 40,3 µg L-1 para detecção de CN- em CTABr/água, podendo atuar eficientemente na detecção de CN- em água, pois o limite máximo desse ânion em água potável permitido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) é de 70 µg L-1.<br>

Abstract : Six compounds (1a-3a and 4-6), from which compounds 4, 5 and 6 are novel, were synthesized and completely characterized. Phenolic compounds 1a, 2a and 3a were used as chemosensors to explore an anionic detection by acid-base strategy. Compounds 4, 5 and 6 are related compounds with their phenolic groups protected with triisopropylsilyl groups protected systems, being designed to be used as selective anionic chemodosimeters for F- and CN-. The compounds were synthesized based on conjugated bridges azo and imines, because these systems exhibit good molar absorptivity. Solutions of these compounds were prepared in organic solvents such as acetonitrile and DMSO, as well as mixture of surfactant and water (CTABr/water). All solutions were yellow or colorless. After adding a series of anions (HSO4-, H2PO4-, NO3-, CN-, CH3COO-, F-, Cl-, Br- and I-) to these solutions, it was verified that H2PO4-, CN-, CH3COO- and F- are able to change the color of the solutions in acetonitrile and DMSO. However, only CN- changes the color of solutions prepared in CTABr/water. This color change occurs due to the removal of the phenolic proton in chemosensors and the breaking of the Si-O bond in the chemodosimeters, in both situations originating the corresponding phenolate. The addition of small amounts of water to the organic solutions led to a selectivity of some compounds for CN-, but the solutions of the compounds in pure water showed no detection results. The solutions made in CTABr/water showed selectivity for CN-, exhibiting interesting detection (LD) and quantification (LQ) limits. From the studied systems, compound 1a showed LD = 12.09 µg L-1 and LQ = 40.3 µg L-1 for detection of CN- in CTABr/water, acting as a chromogenic detection system tailored for the naked-eye and quanitative detection of CN- in water, considering that the maximum limit of CN- in drinking water allowed by World Health Organization (WHO) is 70 µg L-1.