Intercambio hidrógeno-deuterio en el catión imidazolio como una herramienta para el estudio de micelas inversas formadas por surfactantes-líquidos iónicos

DIB, NAHIR; FALCONE, R. DARIO; ACUÑA, ÁNGEL; GARCÍA-RÍO, LUIS

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

Los surfactantes-líquidos iónicos (LIs) son sales de bajo punto de fusión (< 100 ºC) que presentan propiedades anfifílicas. De este modo, pueden utilizarse para la formación de sistemas supramoleculares, tales como micelas inversas (MIs). Entre los surfactantes-LIs utilizados para la generación de MIs se encuentra 1,4-bis(2-etilhexil) sulfosuccinato de 1-butil-3-metilimidazolio (bmim-AOT). El H en la posición 2 (H2) del catión bmim+ presenta cierta acidez, por lo que, bajo ciertas condiciones, se puede llevar a cabo el intercambio hidrógeno/deuterio (H/D) en el C2. En este sentido, se formaron MIs utilizando el surfactante-LI bmim-AOT, y se estudió la reacción de intercambio H/D en el catión bmim+, con el objetivo de investigar las propiedades del sistema micelar. Como solvente se utilizó n-heptano. El intercambio H/D en el C2 de bmim+ fue monitoreado por espectroscopía 1H RMN, determinando la variación en el área de la señal del H2. Cuando bmim-AOT se encuentra disuelto en D2O, sin formar MIs, se registra un intercambio del 100% en menos de 24 hs y a 25°C. Sin embargo, cuando el surfactante-LI forma MIs, no se registra intercambio H/D a 25°C, aún luego de 120 hs. Al aumentar la temperatura de la solución micelar a 60°C ocurre el intercambio a una velocidad apreciable. Estos resultados pueden explicarse por la localización del catión bmim+ en la interfaz micelar, entre las moléculas de AOT, sumado al hecho de que la disponibilidad del agua en MIs es menor respecto de cuando bmim-AOT se disuelve en D2O pura. Por otro lado, en MIs se observa una disminución de la velocidad de intercambio H/D con el aumento del contenido acuoso. En MIs de bmim-AOT el agua de la interfaz presenta una mayor basicidad respecto del agua ?libre? como consecuencia de la interacción con las cabezas polares de AOT. Al aumentar el contenido acuoso, disminuye la proporción de agua interfacial respecto del ?agua libre?; esta disminución de la basicidad de D2O hace que el intercambio H/D disminuya. Los resultados obtenidos están de acuerdo con los obtenidos previamente al estudiar este sistema micelar por otras técnicas.1,2Los resultados demuestran que el estudio del intercambio H/D es una herramienta útil para el estudio de sistemas micelares formados por surfactantes-LIs que contienen cationes imidazolio como bmim+.