Novos blocos construtores baseados em em cianinas simétricas/assimétricas para obtenção de polímeros fotoativos na região do vermelho/infravermelho

Polímeros obtidos a partir da copolimerização entre monômeros comerciais e monômeros fotoativos capazes de apresentar uma resposta à um estímulo luminoso têm sido bastante utilizados no desenvolvimento de novos materiais no campo da optoeletrônica. A fim de serem desenvolvidos novos materiais poliméricos fotoativos, este trabalho tem como objetivo a síntese de novos corantes do tipo pentameteno cianinas, que absorvem e emitem na região do vermelho e/ou infravermelho próximo, funcionalizadas com grupo ácido carboxílico a partir de reações de condensação entre núcleos indólicos e benzotiazólicos e precursores do tipo polimetínicos. Os corantes serão futuramente utilizados para a obtenção de novos blocos construtores monoméricos, a partir de reações de esterificação com o 2-hidroxietil metacrilato (2) (HEMA). A síntese dos precursores indólicos e benzotiazólicos foi realizada e os rendimentos reacionais obtidos ficaram entre 78 e 85 %. Com relação às cianinas, foram sintetizados três corantes, um simétrico 13 (76 %) e dois assimétricos 11 e 12 (23 e 33 %, respectivamente), todos caracterizados por técnicas espectroscópicas do tipo FTIR e 1H e 13C RMN. O estudo fotofísico mostrou ainda que todos os corantes apresentam bandas de absorção e emissão de fluorescência na região do vermelho. Foi realizada ainda a reação de obtenção de um monômero a partir da cianina simétrica 13 através da reação de esterificação utilizando diciclohexilcarbodiimida como a gente de acoplamento e 4-dimetilaminopiridina como catalisador nucleofílico. Entretanto, apesar de ter sido obtido o produto esperado, não foi possível a purificação completa do mesmo, visto que é possível observar a presença de diciclohexil-ureia como impureza no espectro de H1 RMN do composto

Síntese e caracterização fotofísica de novas merocianinas e aplicação na área de sensores ópticos

Este trabalho apresenta a síntese e o estudo fotofísico de novos corantes da classe das merocianinas obtidos a partir de reações de condensação entre heterociclos indólicos N-quaternários e a vanilina, com potencial aplicação na área de sensores ópticos. Os compostos caracterizam-se por apresentar um equilíbrio ácido-base com uma espécie do tipo hemicianina (ácido conjugado), presente majoritariamente em solução ácida. O estudo fotofísico em solução mostra que as merocianinas apresentam bandas de absorção e emissão de fluorescência na região do verde-amarelo, com grande efeito solvatocrômico, enquanto que as espécies hemicianinas absorvem na região do azul e emitem na região do verde, apresentando também um grande deslocamento de Stokes. Foram também obtidas matrizes de sílica dopadas com um corante e as mesmas foram empregadas com sucesso na detecção de vapores ácidos, de aminas e de peróxido de hidrogênio. Os corantes apresentaram ainda potencial aplicação na identificação colorimétrica dos ânions fluoreto e cianeto em solução de acetonitrila, com a possibilidade ainda de determinação da quantidade de fluoreto e na quantificação e identificação dos peróxidos de hidrogênio e de benzoíla em solução. Estudos de associação com albumina sérica bovina através de espectroscopia de emissão de fluorescência mostram que os corantes apresentam também elevado potencial para a identificação de proteínas em solução.This work describes the synthesis and the photophysical study of new merocyanine dyes obtained by condensation reaction between N-quaternary indoles and the vanillin with potential application in the optical sensors field. The compounds are characterized by an acid-base equilibria with an hemicyanine-like specie mostly present in acidic solution. The photophysical study in solution shows that the merocyanine dyes present absorption and fluorescence emission bands in the yellow-green region, with large solvatochromic effect. The hemicyanine species absorb in the blue region and emit in the green one, also with a large Stokes' shift. Dye doped silica matrices were prepared and successfully employed in the detection of acidic and amines vapors. Additionally, hydrogen peroxide vapors were tested. The dyes show high eficiency for colorimetric identification of fluoride and cyanide anions in acetonitrile solution, as well as for quantification and identification of hydrogen and benzoyl peroxides. Bovine Serum Albumine association studies by fluorescence spectroscopy were also applied and show that the dyes present high potential for labeling in solution

Nucleic acid ligands and benzothiazole-based fluorophores : synthesis and biological applications

