Síntese e caracterização de compostos fluorescentes derivados da 2,3-difenilquinoxalina através de reações fotoquímicas

Abstract

O presente trabalho relata a síntese fotoquímica de uma série de compostos derivados da 2,3- difenilquinoxalina, a qual utiliza luz azul como fonte energética e dióxido de titânio como fotoindutor em temperatura ambiente, resultando em bons rendimentos de 78 a 97 % para os compostos possuindo grupos doadores de elétrons e rendimentos moderados de 32 a 56 % para os compostos com grupos retiradores de elétrons. Desta forma, cinco compostos derivados da 2,3-difenilquinoxalina foram sintetizados com sucesso, os quais foram caracterizados por espectroscopia na região do Infravermelho, ponto de fusão e Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e Carbono 13. Foram executados os estudos fotofísicos das moléculas-alvo por espectrofotometria na região do ultravioleta-visível e espectrofluorimetria em três diferentes solventes. Desta forma, foi feito um estudo comparativo devido ao emprego de grupos de diferentes polaridades sendo doadores e retiradores de elétrons nas moléculas sintetizadas. Três compostos apresentaram emissão de luz na região do azul enquanto dois obtiveram supressão de fluorescência devido a presença do átomo pesado cloro ou grupo retirador de elétrons nitro. Um breve estudo mecanístico mostrou que há uma interação entre o reagente dibenzoil com o dióxido de titânio no estado excitado, a qual pode ser responsável pela eficiência da nova metodologia empregada, no entanto estudos mais aprofundados são necessários para que haja a confirmação dessa interação sugerida. É visto ainda que essa nova metodologia traz uma economia de 30 % nos gastos envolvidos para a formação desse N-heterociclo além de mostrar um menor nível de toxicidade que em relação à reação convencional.

Abstract: The present work reports the photochemical synthesis of a series of 2,3-diphenylquinoxalines derivatives compounds. The reaction was performed by using blue light as energy source and titanium dioxide as photoinducer at room temperature. While products bearing with electron donor groups were formed with good yields (78 ? 97 %), those bearing electron withdrawing groups were obtained with moderate yields (32 ? 56 %). Thus, five 2,3-diphenylquinoxalines derivatives compounds were successfully synthetized, and were characterized by Infrared spectroscopy, melting point and Hydrogen and 13 Carbon Nuclear Magnetic Resonance. Photophysical studies of the prepared molecules were performed by ultraviolet-visible spectrophotometry and spectrofluorimetry in three different solvents. Hence, a comparative study was carried out on both series of products bearing electron donor groups and electron withdrawing groups. Three compounds showed light emission in the blue region while two compounds lost their fluorescence because of the presence of a heavy atom chlorine or a electron withdrawing nitro group. A brief mechanistic study showed that there is an interaction between the benzil reagent and titanium dioxide, which may be responsible for the efficiency of the new methodology employed, however further studies are needed to confirm this suggested interaction. It is noteworthy to mention that this new methodology saves 30 % in the expenses involved in the formation of this N-heterocycle, besides that it presented less toxicity than the conventional reaction.