Surfactantes à base de Açúcares: síntese, caracterização e desenvolvimento de novas biomoléculas para aplicação industrial

Abstract

Preocupações ambientais globais relativas à produção, uso e descarte de múltiplos produtos produzidos pelo Homem têm incentivado o estudo e desenvolvimento de novos materiais mais ecológicos baseados ou inspirados em biomoléculas que podem substituir as opções existentes atualmente. Estes esforços incluem o desenvolvimento de surfactantes à base de açúcares. O interesse e uso de surfactantes à base de açúcares para aplicação em diversas áreas da indústria, têm aumentado ao longo das duas últimas décadas. Para esse aumento contribuem suas características de atividade tensioativa únicas e melhoradas, comparados a surfactantes sintéticos derivados da indústria petrolífera, como o sulfato de lauriléter, um dos detergentes mais utilizados na indústria de detergentes que forma espuma com uma estrutra mais instável que surfactantes alquilpoliglicosídeos. Além disso, os componentes usados na síntese de surfactantes à base de açúcares, açúcares e ácidos graxos, têm origem natural e provêm de fontes renováveis, fato que contribui para a elevada biodegradabilidade e biocompatibilidade destas moléculas anfifílicas. Apesar de todas as vantagens desta classe de surfactantes, ainda não são bem entendidos aspetos como a relação entre sua arquitetura molecular e capacidade de emulsificação, dadas as possibilidades estruturais quase infinitas que lhes são possíveis. Apesar de ser uma classe de surfactantes muito promissora, tem tido pouca aplicação industrial uma vez que a sua síntese apresenta dificuldades ao nível da formação de produtos multisubstituídos, relacionados a sua baixa seletividade, além de requerer o uso de solventes orgânicos tóxicos, devido à grande diferença de polaridades entre as moléculas dos açúcares e dos grupos que irão constituir a porção apolar do surfactante. Neste projeto, uma das principais classes de surfactantes de açúcares, os ésteres de sorbitano (Spans), foi criteriosamente selecionada para um entendimento da relação estrutura molecular-atividade superficial de surfactantes de açúcares. Foi aplicado o método de injeção de álcool na preparação de vesículas desses surfactantes de açúcares e, pela primeira vez, os Spans foram aplicados na formação de emulsões óleo-em-água (O/W). Paralelamente foram sintetizados, por meio de síntese química, novos surfactantes nãoiônicos e aniônicos à base de açúcares, variando os seus grupos polares e apolares, assim como o tipo de funcionalização introduzida. Estudos do comportamento interfacial dos surfactantes de açúcares sintetizados, como medidas de tensão interfacial e capacidade de formação e estabilização de emulsões, indicaram que os mesmos são não-iônicos e aniônicos, exibindo comportamento interfacial muito superior ao dos surfactantes mais utilizados na indústria de detergente, higiene e produtos de limpeza. Através deste projeto foram criadas alternativas sustentáveis, e de valorização ambiental, aos surfactantes utilizados no cotidiano, pretendendo-se que estas novas moléculas, à base de açúcares, sejam utilizadas nas mais variadas formulações industriais.