Alta lipofilia de perfluoroalquilo carboxilato y sulfonato: implicaciones para su permeabilidad a la membrana

Área de la Ciencia:

• Química del medio ambiente Química del medio ambiente
• Química Física es la química física.
• Toxicología Toxicología.

Sus antecedentes:

• Las sustancias perfluoroalquilo (PFAS) son contaminantes emergentes con hipótesis de lipofilia que impulsan la bioacumulación y la toxicidad.
• Los grupos perfluoroalquilo son hidrofóbicos / oleofóbicos, mientras que los carboxilatos / sulfonatos son típicamente hidrofílicos.
• Comprender la lipofilia de los PFAS es crucial para predecir su destino ambiental y su impacto biológico.

Objetivo del estudio:

• Para determinar experimentalmente la lipofilicidad de los perfluoroalquilo carboxilatos y sulfonatos.
• Para comparar la lipofilia de las cadenas perfluoroalquilo con sus contrapartes alquilo.
• Para aclarar la base estructural de la alta lipofilia de estos compuestos.

Principales métodos:

• Los coeficientes de partición entre el agua y el n-octanol se midieron utilizando voltametría cíclica de transferencia iónica.
• Se analizaron series homólogas de perfluoroalquilo y carboxilatos de alquilo.
• El análisis de fragmentos de los coeficientes de partición se empleó para diseccionar las contribuciones de lipofilicidad.

Principales resultados:

• Las cadenas perfluoroalquilo y alquilo de la misma longitud exhiben una lipofilicidad similar.
• Los carboxilatos/sulfonatos perfluoroalquilo son aproximadamente 100 veces más lipofílicos que sus análogos alquilo.
• Este aumento de la lipofilia se atribuye principalmente al grupo oxoanion, influenciado por el efecto de retirada de electrones de la cadena perfluoroalquilo.
• Un fluorotelómero con espaciador mostró una lipofilidad significativamente reducida en comparación con los carboxilatos perfluoroalquilo directos.

Conclusiones:

• La alta lipofilia de los carboxilatos y sulfonatos de perfluoroalquilo se debe principalmente a sus grupos oxoaniónicos, no solo a la cadena perfluoroalquilo.
• Este hallazgo tiene implicaciones para las aplicaciones farmacéuticas y biomédicas de los compuestos perfluoroalquilo.
• La permeación de la membrana de estos compuestos es probablemente limitada por la transferencia interfacial en lugar de la difusión dentro de la bicapa lipídica, desafiando el modelo clásico de solubilidad-difusión.