Termodinâmica de formação de complexos supramoleculares entre β-ciclodextrina e surfactantes não iônicos Brij - Marques, Isabela Araujo (2020)
Desde o estabelecimento da química supramolecular como uma nova área científica, ela vem sendo alvo constante de pesquisa, por contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias. Um tipo de sistema supramolecular particularmente interessante é o dos complexos hóspede- hospedeiro, que consistem de estruturas formadas pela interação entre molécula-molécula ou molécula-íon. A partir dessa interação, as propriedades das moléculas/íons interagentes podem ser modificadas ou até mesmo novas funcionalidades podem ser geradas, o que torna o estudo desses complexos interessantes para aplicações industriais. Entretanto, para utilizar essas supramoléculas da melhor forma possível, é necessário compreender como elas se formam e como suas propriedades podem ser moduladas, o que é realizado a partir de estudos termodinâmicos. Tendo isso em mente, nesta dissertação objetivou-se realizar a caracterização termodinâmica, por meio da técnica de calorimetria de titulação isotérmica, da formação de complexos hóspede-hospedeiro entre β-ciclodextrina e quatro surfactantes não-iônicos Brij. O sistema ciclodextrina-surfactante foi particularmente escolhido uma vez que ao variar a estrutura do surfactante (o tamanho da cauda e do grupo cabeça) é possível compreender como a hidrofobicidade/hidrofilicidade da molécula hóspede afeta a formação do complexo. Além disso, apesar da β-ciclodextrina ser comumente utilizada no estudo de formação de complexos hóspede-hospedeiros, devido a seu baixo custo e capacidade de incluir uma grande variedade de moléculas e íons, a interação dessa molécula macrocíclica com os surfactantes Brij foi pouco explorada termodinamicamente. Assim, os resultados obtidos mostraram que a β-ciclodextrina interage tanto com a cauda quanto com o grupo cabeça dos surfactantes e que a estabilidade dos complexos depende do tamanho de ambas as partes. A interação foi entalpicamente dirigida, para todos os surfactantes, devido, principalmente, à dessolvatação da cavidade da β- ciclodextrina, à formação de novas interações entre as moléculas hóspede e hospedeira e às mudanças conformacionais sofridas pelos surfactantes. Entretanto, para os Brijs com a cauda mais longa, os complexos formados se agregaram em grandes estruturas, sendo essa agregação promovida ainda mais pela presença de diferentes concentrações do líquido iônico 1-butil-3- metilimidazolium no sistema. Esses resultados mostram que, apesar da grande quantidade de estudos envolvendo a formação de complexos hóspede-hospedeiro, presentes na literatura científica, informações importantes ainda podem ser extraídas desses sistemas. Palavras-chave: Química supramolecular. Complexo hóspede-hospedeiro. Ciclodextrinas. Surfactante não-iônico. Calorimetria de titulação isotérmica. Líquido iônico.