Preparação de sistemas eutectic profundos binários e ternary

A reprodutibilidade de sistemas eutéticos profundos encontrados na literatura é difícil quando o conteúdo da água foi desconsiderado. Este método fornece um protocolo de padronização para o desenvolvimento desses sistemas. Essa técnica permitirá a reprodutibilidade da profunda preparação do sistema eutectic, contribuindo para resultados coerentes entre a comunidade científica.

Sistemas eutéticos profundos têm aplicações comprovadas em muitas áreas diferentes, incluindo terapêutica e engenharia biomédica, biocatálise, extração e captura de CO2. Por meio de uma demonstração visual, destacamos as variações encontradas nos diferentes métodos relatados na literatura para a preparação de sistemas eutectices profundos. Isso muitas vezes não é relatado em manuscritos convencionais.

Demonstrando o procedimento estará Ana Rita Gameiro, bolsista de pós-doutorado do meu laboratório. Para preparar o DES natural por secagem congelante, adicione primeiro dois gramas de monohidrato de ácido cítrico e 0,9530 gramas de monohidrato de glicose em recipientes separados. Adicione 10 mililitros de água deionizada a cada recipiente e mexa até que os compostos estejam completamente dissolvidos.

Misture as duas soluções e garanta a homogeneização da solução final. Coloque a solução em um frasco de fundo redondo. Congele a amostra usando nitrogênio líquido.

Coloque o frasco em um secador congelado por 48 horas para garantir que toda a água seja removida da amostra. Para preparar o DES natural por evaporação a vácuo, pesar novamente dois gramas de monohidrato de ácido cítrico e 0,9530 gramas de monohidrato de glicose em recipientes separados. Adicione 10 mililitros de água deionizada a cada um e mexa até que os compostos sejam completamente dissolvidos.

Misture as duas soluções e garanta a homogeneização da solução. Coloque a solução combinada em um frasco de fundo redondo. Usando um evaporador rotativo, seque a amostra até formar um líquido transparente e viscoso.

A amostra natural do DES também pode ser preparada aquecendo e mexendo. Para isso, pese dois gramas de monohidrato de ácido cítrico, 0,9530 gramas de monohidrato de glicose em recipientes separados. Coloque os dois sólidos no mesmo frasco.

Adicione 278 microliters de água. Coloque o frasco com uma barra de agitação magnética em um banho de água de 50 graus Celsius. Deixe a amostra até formar um líquido viscoso e claro.

Para caracterizar o DES natural por microscopia óptica polarizada, coloque uma gotícula de DES natural em um slide de vidro microscópio para observação. A amostra natural do DES pode ser ainda caracterizada pela titulação de Karl-Fisher, calorimetria de varredura diferencial e ressonância magnética nuclear, conforme descrito no protocolo de texto. Ao usar o método de secagem congelante para preparar o DES natural, o resultado deve ser uma pasta sólida ou muito densa, uma vez que toda a água é removida do sistema.

Por outro lado, o método de evaporação deve resultar em um líquido claro e viscoso. O uso do método de aquecimento e agitação com a adição de pequenas quantidades de água também deve resultar em um líquido claro e muito viscoso. Imagens de microscopia óptica polarizada são mostradas com polarizadores cruzados.

As amostras naturais de DES foram preparadas pelo método de aquecimento e agitação, pelo método de evaporação a vácuo e pelo método de secagem congelante. Imagens de microscopia óptica polarizada das amostras naturais de DES também são mostradas com polarizadores paralelos. A técnica de RMN é usada para confirmar a existência de formação de ligações de hidrogênio, que é a principal característica dos sistemas NATURAIS DES.

Isso pode ser confirmado mediante observação da alteração e mudanças químicas de cada sinal na amostra natural de DES relativa apenas à glicose e ácido cítrico. A análise do espectro NOESY mostra correlações espaciais e intermoleculares, confirmando a formação de ligações de hidrogênio no sistema DES natural. Ao tentar replicar um experimento no qual o conteúdo da água não é relatado, use a metodologia de evaporação rotativa e determine o teor de água pela titulação de Karl-Fisher.

Quando a quantidade exata de água for conhecida, siga o método de aquecimento e agitação, pois isso é mais fácil e rápido. É importante sempre medir a quantidade de água presente nesses sistemas e reportá-la em manuscritos. Isso garante aos leitores uma reprodução precisa dos resultados.

Esta técnica abre caminho para uma metodologia de desenvolvimento consistente na preparação de solventes eutéticos naturais profundos e não se restringe a nenhum sistema específico. Os sistemas aqui apresentados devem ser vistos como exemplos.