ANÁLISE TÉRMICA DOS COMPLEXOS DE INCLUSÃO ENTRE CICLODEXTRINAS E ÁCIDOS GRAXOS DE CADEIA CURTA
Departamento de Química,
Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis–SC
palavras-chave: ciclodextrinas, ácidos graxos, análise térmica
Ciclodextrinas (CD) são oligossacarídeos cíclicos contendo 6 à 12 unidades de glicose ligadas entre si por ligações a-1,4. As ciclodextrinas mais estudadas são a-, b- e g-ciclodextrina apresentando 6, 7 e 8 unidades de glicose, respectivamente. O formato das ciclodextrinas são de um cilindro cônico, sendo que a parte externa é polar devido a presença de grupos hidróxidos e sua cavidade é apolar, característica que faz com que as ciclodextrinas sejam muito empregadas na formação de complexos de inclusão com moléculas pouco polares.
A caracterização dos complexos de inclusão no estado sólido pode ser feita por análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria de varredura diferencial (DSC). Neste trabalho são apresentados os resultados de análise térmica dos complexos de inclusão entre bCD e gCD e os ácidos cáprico (C10) e caprílico (C8).
Os complexos de inclusão foram obtidos em diferentes proporções molares CD:ácido pesando-se as massas dos componentes que foram misturados e submetidos a agitação em meio aquoso (~5mL) durante 6 – 7 horas. As amostras foram secas sob vácuo. As análises térmicas de DSC e TGA foram realizadas num aparelho DSC-50 e TGA-50 da Shimadzu, respectivamente. A velocidade de varredura utilizada foi de 10oC.min-1.
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Figura 1: Curvas de DSC obtidas a partir do sistema bCD-C10 em diferentes proporções: A)1:0,34 B)1:0,57 C)1:0,91 D)1:1 E) 1:1,14. |
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A Figura 1 mostra a sobreposição das curvas de DSC para o sistema bCD-C10. Os sinais endotérmicos acima de 100oC referem-se a volatilização de moléculas de água. Verifica-se que em proporções superiores a 1:1 ocorre um sinal endotérmico em 28,3oC referente a fusão de C10, indicando que o ácido ainda não foi totalmente encapsulado. Em proporções menores esse sinal desaparece, evidenciando que a proporção 1:1 é a que apresenta máxima quantidade de ácido encapsulado. |
Comportamento semelhante foi observado para os sistemas bCD-C8, gCDC10 e gCD-C8, com máxima encapsulação dos ácidos nas seguintes proporções (1:1,5), (1:1,5) e (1:2), respectivamente.
Através da análise dos calores envolvidos nos sinais de volatilização de moléculas de água nos complexos com máxima encapsulação de ácido, verifica-se que para os dois complexos com bCD há o envolvimento de praticamente a mesma quantidade de calor (~52,3 cal/g). Comportamento semelhante é observado para os complexos com gCD, onde o calor envolvido é ~91 cal/g. Estes valores estão relacionados com a volatilização da mesma quantidade de moléculas de água nos dois complexos de inclusão de cada uma das ciclodextrinas. Os complexos de gCD podem apresentar mais moléculas de água, coexistindo com o ácido, em relação a bCD. Isso ocorre devido ao maior tamanho da cavidade de gCD em relação a bCD, justificando o envolvimento de mais calor nos dois complexos de gCD.
Os complexos de inclusão com máxima encapsulação de ácido foram analisados por TGA para verificar o aumento na estabilidade térmica dos ácidos após sua encapsulação. Em todos os termogramas dos complexos de inclusão observou-se uma primeira etapa de perda de massa (30 à 130oC) onde ocorre a volatilização de moléculas de água. Nas etapas subsequentes verificou-se a decomposição térmica dos ácidos em diferentes faixas de temperatura e na última etapa de decomposição (acima de 300oC) ocorre a decomposição térmica da ciclodextrina.
Tabela 1: Correlação entre as decomposições térmicas dos ácidos C10 e C8 livres e encapsulados em bCD e gCD, resultados obtidos por TGA, 10oC/min.
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Complexo |
Faixa de temperatura considerada (oC) |
% total de perda do ácido |
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bCDC10 |
até 232 |
35 |
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bCDC8 |
até 260 |
35 |
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gCDC10 |
295 |
86,6 |
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gCDC8 |
255 |
65 |
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C10 |
até 243 |
99,2 |
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C8 |
até 225 |
99,4 |
Através da Tabela 1 é possível comparar a estabilidade térmica dos ácidos encapsulados nas diferentes ciclodextrinas estudadas. Os ácidos C8 e C10 adquiriram uma maior estabilidade térmica quando encapsulados na cavidade de bCD comparado a gCD. Com esses resultados verifica-se que cerca de 65% do ácido C10 e C8 permanece encapsulado na cavidade de bCD até 232 e 266oC, respectivamente. Enquanto que apenas 20-30% permaneceu na cavidade de gCD até 295 e 255oC. Portanto, bCD apresentou-se como um eficiente agente encapsulante para os ácidos estudados, aumentando sua estabilidade térmica em relação aos ácidos puros.
CNPq/UFSC