Measurement of pH is of great importance because it usually plays a vital role in a variety of systems. The design and synthesis of fluorescent molecules for measurement of pH is well established due to the simplicity, high sensitivity and high spatial resolution of fluorescence. Organic dyes are the most widely used fluorescent probes for indication of pH. However, most of these fluorescent dyes have poor solubility in water and the hydrophobicity greatly limits their applications. Therefore there is still plenty of room to develop indicators for measurement pH in 100% aqueous system. Among the most studied chromophores for construction pH probes, boron-dipyrromethene (BODIPY) fluorescent dyes have been recognized as the promising ones because of their excellent characteristics.

BODIPYs bearing receptors for H+ at 8- positon showed deprotonation/protonation dependent fluorescence off/on switching. These probes reported respond to Hþ with just fluorescent turn-on signal. Unfortunately, single-intensity-based sensing is compromised by the local distribution of probes, drifts of light sources and detectors. Ratiometric fluorescent probes that can overcome the limitation of intensity-based probes and provide quantitative measurement are therefore in demand. To measure pH by a ratiometric and fluorometric method, the indicator should ideally be fluorescent and exhibit spectroscopic shifts with changing pH value. Very recently, this group developed a 6-hydroxyindole-based BODIPY with straightforward phenol/phenolate interconversion by varying pH value, showing phenol/phenolate dependent emission blue-red switching

Therefore, this BODIPY can be an excellent ratiometric pH indicator in aqueous-organic mixed media. However, the neutral form of 6-hydroxyindole-based BODIPY is nonfluorescent and unstable in complete aqueous systems. With the idea of developing new ratiometric fluorescent probes for indication of pH in 100% aqueous system, herein we introduce a simple and general route to encapsulate 6-hydroxyindole-based BODIPYs into water soluble surfactant micelles for sensing pH. In this work was select the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) micelle, containing a positively charged surface and a hydrophobic interior microheterogeneous environment. They demonstrate the hydrophobic BODIPYs 1 and 2 can be physically trapped inside the hydrophobic core while ensuring solubility in water.

Due to the hydrophobic character of the micelles core, 1 and 2 therefore become fluorescent with high quantum yields in aqueous system as they behave in organic solvents. As expected, both 1 and 2 trapped in CTAB micelles display ratiometric optical change within the pH window of 4-9, accompanied with distinct color change.

65%

22%

No se observan diferencias significativas del espectro de absorción en disolventes con diferente polaridad.

Propiedades espectroscópicas

S0-S1

540-559 nm 567-580 nm

540 nm

626 nm

Punto isobéstico en 562 nm Desplazamiento al rojo en 86 nm

567 nm

658 nm

Desplazamiento al rojo en 91 nm Cambio en el color de

fluorescencia de amarillo a salmón oscuro bajo luz UV

Respuesta ratiométrica al pH en solución acuosa

576 nm

645 nm

620 nm

Punto de isoemisión en 620 nm Proceso reversible

pKa = 9.1 y pKa*=3.7 Este fenómeno ratiometrico desaparece al

aumentar la relación de agua.

1 y 2 son poco solubles en agua, pero se disuelven fácilmente en presencia de CTBA. Un sistema de micelas estables se preparó al agregar una solución micelar de CTAB en agua (10 mL, 2.0 mm) a un vial con 1 o 2 bajo agitación vigorosa. Al igual que en disolventes orgánicos, los correspondientes espectros de absorción de los BODIPYs, dentro de las micelas en disolución acuosa muestran las bandas características del fluoroforo con una banda de absorción en 558 nm y 555 nm para 1 y 2 respectivamente. En el espectro de emisión se observa una banda en 587 nm para ambos. Con esto se pudieron evaluar sus propiedades espectroscópicas dependientes del pH teniendo como disolvente agua.

558 nm 629 nm 555 nm

Punto isobéstico en 576 nm, esto es evidencia de que existe un equilibrio entre la forma fenolica y el fenolato entre el rango de pH de 4-9.

1 y 2 en micelas fluorescen de color naranja cerca de 587 nm a valores de pH bajos. Punto de isoemisión en 630 nm. Esto demuestra la capacidad de 1 y 2 como indicadores fluorescentes ratiometricos de pH en agua. El intervalo de estudio incluye al rango de pH fisiologico.

