Polymorphism of model triglycerides: infrared absorption and Raman study

Abstract

Podczas pracy zbadano cztery trójglicerydy: nasycony tripalmitynian oraz trzy związki nienasycone: trioleinian (9-10 cis), trielaidynian (9-10 trans) i tripetroselinian (6-7 cis). Dla wymienionych trójglicerydów można wyróżnić formy polimorficzne: α, β’ i β dla tripalmitynianu, trioleinianu i tripetroselinianu oraz dwie formy: α i β trielaidynianu. Do badania polimorfizmu trójglicerydów można wykorzystać metody spektroskopowe, które umożliwiają rozróżnienie trójglicerydów ze względu na ich cechy charakterystyczne: nasycone lub nienasycone łańcuchy węglowe czy położenie i geometrię wiązania podwójnego. Otrzymane formy polimorficzne tripalmitynianu oraz fazę ciekłą zbadano z wykorzystaniem spektroskopii ramanowskiej oraz spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni. Ponadto wygenerowano widma teoretyczne najbardziej stabilnych konformerów tripalmitynianu na podstawie obliczeń kwantowo-chemicznych i chociaż nie odzwierciedlają one wyników eksperymentalnych ze względu na brak uwzględnionych oddziaływań międzymolekularnych, umożliwiają jednak otrzymanie dodatkowych wniosków na podstawie ich analizy.Pozostałe trójglicerydy: trioleinian, trielaidynian oraz tripetroselinian zbadano wykorzystując spektroskopię ramanowską. Otrzymane wyniki pozwoliły na wyznaczenie pasm, których kształt, ilość składowych oraz wzajemne stosunki intensywności pasm pozwalają na rozróżnianie polimorfów. Ponadto wykonano badanie skaningową kalorymetrią różnicową dla próbek tripalmitynianu i tripetroselinianu.Triglycerides are esters of trihydroxy alcohol glycerol. They show complicated polymorphism depending on the fatty acid structures: saturated or unsaturated acids, the position of bands associated with the double bond or cis/trans isomerism. It is generally accepted that triglycerides exist in three polymorphic forms in the order of increasing stability: α form (hexagonal), β’ form (orthorombic) and β form (triclinic).Vibrational spectroscopy is a convenient method to study the structure of triglycerides also in their metastable forms. This study presents the Raman spectra of four different monoacid triglycerides: saturated tripalmitin and three unsaturated isomeric compounds: triolein (9-10 cis), trielaidin (9-10 trans) and tripetroselinin (6-7 cis). Additionally, infrared absorption spectroscopy has been used to characterize the tripalmitin.Moreover, the experimental spectra of tripalmitin were obtained and compared to theoretical spectra of tripalmitin monomeric models. The aim of the calculations was to find general correlations between monomeric and polymorphs structural features and get some information about single monomers’ structure.Furthermore, differential scanning calorimetry (DSC) was used as the tool to interpret the transition processes of tripalmitin and tripetroselinin