Estudio de la cationización de agarosa

H. J. PRADO; M. C. MATULEWICZ; P. R. BONELLI

Mendoza, Argentina

Simposio; XVII Simposio Nacional de Química Orgánica (XVII SINAQO); 2009

Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica (SAIQO)

Estudio de la cationización de agarosa Prado, H. J.1; Matulewicz, M. C.1; Bonelli P. R.2 1Departamento de Química Orgánica – CIHIDECAR (CONICET-UBA)     2PINMATE-Departamento de Industrias. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, (C1428EGA). Buenos Aires, Argentina. e-mail: hjprado@qo.fcen.uba.ar 1Departamento de Química Orgánica – CIHIDECAR (CONICET-UBA)     2PINMATE-Departamento de Industrias. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, (C1428EGA). Buenos Aires, Argentina. e-mail: hjprado@qo.fcen.uba.ar 1Departamento de Química Orgánica – CIHIDECAR (CONICET-UBA)     2PINMATE-Departamento de Industrias. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, (C1428EGA). Buenos Aires, Argentina. e-mail: hjprado@qo.fcen.uba.ar          La modificación química de polisacáridos constituye la ruta más importante para modificar las propiedades de estas biomacromoléculas y para utilizar fuentes renovables, en el contexto del desarrollo sustentable.1 En los últimos años, los polisacáridos catiónicos han reemplazado de manera creciente el uso de polímeros sintéticos en múltiples aplicaciones, entre las que se pueden citar: floculación de coloides, mejoramiento de las propiedades del papel, estabilizadores de emulsiones, como carriers de genes o drogas de bajo peso molecular, etc. En este sentido, hemos iniciado el estudio de la cationización de agarosa.          La cationización se realizó mediante la reacción de la agarosa en medio alcalino acuoso con el cloruro de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamonio (CHPTAC)2. Con el objetivo de encontrar las mejores condiciones de reacción, se realizaron diversos ensayos variando la relación molar agarosa:CHPTAC:NaOH, tiempo de reacción y temperatura. Los productos de las distintas condiciones de reacción se caracterizaron mediante diferentes técnicas: el espectro de FT-IR permitió confirmar la sustitución, cuyo grado se determinó por análisis elemental y RMN de 1H. Los productos también se estudiaron empleando técnicas de RMN mono y bidimensionales.          De esta forma se lograron grados de sustitución en el rango 0,04 – 0,77. A diferencia de la agarosa de partida cuya temperatura de gelificación es de 31°C, los productos no gelificaron; además, durante la reacción se produjo la eliminación de los grupos sulfato (7,8%) inicialmente presentes, por ciclación en medio alcalino. Se halló la concentración de NaOH óptima para la reacción. Un defecto del mismo para una determinada concentración de CHPTAC, condujo a un menor grado de sustitución y a la eliminación incompleta de sulfato, obteniéndose un producto que gelificó. Un exceso de base también disminuyó el grado de sustitución y aumentó la degradación del polisacárido. El estudio cinético mostró que para una relación molar 1,0:2,0:4,6 y a 50°C la reacción se completó en 2 horas para dar un grado de sustitución de 0,19. El aumento de la temperatura a 80°C no mejoró sustancialmente la sustitución.          En conclusión, la agarosa cationizada constituye un material novedoso con potenciales usos, entre ellos, la formación de complejos interpolielectrolito al combinarla con polímeros de carga opuesta. 1Ren J.L.; Peng F.; Sun R.C.; Liu C.F.; Cao Z.N.; Luo W.; Tang J.N. J. Appl. Polymer Sci. 2008, 109, 2711-2717. 2Pal S.; Sen G.; Karmakar N.C.; Mal D.; Singh R.P. Carbohydr. Polym. 2008, 74, 590-596. Este trabajo recibió el apoyo financiero de la UBA (X137) y del CONICET (PIP 2009-2011). H. J. Prado es becario doctoral del CONICET.