Agregados coloidais zwitteriônicos nanoestruturados: correlação entre as propriedades físico-químicas e o efeito catalítico sobre reações de descarboxilação

Abstract

Neste trabalho foram investigadas as propriedades físico-químicas de agregados micelares correlacionando intimamente com seu efeito catalítico sobre reações de descarboxilação. Os surfactantes empregados foram SB3-10, SB3-12, SB3-14 e ImS3-14, em especial o SB3-14 e ImS3-14, elegidos como os mais adequados. O líquido iônico BMIMBr foi utilizado na solubilização do ImS3-14. As propriedades físico-químicas avaliadas foram: concentração micelar crítica, diâmetro hidrodinâmico, efeito do BMIMBr sobre o potencial zeta, polaridade e efeito do BMIMBr sobre a polaridade. Visando avaliar o efeito catalítico foram investigados as propriedades espectroscópicas e os seguintes parâmetros: efeito do pH, efeito do líquido iônico BMIMBr, efeito da concentração do surfactante, parâmetros termodinâmicos de ativação e efeito de íons. As reações foram fortemente catalisadas apresentando um aumento de kM de 286x em ImS3-14/BMIMBr; de 378x em SB3-14/BMIMBr; e de 395x em SB3-14. A elucidação do efeito catalítico foi efetuada a partir de efeitos de ligação do brometo, BMIM+, potencial zeta, polaridade e ligação de íons. Os resultados obtidos são consistentes, os quais permitiram compreender os fenômenos que regem o efeito catalítico de tais agregados sobre reações de descarboxilação a partir de correlações com suas propriedades físico-químicas.<br>

Abstract: In this work we investigated the physicochemical properties of micellar aggregates correlating closely with its catalytic effect on decarboxylation reactions. The surfactants used were SB3-10, SB3-12, SB3-14 and ImS3-14, especially SB3-14 and ImS3-14, chosen as the most suitable. The ionic liquid BMIMBr was used to solubilize the ImS3-14. The physicochemical properties evaluated were: critical micellar concentration, hydrodynamic diameter, BMIMBr effect on the zeta potential, polarity and BMIMBr effect on the polarity. In order to evaluate the catalytic effect were investigated the spectroscopic properties and the following parameters: pH effect, ionic liquid BMIMBr effect, effect of the surfactant concentration, activation thermodynamic parameters and ion effect. The reactions were strongly catalyzed presenting an kM increase of 286x in ImS3-14 / BMIMBr; of 378x in SB3-14 / BMIMBr; and of 395x in SB3-14. The elucidation of the catalytic effect has been properly performed from effects of bromide binding, BMIM+, zeta potential, polarity, and ion binding. The results are consistent, which allowed from correlations with physico-chemical properties, a deeper understanding of factors that govern the catalytic effect of such aggregates on decarboxylation reactions.