Comportamiento ácido-base de 7-hidroxiflavona en mezclas etanol-agua y acetonitrilo-agua

Y. A. DÁVILA; M.C. ALMANDOZ; M. I. SANCHO; S.E. BLANCO

Tucumán, Argentina

Congreso; XXVII Congreso Argentino de Química; 2008

Asociación Química Argentina, Universidad Nacional de Tucumán

La determinación de las constantes ácido-base de un determinado compuesto en solventes puros y en mezclas orgánicas-acuosas, constituyen un campo de investigación de interesantes aplicaciones químico-farmacéuticas. En el caso de sustancias de potenciales aplicaciones biológicas, la relación numérica existente entre el pKa del compuesto y el pH del medio condiciona su grado de ionización y por consiguiente la absorción a través de las membranas biológicas. Por otra parte, en la separación y cuantificación de drogas empleando técnicas cromatográficas, el conocimiento de los valores de pKa de un analito en mezclas de solventes resulta de gran utilidad. El pKa del compuesto junto al pH y naturaleza de la fase móvil condicionan la migración y el tiempo de retención. En este trabajo se analizó el efecto de la composición de mezclas EtOH:H2O y ACN:H2O sobre la constante de ionización de 7(OH)flavona y se establecieron relaciones entre el pKa y parámetros de los solventes.Parte experimental. Se prepararon soluciones de EtOH en H2O y ACN en H2O (desde 9 hasta 22 %p/p) cubriendo un intervalo de permitividades (ε) de 66.8 a 73.5 Estas mezclas orgánicas-acuosas, se emplearon en la preparación de: a) soluciones buffer NaPO4H2-Na2PO4H 0.01 M (pH 6.2-8.0) en intervalos de 0.20 unidades de pH; b) soluciones de HCl-KCl (pH 2.0) y de NaOH-KCl (pH 12.0). En todos los casos, la fuerza iónica se mantuvo constante (0.05) mediante el agregado de KCl. La concentración de 7(OH)flavona en las mezclas de reacción fue 3.70 x10-5 M. Una vez registrados los espectros de estas sustancias en medio ácido y alcalino para seleccionar la longitud de onda adecuada, se efectuaron lecturas de absorbancia a 361.5 y 362.5 nm a la temperatura de 25°C. Simultáneamente se determinaron los valores de pH de las mezclas de reacción, ya que los valores originales (pH 6.2-8.0) del medio acuoso sufren ligeras variaciones al incrementarse el porcentaje de solvente orgánico.Resultados y discusión. El equilibrio ácido-base estudiado en solución acuosa puede representarse con la expresión general,AH + H2O <===> A- + H3O+                                  (1)donde, AH es la 7(OH)flavona y A- el anion correspondiente. El espectro UV-vis de 7(OH)flavona en medio alcalino (forma ionizada) presenta una banda de absorción a 361.5nm en EtOH:H2O y a 362.5nm en ACN:H2O, donde la absorbancia de la forma no ionizada es muy pequeña. Por consiguiente, esta longitud de onda fue seleccionada para efectuar lecturas de absorbancia y analizar el equilibrio a las diferentes permitividades. En la Fig. 1 se muestran las características espectrales del compuesto a diferentes pH, en ACN:H2O al 21.4 % p/p. En la Figura 2 se ilustra la representación de la ecuación de Henderson-Hasselbach, empleada para determinar el pKa del compuesto en las mezclas orgánicas-acuosas de diferente composición. Los valores de pKa obtenidos se informan en la Tabla 1.reacción, se incrementan los valores de pKa. Esto es coherente, ya que a mayor porcentaje de solvente orgánico la permitividad del medio disminuye. Sin embargo esta propiedad por sí sola no explica el grado en que se ioniza el compuesto analizado. En todas las mezclas EtOH:H2O con ε inferiores a las de ACN:H2O la disociación ácida es mayor. Esto indicaría que otras propiedades significativas de los solventes, como la capacidad de actuar como dador y/o aceptor de uniones hidrógeno (parámetros empíricos alfa y beta), la polaridad-polarizabilidad (pi*), juegan un papel importante en la reacción analizada.Los resultados obtenidos se interpretaron cuantitativamente mediante la obtención de relaciones lineales entre los pKa y parámetros de solvatación. Los parámetros alfa y pi* explican satisfactoriamente las variaciones de pKa en EtOH:H2O, beta y pi* interpretan los cambios en ACN-H2O.Estas ecuaciones permiten calcular el pKa de este compuesto en mezclas de hasta 22% p/p de solvente orgánico. También obtener en forma exacta el pKa en agua pura, donde no podría ser determinado en forma precisa directamente por su escasa solubilidad en agua.