ÁREA: Tecnologia
TÍTULO: Determinação do fator de retardamento do fulereno C60 e do seu produto funcionalizado - N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino
AUTORES: PAPI, M. A. P. (UTFPR) ; MARTIN, C. A. (UTFPR) ; MAYER, I. (UFFS)
RESUMO: O fulereno consiste numa forma de carbono, que se baseia em anéis fechados de átomos de carbono. Devido a sua grande estabilidade química e estrutural, o C60 (cluster formado por 60 átomos) é considerado como o terceiro alótropo do carbono, depois do diamante e do grafite. O propósito deste trabalho foi à separação por cromatografia em camada delgada e a determinação do fator de retardamento, da síntese do N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino sintetizado com fulereno C60 com ácido 2-(metilamino)etanóico e 4-piridilcarboxaldeído. A cromatografia em camada delgada apresentou como melhor eluente a mistura de hexano/tolueno (1:1) com polaridade de 1,25, obtendo-se como fator de retardamento 0,9574 para o fulereno C60, e 0,1348 para o N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino.
PALAVRAS CHAVES: fulereno, ccd, funcionalização
INTRODUÇÃO: Os fulerenos são de uma grande estirpe de nanomoléculas com todos os átomos de carbono possuindo as valências atendidas por ligações simples e duplas. A dopagem ou funcionalização de fulerenos, são considerados os mais importantes e versáteis das espécies de fulerenos (THAKRAL e MEHTA, 2006). Tais materiais podem ser aplicados na forma de membranas de fulerenos, sensores e cobertura de fulerenos para pontas de STM (Scanning Tunneling Microscopy) (KONSTANTINOVA, 2005).
Na funcionalização orgânica não há conversão de 100%, de modo que é necessário realizar a separação dos reagentes remanescentes, para poder-se aplicar o fulereno funcionalizado em outros estudos. Assim, utiliza-se a técnica de cromatografia, que ocupa lugar de destaque nos métodos de análise. É um método físico-químico de separação de substâncias de uma amostra, através da distribuição e interação destas entre duas fases imiscíveis – estacionária e móvel (COLLINS, 2006). O fator de retardamento (Rf) aplicado em cromatografia de papel e de camada delgada (CCD) é um valor característico de certa substância, que nas mesmas condições de trabalho, pode ser empregado para identificação de uma substância (BRAGA, 2006).
Uma análise quantitativa pode ser executada, realizando a raspagem da mancha com uma posterior extração do analito da fase móvel, por fim realizando-se um método adequando de quantificação. Utilizando-se esta mesma estratégia, pode-se realizar uma caracterização, como espectroscopia Ultravioleta-visível (BRAGA, 2006).
Este trabalho teve como objetivo a separação por CCD da funcionalização do fulereno C60 com arcosina e 4-piridilcarboxaldeído, sendo o produto o N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino, como também, determinar o fator de retardamento (Rf) das manchas separadas.
MATERIAL E MÉTODOS: Realizou-se a síntese N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino a partir fulereno C60 (1 equivalente molar) com sarcosina (2 equivalente molar) e 4-piridilcarboxaldeído (5 equivalente molar) em um sistema de refluxo por duas horas, como solvente tolueno.
Para a fabricação das placas de CCD, preparou-se uma suspensão de alumina com a adição de um aglutinante, o sulfato de cálcio, com uma solução água/etanol (4:1; v/v) de forma a ter-se uma razão 1:2 (m/v) de adsorvente em relação à mistura água/etanol. O espalhamento da suspensão de alumina foi realizado com um espalhador de placas, de forma que o adsorvente tenha uma altura de 0,5 mm.
As placas, de 20x5 cm, foram ativadas em estufa a 105 °C, por 60 minutos, e armazenadas hermeticamente até seu uso.
Para o desenvolvimento da cromatografia, foram utilizados os solventes n-hexano, tolueno e acetonitrila em uma mistura binária. A polaridade do eluente foi determinada a partir das polaridades dos solventes, que foram definidas por Snyder et al. (1997).
Utilizaram-se as seguintes mistura de solventes como eluente: hexano/tolueno (9:1) com polaridade 0,33, hexano/tolueno (1:1) com polaridade de 1,25, hexano/tolueno (1:9) com polaridade de 2,17, e tolueno/acetonitrila (2:1) com polaridade 3,50.
Após a cromatografia foram determinados os valores dos Rf, que é a distância percorrida pelo soluto em um tempo determinado é medida desde o ponto de aplicação até o centro da mancha, e a frente da fase móvel, desde o ponto de partida da amostra até o ponto extremo que atingiu (BRAGA, 2006).
Em seguida, as manchas foram raspadas, com o auxílio de uma espátula e feita à extração com tolueno por 30 minutos com agitação mecânica, para posterior análise por espectroscopia UV-Vis e identificação de cada mancha separada.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Empregou-se uma camada de 0,5 mm, pois a resolução de uma camada muito mais espessa, como de 2 mm é muito mais limitada, por causa da espessura da fase estacionária. O aumento da capacidade de carga de uma camada cresce com a raiz quadrada da espessura, praticamente sem perder o poder de separar. E a escolha da alumina se deve ao fato desta ter uma maior afinidade de adsorção com ligações duplas de carbono-carbono e possuir melhor seletividade em hidrocarbonetos aromáticos e seus derivados (SHERMA; FRIED, 1996).
Para o eluente de menor polaridade 0,33, ocorreu à separação apenas do fulereno C60, sendo este identificado por espectroscopia de varredura UV-Vis (Figura 1a). Para o segundo eluente, com polaridade de 1,25, observou-se o aparecimento de duas manchas, a primeira contendo o fulereno C60 (Figura 1a) e na outra o N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino (figura 1b), também identificados por espectroscopia.
Para a identificação dos compostos separados realizou-se a comparação das substâncias separadas e extraídas com o espectro do reagente fulereno C60 e do N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino identificado em trabalhos anteriores.
Já com a mistura com polaridade de 2,17, não houve separação do fulereno C60 com o N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino. E de modo análogo ocorreu para o eluente de maior polaridade 3,50, de modo que não se utilizou eluentes de maior polaridade.
Assim, calculou-se o Rf para as misturas de solventes em que ocorreu a separação dos compostos, que estão representados na Tabela 1.
CONCLUSÕES: A cromatografia em camada delgada apresentou como melhor eluente a mistura de hexano/tolueno (1:1) com polaridade de 1,25, obtendo-se como fator de retardamento 0,9574 para o fulereno C60, e 0,1348 para o N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino, de modo que estes valores podem ser empregados para a identificação do fulereno C60 e do N-metil-2-(4-piridil)-3,4-fuleropirrolidino, quando seguidas as mesmas condições de análise.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BRAGA, G. L. 2006. Cromatografia em Papel. In: Fundamentos de cromatografia. Campinas: UNICAMP, 50.
COLLINS, C. H. 2006. Princípios Básicos de Cromatografia. In: Fundamentos de cromatografia. Campinas: UNICAMP, 17.
KONSTANTINOVA, E. 2005. Novas Fases de Carbono: Abordagem Computacional. Tete (Doutorado em Física) - Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, Rio de Janeiro.
SHERM, J.; FRIED, B. 1996. Handbook of Thin Layer Chromatography. 2 ed. New York: Marcel Dekker, Inc., 17, 309.
SNYDER, L. R.; KIRKLAND, J. J.; GLAJCH, J. L. 1997. Pratical HPLC Method Development. 2 ed. John Wiley & Sons;, 722-723.