L’interdisciplinarité est désormais inhérente à la recherche scientifique. L’essor des recherches dans le domaine médical a notamment favorisé cette interdisciplinarité. C'est dans ce contexte que s'inscrivent les travaux présentés dans ce manuscrit. En effet, ce dernier vise à la production de nouveaux outils adaptés à des problématiques des sciences de la vie. Ce manuscrit traite de spectroscopie de la fluorescence et de chimie des acides nucléiques. Il est divisé en deux sections : Dans la partie I, nous présentons de nouveaux fluorophores push-pull très brillants, non toxiques et pouvant être utilisé en cultures cellulaires. Ces composés, basés sur des motifs benzothiazoles, peuvent être modulés structurellement afin d'obtenir les propriétés photophysiques souhaitées. D'ailleurs, pour ces composés, une relation structure-propriétés photophysiques a été établie. Ensuite, en utilisant ces fluorophores, nous avons conçu de nouvelles sondes fluorescentes pour suivre l’activité enzymatique de la β-galactosidase. Cette dernière étant un marqueur de la sénéscence cellulaire, nous avons utilisé nos sondes pour détecter la sénescence, in vitro, par des méthodes de microscopie de fluorescence et de cytométrie en flux. La partie II de ce manuscrit est consacrée à la chimie des acides nucléiques. Tout d'abord nous y décrivons la préparation et l'évaluation de nouveaux ligands d’ARN ciblant le domaine IIId de l'IRES du VHC. Ces ligands présentent d'une part, un motif permettant de faire un triplet de base avec la séquence IIId afin d'apporter de la spécificité, et d'autre part, des fonctions aminées afin de stabiliser le triplet par interactions électrostatiques avec les phosphodiesters de IIId. Enfin, la dernière partie concerne le développement d'une nouvelle stratégie permettant la fonctionnalisation post-synthèse d'acides nucléiques en position anomère. Pour ce faire, nous avons conçu des plateformes phosphoramidites qui, une fois incorporées dans des brins oligonucléotidiques, peuvent être impliquées dans diverses réaction de glycosidation.Interdisciplinary is an obvious feature of scientific research. Notably, the continuously expanding researches in the medical field fostered this interdisciplinarity. Within this context, the work presented here deals with fluorescence spectroscopy and nucleic acid chemistry and aims at providing new tools suited for applications in life sciences. This manuscript presents two sections. In Part I, we developed novel series of highly bright and non-toxic push-pull fluorophores, compatible with cellular applications. In fact, we describe new benzothiazole-based fluorophores that can be structurally modulated to provide dyes with tunable photophysical properties. Their structure-photophysics relationship is also reported. Next, using these fluorophores, we produced new fluorescent probes to monitor the enzymatic activity of the β-galactosidase. Of note, since β-galactosidase is a marker of cellular senescence, we also used our probes for the detection of early stages of cellular senescence using fluorescence microscopy and flow cytometry analysis. Part II of this manuscript is devoted to the chemistry of nucleic acids. First, we describe the preparation and evaluation of novel RNA ligands targeting the IIId domain of the HCV IRES. These ligands can make a base triplet with the IIId sequence to provide specificity, and harbour amino functions to stabilize the triplet by electrostatic interaction with the phosphodiesters of IIId. Finally, the last part concerns the development of a new strategy allowing the post-synthetic functionalization of nucleic acids at the anomeric position. To do this, we designed new phosphoramidite platforms that, once incorporated into oligonucleotide strands, can be involved in various glycosidation reactions

Ligands d'acides nucléiques et fluorophores dérivés de benzothiazoles : synthèse et applications biologiques

