Bentonitas organofílicas como adsorventes para diclofenaco de sódio

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Materiais

Autores

França, D.B. (UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA) ; Trigueiro, P.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ) ; Filho, E.C.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ) ; Jaber, M. (SORBONNE UNIVERSITÉ, FACULTÉ DES SCIENCES) ; Fonseca, M.G. (UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA)

Resumo

A bentonita é uma argila constituída principalmente pela montmorillonita, e pode interagir com diversas espécies orgânicas através de reações de intercalação. Neste trabalho, uma rota de modificação assistida por micro- ondas em tempo de reação de 5 min e 50 °C foi utilizada para obtenção de argilas organofílcas resultantes das reações entre uma bentonita sódica e o cloreto de hexadecilpiridínio em proporções equivalentes a 100 e 200% da CTC. Os resultados de difratometria de raios X, análise elementar de CHN e espectroscopia de infravermelho confirmaram a reação de modificação. As organobentonitas foram utilizadas como adsorventes para o diclofenaco de sódio, e os resultados sugeriram que a adsorção melhorou quando comparada à matriz de partida

Palavras chaves

Bentonitas organofílicas; adsorção; diclofenaco

Introdução

A presença de compostos farmacêuticos no meio ambiente tem causado uma grande preocupação, principalmente no que diz respeito às consequências a longo prazo que são ainda desconhecidas (LONAPPAN et al., 2016). Nesse contexto, o diclofenaco (ácido 2-[2,6-diclorofenilamino]feniletanóico) está entre os principais fármacos anti-inflamatórios não-esteroidais estudados ao longo dos últimos anos, devido a sua elevada taxa de consumo mundial, sendo frequentemente prescrito na medicina humana e veterinária no tratamento de inflamações e alívio de dores (ACUÑA et al., 2015; HE et al., 2017; LONAPPAN et al., 2016). A toxicidade e bioacumulação do diclofenaco foram observadas em diversos organismos aquáticos até mesmo em baixas concentrações (CAPOLUPO et al., 2017; KLAUDIA et al., 2019) e o mesmo foi considerado como a causa da mortalidade e declínio da população de abutres no Paquistão (OAKS et al., 2004). Além disso, as espécies que são geradas pela biotransformação em organismos vivos e exposição à luz solar podem ser ainda mais tóxicas que o próprio fármaco, havendo assim a necessidade de remoção (BONNEFILLE et al., 2018; KLAUDIA et al., 2019). Diante da problemática ambiental, diversos processos de remoção vêm sendo avaliados, entre os quais a adsorção vem se destacando por evitar a formação de subprodutos indesejados. Entre os materiais utilizados, as argilas organofílicas tem mostrado um excelente desempenho no processo de remoção de espécies bioativas em solução (MAIA et al., 2019; MONTEIRO et al., 2018). Nesta perspectiva, os objetivos deste trabalho foram de avaliar a influência da composição do surfactante hexadecilpiridínio na síntese de organobentonitas, sob aquecimento por micro-ondas, assim como na capacidade de remoção do diclofenaco de sódio em solução aquosa.

