Síntesis de un dímero de β-ciclodextrina con potencial aplicación en biocatálisis, mediante la mejora de la solubilidad acuosa de sustratos hidrofóbicos

Abstract

La baja solubilidad de los sustratos hidrofóbicos constituye una de las principales limitaciones en los procesos biocatalíticos, ya que reduce la eficiencia de las reacciones en medios acuosos. En este contexto, las ciclodextrinas representan una alternativa prometedora debido a su capacidad para formar complejos de inclusión que incrementan la solubilidad de diversas moléculas. Sin embargo, las ciclodextrinas nativas presentan limitaciones estructurales que restringen su capacidad de complejación. Por ello, el objetivo de este trabajo fue sintetizar un dímero de β-ciclodextrina mediante química click (CuAAC), con la finalidad de mejorar la solubilidad acuosa de compuestos hidrofóbicos con potencial aplicación en biocatálisis. La síntesis se llevó a cabo a partir de un puente de hidroquinona funcionalizado con grupos alquino y de la mono-6-azida-desoxi-6-β-ciclodextrina. La formación de los precursores y del dímero fue confirmada mediante espectroscopía FT-IR, espectrometría de masas y resonancia magnética nuclear de protón (¹H-RMN), verificando la obtención de las estructuras propuestas. La capacidad de complejación del dímero se evaluó mediante diagramas de solubilidad de fases utilizando 4-bromoacetofenona como molécula modelo. Los resultados mostraron que el dímero presentó una constante aparente de estabilidad (Ks) de 97.1 M⁻¹, superior a la obtenida con la β-ciclodextrina nativa (39.11 M⁻¹), lo que representa un incremento aproximado de 2.5 veces en la afinidad por el sustrato hidrofóbico. Estos resultados evidencian que la dimerización favorece la cooperación entre ambas cavidades de ciclodextrina, mejorando la formación de complejos de inclusión y la solubilidad del compuesto evaluado. En conclusión, el dímero de β-ciclodextrina sintetizado constituye una estrategia eficaz para incrementar la solubilidad de sustratos hidrofóbicos y representa una alternativa con potencial aplicación en procesos biocatalíticos y en el desarrollo de sistemas supramoleculares para la industria farmacéutica.