Análise do espectro ultravioleta de 3-O-{[α-L-ramnopiranosila(1→6)][α-L-ramnopiranosila(α1→2)]}-β-D-galactopiranosídeo de quercetina

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Analítica

Autores

Huiza, J.F.P. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Hinojosa, A.R.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Rocha, P.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Santos, S.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Nery, F.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Santos, B.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Serafim, E.J. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA)

Resumo

A espectroscopia de ultravioleta é uma das técnicas espectroscópicas mais utilizadas para determinar concentrações de substâncias após separações cromatográficas, isolando compostos de interesse químico e farmacológico. A molécula 3-O-{[α-L-ramnopiranosila(1→6)][α-L-ramnopiranosila(α1→2)]}-β-D- galactopiranosídeo de quercetina foi modelada e analisada com GAUSSIAN 09. Usando o modelo com descrição quântica que inclui fenômenos de transições eletrônicas permite determinar o espectro de absorbância para diferentes comprimentos de onda. Usamos a teoria do funcional da densidade dependente do tempo apoiado no método B3LYP com conjunto de base 6-31G(d).

Palavras chaves

Ultravioleta; Quercetina; Transição eletrônica

Introdução

O composto 3-O-{[α-L-ramnopiranosila(1→6)][α-L-ramnopiranosila(α1→2)]}-β-D- galactopiranosídeo de quercetina que abreviaremos como (3Q) é um derivado dos flavonoides provenientes das folhas, frutos, caules e raízes de plantas que tem uma estrutura similar às antocianinas, as quais podem variar do vermelho ao violeta, apresenta boas atividades antioxidantes com efeitos protetores para neutralização e eliminação dos radicais livres presentes no organismo humano (FISCHER, 1997). O composto descrito encontrado na planta maytenus acanthophylla, possui potencial para atividade farmacológica e pode ser estudada pela técnica de espectroscopia de ultravioleta (OLIVEIRA, 2012). A técnica de espectroscopia de ultravioleta se baseia na absorção de energia por moléculas sensíveis em um intervalo de espectro de absorção, promovendo transições eletrônicas de um estado de energia mais baixa para um estado de maior energia, preferencialmente em aqueles estados das últimas camadas dos átomos da molécula 3Q (PINHEIRO, 2012). A molécula 3Q é formada por dois anéis benzênicos sendo que cada apresenta um estado ressonante que facilita a transição, e conseguintemente a absorção. O estudo da molécula na temperatura ambiente utiliza como solvente o metanol que o dissolve facilitando sua leitura quando colocado numa cela, e submetido a radiação eletromagnética de ultravioleta no espectrofotômetro visível e ultravioleta. Uma vez sucedida as transições eletrônicas entre estados da molécula, isto é, as transições nos orbitais moleculares do composto 3Q, ocorrem transições σ→σ* de ligação simples e π→π* nas ligações duplas. No caso de flavonoides temos duas bandas características: Banda I na faixa 300 nm a 550 nm proveniente do anel aromático de benzopirano e banda II entre 240 nm e 285 nm correspondente ao anel aromático do substituinte fenil da estrutura principal básica de C6-C3-C6 do sistema fenil-benzopirano. Essas configurações das ligações podem ser promovidas a estados excitados pela absorção de radiação ultravioleta, e podem ser modeladas usando a teoria quântica que envolve a equação de Schrödinger dependente do tempo aplicada a ligações moleculares usando cálculos computacionais envolvendo a teoria do funcional da densidade dependente do tempo (TFDDT).

Material e métodos

Dentro do grupo de flavonoides foi escolhida a molécula 3-O-{[α-L- ramnopiranosila(1→6)][α-L-ramnopiranosila(α1→2)]}-β-D-galactopiranosídeo de quercetina por possuir propriedades antioxidantes presentes nas plantas. A molécula foi desenhada com o software AVOGADRO que fornece a geometria molecular inicial pré-otimizada gerando um arquivo de entrada de extensão ".com", para que possa ser usada no programa GAUSSIAN 09. A geometria molecular da molécula em estudo foi otimizada aplicando TFDDT com o funcional híbrido B3LYP usando o conjunto de base 6-31G(d) utilizando o metanol como solvente do modelo de solvatação SCRF. Usamos um total de 20 estados dos orbitais moleculares representados em camadas em comparação à configuração de resolução dos espectrofotómetros visivel e ultravioleta convencionais. Foram calculados as energias dos estados representados como orbitais moleculares que foram visualizados usando o software GABEDIT (com opção de alisamento Gaussian lineshape) no qual representamos a absortividade molar em função do tempo.

Resultado e discussão

Apresentamos os cálculos obtidos para a molécula 3-O-{[α-L- ramnopiranosila(1→6)][α-L-ramnopiranosila(α1→2)]}-β-D-galactopiranosídeo de quercetina. Na figura 1 temos os dados experimentais (OLIVEIRA, 2012) do espectro de absorção da molécula obtido por varredura na região do ultravioleta em uma mistura de solventes que inclui água, ácido trifluoroacético, acetronitrila e metanol. O espectro de ultravioleta permite apreciar duas bandas com picos de absorção máxima em λmax= 355 nm e 256 nm correspondentes as transições eletrônicas π →π* pertencentes as bandas K de sistemas π conjugados, e o outro para transições η→π* das bandas R de grupamentos carbonila. Na Figura 2 observamos o espectro de ultravioleta calculado para a mesma molécula utilizando GAUSSIAN 09. A posição das bandas aparecem próximas a mesma região que é característico dos flavonoides, com picos de absorção máxima em λmax= 362 nm e 257 nm usando o modelo de solvatação apropriado para metanol.

Espectro experimental de absorção de ultravioleta por varredura do composto 3Q.


Espectro calculado de ultravioleta do composto 3Q mostrando as duas bandas de transição eletrônica.

Conclusões

As comparações dos espectros de ultravioleta experimental e calculado mostraram duas bandas de absorção devido a transição para estados excitados, no caso experimental em λmax= 355 nm e 256 nm, e no caso do cálculo usando GAUSSIAN 09, em λmax= 362 nm e 257 nm usando o modelo de solvatação apropriado para metanol. O pico de absorção em 257 nm coincide praticamente com o valor experimental determinado, e o pico em 362 nm difere em 7 nm do valor experimental obtido, o que demonstra uma aproximação semelhante, considerando que no caso experimental foram utilizadas uma mistura de metanol com outros solventes. Foi confirmado que existe uma coerência próxima entre o espectro de ultravioleta experimental e teórico, ratificando que podemos usar modelos com base na mecânica quântica para descrever outras moléculas de nosso interesse. Dessa maneira pode facilitar a previsão e interpretação dos espectros de ultravioleta dos dados experimentais.

Agradecimentos

Agradecimentos a Universidade do Sudoeste da Bahia (UESB), e a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).

Referências

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