Material e métodos

Preparação das argilas organofílicas: As organobentonitas foram obtidas segundo a metodologia empregada por (BRITO et al., 2018). A bentonita sódica (BentNa) foi inicialmente dispersa em soluções do cloreto de hexadecilpiridínio (Sigma-Aldrich/99%) em concentrações iguais a 100 e 200% da capacidade de troca catiônica (CTC = 74,6 cmol(+)/kg), e em seguida levada ao reator de micro-ondas (IS-TEC MW, modelo RMW-1/1100 W e 2,45 GHz) e aquecida a 50 °C por 5 min. Os sólidos obtidos foram separados por centrifugação, lavados com água destilada e secos a 50 °C. Ensaios de adsorção do fármaco: Os ensaios de adsorção do diclofenaco (Sigma-Aldrich, pka 4,1) foram realizados seguindo a metodologia descrita na literatura (BRITO et al., 2018), nos quais as influências do pH (6,0-10,0), dosagem dos adsorventes (25-400 mg), tempo de contato (0,5 – 120 min) e concentração inicial do fármaco (1-500 mg L-1) foram avaliadas. Os testes foram realizados sob agitação a 30 °C, a partir da dispersão de uma certa quantidade das organobentonitas em 20 mL da solução do diclofenaco. Após cada ensaio, os sólidos foram separados por centrifugação e a concentração final do fármaco foi determinada por espectroscopia de absorção molecular na região do UV-Vis (espectrômetro Shimadzu, modelo TCC-240 240) no comprimento de onda de 276 nm. Caracterizações: Os materiais foram caracterizados por difratometria de raios X (difratômetro Shimadzu/modelo XD3A), espectroscopia de infravermelho/FTIR (espectrofotômetro Shimadzu modelo IR Prestige-21), análise elementar de CHN (analisador microelementar da Perkin-Elmer, modelo PE 2400) e medidas de potencial zeta (ζ) (equipamento de espalhamento de luz dinâmico da Malven, modelo ZetaSizer Nano-ZS90).

Resultado e discussão

O difratograma de raios X da BentNa apresentou um pico de difração referente ao plano 001 da montmorillonita sódica em 2θ = 7,37°, equivalente a um espaçamento basal (d001) de 1,12 nm. A intercalação dos cátions alquilpiridínicos na bentonita foi verificada pelo aumento de d001 em relação ao sólido de partida, sendo iguais a 1,74 e 2,13 nm para Bent- C16py-100% e Bent-C16-py-200%, respectivamente, sendo próximos aos observados na literatura (MUÑOZ-SHUGULI et al., 2019). Assim como os valores de d001, as cargas superficiais das organobentonitas variaram com a quantidade incorporada do cátion orgânico, que corresponderam a 0,69 e 0,84 mmol g-1 para Bent-C16py-100% e Bent-C16-py-200%, respectivamente, enquanto os os valores de pHPZC foram 2,5 e 8,1. Além disso, a intercalação do surfactante no argilomineral foi acompanhada pelo surgimento de novas bandas relacionadas a estrutura do cátion organico, como mostrado nos espectros de infravermelho (Figura 1). As isotermas de adsorção mostraram diferentes capacidades de retenção máxima do diclofenaco pelas organobentonitas que foram influenciadas tanto a quantidade incorporada como o arranjo interlamelar do surfactante nas organobentonitas, sendo iguais a 21,74 mg g-1 para Bent-C16py-100% (pH 6,0; 60 min e 200 mg do adsorvente), enquanto para Bent-C16py-200% o valor foi 91,13 mg g-1 (pH 6,0; 10 min e 50 mg do adsorvente), Figura 2. Os resultados obtidos na avaliação do efeito do pH na adsorção, medidas de potencial zeta e espectroscopia de infravermelho dos híbridos organobentonitas/fármaco, mostraram que interações de natureza eletrostática e não eletrostática estão envolvidas no mecanismo de adsorção, uma vez que o fármaco encontra-se majoritariamente na forma aniônica (pKa 4,1) nas condições utilizadas.

Conclusões

A utilização de micro-ondas como fonte de aquecimento para reações rápidas de modificação orgânica da bentonita com o surfactante hexadecilpiridínio em diferentes proporções promoveu a obtenção de argilas organofílicas com diferentes capacidades de adorção do diclofenaco de sódio. O melhor desempenho de adsorção do diclofenaco pelo sólido Bent-C16py-200% (91,13 mg g-1) ocorreu devido ao excesso de surfactante incorporado, mostrando a sua versatilidade frente à adsorção de espécies aniônicas ou até mesmo neutras, diante dos diferentes sítios de interação.

Agradecimentos

Ao CNPq pelo apoio financeiro

Referências

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