Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. UNIVERSIDAD DEALICANTE INESCCfP DEPARTAMENTODE QUÍMICA ANALÍTICA I N S T I T U T OT E C N O L Ó G I C O DEL CALZADO Y CONEXAS DETERMINAqÓN DE BENCIDINA Y OTRASAMINAS ARoMÁncas DElrurrnÉs roxtcolóGtcoEN cuERos rrñlDoscoNAzocoLoRANTEs TESISDOCTORAL FRANCISCO PLANELLES TOMAS t998 Universitatd'Alacant il|il lilllil lilillil illil illil llil lilil llil Illll 500117214 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. DEALICANTE ,n@a-! UNIVERSIDAD '"'w#..'"" g IW orro.ro"rNroDEeurMrcAANALfrrcA tj¡ INESCcfP INSTITUToTEcNoLÓctco DELCALZADOY CONEXAS UNIVERSITAT D'ALACANT corvrtsstÓ DEDocToRAT X IDA -:J'{iP| '':; DETERMINAqÓNDE BENCIDINA Y OTRASAMINAS AROMÁNCNSDE INTERÉS TOXICOLÓGICO EN CUEROS TEÑIDOSCONAZOCOLORANTES TESISDOCTORAL ['F" €L DRfatu n bE c Jepnnr4/¿/trilTa FRANCISCo PLANELLES ToMÁS 1998 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Emilio Verdú Sánchez,responsabledel Departamentode Análisis Químico de INESCOP,JoseMaríaSantiagoPérez,ProfesorTitulardel Departamento de Química Analíticade la Universidadde Alicante,y Nuria Crané Teruel,Profesora Titular del de QuímicaAnalíticade la Universidad Departamento de Alicante. CERTIFICAN: Tomásha realizadoen INESCOPy en la Universidad de Que FranciscoPlanelles y Alicante,el trabajotitulado"Determinaciónde Bencidina OtrasAminasAromáticas de InterésToxicológicoen CuerosTeñidoscon Azocolorantes"paraaspiraral grado de Doctoren Ciencias Químicas. Alicante,15 de Mayo de 1998 Responsable del Departamento de AnálisisQuímico.INESCOP Fdo. loseMaría SantiagoPérez Fdo. Profesor TitulardeQuímica Analítica Profesora Titularde QuímicaAnalítica Univerdidad deAlicante Univerdidad de Alicante Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Agradecimientos a los Dres.JoseMaríaSantiagoPérez, Deseoexpresarmi mássinceroagradecimiento Nuria CranéTeruely, en especial,a EmilioVerdúSánchez,por su acertadadireccióny valiososconsejosque de elloshe recibido,sin los cualesno hubierasido posiblela realizaciónde estaTesis. y a su directorA. CésarOrgilésBarceló,por ponera mi disposiciónel A INESCOP, parala elaboraciónde estetrabajo,así como al materialy la infraestructura necesarias Departamentode Química Analíticade la Univeridadde Alicante por su entera disposición en todo momento. y Cienciapor la concesión de una Becade Formaciónde Al Ministeriode Educación Personal Investigadorpara realizar la Tesis Doctoral en Empresasy Centros de Investigación, sin la cualno hubierasidoposiblela realización de la misma.Asimismo, agredeceral IMPIVA fa ayuda recibida a través de su programa"Desarrollode y Empresas". Colaboraciónentre Centrosde lnvestigación y del Departamento de QuímicaAnalíticade la A todos mis compañerosde INESCOP por y que Universidadde Alicante, todo el apoyo colaboración de elloshe recibido. Al Departamentode AnálisisQuímico de INESCOPy a todos mis compañerosde trabajo con los que he convivido a lo largo de estos años, especialmentea Dori Campelloa quien agradezcola inestimable colaboraciónprestada duranteel desarrollo del trabajo.Agredecertambiéna PedroPérezla ayuda prestadaen la preparaciónde lasfotocopias. A mis padresy a mi hermanaque,como siempre,han estadoahí apoyándomedurante todo estetiempo,y por último,a Marian,por la ayuday grancomprensiónque me ha demostrado en todo momento. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 padres, A mis ^.,X"[ff,i: Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Indice Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. III Página t. Resumen 1 ll. Introducción 7 11.1. La Piely su Procesamiento hastaCuero 9 1 1 . 1 .C 1 .o n c e p t do e P i e l 9 11.1.2. EstudioHistológico de la Piel 10 l l .1 . 