PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE FILMES COM L-TRIPTOFANO, PECTINA E Mg(II).

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Materiais

Autores

Justino, A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO) ; Gobbo, R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO) ; Moreira, H. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO) ; Cardoso, M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO) ; Siqueira, A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO)

Resumo

Este trabalho teve como objetivo preparar um filme autossustentado composto por um polímero natural (pectina), um aminoácido essencial (triptofano) e íon metálico (Mg(II)). Os filmes preparados foram caracterizados pelas técnicas termoanalíticas TG-DTA e espectroscópicas com FTIR. As aplicações farmacológicas, liberação controlada de fármacos e atividade antioxidante, foram realizadas no intuito de verificar as possíveis aplicações dos filmes formados. As análises TG-DTA e FTIR dos materiais confirmam a interação entre os reagentes e formação de um novo material, com características físico-químicas distintas dos materiais de origem. Os resultados de liberação controlada permitem sugerir a utilização do filme 5 na incorporação de fármacos ou outros compostos.

Palavras chaves

polímeros naturais; L-Triptofano; filmes

Introdução

Os polímeros de origem natural vem ganhando espaço nas mais diversas áreas do conhecimento cientifico, pois apresentam baixo custo na sua obtenção, baixa toxicidade, e rápida degradação no ambiente quando comparados a polímeros sintéticos. Além disso, podem ser citados outras vantagens, como a sua versatilidade e aplicação industrial, podendo serem utilizados, inclusive, na formação de nanomateriais, principalmente, nanoencapsulamento, em membranas e formação de géis.(CUNHA, 2012) A pectina (Pec) é um polímero natural muito utilizado em produtos alimentícios naturais, e pode ser obtido pela extração de produtos naturais, como por exemplo, frutas cítricas.(PAIVA et al, 2009). Alguns trabalhos tem reportado a preparação de filmes de Pec com outros compostos orgânicos, como alginato, e com o íon metálico Ca(II) para aplicação farmacológica, com potencial utilização na cicatrização de lesões dérmicas.(CUNHA, 2012) A escolha de filmes utilizando materiais orgânicos é satisfatório pela baixa toxicidade e biodisponibilidade, principalmente, aminoácidos e proteínas. O triptofano(Trp) é um aminoácido essencial nos organismos biológicos, pois atua na síntese de importantes agentes metabólicos. O Trp se torna ainda mais interessante, por ser um ligante de muita relevância para a química de coordenação, devido aos seus três sítios de ligação, além de ser uma molécula orgânica com alto grau de pureza, valores maiores que 99% (m/m).(MELLO, 2014) Sabendo da importância crescente de novos materiais, filmes, com baixa toxicidade e que não deixam resíduos ambientais, neste trabalho foi preparado materiais poliméricos que podem apresentar características antioxidantes e farmacológicas, a partir de um biopolímero (Pec), um aminoácido (Trp) e o íon metálico bivalente.

Material e métodos

Os compostos sólidos, Pec, Trip e MgCl2.7H2O, foram solubilizados separadamente, em quantidade mínima de água deionizada, nas seguintes proporções:a)Amostra 1: 1,03 mg (Trp), 2,04 mg (Pec) e 1,01 mg (MgCl2.7H2O);b)Amostra 2,3 e 4: 1,03 mg (Trp), 0,51 mg (Pec) e 5,08 mg (MgCl2.7H2O); As amostras 3 e 4 foram feitas com valores de pH básico e ácido, respectivamente. c)Amostra 5: 0,51 mg (Trp), 2,03 mg (Pec) e 5,45 mg (MgCl2.7H2O); As soluções foram misturadas em béquer, e mantidas sob agitação magnética por 24 horas. As misturas líquidas indicadas foram transferidas para placas de Petri, e colocadas em estufa para secagem. Os espectros de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), foi realizado em Espectrofotômetro da Nicolet modelo iS10 com refletância total atenuada (ATR), resolução 4 cm-1, cristal de Ge, utilizando a região compreendida entre 4000 – 600 cm-1. As curvas TG-DTA dos materiais obtidos foram realizadas no equipamento DTG-60H Simultaneous da SHIMADZU. O sistema foi calibrado seguindo as especificações fornecidas pelo fabricante. As curvas foram obtidas em cadinho de α-alumina, com massa de amostra entre 9 -11 mg, razão de aquecimento de 20°C min-1, atmosfera de ar seco com vazão de 100 mL min-1, e intervalo de temperatura de 30-1000 ºC.