Interdisciplinary is an obvious feature of scientific research. Notably, the continuously expanding researches in the medical field fostered this interdisciplinarity. Within this context, the work presented here deals with fluorescence spectroscopy and nucleic acid chemistry and aims at providing new tools suited for applications in life sciences. This manuscript presents two sections. In Part I, we developed novel series of highly bright and non-toxic push-pull fluorophores, compatible with cellular applications. In fact, we describe new benzothiazole-based fluorophores that can be structurally modulated to provide dyes with tunable photophysical properties. Their structure-photophysics relationship is also reported. Next, using these fluorophores, we produced new fluorescent probes to monitor the enzymatic activity of the β-galactosidase. Of note, since β-galactosidase is a marker of cellular senescence, we also used our probes for the detection of early stages of cellular senescence using fluorescence microscopy and flow cytometry analysis. Part II of this manuscript is devoted to the chemistry of nucleic acids. First, we describe the preparation and evaluation of novel RNA ligands targeting the IIId domain of the HCV IRES. These ligands can make a base triplet with the IIId sequence to provide specificity, and harbour amino functions to stabilize the triplet by electrostatic interaction with the phosphodiesters of IIId. Finally, the last part concerns the development of a new strategy allowing the post-synthetic functionalization of nucleic acids at the anomeric position. To do this, we designed new phosphoramidite platforms that, once incorporated into oligonucleotide strands, can be involved in various glycosidation reactions.L’interdisciplinarité est désormais inhérente à la recherche scientifique. L’essor des recherches dans le domaine médical a notamment favorisé cette interdisciplinarité. C'est dans ce contexte que s'inscrivent les travaux présentés dans ce manuscrit. En effet, ce dernier vise à la production de nouveaux outils adaptés à des problématiques des sciences de la vie. Ce manuscrit traite de spectroscopie de la fluorescence et de chimie des acides nucléiques. Il est divisé en deux sections : Dans la partie I, nous présentons de nouveaux fluorophores push-pull très brillants, non toxiques et pouvant être utilisé en cultures cellulaires. Ces composés, basés sur des motifs benzothiazoles, peuvent être modulés structurellement afin d'obtenir les propriétés photophysiques souhaitées. D'ailleurs, pour ces composés, une relation structure-propriétés photophysiques a été établie. Ensuite, en utilisant ces fluorophores, nous avons conçu de nouvelles sondes fluorescentes pour suivre l’activité enzymatique de la β-galactosidase. Cette dernière étant un marqueur de la sénéscence cellulaire, nous avons utilisé nos sondes pour détecter la sénescence, in vitro, par des méthodes de microscopie de fluorescence et de cytométrie en flux. La partie II de ce manuscrit est consacrée à la chimie des acides nucléiques. Tout d'abord nous y décrivons la préparation et l'évaluation de nouveaux ligands d’ARN ciblant le domaine IIId de l'IRES du VHC. Ces ligands présentent d'une part, un motif permettant de faire un triplet de base avec la séquence IIId afin d'apporter de la spécificité, et d'autre part, des fonctions aminées afin de stabiliser le triplet par interactions électrostatiques avec les phosphodiesters de IIId. Enfin, la dernière partie concerne le développement d'une nouvelle stratégie permettant la fonctionnalisation post-synthèse d'acides nucléiques en position anomère. Pour ce faire, nous avons conçu des plateformes phosphoramidites qui, une fois incorporées dans des brins oligonucléotidiques, peuvent être impliquées dans diverses réaction de glycosidation

Novos blocos construtores baseados em em cianinas simétricas/assimétricas para obtenção de polímeros fotoativos na região do vermelho/infravermelho

Polímeros obtidos a partir da copolimerização entre monômeros comerciais e monômeros fotoativos capazes de apresentar uma resposta à um estímulo luminoso têm sido bastante utilizados no desenvolvimento de novos materiais no campo da optoeletrônica. A fim de serem desenvolvidos novos materiais poliméricos fotoativos, este trabalho tem como objetivo a síntese de novos corantes do tipo pentameteno cianinas, que absorvem e emitem na região do vermelho e/ou infravermelho próximo, funcionalizadas com grupo ácido carboxílico a partir de reações de condensação entre núcleos indólicos e benzotiazólicos e precursores do tipo polimetínicos. Os corantes serão futuramente utilizados para a obtenção de novos blocos construtores monoméricos, a partir de reações de esterificação com o 2-hidroxietil metacrilato (2) (HEMA). A síntese dos precursores indólicos e benzotiazólicos foi realizada e os rendimentos reacionais obtidos ficaram entre 78 e 85 %. Com relação às cianinas, foram sintetizados três corantes, um simétrico 13 (76 %) e dois assimétricos 11 e 12 (23 e 33 %, respectivamente), todos caracterizados por técnicas espectroscópicas do tipo FTIR e 1H e 13C RMN. O estudo fotofísico mostrou ainda que todos os corantes apresentam bandas de absorção e emissão de fluorescência na região do vermelho. Foi realizada ainda a reação de obtenção de um monômero a partir da cianina simétrica 13 através da reação de esterificação utilizando diciclohexilcarbodiimida como a gente de acoplamento e 4-dimetilaminopiridina como catalisador nucleofílico. Entretanto, apesar de ter sido obtido o produto esperado, não foi possível a purificação completa do mesmo, visto que é possível observar a presença de diciclohexil-ureia como impureza no espectro de H1 RMN do composto

Sensores ópticos para detecção colorimétrica de vapores orgânicos e variação de pH e produtos assim obtidos

Universidade Federal do Rio Grande do SulQuímicaDepositad

Assessment of new triplet forming artificial nucleobases as RNA ligands directed towards HCV IRES IIId loop

International audienceWe report the synthesis of two new artificial nucleobase scaffolds, 1 and 2, featuring adequate hydrogen bonding donors and acceptors for the molecular recognition of U:A and C:G base pairs, respectively. The tethering of these structures to various amino acids and the assessment of these artificial nucleobase-amino acid conjugates as RNA ligands against a model of HCV IRES IIId domain are also reported. Compound 1e displayed the highest affinity (Kd twice lower than neomycin – control). Moreover, it appears that this interaction is enthalpically and entropically favored

Straightforward synthetic route to gold( i )-thiolato glycoconjugate complexes bearing NHC ligands (NHC = N-heterocyclic carbene) and their promising anticancer activity

International audienceA simple and eco-friendly route to gold – NHC complexes bearing different thiosugars is reported