Estudio fisicoquímico de resorcin[4]arenos sulfonados en solución acuosa y su acomplejamiento con iones de interés

Résumé

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