ESTUDO DE TRANSIÇÕES DE FASE EM CRISTAIS DE CLORIDRATO DE CISTEÍNA MONOHIDRATADO SUBMETIDOS A CONDIÇÕES DE ALTAS PRESSÕES E BAIXAS TEMPERATURAS

Abstract

RESUMO: Neste estudo, policristais de cloridrato de L-cisteína monohidratado (CYSCLM), cuja fórmula molecular é C3H7NO2∙HCl∙H2O, foram estudados através de espectroscopia Raman à temperatura ambiente, em condições de baixas temperaturas e altas pressões com o objetivo principal de verificar a sua estabilidade. Experimentos de espectroscopia Raman em baixas temperaturas (-160 a 20°C) foram realizados no intervalo espectral de 25 a 3500 cm-1. Com a redução da temperatura, pode-se observar que o perfil do espectro não sofreu mudanças qualitativas e não apresenta qualquer evidência de uma transição estrutural sofrida pelo cristal de CYSCLM. No entanto, descontinuidades no número de onda de alguns modos vibracionais associados ao OH-, NH3+ e CH2 foram notadas e associados a mudança conformacional do esqueleto da molécula de cisteína para valores de temperatura entre -60 e -20°C. À temperatura ambiente foram realizados experimentos de espectroscopia Raman em altas pressões no mesmo intervalo espectral para valores de pressão até 6,2 GPa. Com o aumento da pressão, o cristal mostrou-se estável, e as mudanças observadas no espectro relacionadas com os modos vibracionais associados ao OH-, SH e CCN foram associadas a mudanças conformacionais das moléculas na célula unitária. De forma geral, o cristal de cloridrato de L-cisteína monohidratado mostrou-se estável tanto à baixas temperaturas (-160 a 20°C) quanto à altas pressões (pressão ambiente até 6,2 GPa), não apresentando qualquer indício de transição de fase estrutural. Tal estabilidade foi explicada em termos da complexa rede de ligações de hidrogênio apresentada por esses cristais. ABSTRACT: In the present study, L-cysteine hydrochloride monohydrate crystals (molecular formula C3H7NO2∙HCl∙H2O) were studied through Raman spectroscopy at room temperature and low temperatures conditions and high pressures, with the aim of verifying their stability. Raman spectroscopy experiments at low temperatures (-160 to 20 °C) were performed in the 25-3500 cm-1 spectral range. As the temperature decrease, it can be observed that the spectrum profile has not undergone qualitative changes and does not present any evidence of a structural phase transition experienced by CYSCLM crystal. However, discontinuities in the wavenumber of some vibrational modes associated with OH-, NH3+ and CH2 units have been noted and associated with conformational change of the skeleton of cysteine molecule for temperature values between -60 and -20 ° C. At ambient temperature, Raman spectroscopy experiments were performed at high pressures in the same spectral range for pressure values up to 6.2 GPa. With increasing pressure, the crystal exhibits no structural phase transition, and the changes observed in bands related to the vibrational modes associated with OH-, SH and CCN were associated with conformational changes of the molecules in the unit cell. In general, the L-cysteine hydrochloride monohydrate crystal is stable both at low temperatures (-160 to 20 °C) and high pressures (ambient pressure up to 6.2 GPa), exhibiting no evidence of structural phase transition undergone by the crystal. The stability of CYSCLM crystal has been explained regarding the complex network of hydrogen bonds present in the crystal.