RÁPIDA E FÁCIL OBTENÇÃO DA CELULOSE MICROCRISTALINA MAGNÉTICA

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Química Orgânica

Autores

Bruckmann, F. (UNIVERSIDADE FRANCISCANA) ; Moreira, A.C. (UNIVERSIDADE FRANCISCANA) ; Salles, T. (UNIVERSIDADE FRANCISCANA) ; Nunes, F. (UNIVERSIDADE FRANCISCANA) ; Franco, C. (UNIVERSIDADE FRANCISCANA) ; Rhoden, C. (UNIVERSIDADE FRANCISCANA)

Resumo

Nos últimos anos os biopolímeros têm se mostrado muito versáteis, pois inúmeros trabalhos na área científica vêm sendo realizados, devido suas características e propriedades excepcionais. A celulose é um polímero de ocorrência natural e é o mais abundante na natureza, no entanto a literatura é deficiente de trabalhos que reportam a magnetização deste. Neste sentido esse trabalho teve como objetivo a obtenção rápida e eficaz de celulose microcristalina magnética, para posteriormente utilizá-la em diferentes aplicações, sejam estas tecnológicas ou biológicas. O uso desta metodologia foi eficaz na obtenção da celulose microcristalina decorada com ferrita (MCC.Fe3O4) e através da realização de técnicas instrumentais foi possível verificar a presença de ferro incorporado à molécula de celulose.

Palavras chaves

co-precipitação; magnetização; polímero

Introdução

Os polímeros têm atraído grande interesse na pesquisa científica, pois muitos caracterizam-se por serem biodegradáveis, biocompatíveis e atóxicos. A celulose é um homopolímero linear de β-D-glicose ligado pela ligação 1,4- glicosídica, de maior ocorrência no meio ambiente, sendo o principal componente na obtenção do papel. Apresenta uma cadeia carbônica rica em grupamentos oxigenados. além de propriedades físicas e químicas excepcionais como alta resistência à tração, elevada área superficial e baixa densidade (DU et al., 2019): A celulose microcristalina (MCC) é um derivado da celulose na forma de pó de tamanho micrométrico, obtido por meio do processo de lavagem e hidrólise ácida, com o objetivo de remover as impurezas e a parte amorfa de molécula. Dentre suas principais características, a MCC demonstra-se rígida, insolúvel em água, não tóxica, biodegradável, motivo pelo qual inúmeros estudos reportam a sua utilização (ADEL et al., 2011). Muito versátil sendo utilizada na área de cosméticos, farmacêutica e alimentícia, recebendo uma grande atenção nesses últimos anos sendo muito empregada como excipiente das formas farmacêuticas, atuando como estabilizante, viscosificante e agente emulsivo (TRACHE et al., 2016) Recentemente XU et al. (2019), desenvolveram comprimidos e géis contendo MCC e amido para aumentar a absorção de fármacos gastroprotetores empregando a ranitidina como modelo experimental, ao final concluiu-se que biopolímeros como estes podem ser úteis no desenvolvimento de medicamentos de liberação prolongada. O processo de compressão direta na produção de comprimidos não é uma técnica muito utilizada, tendo em vista que pós com uma baixa fluidez, tendem a segregar interferindo diretamente na uniformidade de conteúdo do fármaco. Para tentar corrigir esse problema NAKAMURA et al. (2019) , utilizaram a MCC fina como um adjuvante, constatando que a celulose microcristalina fina pode ser utilizada em formulações para melhorar a uniformidade de conteúdo. Os resíduos industriais representam as principais causas da poluição ambiental. Muitas substâncias (residuais industriais) acabam se depositando no meio ambiente, não sendo degradadas, causando sérios danos à saúde das pessoas e dos animais. EL-NAGGAR et al.(2018), desenvolveram um nanogel a base de MCC para adsorção de metais pesados e corantes, ao final do trabalho, reportaram que o nanogel seria uma alternativa eficaz e barata na remoção de diversos contaminantes industriais. As nanopartículas magnéticas (MNPs) são uma classe de nanopartículas que têm despertado um grande interesse pelo setor farmacêutico, visando o desenvolvimento de novas terapias destinadas para as mais diversas doenças (ALIABADI, SHAGHOLANI e YUNESSNIA LEHI, 2017; HUSSIEN, IŞIKLAN e TÜRK, 2018). Além disso as MNPs têm sido utilizadas na remoção de contaminantes, como corantes, medicamentos e metais pesados (JIAQI et al., 2019; AL-JABARI et al., 2019). As MNPs de ferrita assumem caráter magnético com tamanho inferior a 128 nm, o superparamagnetismo é uma propriedade física em que ocorre alteração do comportamento eletrônico das partículas, ou seja somente apresenta magnetização por meio da aplicação de um campo magnético (ABU-DIEF e ABDEL- FATAH, 2017). O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia fácil e eficaz, para a incorporação de nanopartículas de ferro à celulose microcristalina (MCC) e posteriormente utilizá-la em diferentes aplicações.