3 .C o m p o s i c i óQnu í m i c a 11 11.1"4. Proceso de Curtición 't2 11.2. LosColorantes en la lndustriadel Cuero 17 11.2.1. Clasificación de los Colorantes 17 11.2.2. Síntesis de losColorantes Azoicos 1B 11.2.3. Procesode Tincíónde la Piel 21 y Legislación 11.3. Toxicologíade losAzocolorantes 23 11.3.1. Toxicología de losAzocolorantes 23 ' ll.3.2. Legislación Re[ativaa Azocolorantes 28 11.4" Análisisde Azocolorantes en Basea lasArilaminasLiberadas 11.4.1. Libres Análisisde Arilaminas 32 33 11.4.2.Determinación de Arilaminasen Colorantes o Materiales Teñidos Ill. Objetivos Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 35 49 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. IV lV. Materialesy TécnicasExperimentales 53 |V.1.Materiales 55 lV.1. 1. AminasAromáticas 55 lV.1.2. Colorantes Azoicos 55 lV.1.3.Reactivos y Disolventes 56 lV.2.TécnicasExperimentales 56 !V.2.1. Cromatografía de Casescon Detectorde Espectrometría de Masas(CC/MS) 56 lV.2.2"Cromatografía Líquidade Alta Resolución con Detectorde FotodiodosUV-Visible(HPLC/DAD) v. 5B lV.2.3.Electroforesis Capilarcon DetecciónUV-Visible(CEIUV) 59 lV.2"4.Cromatografía de CapaFina(TLC) 60 (TC) |V.2.5.Termogravimetría 60 Condicionesde AnálisisCromatográfico 63 V. 1. Introducción 65 y Discusión V. 2. Resultados 65 V.2.1. Cromatografía de Cases/Detector de Espectrometría de Masas 65 V.2.1.1ldentificación de lasAminasAromáticas 66 V.2.1.2.Límitede Deteccióny Factores de Respuesta 73 V.2.1.3.Estudiode Interferencias Debidasa lsómeros 75 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. V.2.2. Cromatografía Líquidade Alta Resolución/Detector de FotodiodosUV-V|sible V.2.2.1.Ensayos Preliminares BO V .2.2.2.Establ ecimientode lasCondicionesCromatográficas B1 pón V .2.2.2.a.MezclasMetanol/Tam B1 V .2.2.2.b.MezclasAcetonitrilo/Tampón B3 Y .2.2.2.c.MezcIas Tampón/Metano l/AcetonitriIo B5 V.2.2.3.Condiciones de Cradiente BB V.2.2.4.EstudioEspectroscópico de lasAminasCoincidentes 93 V .2.2.5.AnálisisCuantitativo 95 V.3. Conclusiones Vl. 79 101 Preparación de la Muestra y Extracción Líquido-Líquidode las Arilaminas 105 V1.1.lntroducción 107 V|.2. Resultados v Discusión 107 Vl.2.1.Preparación de la Muestra 107 V1.2.2.Extracción Líquido-Líquido de lasArilaminas 110 V1.3.Conclusiones Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 115 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. VI Vll. Análisisde Azocolorante 117 V l l . 1 .l n t r o d u c c i ó n 119 Vll.2. Reactivos v Métodos 119 V|1.2.1. Reactivos 119 y Extracción VU.2.2.Procedimiento Básicode Reducción 122 Vll.3. Resultados v Discusión 123 Vl1.3.1.Estudio de la Relación AgenteReductor/Colorante 123 V|1.3.2.Influencia del pH del Medioen el Proceso de Reducción 129 V|1.3.3. Variacióndel Tiempode Reducción '135 V|1.3.4.Variaciónde la Temperatura de Reducción 138 Vll.3.5.Variación de la Cantidadde AgenteReductor,pH Inicialdel Medioy Tiempode Reducción a AltaTemperatura 140 V11.3.6. EstudioComparativo entreAcid Red114y Acid Red128 142 V11.3.7. Estudiode Recuperación de lasArilaminas 145 Vll.4.Conclusiones Vlll. Estudiode las ReaccionesSecundariasen el Procesode Reducción 149 153 V l l l . 1 .l n t r o d u c c i ó n 155 y Discusión Vlll.2.Resultados 156 Vlll.2.1.Estudio de losProductos de Reducción de Azocolorante 156 Vlll.2.2. Detecciónde 4-Aminobifenilo en Colorantes BaseAnilina '163 Vlll.2.3.Detecciónde 2-Naftilamina 17O Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. vil lX. V l l l . 3 .C o n c l u s i o n e s 172 Análisis de PielesTeñidas 175 lX.1.lntroducción 177 |X.2.Materíales v Métodos 178 1X.2.1.Reactivos 178 ',X.2.2.PielesTeñidas 180 1X.3.Resultados v Discusión X. 183 1X.3.1 . Ensavos Preliminares 183 1X.3.2. Establecimiento del Métodode Análisis 187 1X.3.3. Estudiode Recuperación de lasArilaminas 192 1X.3.4. Análisisde PielesPatrón 195 1X.4.Conclusiones 198 Estudio Comparativo con la Norma D¡N 53316 201 X.1. Introducción 203 X.2. Materiales v Métodos 204 X.2.1"Reactivos 204 X.2.2.PielesTeñidas 204 X.2.3"MétodosparaAnálisisde Pieles 205 X.3. Resultados v Discusión X.3.1.Estudiode Recuperación de lasArilaminas Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 206 206 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. VIII Xl. X.3.2.Estud io Comparativo sobrePielesPatrón 2 ' t1 X.3.3.Estudio Comparativo sobrePielesAcabadas. 