PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS DO ÁCIDO HISTIDINOIDROXÂMICO: EVIDÊNCIAS DE UMA 4^a DESPROTONAÇÃO.

Jonas Leal Neto (IC)¹, Kátia Júlia Almeida (IC)^1a

Hélio A. Duarte (PQ)^1a, Eucler B. Paniago (PQ)², Sandra Carvalho (PQ)¹

^1a Laboratório de Química Computacional e Modelagem Molecular - LQCMM. ¹Departamento de Química - ICEx, Universidade Federal de Minas Gerais ²Departamento de Química - ICEB, Universidade Federal de Ouro Preto.

palavras-chave: protonação; histidinoidroxamato; AM1

Os sideróforos, compostos naturais cuja função é transportar o íon Fe(III), geralmente possuem na sua estrutura o grupo hidroxamato (RCONHOH), por conseguinte, ácidos mono e diidroxâmicos têm sido testados para o tratamento tanto da deficiência quanto do excesso desses íons no organismo humano. Esses ácidos, em especial os derivados de aminoácidos, são também importantes agentes complexantes de íons Cu(II), que estão relacionados com as doenças de Wilson e de Menkes [1].

Apesar de intensamente investigadas, as caracterísiticas estruturais dos ácidos hidroxâmicos e de seus derivados, em meio aquoso, continuam sujeitas a controvérsias. No grupo hidroxamato pode haver restrição quanto à rotação em torno do eixo C-N, favorecendo o aparecimento de isômeros e pode também existir tautomerismo, ocasionando um equilíbrio ceto/enol [2].

Neste trabalho (desenvolvido como um dos requisitos da disciplina Equilíbrio Químico em Bioinorgânica do Bacharelado em Química da UFMG), temos como objetivo estudar a dissociação dos prótons do ácido resultante da protonação do L-histidinoidroxamato (ou ácido L-histidinoidroxâmico).

Foram realizadas titulações potenciométricas de soluções com diferentes concentrações desse ácido, adicionadas de um ácido forte para assegurar sua completa protonação, nas temperaturas de 15, 25 e 35(C, utilizando para isto atmosfera inerte e força iônica de cada amostra correspondente a 0,10 mol/L. Os dados titulométricos foram tratados com os programas KALKULA e SUPERQUAD para fornecer um ajuste dos valores de log (. Os valores dos pKa's estimados usando dois modelos: 1- que inclui 3 prótons dissociáveis e 2- que inclui 4 prótons dissociáveis são mostrados na Tabela I.

Medidas espectrofotométricas na região do ultra-violeta foram feitas em diferentes valores de pH. Os espectros 1 a 11 da Figura correspondem a soluções preparadas com o ácido histidinoidroxâ-mico, que tiveram o pH ajustado em 1: 7,63; 2: 8,34; 3: 9,62; 4: 9,40; 5: 9,95; 6: 10,51; 7: 10,75; 8: 10,91; 9: 11,08; 10: 11,36 e 11: 11,40. Os dados espectrofotométricos, a princípio, não se mostraram decisivos para a definição por um dos dois modelos. No entanto, na Figura verifica-se a presença de um ponto isosbéstico, em 212 nm, nos espectros correspondentes à faixa de pH entre 10,5-11,4. Tal fato se apresenta como um forte indício da existência de uma quarta desprotonação do ácido histidinoidroxâmico.

Tabela I Valores de pKa determinados a partir dos dados experimentais. O modelo 1 inclui 3 prótons dissociáveis e o 2 inclui 4 prótons dissociáveis. (25oC)

Cálculos semiempíricos AM1 foram realizados com o objetivo de associar o valor de pKa ao sítio de desprotonação. Todos os tautômeros foram otimizados e os dados termodinâmicos obtidos. A partir das 3 constantes de desprotonação bem estabelecidos na literatura e dos valores de G calculados foi possível ajustar uma reta, em acordo com as equações termodinâmicas. A partir do valor de G calculado para a 4a desprotonação foi possível extrapolar o valor de seu pKa igual a 12,9.

Foram determinados também, através dos dados titulométricos, os valores das propriedades termodinâmicas das três primeiras desprotonações do ácido histidinoidroxâmico. Os resultados são mostrados na Tabela II.

Tabela II. Propriedades termodinâmicas estimadas a partir

de dados potenciométricos.

[1] B. Sarkar, Chem. Rew. 99, 2535, 1999.

[2] D. A. Brown, W. K Glass, R Mageswaran, S. Mohammed, Magn. Res. in Chem.,

29, 40-45, 1991.

[3] L. Turi, J. J. Dannenberg, J. Phys. Chem., 96, 3709-3712, 1992.

[4] N. J. Fitpatrick, R. Mageswaran, Polyhedron, 18, 2255-2263, 1989.

CNPq/ FAPEMIG/FINEP