Sintesi di isonitrili fluorescenti e loro applicazione in reazioni multicomponente

Abstract

Come si può evincere dal titolo, la sintesi di isonitrili fluorescenti e la loro applicazione in reazioni multicomponente sono stati i punti focali del progetto. L’obbiettivo era quello di, partendo da strutture già ampiamente studiate per le loro interessanti proprietà fluorescenti, andare a modificarne la struttura, sfruttando l’introduzione di un gruppo isociano e la sua peculiare reattività. Più precisamente, si voleva ampliare il grado di coniugazione all’interno della struttura, osservando la conseguente modifica delle proprietà fluorescenti. In linea di principio, un incremento della coniugazione dovrebbe portare all’ottenimento di un effetto batocromico: uno spostamento del massimo di emissione a lunghezze d’onda maggiori, quindi ad energia minore. Risultato particolarmente interessante soprattutto nell’ottica di una futura applicazione nel campo biologico poiché nelle diverse analisi entrerebbero in gioco quantità di energia minori. I tre isonitrili target erano di natura naftalimmidica, cumarinica e benzofurazanica. Per ottenere i prodotti di interesse, a partire dagli isonitrili precedentemente sintetizzati, è stata sfruttata la via sintetica delle reazioni multicomponente. Le reazioni multicomponente, nella sintesi organica, sono diventate un ottimo sostituto del classico metodo multi-step, permettendo la costruzione di strutture complesse, in un unico passaggio, con un’elevata atom economy, risparmiando tempo e materiali. La reazione che è stata selezionata è la Groebke-Blackburn-Bienaymé, GBB. Scegliendo opportunamente i partner di reazione, si sono potute effettuare anche ulteriori modifiche dei prodotti così ottenuti. Portando così all’ottenimento di strutture interessanti che sono state sottoposte a delle prime analisi di fluorescenze preliminari e qualitative con l’obbiettivo di iniziare a comprendere se le modifiche effettuare sulle strutture avessero portato ad una qualche interessante modifica della fluorescenza.

As the title suggests, the synthesis of fluorescent isocyanides and their application in multicomponent reactions were the central points of the project. Starting from compounds already extensively studied for their interesting fluorescent properties, the goal was to modify their structures exploiting the introduction of an isocyanide group and its peculiar reactivity. More precisely, increasing the conjugation in the structures and observing how this could influence the fluorescent properties of the products. In principle, this should lead to the achievement of a red-shift, a shift of the emission maximum to higher wavelengths, therefore to lower energy. This is particularly interesting, especially in view of a future application of these fluorophores in the biological field because less energy would be involved in the analyses. The three target molecules were a naphthalene-based isocyanide, a coumarin-based one and a benzofurazan-based one. To obtain the products of interest, starting from the previously synthesized isocyanides, the synthetic route of multicomponent reactions was exploited. Multicomponent reactions, in organic synthesis, have become an excellent substitute for the classic multi-step method: in fact, they allow the construction of complex structures, in a single step, with high atom economy, saving time and materials. More precisely, the reaction that was selected is the Groebke-Blackburn-Bienaymé, GBB. Choosing the correct partners in the GBB reaction, it was also possible to carry out further modifications that led to the synthesis of a BODIPY adduct, structure that, in general, exhibits peculiar fluorescent properties. Fascinating structures have been synthesized and preliminary and qualitative fluorescence analyses of that were carried out. The goal was therefore not to characterize the fluorophores, but to begin to understand whether the modifications had led to an interesting change in the fluorescent properties of these structures or not.