Material e métodos

Para a magnetização da celulose microcristalina (MCC) foi empregado o cloreto de ferro II (FeCl2) em condições de oxidação. Sequencialmente, aproximou-se o béquer a um campo magnético de maneira que a mistura ficasse retida no béquer, podendo ser lavada consecutivamente com acetona, sem perda de material. Por fim, o material foi levado a estufa a 50 °C durante 20 minutos para a evaporação do solvente. O compósito MCC.Fe3O4 obtido em bom rendimento.

Resultado e discussão

Os resultados da espectroscopia de infravermelho (FTIR) da celulose microcristalina e celulose microcristalina magnética são mostrados nas figuras 1 e 2, respectivamente. Os picos de absorção característicos da celulose microcristalina em 3469 cm-1, representando as vibrações de alongamento do grupo O-H, 1637 cm-1 ligação C=O, além disso uma banda de absorção em 1430 cm- 1, atribuído a um CH2 simétrico, em 1114 cm-1 representando alongamentos C-C e C-O, 1059 cm-1 o anel piranose Calquil- O relacionado a vibrações de éter, e β-O- 4 e em 876 cm-1 atribuído ao alongamento C-O em β-(1→4)-glicosídico (ADEL et al., 2011; CIOLACU; CIOLACU; POPA, 2011). Na Figura 2, além dos picos constantes, observou-se o aparecimento de um pico na faixa de 619 cm-1 originado pelas vibrações de estiramento de Fe-O, indicando a presença de Fe3O4 incorporado à MCC (LOPEZ et al., 2010). No difratograma de raios-X (DRX), mostrado na figura 3, é possível observar a presença do pico de MCC característico a 2Ɵ ≈ 22º, demonstrando um pico cristalino e em 2Ɵ ≈ 15º e 2Ɵ ≈ 34º caracterizando a presença de picos amorfos, a presença destes é esperado em materiais que são obtidos em secagem por atomização(AL-KHATTAWI et al., 2014; KUNUSA et al., 2018). A difração de raios-X da celulose microcristalina magnética é mostrada na figura 4, a presença dos picos relacionados ao Fe3O4 é observada a 2Ɵ em 30,22º, 35,48º, 43,23º, 57,11º e 63,83º, correspondendo aos planos cristalinos referentes à ferrita (YANG et al., 2015).

Espectros de FTIR


Difratogramas de Raios-X

Conclusões

Através dessa metodologia obteve-se de forma rápida e fácil a MCC.Fe3O4, podendo ser observada a incorporação de ferrita pelas técnicas instrumentais de difração de Raios X e espectroscopia do infravermelho, no entanto ressalta-se a necessidade de realizar outras análises a fim de obter outras características desse material. Com a consolidação desta metodologia diversos trabalhos poderão ser executados nas mais diversas áreas para explorar suas possíveis aplicações.

Agradecimentos

Referências

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