EFECTO DEL SOLVENTE ENCAPSULADO EN MICELAS INVERSAS DE

MERCEDES NOVAIRA; M. ALICIA BIASUTTI; JUANA J. SILBER; N. MARIANO CORREA

San Luis

Congreso; XXVI Congreso Argentino de Quimica; 2006

Las micelas inversas son agregados que se forman cuando las moléculas anfifilicas se disuelven en solventes no polares, quedando los grupos cabeza polar orientados hacia el interior de la misma mientras que la colas hidrocarbonadas quedan orientadas hacia fuera ó sea en contacto con el solvente no polar. Estos tipos de agregados constan de tres zonas, en las cuales pequeñas moléculas pueden solubilizarse:  También por su estructura permiten la solubilización de agua en su interior,formándose el corazón polar del agregado. Se define así la relación molar de agua a surfactante como: Wo=[H2O]/[Surf], la cual indica la cantidad de agua dispersa en una solución de micelas inversas. En dicho corazón polar, se puede solubilizadar moléculas de interés biológico, como por ejemplo enzimas sin que pierdan su actividad biológica. Cabe destacar que, además de incorporar moléculas de agua en su interior, también pueden solubilizar otros solventes de alta constante dieléctrica y baja solubilidad en el solvente orgánico. Si estos solventes son dadores de hidrógeno forman microemulsiones fuertemente estructuradas. Estos solventes pueden ser: etilenglicol (EG), glicerol (GLY) y propilenglicol (PG). Los mismos quedan alojados en el corazón polar del agregado, dando las llamadas micelas inversas no acuosas. Así se puede definir la relación molar de solvente polar a surfactante como: Ws = [Solvente polar]/[Surf]. Estos sistemas presentan algunas ventajas como: poseer mayores regiones de estabilidad y poder ser empleados como medios de reacción para reactivos que reaccionen con agua. La mayoría de los estudios realizados en micelas inversas utilizan como molécula anfifilica al dioctil sulfosuccinato de sodio (AOT), ya que posee una alta relación de volumen de cola hidrofóbica a área superficial de cabeza de grupo, siendo ésta un factor importante en la posible formación de micelas inversas. La molécula 6-propionil-2-(N, N dimetil) aminonaftaleno, PRODAN, puede ser utilizada como sonda para estimar las propiedades de sistemas organizados tales como las micelas inversas. PRODAN puede emitir desde un estado localmente excitado, (LE: “local excited”), y también desde un estado de transferencia de carga intramolecular, (ICT: “intramolecular charge transfer”) cuando se encuentra en solventes polares. Sin embargo la posibilidad de emisión desde un estado ICT, ha sido investigada solo con estudios teóricos, no habiéndose observado la fluorescencia dual característica de los sistemas que sufren ICT. El objetivo de este trabajo es investigar la dinámica del estado excitado de PRODAN en micelas inversas acuosas formadas por n-heptano/AOT/ agua y no acuosas como n-heptano/AOT/GLY, n- heptano/AOT/EG, n- heptano/AOT/ PG, utilizando técnicas tales como espectroscopias de absorción UV-visible, y de emisión en estado estacionario. Además, se midieron los espectros de emisión resueltos en el tiempo,(TRES: “time resolved emission spectra”) y los espectros de emisión normalizados en áreas, (TRANES: “time resolved area normalized spectra emission”). TRES permite estudiar la dinámica del estado excitado y también la solvatación del mismo. Es importante aclarar que esta técnica no considera la posibilidad de que la molécula prueba se encuentre en un microentorno heterogéneo en el estado fundamental.  TRANES permite determinar el número de especies presentes que contribuyen a la fluorescencia observada sin realizar suposiciones respecto de las especies en el estado fundamental y excitado. El número de puntos isoemisivos indica la cantidad de especies que están emitiendo. Por ejemplo si se observa un punto isoemisivo en los TRANES, se puede afirmar que están emitiendo dos especies.[H2O]/[Surf], la cual indica la cantidad de agua dispersa en una solución de micelas inversas. En dicho corazón polar, se puede solubilizadar moléculas de interés biológico, como por ejemplo enzimas sin que pierdan su actividad biológica. Cabe destacar que, además de incorporar moléculas de agua en su interior, también pueden solubilizar otros solventes de alta constante dieléctrica y baja solubilidad en el solvente orgánico. Si estos solventes son dadores de hidrógeno forman microemulsiones fuertemente estructuradas. Estos solventes pueden ser: etilenglicol (EG), glicerol (GLY) y propilenglicol (PG). Los mismos quedan alojados en el corazón polar del agregado, dando las llamadas micelas inversas no acuosas. Así se puede definir la relación molar de solvente polar a surfactante como: Ws = [Solvente polar]/[Surf]. Estos sistemas presentan algunas ventajas como: poseer mayores regiones de estabilidad y poder ser empleados como medios de reacción para reactivos que reaccionen con agua. La mayoría de los estudios realizados en micelas inversas utilizan como molécula anfifilica al dioctil sulfosuccinato de sodio (AOT), ya que posee una alta relación de volumen de cola hidrofóbica a área superficial de cabeza de grupo, siendo ésta un factor importante en la posible formación de micelas inversas. La molécula 6-propionil-2-(N, N dimetil) aminonaftaleno, PRODAN, puede ser utilizada como sonda para estimar las propiedades de sistemas organizados tales como las micelas inversas. PRODAN puede emitir desde un estado localmente excitado, (LE: “local excited”), y también desde un estado de transferencia de carga intramolecular, (ICT: “intramolecular charge transfer”) cuando se encuentra en solventes polares. Sin embargo la posibilidad de emisión desde un estado ICT, ha sido investigada solo con estudios teóricos, no habiéndose observado la fluorescencia dual característica de los sistemas que sufren ICT. El objetivo de este trabajo es investigar la dinámica del estado excitado de PRODAN en micelas inversas acuosas formadas por n-heptano/AOT/ agua y no acuosas como n-heptano/AOT/GLY, n- heptano/AOT/EG, n- heptano/AOT/ PG, utilizando técnicas tales como espectroscopias de absorción UV-visible, y de emisión en estado estacionario. Además, se midieron los espectros de emisión resueltos en el tiempo,(TRES: “time resolved emission spectra”) y los espectros de emisión normalizados en áreas, (TRANES: “time resolved area normalized spectra emission”). TRES permite estudiar la dinámica del estado excitado y también la solvatación del mismo. Es importante aclarar que esta técnica no considera la posibilidad de que la molécula prueba se encuentre en un microentorno heterogéneo en el estado fundamental.  TRANES permite determinar el número de especies presentes que contribuyen a la fluorescencia observada sin realizar suposiciones respecto de las especies en el estado fundamental y excitado. El número de puntos isoemisivos indica la cantidad de especies que están emitiendo. Por ejemplo si se observa un punto isoemisivo en los TRANES, se puede afirmar que están emitiendo dos especies.