Efectos del disolvente y de los isótopos invitados en la termodinámica de complejación de las alfa-, beta- y...

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular de las moléculas.
• Química Física es la química física.
• Química biofísica y bioquímica.

Sus antecedentes:

• Las ciclodextrinas (CDs) son moléculas huésped cruciales en varias aplicaciones.
• Comprender las interacciones huésped-huésped en diferentes solventes es vital para optimizar los sistemas basados en CD.
• Los efectos de los disolventes, en particular H2O frente a D2O, pueden influir significativamente en la termodinámica de unión.

Objetivo del estudio:

• Cuantificar los parámetros termodinámicos de la complejación de la ciclodextrina con diversos huéspedes en H2O y D2O.
• Para investigar el impacto de la sustitución de deuterio en los huéspedes en el comportamiento de complicación.
• Para aclarar el papel de las conchas de hidratación y las propiedades del disolvente en las afinidades huésped-anfitrión.

Principales métodos:

• Se empleó microcalorimetría de titulación para determinar las constantes de enlace (K), la entalpía (ΔH°) y los cambios en la entropía (TΔS°).
• Se realizaron estudios de complicación utilizando ciclodextrinas nativas y modificadas con huéspedes neutros, cargados y deuterados.
• Los experimentos se llevaron a cabo en soluciones amortiguadoras de fosfato a pH/pD 6.9 y 298.15 K.

Principales resultados:

• Las afinidades de complejación (K) fueron consistentemente más altas en un 5-20% en D2O en comparación con H2O tanto para huéspedes deuterados como no deuterados.
• La mejora de la afinidad en D2O se correlacionó con el tamaño y la fuerza de la cáscara de hidratación del huésped; los huéspedes cargados mostraron proporciones más pequeñas de K (H2O) / K (D2O).
• Los huéspedes desterrados mostraron 5-15% menos afinidades que sus contrapartes no desterradas en ambos disolventes, atribuidas a las propiedades de enlace C-D.

Conclusiones:

• Los efectos isotópicos del disolvente tienen un impacto significativo en la termodinámica de complejación de la ciclodextrina.
• Las características de la cáscara de hidratación son determinantes clave de las diferencias de afinidad entre H2O y D2O.
• La deuteración de los huéspedes influye en la unión a través de interacciones electrónicas y de van der Waals alteradas, con cambios conformacionales mínimos observados.