215 X.4.Conclusiones 221 ConclusionesCenerales 223 Xll. Bibliografía 229 Xlll. Listadode Tablasy Figuras 241 X l l l .1L. i sta ddoeT a b l a s 243 Xlll.2.Listado de Figuras 248 XlV. Listadode Azocolorantesy Arilaminas 257 XlV"1.Listado de Azocolorantes 259 XlV.2.Listado deArilaminas 263 XV. Abreviaturasy Nomenclatura Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 277 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 l. Resumen Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Resumen El 15 de julio de 1994,el gobiernoalemánpromulgóuna modificación del Decretode (BCV), por que prohibía la se la fabricación, Objetosde Consumo impoftacióny venta que pudieranliberaralgunade la de productosde consumoteñidoscon azocolorantes veintearilaminas indicadas en la Tabla1.1,trasreducciónde uno o variosgruposazo presentes Losobjetosde consumosobrelos que recaela ley sontodos en su estructura. aquellosque puedan estaren contactodirecto con la piel humana/entre ellos los productosde cuero. Tablal.l. Listade las veinte arilaminasprohibidaspor el segundodecreto modificador del Decreto de Objetos de Consumoalemán @CV). Compuesto Nombre Común 4-Aminobifenilo No o{s 92-67-1 4,4'-Diaminobifenilo Bencidina 92-87-5 4-Cloro-2-metilanili na 4-Cloro-o-toluidina 9s-69-2 2-Naftilamina GAmi no.2r3di metilazobenceno 91-59-8 o-Aminoazotoluerto 2-Amino-4-nitrotolueno 97-56-3 99-55-8 't0647-8 4-Cloroanilina 4-Metoxi-1,3-fenilendiamina 4,4' -Diaminodifenilmetano 2r4-Diaminoanisol 313'-Dicloro-4r4'diaminobifenilo 3,3LDiclorobencidina 91-94-1 3r3'-Dimetoxibencidina o-Dianisidina 119-904 o-Tolidina 119-93-7 3,3'-Dimetil-4,4Ldiaminobifeni lo 101-77-9 3,3tDimetil-4,4'diaminodifenilmetano 2-Metoxi-S-metilanilina 838-88-0 p-Cresidina 4,4'-Metilenbis(2-cloroanilina) 4-Aminofeniléter 615-05-4 120-71-8 101-144 4r4'-Oxidianilina 4,4'-Tiodianilina 101-BO-4 139-65-1 2-Aminotolueno e'Toluidina 95-53-4 4-Metil-1,3-feni lendiamina 2,4-Diaminotolueno 95-80-7 5-Trimetilanilina 137-17-7 Estehechocondujoa la necesidad una metodología de establecer de análisiscapazde determ¡narlas menorescantidadesposiblesde dichas arilaminasen este tipo de Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. muestras, objetivoprincipalal que se pretendellegaren estamemoria. El trabajose ha planteadoen baseal esquemade la Figura1.1,en donde se muestran las distintasetapas en que puede estructurarse el procedimientode análisis a desarrollar. EtapaI REDUCCION DELCOLORANTE L T B ROE F U A D OA L C U E R O Etapall EXTRACCION L|QUtDO-L|QUtDO DE LAS ARILAMINAS LIBRES Etapalll CONCENTRACION DE LA MUESTRA Y PREPARACION PARASU ANALISIS EtapalV ANALISIS CROMATOCRAFICO Figura I.l. Etapasseguidasen la determinaciónde aminas aromáticasen azocolorantes muestrasteñidascon éstos. que se presentaen estamemoriase ha llevadoa cabo siguiendolos La investigación pasossiguientes: Establecimientode las condicionescromatográficasen Cromatografíade Líquidosde Alta Resolución con detector de fotodiodos UV-Visible (HPIC/DAD) y en Cromatografíade Gasescon detector de Espectrometría de Masas(GC/MS).Se han puesto a punto las condicionescromatográficas para la separaciónde las veinte prohibidas, arilaminas tantoen HPLC/DADcomo en GC/MS,encontrándose la primera de lastécnicascomo la másidóneaparael análisiscuantitativo de lasmismas. