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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Fávero, Frank Wilson
Título: Solvatação de Alcalóides em Fluidos Supercríticos por Simulação de Dinâmica Molecular
Ano: 2006
Orientador: Prof. Dr. Munir Salomão Skaf
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Fluido supercrítico, Solvatação, Alcalóides, Dinâmica molecular
Resumo: Foram realizados estudos por Simulações de Dinâmica Molecular em sistemas formados por alcalóides em CO2 supercrítico para determinarmos suas propriedades estruturais e dinâmicas. Os alcalóides estudados foram as xantinas (cafeína, teofilina e teobromina) e os alcalóides indólicos (voacangina e coronaridina), todas substãncias de grande interesse da indústria farmacêutica e/ou de alimentos. Detalhes da estrutura de solvatação em torno do soluto foram obtidos através de mapas de contornos onde a escala de cores representa a densidade local em relação ao valor médio da densidade no "bulk". Os mapas mostraram uma distribuição não homogênea do solvente com concentrações em regiões específica como nos planos dos anéis e nas carbonilas das moléculas. Os resultados dos coeficientes de difusão do solvente puro e do sistema cafeína/CO2 reproduziram muito bem os valores experimentais. É conhecido que a adição de pequenas quantidades de co-solventes polares amplia o poder de solubilização do CO2. Estudamos como a inclusão do co-solvente etanol à mistura afeta as propriedades de estrutura e dinâmicas dos sistemas. Observamos uma ampliação das interações soluto-solventes com a formação de ligações de hidrogênio, uma solvatação preferencial do soluto pelo co-solvente. As dinâmicas dos solutos tornaram-se mais lentas com a inclusão do co-solvente.
Abstract: Molecular Dynamics Simulation of systems formed by alkaloids in supercritical CO2 have been performed in order to determine their structural and dynamic properties. The studied alkaloids are the xanthines (caffeine, theophylline, and theobromine) and indole alkaloids (voacangine and coronaridine), substances of great interest of the pharmaceutical and foods industry. Details of the solvation structure around the solute were obtained by means of density maps representing the local density in relation to the average value of the density in bulk. The maps show an inhomogeneous distribution solvent with concentrations in specific regions such as above end below the planar rings and carbonyl groups of the molecules. The simulations results for the diffusion coefficients of pure solvent and the caffeine/CO2 system reproduce the experimental values very well. It is known that the addition of small amounts of polar co-solvent increases the power of CO2 solubilization. We investigated the effects of co-solvent ethanol to the systems structural and dynamical properties. We observe a magnification of the solute-solvent interactions with the formation of hydrogen bonding and the preferential solvation by the co-solvent. The dynamics of the solute become slower upon addition of the co-solvent.
Arquivo (Texto Completo): 000397852.pdf ( tamanho: 4,37MB )

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