La resonancia magnética nuclear protónica como una herramienta para el estudio de la encapsulación de ácido mirístico en beta-ciclodextrina.

DOS SANTOS, CRISTINA; MARINO, CARLA; MAZZOBRE, M. FLORENCIA; BUERA, M. PILAR

CABA

Taller; IV Taller de Resonancia Magnética; 2018

Las ciclodextrinas (CDs) tienen cada vez más aplicaciones en el área de alimentos, cosmética, química analítica y en métodos verdes de extracción y síntesis. Esto requiere la caracterización de la inclusión molecular de muy diferente tipo de ligandos. Las técnicas de resonancia magnética nuclear (RMN) son particularmente efectivas para el estudio del equilibrio y de las interacciones no covalentes asociadas a la encapsulación molecular de ligandos en ciclodextrinas. Así, de manera rápida, sencilla y sin modificar el equilibrio en solución se pueden analizar la estequiometría, las constantes de estabilidad, verificar la inclusión y estudiar la organización espacial de los complejos formados.El objetivo de este trabajo fue determinar la estequiometría de los complejos de β-ciclodextrina (BCD) y ácido mirístico (MIR) utilizando el método de las variaciones continuas.El parámetro de evaluación fue el corrimiento de los desplazamientos químicos (Δδ) en el espectro de RMN-1H de la BCD. Además, cuando hay interacción entre el ligando y la CD se modifican los δ de los H, confirmándose así, la formación del complejo. En este trabajo se adquirieron los espectros de RMN-1H en D2O de MIR, BCD y soluciones de MIR-BCD, preparadas en diferentes fracciones molares (0,75;0,50 y 0,25) pero manteniendo la concentración total de BCD constante en 15 mM. Las soluciones se agitaron durante 24 h a 40 °C. Antes de la adquisición de cada espectro, las soluciones se sonicaron durante 10 minutos. Los espectros de RMN-1H se obtuvieron con un espectrómetro Bruker AM-500 a 500 MHz. Los δ fueron asignados en relación con la señal del metilo de acetona (δ = 2,20 ppm).Las señales del MIR fueron de baja intensidad (δ menores a 2,20 ppm) y no se observaron señales en la zona de los H de la BCD (δ 3,0-5,0 ppm). Se observó que la presencia de MIR no cambió la multiplicidad de las señales de BCD y que las desplazó a campos altos. La estructura espacial de la BCD determina que los protones H3 y H5 de las glucosas se orienten hacia el interior de la cavidad, y que H3 se ubique próximo al extremo de radio mayor del cono truncado que forma la BCD. A su vez, los protones H1, H6, H2 y H4 se orientan hacia la parte externa de la molécula. La observación de corrimientos en los δH de la BCD indicó que el intercambio entre MIR libre y encapsulado es cinéticamente más rápido que el decaimiento de la FID de RMN de los protones. Esos Δδ fueron proporcionales a la fracción molar de la BCD en la solución, permitiendo así estimar la estequiometría de los complejos. Se observó que los protones de la cavidad (H3 y H5) fueron los que presentaron mayores cambios en su frecuencia de resonancia y los máximos corrimientos se obtuvieron para la relación molar de BCD de 0,75, o sea relación molar MIR-BCD de 1:3. Además, las variaciones de los desplazamientos de los protones H3 y H5 permitieron estudiar el grado de encapsulación (parcial o total) del ligando en el interior de la cavidad de la CD. Cuando la relación molar MIR-BCD fue menor a la estequiométrica (relación 3:1 o 1:1) se verificó que ΔδH3 >ΔδH5, indicando que la encapsulación era incompleta. En cambio, cuando la relación fue 1:3, se observó que ΔδH3 = ΔδH5,indicando quela encapsulación era completa. A partir de estos resultados se puede concluir que se forman complejos de MIR con BCD en solución y que la inclusión completa del MIR en solución requiere de 3 moléculas de BCD. El uso de RMN asociado al método de variaciones continuas se propone como una técnica rápida y efectiva para el estudio de las interacciones entre CDs y ligandos en solución.