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index Resumen Establecimiento de las condicionesde preparaciónde la muestray de extracción líquido-líquidode las arilaminas.Se han establecido la condicionesde trabajoidóneas parala concentración y preparación previa de la muestra al análisiscromatográfico, así para la de aminas disueltas como extracc¡ónlíquidoJíquido las en medio acuoso,de posible. formaque se obtengala máximarecuperación Optimizaciónde las condicionesde reducciónde azocoloranfe.Haciendouso del ditionito sódico como agentereductor,se han estudiadolas condicionesde trabajo idóneasparala determinación de arilaminasen azocolorante, encontrándose una gran de aminaobteniday la esperadaen base concordanciaentrela cantidadexperimental a la purezadel colorante.Estopareceindicarque la reduccióndel grupo azo tiene un rendimientomuy cercanoal 100%. Estudio de las posibles reaccionesy/o procesossecundariosocurridos durante el proceso de reducción. Se han estudiadolas posibles reaccionesylo procesos derivadosdel procedimiento establecido secundarios en el apartadoanterior,haciendo hincapiésobreaquellosque pudieraninfluirde maneranotoriaen el resultado finaldel análisis.Así, se estudianla detecciónde 4-aminobifeniloen colorantessintetizadosa partir de anilína,y de 2-naftilaminaen colorantesderivadosdel ácido 2-amino-1naftalenosulfónico, encontrándose como posiblescausasde su aparición,ademásdel procesode reducción,la síntesis de los coloranteso la presenciade impurezasen las materiasprímasempleadas. Establecimientodel método analíticopara la determinaciónde aminasaromáticasen pieles teñidas. Se ha establecidoel método de análisispara la determinaciónde arilaminas en cuero teñido, observándosecomo factor más determinante la accesibilidaddel ditionito sódico al colorantefijado a la piel. Las condicionesde trabajo empleadasaseguranuna recuperaciónde la amina presenteen la muestra similaro superioral B0%. Estudio comparativo entre la metodología estableciday la norma alemana DIN 53316.Se ha llevadoa cabo un estudiocomparat¡vo entreel métodoestablecidoen el apartadoanteriory el especificado en la normaalemanaDIN 533'16,proponiendoun tercero alternativoen el que se intenta reunir las ventajasofrecidaspor ambos procedimientos" En general,los resultados obtenidossegúnel métodoestablecidoen de aplicarla normaDlN. estamemoria,sonsimilares a losresultantes Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 ll. Introducción Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción 11.1"La Piel y su Procesam¡entohastaCuero 11.1.1. Conceptode Piel La piel es la estructura externaque envuelveel cuerpode los animales.Setratade una generalmente sustanciaheterogénea, cubiertacon peloso lana,y formadapor varias capassuperpuestas. En la industriade curtidosse utilizanprincipalmente laspielesvacunas,lasde cordero y lasde cabra;en una proporciónmucho menor,laspielesde caballoy lasde cerdo,y aún en menorescantidadeslas pielesde reptil y pescado[1]. La piel recuperadapor desuellode los animalessacrificados se llamapiel fresca,piel en verdeo piel en tripa. En una piel se distinguenel lado externo,que una vez eliminadala epidermisy sus pilosasrecibeel nombrede "ladoflor",y el ladointerno,que se encuentra formaciones juntoa la carnedel animaly sedenomina"ladocarne". a M e m b r a n aH i a l i n a o g f 3 c g () o f ñ f c s () FiguraII.l . Corte transversalde una piel vacunafresca. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 10 capítulott 11.1.2. EstudioHistológicode la Piel La estructura de la piel es fundamentalmente similarparalos mamíferos talescomo los bovinos,ovinosy equinos.De acuerdocon éstoy parasu estudio,se tomarácomo estructura tipo la correspodiente a una piel vacunafresca[2], teniendoen cuentaque despuésde la conservaciónsu estructuravaría. Como modeloparael estudioestructural de la piel, en la Figurall.1 se respresenta un corte transversal correspondiente a una piel vacunafresca.Desdeel exterior hacia dentrose distinguenlascapassiguientes: a a a Epidermis Dermiso Corium Tejidosubcutáneo. En fa Fígurall.2 se representa la seccióntransversal de la piel de un animal adulto, donde se puedenapreciarlos grosoresaproximados de las capasconstituyentes de la misma. I (1%) Epidermis CapaPapilar PIEt Dermis(84"/") CapaReticular I re¡iao I (15%) Subcutáneo Figura 11.2. Esquemade la sección transversalde la piel de un animal adulto. Se puede observarque la dermis forma la mayor parte de la piel y su espesor representaaproximadamenteel 