PROPRIEDADES VIBRACIONAIS DO CRISTAL DE CLORIDRATO DE L-FENILALANINA: UM ESTUDO SOB CONDIÇÕES DE ALTAS PRESSÕES E ALTAS TEMPERATURAS

Abstract

RESUMO:A fenilalanina (fórmula molecular C9H11NO2), objeto de estudo desse trabalho, é um aminoácido essencial, sendo também um dos aminoácidos aromáticos que exibem propriedades de absorção de radiação ultravioleta. A L-fenilalanina registra uma demanda substancial na fabricação de adoçantes de alta intensidade e de vários fármacos sintéticos. Também é usada como uma potenciadora nutricional, na infusão de aminoácidos e na preparação de complexos de aminoácidos. Participa também de diversos processos bioquímicos relacionados à constituição de proteínas e enzimas do corpo humano. Além disso, este aminoácido é usado como matéria-prima de uma variedade de drogas anticâncer e agentes de sabor doce. No presente trabalho, cristais de cloridrato de L-fenilalanina (C9H12NO2+Cl-) foram obtidos pelo método de evaporação lenta do solvente à temperatura ambiente. A estrutura dos cristais foi confirmada através de difração de raios-X de monocristal, onde constatou-se que o mesmo se cristaliza na estrutura ortorrômbica ao longo do grupo espacial 𝑃212121 com quatro moléculas por cela unitária. O espectro Raman dos cristais foi obtido à temperatura ambiente, e a atribuição dos modos vibracionais foi realizada baseada em cálculos DFT. Experimentos de espectroscopia Raman em condições extremas de altas pressões foram realizados no intervalo de 0,0 a 7,8 GPa, e o cristal mostrou evidências de duas transições de fase sofridas pelo cristal entre 0,5 e 1,0 GPa e entre 3,4 e 4,2 GPa. Experimentos de espectroscopia Raman a altas temperaturas (de 293 a 388 K) mostraram indícios de que o cristal apresenta uma transição de fase entre 373 e 378 K, acompanhado pela perda das moléculas de HCl presentes na estrutura cristalina.ABSTRACT:Phenylalanine (molecular formula C9H11NO2), the object of study of this work, is an essential amino acid, being also one of the aromatic amino acids that exhibit absorption properties of ultraviolet radiation. L-phenylalanine has a substantial demand for the manufacture of high-intensity sweeteners and various synthetic drugs. It is also used as a nutritional enhancer, in amino acid infusion and the preparation of amino acid complexes. It also participates in several biochemical processes related to the constitution of proteins and enzymes of the human body. Besides, this amino acid is used as a raw material for a variety of anticancer drugs and sweet-tasting agents. In the present work, crystals of L-phenylalanine hydrochloride (C9H12NO2+Cl-) were obtained by the slow solvent evaporation method at room temperature. The crystal structure was confirmed by single-crystal X-ray diffraction, and the results showed that L-phenylalanine hydrochloride crystallizes in the orthorhombic structure belonging to space group P212121 with four molecules per unit cell. The Raman spectrum of the crystals was obtained at ambient temperature, and the assignment of vibrational modes was performed based on DFT calculations. Raman spectroscopy experiments under high-pressure conditions were performed in the range 0.0 to 7.8 GPa, and the crystal showed evidence of two phase-transitions undergone by the crystal between 0.5 and 1.0 GPa and between 3.4 and 4.2 GPa. High-temperature Raman spectroscopy experiments (from 293 to 388 K) showed that the crystal undergone a phase transition between 373 and 378 K, accompanied by the loss of HCl molecules present in the structure.