Síntese e estudo fotofísico de sistemas Π-Estendidos derivados de Quinoxalinas fusionadas a núcleos Benzotiazínico, Benzooxazínico e Benzodiazínico

dc.contributor.advisorMenezes, Fabrício Gava
dc.contributor.advisor-co1Medeiros, José Vitor de Souza
dc.contributor.advisorID0000-0003-2153-1647
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2848745987784319
dc.contributor.authorAleixo, Ilan Victor Martins
dc.contributor.authorID0009-0007-6899-1743
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6216649854953066
dc.contributor.referees1Gomes, Fabiano do Espírito Santo
dc.contributor.referees1ID0000-0002-0244-5228
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3759170729682136
dc.contributor.referees2Souza, Miguel Angelo Fonseca de
dc.contributor.referees2ID0000-0003-4680-4445
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3530941218204965
dc.date.accessioned2026-07-15T16:17:45Z
dc.date.issued2026-06-18
dc.description.abstractFluorescent quinoxaline derivatives constitute a class of compounds of interest for several applications, such as chemical sensors and materials for optoelectronic devices. This work aims to synthesize, structurally characterize, and investigate the photophysical properties of the quinoxaline derivatives 12H-benzooxazino[2,3-b]quinoxaline 12H-benzothiazino[2,3-b]quinoxaline (BOQX), (BTQX), and 5-methyl-5,12-dihydroquinoxalino[2,3-b]quinoxaline (BDQX), evaluating the influence of structural differences on the optical properties of these π-conjugated systems. The compounds were obtained from the reactions of the precursor 2,3-dichloroquinoxaline (DCQX) with 2-aminothiophenol, 2-aminophenol, and N-methyl-o-phenylenediamine, and characterized by infrared spectroscopy, ¹H and 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy, and mass spectrometry. The photophysical properties were investigated by UV–Vis absorption and fluorescence spectroscopies, evaluating parameters such as Stokes shift and fluorescence quantum yield (ΦF) in different media and in the solid state. The results showed that the nature of the heteroatom significantly influences the optical properties of the derivatives. BTQX was associated with the most red-shifted bands, BDQX showed the highest emission intensity, and BOQX exhibited the highest fluorescence quantum yields in solution, reaching ΦF = 0.86 in dichloromethane. The photophysical studies revealed positive solvatochromic behavior and evidence of intramolecular charge transfer (ICT), consistent with donor–acceptor (D–A) architectures. In aqueous medium, the three derivatives exhibited aggregation-caused quenching (ACQ), attributed to π–π stacking interactions. In the solid state, the compounds showed low quantum yields when directly deposited on quartz; however, a significant increase in emissive efficiency was observed when they were dispersed in Zeonex® films, reaching ΦF values between 0.405 and 0.495. Additionally, the derivatives demonstrated sensitivity to pH variations, with BDQX standing out due to its more complex spectral response and visible color changes. Overall, the results contribute to the understanding of the relationships between molecular structure and photophysical properties in quinoxaline derivatives, especially for the BDQX core, highlighting the potential of these systems for the development of luminescent materials.
dc.description.resumoDerivados quinoxalínicos fluorescentes constituem uma classe de compostos de interesse para diversas aplicações, tais como sensores químicos e materiais de interesse para dispositivos optoeletrônicos. O presente trabalho tem como objetivo sintetizar, caracterizar estruturalmente e investigar as propriedades fotofísicas dos derivados quinoxalínicos 12H-benzotiazino[2,3-b]quinoxalina (BTQX), 12H-benzooxazino[2,3-b]quinoxalina (BOQX) e 5-metil-5,12-dihidroquinoxalino[2,3-b]quinoxalina (BDQX), avaliando a influência das diferenças estruturais nas propriedades ópticas destes sistemas π-conjugados. Os compostos foram obtidos a partir das reações do precursor 2,3-dicloroquinoxalina (DCQX) com 2-aminotiofenol, 2-aminofenol e N-metil-o-fenilenodiamino, e caracterizados por espectroscopia no infravermelho, ressonância magnética nuclear de ¹H e ¹³C e espectrometria de massas. As propriedades fotofísicas foram investigadas por espectroscopias de absorção UV-Vis e de fluorescência, avaliando-se parâmetros como deslocamento de Stokes e rendimento quântico (ΦF) em diferentes meios e no estado sólido. Os resultados mostraram que a natureza do heteroátomo influencia significativamente as propriedades ópticas dos derivados, sendo o BTQX associado às bandas mais deslocadas para o vermelho, tendo o derivado BDQX apresentado maior intensidade de emissão e o composto BOQX os maiores rendimentos quânticos de fluorescência em solução, atingindo ΦF = 0,86 em diclorometano. Os estudos fotofísicos revelaram comportamento solvatocrômico positivo e evidências de transferência intramolecular de carga (ICT), compatíveis com arquiteturas do tipo doador–aceptor (D–A). Em meio aquoso, os três derivados apresentaram supressão da emissão causada por agregação (ACQ), atribuída a interações de empilhamento π–π. No estado sólido, os compostos exibiram baixos rendimentos quânticos quando depositados diretamente sobre quartzo, mas apresentaram aumento expressivo da eficiência emissiva quando dispersos em filmes de Zeonex®, alcançando valores de ΦF entre 0,405 e 0,495. Adicionalmente, os derivados demonstraram sensibilidade a variações de pH, destacando-se o derivado BDQX, que apresentou resposta espectral mais complexa e mudanças visíveis de coloração. De modo geral, os resultados obtidos contribuem para a compreensão das relações entre estrutura molecular e propriedades fotofísicas em derivados quinoxalínicos, especialmente para o núcleo BDQX, evidenciando o potencial desses sistemas para o desenvolvimento de materiais luminescentes.
dc.identifier.citationALEIXO, Ilan Victor Martins. SÍNTESE E ESTUDO FOTOFÍSICO DE SISTEMAS ESTENDIDOS DERIVADOS DE QUINOXALINAS FUSIONADAS A NÚCLEOS BENZOTIAZÍNICO, BENZOOXAZÍNICO E BENZODIAZÍNICO. 2026. 83 p. Monografia (Bacharelado em Química) — Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/68925
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBrazil
dc.publisher.departmentInstituto de Química
dc.publisher.initialsUFRN
dc.publisher.programQuímica Bacharelado
dc.subjectQuinoxalina
dc.subjectFluorescência
dc.subjectAcidocromismo
dc.subjectTransferência intramolecular de carga
dc.subjectSolvatocromismo.
dc.titleSíntese e estudo fotofísico de sistemas Π-Estendidos derivados de Quinoxalinas fusionadas a núcleos Benzotiazínico, Benzooxazínico e Benzodiazínico
dc.title.alternativeSynthesis and photophysical study of π-extended systems derived from quinoxalines fused to benzothiazine, benzoxazine, and benzodiazine cores.
dc.typebachelorThesis

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