Obtención de los parámetros termodinámicos de la formación de complejos de Cu2+ con un ciclofano y su análogo de cadena abierta mediante calorimetría de titulación isotérmica (ITC)

Abstract

La calorimetría de titulación isotérmica (ITC) es una técnica ultrasensible que monitorea con precisión los cambios de calor en una reacción química la cual es ampliamente utilizada para estudiar la formación o disociación de complejos moleculares (Falconer, 2016; Hong y col, 2008) a través de la ITC se pueden obtener los parámetros termodinámicos, DH, DG, DS, Ka, al igual que la estequiometria (n) de la interacción ligante-sustrato. Por otra parte, es bien conocido que en general, los complejos con ligantes macrocíclicos pueden ser más estables, termodinámicamente, que sus análogos de cadena abierta. En este trabajo se realizó la caracterización termodinámica el complejo de Cu2+ de un ligante macrociclo (edtaOD) y otro de cadena abierta (edtaBZ), ambos se caracterizan por resentar diferentes geometrías de coordinación en función del pH (octaédrica a pH ácido y plano cuadrada a pH alcalino). La relevancia de estudiar el comportamiento de la formación de estos complejos, radica en que ambos presentan capacidad antioxidante y podrían ser utilizados en ciertos alimentos para evitar rancidez. Las mediciones e llevaron a cabo en un microcalorímetro MicroCal VP-ITC con soluciones de ligante 0.1mM y de CuCl2 0.6mM a valores de pH 5.0 y 10.0. Los parámetros termodinámicos fueron exitosamente obtenidos a diferentes valores de pH. Independientemente de la geometría de coordinación la complejación ocurre de una manera espontánea y las constantes e asociación se encuentran en el orden de 107-108 lo que significa que la estabilidad del complejo es alta y que la afinidad del cobre por estos ligantes es alta también. Se esperaba que la preorganización del ciclofano favoreciera la formación de complejo, sin embargo, los resultados son similares respecto al podando. Además, la complejación a pH 10.0 con edtaOD es un sistema guiado por el factor entrópico y el fenómeno compensación entropía-entalpía se presentó. El valor de n=0.5 obtenido concluyó en la elucidación de que por cada dos ligantes un catión cobre se encuentra coordinado.