00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/7276
Tipo: Tese
Título: Desenvolvimento e validação de métodos cromatográficos para determinação dos produtos de oxidação de álcoois
Título(s) alternativo(s): Development and validation of chromatographic methods for determining alcohol oxidation products
Autor(es): Giertyas, Cristian José
Primeiro Orientador: Bortoluzzi, Janaina Heberle
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Almeida, Rusiene Monteiro de
metadata.dc.contributor.referee1: Meneghetti, Mario Roberto
metadata.dc.contributor.referee2: Galdino, Fabiane Caxico de Abreu
metadata.dc.contributor.referee3: Damasceno, Flaviana Cardoso
metadata.dc.contributor.referee4: Cunha, Francisco Antonio da Silva
Resumo: O presente trabalho descreve o desenvolvimento e validação de metodologias analíticas baseadas em cromatografia para a identificação e quantificação de produtos obtidos na oxidação de álcoois. Para o estudo, catalisadores de ouro, suportados em sílica (AuNP/SiO2) e na forma core-shell (AuNP@SiO2), foram sintetizados e caracterizados para confirmação estrutural, morfológica e composição química. Em uma das etapas da caracterização dos catalisadores, para determinação do teor de ouro, foi proposta uma nova metodologia por espectrometria de absorção atômica em chama, baseada no preparo de amostras em meio ácido (diferentes estratégias, E1, E2, E3) com utilização de forno micro-ondas, capaz de diferenciar a maneira como a AuNP está na sílica. Com a aplicação da E2 (HNO3:HCl+MW) e E3 (HNO3:HCl:HF+MW) foi possível confirmar a localização das AuNP (suportadas ou na forma core-shell) resultados comprovados através da microscopia eletrônica de transmissão. Para a aplicação destes catalisadores nas reações de oxidação do álcool benzílico (modelo), foi desenvolvido e validado um método cromatográfico em coluna polar (método I). O sistema reacional foi avaliado através da aplicação de um planejamento experimental, em que foram avaliadas condições como: massa de catalisador, temperatura reacional e tempo de reação. A presença da base, carbonato de potássio (K2CO3), no sistema reacional foi avaliada de forma univariada aplicando diferentes catalisadores. Buscou-se também otimizar as condições reacionais, de forma a reduzir as quantidades de reagentes utilizados na reação, como diluição do sistema em água, necessitando de novos testes reacionais. Foram realizados testes com catalisador comercial à base de ouro e paládio (AuPd) como exemplo de outro sistema catalítico. Com as condições reacionais otimizadas, foi desenvolvido e validado outro método cromatográfico (método II) em coluna apolar, visto que no método I não é possível analisar amostras aquosas em função da instabilidade da fase estacionária polar, à base de polietilenoglicol, a qual sofre hidrólise. Os ensaios de validação comprovaram que ambas as metodologias analíticas propostas são precisas nos intervalos de concentração avaliados: método I (0,001 a 0,2 g mL-1) e método II (0,0001 a 0,01 g mL-1), atendendo os requisitos orientativos para validação. Ambos os métodos apresentaram tempo de análise ≤ 6 minutos, coeficientes de correlação variando de 0,9957 a 0,9999 e de recuperação no intervalo de 80,1 a 101,4%. Os métodos desenvolvidos foram robustos a variações instrumentais e a avaliação de reações de oxidação do álcool benzílico promovidas por diferentes catalisadores. Na terceira etapa do trabalho foi validada, uma metodologia baseada em cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) para determinação dos produtos de oxidação do glicerol. A metodologia mostrou-se seletiva na identificação de 07 compostos. Os catalisadores AuNP/SiO2 e AuNP@SiO2 foram aplicados em reações de oxidação do glicerol comprovando que a metodologia proposta foi eficiente na separação e identificação dos produtos independente da conversão e seletividade dos mesmos.
Abstract: The present work describes the development and validation of analytical methodologies based on chromatography for the identification and quantification of products obtained in the oxidation of alcohols. For this study, gold catalysts, supported on silica (AuNP/SiO2) and in the core-shell form (AuNP@SiO2), were synthesized and characterized for structural, morphological and chemical composition confirmation. In one of the catalyst characterization steps, to determine the gold content, a new flame atomic absorption spectrometry methodology was proposed, based on the preparation of samples in acid medium (different strategies, E1, E2, E3) using microwave oven and capable of differentiating the way AuNP is in silica. With the application of E2 (HNO3:HCl + MW) and E3 (HNO3:HCl:HF + MW) it was possible to confirm the location of AuNP (supported or in the core-shell form), with results proven through transmission electron microscopy. For the application of these catalysts in the oxidation reactions of benzyl alcohol (model), a chromatographic method using a polar column (method I) was developed and validated. The reaction system was evaluated through the application of an experimental design, in which conditions such as catalyst mass, reaction temperature and reaction time were evaluated. The presence of a base, potassium carbonate (K2CO3), in the reaction system was evaluated univariately by applying different catalysts. In order to reduce the quantities of reagents used in the reaction, it was sought to optimize its conditions, such as dilution of the system in water, requiring new reaction tests. These tests were carried out with a commercial gold and palladium (AuPd) catalyst as an example of another catalytic system. After optimization of reaction conditions, another chromatographic method (method II) was developed and validated using a nonpolar column, since method I does not allow the analysis of aqueous samples due to the instability of the polar stationary phase, based on polyethylene glycol, which undergoes hydrolysis. The validation tests proved that both proposed methodologies are accurate in the concentration ranges evaluated: method I (0.001 to 0.2 g mL-1) and method II (0.0001 to 0.01 g mL-1), meeting the guidance requirements for validation. Both methods presented analysis time ≤ 6 minutes, correlation coefficients ranging from 0.9957 to 0.9999 and recovery in the range of 80.1 to 101.4%. The developed methods were robust to instrumental variations and to the evaluation of benzyl alcohol oxidation reactions promoted by different catalysts. In the third stage of the work, a methodology based on high performance liquid chromatography (HPLC) for the determination of glycerol oxidation products was validated. The methodology proved to be selective in the identification of 07 compounds. The AuNP/SiO2 and AuNP@SiO2 catalysts were applied in glycerol oxidation reactions, proving that the proposed methodology was efficient in the separation and identification of the products regardless of their conversion and selectivity.
Palavras-chave: Glicerol
Álcool benzílico
Nanopartículas metálicas – Ouro – Silica
Cromatografia gasosa
Cromatografia líquida
Análise espectral
Absorção atômica
Glycerol
Benzyl alcohol
Metallic nanoparticles - Gold - Silica
Gas chromatography
Liquid chromatography
Spectral analysis
Atomic absorption
CNPq: CNPQ::OUTROS::CIENCIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
Citação: GIERTYAS, Cristian José. Desenvolvimento e validação de métodos cromatográficos para determinação dos produtos de oxidação de álcoois. 2020. 167 f. Tese (Doutorado em Ciências) – Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/7276
Data do documento: 21-fev-2020
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