Sistemas micelares mixtos y su uso como nano-reactores

MARÍA FLORENCIA TORRES; MARIANA ADELA FERNÁNDEZ

Carlos Paz

Simposio; XVIII Simposio Nacional de Química Orgánica; 2011

Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica

Los surfactantes son compuestos de gran interés, tanto desde el punto de vista científico como por sus aplicaciones industriales. En la mayoría de las diferentes aplicaciones de los surfactantes, se utilizan mezclas de los mismos. Estas mezclas poseen en general mejores propiedades que los surfactantes puros y en muchos casos se han observado efectos sinérgicos. Asimismo, es conocido que las micelas y agregados relacionados poseen la capacidad de aumentar la solubilidad de moléculas orgánicas en agua. Ésta y otras propiedades han hecho que estos sistemas sean ampliamente utilizados como nano-reactores para llevar a cabo diferentes reacciones en agua. En este trabajo se evaluó el efecto del sistema mixto formado por dodecil sulfato de sodio (SDS) y ácido perfluorononanoico (APFN) sobre la reactividad de dos ésteres conteniendo un resto perfluorado. El sistema micelar fue previamente caracterizado mediante diferentes técnicas (conductividad, espectrofotometría UV-visible y tensión superficial) observándose un sólo valor de concentración micelar crítica (CMC) a todas las composiciones de la mezcla. El análisis de los datos de acuerdo a los diferentes modelos de agregación posibles indicó que existe un intervalo de composición a fracciones molares de APFN superiores a 0,8 donde ocurre demezclado del sistema, con micelas muy similares a las de APFN puro. La aplicación de estas mezclas sobre la reactividad de compuestos conocidos puede aportar datos a la caracterización de los sistemas y a su posible aplicación como nano-reactores o medios de reacción de compuestos orgánicos. Los sustratos que se utilizaron para evaluar el efecto de los surfactantes fueron trifluoroacetato de fenilo (TFAF) y perfluorooctanoato de p-nitrofenilo (PFONF). Estos compuestos han sido previamente estudiados en agua. PFONF se encuentra agregado a muy bajas concentraciones, pudiendo determinarse dos procesos cinéticos en agua (desagregación e hidrólisis). Con TFAF en cambio, sólo se observa la hidrólisis. Cuando la reacción de PFONF se realiza en presencia de surfactantes (ya sea puros o mezclados) se detecta un único proceso, lo cual indica que la desagregación de este sustrato mediada por los diferentes sistemas micelares es muy rápida. La mezcla APFN/SDS no produce efecto sobre la reacción de TFAF a concentraciones de surfactante menores a la CMC, mientras que a valores superiores, se observa inhibición de la reacción, ocurriendo lo mismo con los surfactantes puros. Al evaluar el efecto de los surfactantes sobre la reactividad de PFONF se observa que APFN puro inhibe la reacción, mientras que SDS prácticamente no afecta su velocidad. En presencia de las mezclas el comportamiento depende de la composición de las mismas. A bajas fracciones molares de APFN y por debajo de la CMC de la mezcla, la velocidad de la reacción no se ve afectada, mientras que a concentraciones superiores la reacción es catalizada. A altas fracciones molares de APFN sin embargo, se observa un comportamiento similar al observado en este surfactante puro. Esto refuerza la hipótesis de que a altas fracciones molares las micelas que se observan son prácticamente de APFN puro.