Avaliação do comportamento de flavonas e flavonóis frente à celulose microcristalina em estado sólido

Abstract

Neste trabalho, foi avaliado o comportamento de alguns flavonóides e do adjuvante tecnológico celulose microcristalina (CMCr) no estado sólido, em relação ao tipo de interação e sua intensidade, quando existente, utilizando misturas físicas equiponderais e na proporção ponderal 1:2, respectivamente, através da calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica e espectroscopia no infravermelho (FTIR). A relação estrutura-propriedade de interação dos flavonóides estudados foi determinada nas possíveis interações sólido-sólido com a celulose microcristalina, correlacionando os padrões de hidroxilação nos anéis A, B e C dos flavonóides com: 1) a intensidade de variação (IV - %) entre as entalpias observada e esperada, 2) a energia do sistema conjugado do anel aromático relativa à banda I, 3) o pKa dos flavonóides e 4) os cálculos do campo de força da mecânica molecular 2 (MM2) para a energia de interação do sistema flavonóide-CMCr. Os flavonóides avaliados foram canferol, fisetina, luteolina, miricetina, morina e quercetina. Os resultados da DSC evidenciaram interações de natureza física do tipo ligações de hidrogênio, com variação de entalpia para todas as misturas dos flavonóides com a CMCr, mas que não puderam ser confirmadas por FTIR, devido à sobreposição de bandas com os flavonóides. O potencial de interação (PI) mostrou-se proporcional ao número de hidroxilas e apresentou a ordem de importância de posição e presença das hidroxilas nos anéis: B>C>A. A miricetina apresentou a menor energia do sistema conjugado do anel aromático relativa à banda I, relacionado ao maior PI entre os flavonóides estudados. Na avaliação do pKa dos flavonóides em relação à IV, não foi possível estabelecer uma correlação entre estas variáveis, não apresentando uma tendência de aumento ou diminuição do valor de pKa em relação ao aumento do PI. Os cálculos de MM2 para a energia de interação do sistema flavonóide-CMCr, considerando as dez interações propostas, demonstraram que a CMCr determinou a melhor orientação do flavonóide para obter a conformação de menor energia, não sendo possível estabelecer um padrão de conformação mais estável de interação para estes flavonóides.

In this work was evaluated the behavior of some flavonoids and of technological adjuvant microcrystalline cellulose (MCC) in solid state, in relation to the type of interaction and its intensity, when existing, using equiponderal physical mixtures and in 1:2 ratio, respectively, through of differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis and infrared spectroscopy (FTIR). Structure-property of interaction relation was determined to studied flavonoids in possible solid-solid interactions with MCC, correlating standard hydroxylation in A, B and C rings of flavonoids with: 1) intensity variation (IV-%) between observed and hoped enthalpies, 2) energy of the conjugated system of aromatic ring relative to band I, 3) pKa value of flavonoids and 4) molecular mechanics 2 (MM2) force field calculations for interaction energy of system flavonoid-MCC. Evaluated flavonoids were fisetin, kaempferol, luteolin, morin, myricetin and quercetin. DSC results evidenced physical interactions hydrogen bonds type, with enthalpy variation for all mixtures of flavonoids with MCC, but could not be confirmed by FTIR, due to overlapping with flavonoids bands. Interaction potential (IP) showed to be proportional to the number of hydroxyls and presented in order of importance of position and presence of hydroxyls in rings: B>C>A. Myricetin presented the lowest energy of the conjugated system of aromatic ring relative to band I, related with the highest IP among studied flavonoids. In the evaluation pKa value of flavonoids in relation to IV, it was not possible to establish a correlation between these variables, not presenting a trend of increase or decrease of pKa value in relation to the increase of IP. MM2 force field calculations for interaction energy of system flavonoid-MCC, considering ten proposed interactions, demonstrated that MCC determined the best orientation of flavonoids to get the lowest energy conformation, not being possible to establish the steadiest standard conformation of interaction for these flavonoids.