Figura 1: a) Espectros de EPR do marcador 5-SASL em solução de AH, pH 3.3;
b) Variação da intensidade da linha do radical nitróxido livre (devido a mI= + 3/2) versus tempo de contato do 5-SASL e AH e em água.
USO DO “SPIN-LABEL” 5-SASL PARA IDENTIFICAÇÃO DE SÍTIOS HIDROFÓBICOS EM ÁCIDO HÚMICO
Ferreira, J.A.1,3 (PG); Nascimento, O.R.2 (PQ), Martin-Neto, L.1,3 (PQ)
Instituto de Química de São Carlos, USP, Av. Dr. Carlos Botelho, 1465, São Carlos -SP, 13560-970, e-mail: julieta@cnpdia.embrapa.br;
2- Instituto de Física de São Carlos, USP, Av. Dr. Carlos Botelho, 1465, São Carlos-SP, 13560-970;
Embrapa Instrumentação Agropecuária, Cx. P.741, São Carlos-SP, 13560-970.
Palavras-chave: Substâncias húmicas, “spin-label”, EPR.
INTRODUÇÃO
Têm sido estudado mecanismos de reações predominantes sobre interações entre compostos orgânicos hidrofóbicos, como os pesticidas, e substâncias húmicas (SH) (1, 2). Piccolo et al. (3) propõe que a ligação hidrofóbica é um dos principais mecanismos que governa a sorção do herbicida atrazina nas SH.
Uma possibilidade de se identificar esses sítios hidrofóbicos seria o uso de marcadores específicos capazes de permear para estas regiões e assim fornecer informações sobre suas características. Dentre os marcadores, uma alternativa seria o uso de moléculas de “spin-label” detectáveis por Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR). Desta forma, pode-se obter informações importantes sobre esses sítios nas moléculas do AH a partir desses marcadores de spin.
OBJETIVOS
Investigar a presença de sítios hidrofóbicos nas moléculas do AH utilizando-se o marcador de spin 5-SASL (ácido esteárico contendo o radical livre nitróxido na posição 5 da cadeia de hidrocarbonetos).
MÉTODOS
O solo estudado é um Latossolo roxo e a amostragem foi coletada na profundidade de 0-5 cm, na Fazenda de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, UNESP, do Campus de Jaboticabal/SP. A extração e o fracionamento químico do AH foram feitos segundo metodologia da Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas (IHSS).
A preparação das amostras de AH-5-SASL foi feita a partir da adição direta de uma solução alcoólica de 5-SASL em uma suspensão de AH ([AH] = 3 g/L; [5-SASL] = 0,1 mM). Foram obtidos espectros de EPR dessas amostras com diferentes valores de pH, variando-se de 3.0 a 6.5, e em função do tempo, desde horas até dias após a adição do marcador, sempre sob agitação constante, e protegidas da luz, para evitar possíveis fotoreações.
As medidas de EPR foram realizadas em um espectrômetro Bruker EMX (Banda X) a temperatura ambiente, operando em banda X (9 GHz). Para a obtenção dos espectros, o valor da microondas foi ajustada para 5 mW. O número e velocidade de scans, constante de tempo, amplitude de modulação foram ajustados para que a distorção dos espectros fosse evitada.
Quando o radical nitróxido do marcador 5-SASL está livre, observa-se três linhas finas. Essas linhas são associadas às interações hiperfinas entre o elétron desemparelhado do grupo N-O· e o spin nuclear do nitrogênio (I=1). Por outro lado, quando o marcador está na presença das moléculas do AH, observa-se alterações significativas no seu espectro (figura 1a).
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Figura 1: a) Espectros de EPR do marcador 5-SASL em solução de AH, pH 3.3; b) Variação da intensidade da linha do radical nitróxido livre (devido a mI= + 3/2) versus tempo de contato do 5-SASL e AH e em água. |
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De modo geral, observa-se uma acentuada redução na intensidade das linhas finas em funcão do tempo (figura 1b). Adicionalmente, há o aparecimento de bandas alargadas sobrepostas as linhas finas. Geralmente, o alargamento dessas bandas está associada com a diminuição da mobilidade das moléculas contendo o marcador de spin. Esses resultados indicam que 5-SASL migrou para o interior da molécula do AH. Para valores de pH maiores que 5, não foi observada o alargamento das bandas. Esse fato indica que as variações estruturais do AH, moduladas pelo pH (4), determinam diretamente a existência de regiões ou sítios hidrofóbicos.
CONCLUSÕES
Para valores baixos de pHs, grupos carboxílicos das moléculas do AH estão protonados e não geram cargas de repulsão, permitindo a existência de uma estrutura globular. No entanto, para pHs acima de 5, esses grupos carboxílicos estão desprotonados e uma forte carga de repulsão gera uma estrutura plana. Os resultados obtidos corroboram com a proposta da existência preferencial de sítios hidrofóbicos para valores baixos de pH, na estrutura globular do AH.
(1)Martin-Neto, L.; Vieira, E.M.; Sposito, G. 1994. Environ. Sci. Technology. 28:1867–1873.
(2)Sposito, G.; Martin-Neto, L.; Yang, A. 1996. J. Environ. Qual., 25: 1203-1208.
(3)Piccolo, A.; Conte, P.; Scheunert, I.; Paci, M. 1998. J. Environ. Qual. 27:1324-1333.
(4)Senesi, N.; Rizzi, F.R.; Dellino, P.; Acquafredda, P. 1996. Soil Sci. Soc. Am. J. 60:1773-1780.
(FAPESP, Embrapa)