Determinação de propriedades volumétricas e de transporte de diferentes tipos de carboidratos em meio aquoso

Carbohydrates, historically, are source of energy for humans, however, they don’t useful only for energetic functions. For example, glucose, galactose and lactose have been used in the removal neurotoxic compounds of the brain in patients suffering from Alzheimer’s and, in the pharmaceutical industries, along with other compounds, are used as drug excipients and aid gastrointestinal treatments. From these characteristics and applications, experimental data of density (ρ), speed of sound (u), and dynamic viscosity (η) of D-glucose, D-galactose and D-lactose in aqueous medium have been determined at different concentrations (0 to 3.7 mol·kg-1) and in temperatures T = (293.15 to 343.15) K. Posteriorly, inherent properties of the interactions in the medium, such as apparent molar volume (), standard molar volume (0), apparent molar isentropic compression (), standard molar isentropic compression (0) and other derivated thermodynamic properties were calculated, with the purpose of understanding the behavior of the intermolecular interactions of these carbohydrates in aqueous solution, since they are important for biology, pharmacy, chemistry and medicine. The results showed that carbohydrates are influenced by orientation of hydroxyl group (OH–), since they presented different values for the three measured properties, especially galactose and glucose isomers, due to mutarrotation that glucose suffers in aqueous medium, causing conformational change in its structure. Furthermore, the positive values found for demonstrate that solute-solvent interactions are stronger than solute-solute interactions, and the slight decreases presented for this property suggest that, at some times, there is smaller packing intensity among the molecules present in the mixture as they seek to accommodate. The behavior of is characterized by an increase in the compressibility of the carbohydrate molecules in relation to water due to the strong hydrophilic interactions between solute-solvent. In the solute-solvent interactions, it was observed that the hydrophilic interactions occurring between groups containing the OH–, glycosidic bond and water were predominant to determine the behavior of 0 and 0 of all evaluated systems.Os carboidratos, historicamente, são fonte de energia para os seres humanos, mas não desempenham apenas funções energéticas. Por exemplo, glicose, galactose e lactose têm sido utilizados na remoção de compostos neurotóxicos do cérebro em pacientes que sofrem da doença de Alzheimer e, nas indústrias farmacêuticas, junto com outros compostos, são usados como excipientes de fármacos e auxiliam tratamentos gastrointestinais. A partir dessas características e aplicações, dados experimentais de densidade (ρ), velocidade do som (u) e viscosidade dinâmica (η) de D-glicose, D-galactose e D-lactose em meio aquoso foram determinados em diferentes concentrações (0 a 3,7 mol·kg-1) e em temperaturas T = (293,15 a 343,15) K. Posteriormente, propriedades inerentes das interações existentes no meio, como volume molar aparente (), volume molar padrão (0), compressão isentrópica molar aparente (,), compressão isentrópica molar padrão (0) e outras propriedades termodinâmicas derivadas foram avaliadas, com o propósito de compreender o comportamento das interações intermoleculares desses carboidratos em solução aquosa, uma vez que são importantes para a biologia, farmácia, química e medicina. Os resultados demonstraram que os carboidratos são influenciados pela orientação do grupo hidroxila (OH–), uma vez que apresentaram valores diferentes para as três propriedades medidas, em especial, os isômeros galactose e glicose, devido a mutarrotação que a glicose sofre em meio aquoso, provocando mudança conformacional na sua estrutura. Além disso, os valores positivos encontrados para demonstram que as interações soluto-solvente são mais fortes do que as interações soluto-soluto e as leves diminuições apresentadas para essa propriedade sugerem que, em alguns momentos, há menor intensidade de empacotamento entre as moléculas presentes na mistura conforme elas procuram se acomodar. O comportamento de é caracterizado por um aumento na compressibilidade das moléculas dos carboidratos em relação à água, devido às fortes interações hidrofílicas existentes entre soluto-solvente. Nas interações soluto-solvente,observou-se que as interações hidrófilas, que ocorrem entre os grupos que contêm a OH–, a ligação glicosídica e a água, foram predominantes para determinar o comportamento de 0 e 0 de todos os sistemas avaliados