A L-treonina é um aminoácido encontrado em diversas proteínas do corpo humano tais como a hemoglobina e a insulina. Nas condições de pressão atmosférica e numa temperatura em torno de 25 oC as moléculas se cristalizam numa estrutura ortorrômbica com grupo espacial P212121. O cristal de L-treonina foi
investigado pelo nosso laboratório em duas oportunidades. Na
primeira, mostramos que sob pressão, o cristal sofre uma transição de fase em torno de 2
GPa [1]. No segundo trabalho, investigou-se o seu comportamento até pressões de
27 GPa [2]. Como foi mostrado anteriormente, esse segundo trabalho revelou
através de espectroscopia Raman evidências de transições de fase em aproximadamente
2 GPa (confirmando os estudos originais), entre 8,2 e 9,2 GPa e entre 14 e 15,5
GPa. Quando a pressão é baixada para a pressão atmosférica, observa-se que o espectro
original é obtido novamente, indicando que as modificações são reversíveis.
Recentemente, uma equipe de pesquisadores da Escócia (University of Edinburgh) realizou um estudo minucioso do mesmo material submetido a altas pressões, mas utilizando a técnica de difração de raios-X [3] em conjunto com cálculos de teoria do funcional de densidade. Os autores perceberam que durante as duas primeiras transições de fase o cristal mantém a estrutura ortorrômbica, enquanto que a fase de mais alta pressão é caracterizada por uma estrutura monoclínica. A fase ambiente foi denominada de fase I e as outras fases, I', II e III. As fases I e I' são muito semelhantes, sendo a diferença apenas uma leve rotação do grupo carboxílico. A transição de fase I' - II, que foi observada entre 8,5 e 9,2 GPa, segundo os autores da ref. [3] é devida a uma gradual transformação de um contato eletrostático de longo alcance que se transforma numa ligação de hidrogênio, sendo visto meramente como uma acomodação da estrutura à alta pressão. Finalmente, a fase III, que foi observada acima de 18.2 GPa, é caracterizada por uma bifurcação do grupo hidroxil em metade das moléculas da célula unitária. Portanto, os resultados de difração de raios-X apresentam uma boa concordância com os resultados de espectroscopia Raman, mostrando que as duas técnicas podem dialogar sem muita dificuldade para apresentar um quadro mais claro sobre o comportamento dos materiais em altas pressões.
[1] B.L. Silva, P.T.C.
Freire, F.E.A. Melo, J. Mendes Filho, M.A. Pimenta, M.S.S. Dantas, High-pressure Raman
spectra of L-threonine crystal, Journal of Raman Spectroscopy 31,
519 – 522 (2000).
[2] R.O. Holanda,
J.A. Lima Jr., P.T.C. Freire, F.E.A. Melo, J. Mendes Filho, A. Polian, New pressure-induced phase
transitions of L-threonine crystal: a Raman spectroscopic study, Journal
of Molecular Structure 1092, 160 – 165 (2015).
[3] N. Giordano,
C.M. Beavers, K.V. Kamenev, W.G. Marshall, S.A. Moggach, S.D. Patterson, S.J.
Teat, J.E. Warren, P.A. Wood, S. Parsons, High
pressure polymorphism in L-threonine between ambient pressure and 22 GPa,
CrystEngComm (2019). DOI: 10.1039/c9ce00388f.
