Síntese e caracterização estrutural e vibracional de cristais de L-alanina e L-alanina complexada com ácido nítrico.

Abstract

RESUMO: A L-alanina é um aminoácido não essencial que desempenha papéis cruciais na síntese de proteínas, hormônios e neurotransmissores. Além de contribuir para a saúde muscular, ela influencia o sistema imunológico e o funcionamento do sistema nervoso central. Monocristais de L-alanina apresentam propriedades ópticas não lineares interessantes, permitindo sua aplicação em tecnologias como comunicações ópticas e processamento de informações. Neste trabalho, foi realizado o estudo da síntese, caracterização estrutural e vibracional da L-alanina pura (LA) e da L-alanina complexada com ácido nítrico (LAN). Para o crescimento dos cristais, utilizou-se o método de evaporação lenta do solvente à temperatura ambiente. As estruturas dos cristais obtidos foram confirmadas por análise de difração de raios X em pó. Além disso, investigamos suas propriedades vibracionais por meio da técnica de espectroscopia Raman à temperatura ambiente. O estudo de difração de raios X confirma que o sistema LA apresenta estrutura ortorrômbica com grupo espacial P212121, enquanto os cristais de LAN apresentam estrutura monoclínica com grupo espacial P21, na qual o sistema complexado está arranjado na proporção 2:1. A análise dos espectros Raman das amostras permitiu uma análise comparativa dos modos normais de vibração nos sistemas LA e LAN. A espectroscopia Raman evidenciou alterações significativas no perfil dos espectros de LA e LAN. No entanto, o número de modos observados experimentalmente para LA e LAN foi de 37 e 35 modos, respectivamente, um número bastante inferior ao previsto pela teoria de grupos, 183 e 153, respectivamente. Por fim, atribuímos as alterações dos espectros observadas no sistema LAN às novas interações moleculares formadas a partir das interações de pontes de hidrogênio com o ácido nítrico.___ABSTRACT L-alanine is a non-essential amino acid that plays crucial roles in the synthesis of proteins, hormones, and neurotransmitters. In addition to contributing to muscle health, it influences the immune system and the functioning of the central nervous system. L-alanine single crystals exhibit interesting nonlinear optical properties, enabling their application in technologies such as optical communications and information processing. In this work, we studied the synthesis, structural, and vibrational characterization of pure L-alanine (LA) and L-alanine complexed with nitric acid (LAN). The slow solvent evaporation method at room temperature was employed for crystal growth. The structures of the obtained crystals were confirmed by powder X-ray diffraction analysis. Furthermore, we investigated their vibrational properties using Raman spectroscopy at room temperature. The X-ray diffraction study confirms that the LA system presents an orthorhombic structure with space group P212121, while the LAN crystals exhibit a monoclinic structure with space group P21, with the complexed system arranged in a 2:1 ratio. Raman spectra analysis allowed for a comparative study of the normal vibration modes in the LA and LAN systems. Raman spectroscopy revealed significant changes in the spectral profiles of LA and LAN. However, the number of experimentally observed modes for LA and LAN was 37 and 35 modes, respectively, which is considerably lower than the group theory predictions of 183 and 153, respectively. Finally, we attribute the observed spectral changes in the LAN system to new molecular interactions formed by hydrogen bond interactions with nitric acid.