The fluorescence intensity ratio (I650 /I587) of (a) 1 and (b) 2 in CTAB micelles solutions in the absence and presence of cations at pH 7.64. (a) free micelles solution, (b) Na+, (c) K+, (d) Li+, (e) Cs+, (f) Fe2+, (g) Mn2+, (h) Mg2+, (i) Pb2+, (j) Zn2+, (k) Hg2+, (l) Cu2+.

Estudio frente a iones de relevancia biológica

The fluorescence intensity ratio (I650 /I587) of (a) 1 and (b) 2 in CTAB micelles solutions in the absence and presence of biological relevant ions at pH 7.64. (a) free micelles solution, (b) SO3

2-, (c) PO43-,

(d) Cys, (e) Tyr, (f) Glu, (g) Lys, (h) Thr.

Estudio frente a iones y pequeñas moléculas bioactivas

El cambio de coloración es rápido y puede ser repetido por muchos ciclos con el mismo comportamiento espectral, lo cual sugiere que el proceso de protonación y desprotonación es muy reversible.

1. Se comprobó que 1 y 2 pueden ser atrapados dentro del interior hidrofobico de micelas de CTAB en agua.

2. Dentro de la micela 1 y 2 mantienen sus propiedades fotofísicas. 3. Estas micelas presentan un respuesta sensible a cambios de pH por

ratiometria en agua. 4. El proceso es reversible y se puede repetir por varios ciclos. 5. Todo esto indica que estos BODIPYs pueden usarse como indicadores

fluorescentes ratiometricos de pH en el rango de 4-9 en sistemas acuosas.

Not only due to its potent analgesic effect but also because of its complex molecular architecture, (-)-morphine (1) is one of the most interesting and most thoroughly investigated alkaloids. Since millennia humans have used opium, which contains morphine, to alleviate pain.

In the search for morphine derivatives with reduced side effects, total synthesis offers an attractive opportunity although an economical route competitive to isolation is currently not within reach.

Several efforts in the recent past, for example, the elegant synthesis by Magnus, [1] the improved strategy of Fukuyama,[2] the chemoenzymatic approach of Hudlicky,[3] and the innovative route of Stork,[4] express the permanent interest of the scientific community

[1] P. Magnus, N. Sane, B. P. Fauber, V. Lynch, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16045 – 16047. [2] T. Fukuyama, S. Yokoshima, T. Kan, K. Uchida, Org. Lett. 2006, 8, 5311 – 5313. [3] T. Hudlicky, H. Leisch, A. T. Omori, K. J. Finn, J. Gilmet, T. Bissett, D. Ilceski, Tetrahedron 2009, 65, 9862 – 9875. [4] G. Stork, A. Yamashita, J. Adams, G. R. Schulte, R. Chesworth, Y. Miyazaki, J. J. Farmer, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11402 – 11406.

Cicloadición intramolecular de una nitrona, para la construcción del fenantreno. El p-quinol éter actúa como dipolarofilo.5

[5] P. J. Parsons, M. Chandler, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1984, 322 – 323

En 4 el C9 y C14 tendrán la conformación relativa correcta. El reordenamiento de Claisen formara el C cuaternario y el carbociclo.6

[6] A. M. M. Castro, Chem. Rev. 2004, 104, 2939 – 3002

Alquilación transanular de la amina secundaria liberada de la reducción de la nitrona.7

[7] M. Bols, O. L. Lopez, J. G. Fernndez-Bolaos, V. H. Lillelund, Org. Biomol. Chem. 2003, 1, 478 – 482.

Sustitución alilica,8 seguido de una transposición alilica, en la cual el –OH pasa de C8 a C6. Para obtener la codeina (2).

[8] D. F. Taber, T. D. Neubert, A. L. Rheingold, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12416 – 12417.

15: allopseudomorfina 16: allopseudocodeina

Se desarrollo una ruta sencilla a partir de la isovanilin a (6) a la allopseudocodeina (16) como parte de una síntesis total y dos síntesis formales del alcaloide objetivo (2). Varios pasos cruciales como la cicloadición intramolecular de la nitrona y el reordenamiento de Claisen permitieron la construcción de manera fácil del núcleo de la morfina. Falta optimizar la reacción de la transposición alilica final en la reracción.

Amitabh Jha, ARKIVOC, 2006, (i), 13-20

Acetal amida Alcohol alilico