Neste trabalho, investigamos o microambiente da amilopectina na ausência e presença de tensoativos não-iônicos como o éter dodecil (7 e 23)-polioxietilênico (Unitol L-70 e L-230) e o nonilfenol (9,5)-polioxietilênico (Renex 95), por meio das propriedades físico-químicas de sondas de polaridade: pireno, xantona e Reichardt. Os estudos foram realizados através de técnicas espectroscópicas em estado estacionário (absorção de luz ultravioleta-visível e fluorescência) e resolvidas no tempo (baseadas na contagem de fótons únicos da emissão de fluorescência e na absorção triplete-triplete (T-T) e de intermediários reativos formados após a fotólise da amostra por pulso de laser). Estas técnicas forneceram os valores de: concentração de agregação crítica (cac), concentração micelar crítica (cmc), número de agregação (Nag) e polaridade (escala py e ET30) para os sistemas avaliados. Os dados obtidos foram comparados com as soluções contendo a presença ou não dos tensoativos não-iônicos e a carboximetil celulose (CMC) e 2-hidroxietilamido (2-HEAM). Por fim, a estabilidade do cátion 2-fenilbenzopirílio foi avaliada em diferentes solventes orgânicos, nas micelas dos tensoativos estudados, nos biopolímeros e nos complexos biopolímero-tensoativo. Dois procedimentos experimentais diferentes foram adotados para o preparo das soluções de amilopectina. As diferenças na preparação das soluções de amilopectina tornaram evidente que este biopolímero possui diferentes ambientes para a localização das sondas. Estas diferenças não foram observadas na presença de CMC e de 2-HEAM. Os resultados experimentais confirmaram a interação cooperativa entre a amilopectina e os tensoativos Unitol L-70 e L-230. Esta interação é menos pronunciada para os sistemas formados entre os tensoativos e 2-HEAM e desfavorecidos na presença de CMC. Nos experimentos onde foi avaliado o equilíbrio monômero-excímero do pireno, verificou-se que os complexos amilopectina-tensoativo agrupam um número maior de moléculas de pireno do que os clusters de amilopectina sozinhos. Estes ambientes favoreceram ambos os movimentos de rotação e translação entre as moléculas, para a formação do excímero. Os estudos resolvidos no tempo, utilizando a xantona como sonda fotofísica para as técnicas de fluorescência resolvida no tempo ou de fotólise por pulso de laser, demonstraram que na amilopectina, a sonda ocupa preferencialmente o ambiente aquoso, ao invés dos microambientes internos do polímero. Isto possivelmente é uma decorrência da proteção das cadeias ramificadas do seu esqueleto polimérico. Estes mesmos estudos indicaram que na presença de concentrações mais elevadas de CMC, a xantona migra do seio da solução aquosa para ambientes próximos à cadeia polimérica onde podem ocorrer sua protonação ou associação em sítios não protonados. Em relação à estabilização do cátion 2-fenilbenzopirílio, nas condições estudadas envolvendo tanto os biopolímeros quanto os sistemas biopolímero tensoativo, predominaram os isômeros da chalcona. Os maiores tempos de meia-vida foram observados em CMC, o que pode ser justificado pela maior viscosidade do meio. / In this work, the amylopectin microenvironment was studied in the presence and absence of the non-ionic surfactants polyoxyethylene (7 and 23) dodecyl ether (Unitol L-70, and L-230, respectively) and polyoxytethylene (9.5) nonylphenol ether (Renex 95), through the physical-chemical properties of the polarity probes: pyrene, xanthone, and Reichardt. Steady-state (UV-visible absorption, and fluorescence), and time-resolved (time-correlated single photon counting fluorometry, and laser flash photolysis) techniques were used to evaluate the critical aggregation concentration (cac), critical micellar concentration (cmc), average micellar aggregation numbers (Nag), and polarity (py, and ET30 scales) of the complexes of amylopectinnon-ionic surfactants. The amylopectin experimental results were compared with the obtained ones from aqueous solutions of carboxymethyl cellulose (CMC) and 2-hydroxyethyl starch (2-HEAM) in the absence and presence of nonionic surfactants. The stability of 2-phenylbenzopyrilium cation was also investigated in several organic solvents, in the non-ionic surfactant micelles, in the biopolymers and in the complexes of biopolymer-surfactants. The amylopectin aqueous solutions were prepared by two different experimental procedures. The determined results of the relative intensities of pyrene fluorescence emission bands 1 to 3, and excimer and monomer ratio have pointed out that the amylopectin presents different microenvironments for photophysical probes relocation. Such differences were not observed in the presence of CMC and 2-HEAM. The cooperative interaction between the amylopectin, and the Unitol-L70 and L- 230 surfactants were comproved by the experimental results. The complexes of 2- HEAMnon-ionic surfactant were less stable than the amylopectin ones, while CMC does not form complexes of biopolymer-surfactants. The single-photon timing and laser flash photolysis techniques employing xanthone as probe have shown that this probe remains at the aqueous bulk of the amylopectin solutions. There is no interaction between xanthone and the amylopectin backbone, probably due to the great extent of the polymeric branching. On the other hand, in presence of higher concentrations of CMC solutions, xanthone can relocate from the aqueous solution to the polymeric microenvironment, where the probe can be or not protonated. The evaluation of the stability of 2-phenylbenzopyrilium cation in the presence of biopolymer or complexes of biopolymer-surfactants has shown the predominance of the chalcone isomers. The higher half-life times were determined in the CMC because of the higher viscosity of the medium.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-09062010-135005 |
| Date | 27 March 2008 |
| Creators | Jacques Antonio de Miranda |
| Contributors | Laura Tiemi Okano, Antonio Eduardo da Hora Machado, Rose Mary Zumsteim Georgetto Naal, Márcio José Tiera, Maria Elisabete Darbello Zaniquelli |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Química, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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