Resultado e discussão

As amostras 1, 2, 3, 4 e 5 foram submetidas a análise por Espectroscopia de FTIR e obteve-se os espectros que indicaram alterações nas principais bandas do Trp, referentes ao grupo indol e carboxilico, e nas vibrações moleculares do grupo ester da Pec, possibilitando sugerir interação entre as moléculas presentes nos filmes(ver figura 1) e o íon metálico. As principais sugestões provenientes destes deslocamentos são: I)amostras 1,3 e 4 é sugerido uma interação do íon metálico com o grupamento indol do Trp, e C=O do éster da pectina, esta sugestão é baseada nos deslocamentos das respectivas bandas, dos ligantes livres (νC=O da Pec e νN-H do indol do Trp). Nas amostras 2 e 5, houve a formação de um filme homogêneo, indicando proporção adequada de reagentes, sendo observado espectros FTIR similares. Os deslocamentos das bandas do νCOO- do Trp indicam a mudança de interação deste grupo, antes ligado ao H(NH3+) Trp zwitterion, por uma espécie de maior massa Mg2+. Esta alteração também pode ser observada no grupo amina. Alterações nas bandas referentes ao (C-N) do indol e a deformação angular no plano dos H ligados ao anel aromático do Trp também são observadas, reforçando a proposta de interação dos íons Mg pelos grupamentos indol. Na análise térmica pode ser avaliado diferenças no perfil das curvas termoanalíticas dos filmes preparados quando comparados aos compostos Trp, Pec e MgCl2.7H2O, que permitem sugerir a formação de diferentes ligações, reafirmando a discussão apresentada pelos resultados observados nos espectros FTIR. Outra observação importante obtida na análise térmica, foi a presença de cloreto nos filmes preparados, além do alto teor de água nos filmes. A sugestão de interação das espécies presentes no filme podem ser observadas na Figura 2.

Espectro de FTIR do Trp, Pec e filmes 1, 2, 3, 4 e 5 na faixa espectral entre 4000 cm-1 e 600cm-1.


Propostas de interação do íon metálico nos filmes (a) Proposta 1; (b) Proposta 2. Fonte: ChemDraw.

Conclusões

As amostras 1, 2 e 5 apresentaram maior homogeneidade, maleabilidade, além de serem translúcidos, entretanto a amostra 5 apresentou maior estabilidade higroscópica e homogeneidade, quando comparado aos demais materiais. As análises FTIR e TG-DTA dos filmes preparados confirmam a interação entre os reagentes e formação de um novo material. A amostra 5, foi preparado em proporções adequadas, e não liberou o triptofano em meio aquoso, possibilitando estudar este filme na incorporação de fármacos ou outros materiais. Os filmes não apresentaram variações significativas no potencial antioxidante.

Agradecimentos

FAPEMAT, CNPQ, GENMAT, LACANM, UFMT

Referências

CUNHA, Arcelina P. et al. Desenvolvimento de membranas de alginato e pectina associadas a bioativos vegetais para tratamento em queimaduras. 7 o. In: Congresso Latino Americano de Órgãos Artificiais e Biomateriais. 2012.
MELLO, GENILZA DA SILVA. Síntese, Caracterização e Avaliação do Potencial Antioxidante de Compostos de L-Triptofano com Mn (II), Ni (II), Cu (II) E Zn (II). UFMT, campus Araguaia – 2014.
PAIVA, E. P.; LIMA, M. S.; PAIXÃO, J. A. Pectina: Propriedades químicas e importância sobre a estrutura da parede celular de frutos durante o processo de maturação. Revista Iberoamericana de Polimero. Vol 10, pag. 196-211, 2009.