Resumen de Estudio fisicoquímico de resorcin[4]arenos sulfonados en solución acuosa y su acomplejamiento con iones de interés
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Los resorcin[4]arenos sulfonados Na4RAs, son macrociclos solubles en agua que han mostrado gran versatilidad en el reconocimiento de sustancias ya que forman una cavidad tridimensional donde pueden alojar iones o moléculas neutras dando lugar a la formación de complejos huésped-anfitrión. Sin embargo, a pesar que se ha reconocido la importancia de estos macrociclos en la química supramolecular, son muy pocos los estudios reportados sobre sus propiedades fisicoquímicas en solución acuosa y los que se encuentran se enfocan principalmente a propiedades de acomplejamiento.
Con el propósito de entender el comportamiento de este tipo de macrociclos en solución y en el proceso de acomplejamiento dos nuevos resorcin[4]arenos sulfonados; C-tetra(butil) resorcin[4]tetrasulfonato de sodio (Na4BRA) y C-tetra(metiltioetil)resorcin[4] tetrasulfonato de sodio (Na4SRA), fueron sintetizados y caracterizados y se estudiaron sus propiedades conformacionales en agua, metanol y DMSO. El comportamiento en solución de estos dos macrociclos fue estudiado mediante la determinación de propiedades como solubilidad en agua, etanol y metanol; viscosidades y conductividades en agua; volúmenes molares parciales y compresibilidades molares parciales en agua y en DMSO. Además se estudió la formación de complejos huésped-anfitrión en solución acuosa usando como huéspedes: (CH3)4NBr) y (C12H25(CH3)3NBr) que son usadas como moléculas modelo; cloruro de colina (ChCl) y lidocaína (LDC) que son de interés farmacológico y sales de métales pesados de Cu2+, Pb2+, Cd2+ y Hg2+ que son de interés ambiental.
El análisis de los sólidos amorfos indicó que los Na4RAs son trihidratados y que el Na4BRA solo presenta la conformación corona en el estado cristalino. En agua las conformaciones bote y corona se presentan para ambos resorcin[4]arenos, mientras en DMSO solo la conformación corona fue observada. Además se encontró que los Na4RAs son solutos hidrofobicos que promueven la estructura del agua y que en agua y DMSO las interacciones soluto-solvente son mayores para Na4SRA comparado con Na4BRA. Na4BRA es capaz de acomplejar (CH3)4NBr, LDC, ChCl, Cu2+ y Pb2+, mientras que Na4SRA es selectivo para Hg2+. Los valores de las propiedades molares de solución y de las propiedades de acomplejamiento fueron explicados en términos de las interacciones que ocurren en solución
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In the present investigation, two novel resorcin[4]arenes were prepared and purified. The purity were evaluated by HPLC and characterization was performed by using TG, 1H-NMR, MS, IR and DRX (for Na4BRA). Physicochemicals properties such as solubilities in water, MeOH and EtOH, conductivities and viscosities in water and volumes and compressibilities in water and in DMSO, were measured. Additionally, the complexation processes with (CH3)4NBr, C12H25(CH3)3NBr, LDC, ChCl, Cu2+, Pb2+ , Cd2+ , and Hg2+ were evaluated in water by using conductivity, potentiometry, sonometry and 1H-NMR methods.
The TG analysis revealed that both compounds were trihydrate in the amorphous solid state and the DRX study only showed the crown conformation for Na4BRA. In water, the crown and boat conformations were presented for both Na4RAs, while in DMSO just the crown conformation was observed by 1H-NMR. The values of solution molar properties determined by solubility were interpreted in terms of the hydrogen bonds occurrence and Van der Waals interactions. The values of BV indicated that these Na4RAs are hydrophobic solutes. The results found from volume and compressibility measurements in water and in DMSO, indicated that the solute-solvent interactions for Na4SRA are larger compared with Na4BRA. The values positives of Jones-Dole coefficient for both solutes in water, were associated to a making structure effect and were corroborates by conductivity measurements. The distribution diagram indicated that at pHs close 7, the not deprotonated species predominate in the solution. At this pH, Na4BRA is able to form host-guest complex with (CH3)4NBr, LDC, ChCl, Cu2+ y Pb2+, while Na4SRA only form complex with Hg2+.The host-guest complex formation was explicated by considering the several interaction in solution