84% del espesortotal de la piel fresca.Es la parte parala fabricacióndel cuero.Enella se distinguendoscapas: aprovechable ¡ La capa flor o papilar: se extiende desde la membrana hialina hasta aproximadamente la basede los folículospilosos.Estáformadopor un entretejido Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción 11 muy compactode fibrasespecialmente finas.Químicamente estáformadopor fibras de colágenoy por un gran númerode fibraselásticas que sirvenpara reforzarsu estructura. o La capa reticular: se extiendeaproximadamente desde la base de los folículos pilososhastael comienzode tejido conjuntivosubcutáneo. Se designacomo capa reticularpor estarformadapor un retículoo entrecruzamiento irregularde fibras gruesasy fuertesa modo de fieltro.Químicamentesu principalcomponentees la proteínacolágeno. Lasotrasfibrasque,junto con lasdel colágeno,formanpartede la dermisson lasfibras elásticasy las de reticulina.En la composicíónde la dermis,ademásde fibras,se encuentrantambién otros componentescomo: vasossanguíneos,nervios, células adiposasy tejido muscular. | 1.1.3.ComposiciónQuímica La piel frescaestácompuestafundamentalmente por agua,proteínas,materiasgrasasy algunassalesminerales. Aunquela composiciónquímicavaríade una pielesa otras,a continuaciónse expone la composiciónporcentualaproximadade una piel vacuna reciéndesollada[3]: o Componentesproteicos Proteínasfibrosas Colágeno(29'1.) Queratina(2%l (0.3%) Elastina globulares Proteínas Mucinasy Mucoides(O.7"/o) Albúminasy Clobulinas(1%) o Componentesno proteicos Agua (64o1.) Lípidos(2'/.) Salesminerales(0.5%) Otrassustancias(0.5%) De entre los compuestosmencionados, son las proteínaslas que jueganel papel ma5 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. importante en la curticiónde la piel,y de ellas,es el colágeno quiénestádirectamente involucradoen la formaciónde la estructura de la piel curtida. La moléculade colágeno,o protofibrilla,estáformadapor trescadenaspolipéptidas llamadasa-hélices,las cualescontienenalrededorde mil aminoácidospor cadena. Estastres cadenasse enrollanestresí a travésde enlacestipo éstery de puentesde hidrógeno,formandola triple hélicecaracterística de la estructura del colágeno.En su composiciónquímicaes destacable el contenidode glicina,aproximadamente un tercio del total de aminoácidos, así como de hidroxiprolinay de prolina.La cantidad de hidroxiprolinapresenteen esta proteína,es una característica propia que la diferenciade lasdemás. 11.1.4. Procesode Curtición La curticiónes el procesopor el cual la piel en tripa se transforma en un productoque aprovechasu estructurafibrosa:el cuero. En dicho proceso,intervieneun agente curtientecapazde reticularcadenasproteicasvecinas[4]. Preliminares Trabajos Desollado - I 1 cur"dooconservación Trabaiosde Ribera /,----_--------_- CurticiónalCromo Remojo Recurtición Depiladoo Encalado IPROCESo.DE I IU CURTTCTON I Tintura Engrase Descarnado Desencalado Rendido Secado Acabado Piquelado Desengrasado Figura11.3"Esquema de fabricacióndel cuero. En la Figurall.3 se muestrael esquemacorrespondiente a lasdistintasfasescomponen la fabricaciónde piel curtida,desdela obtenciónde piel frescahastael cuerolisto para su usoindustrial. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción t3 Desollado La piel se obtienecomo un desechoen los mataderos, ya que es la carnela que marca la nesesidadde mataral animal.Así pues,la ofertade piel en tripa estásiempreen funciónde lasnecesidades de carnedel mercado. Curado o conservación Básicamente, se pretendedeshidratarla piel para que el medio no sea propicio al desarrollobacterianoy evitarasí su descomposición. Los principalestipos de curado son el secadoy el salado.Otrasformasde conservación de pielesson el curadomixto (secado mas salado), la congelación,la piel piquelada, la deshidratacióncon disolventes, la liofilizacióno la aplicaciónde rayosgamma[5]. Remojo Consisteen el tratamientode las pielescon abundanteaguapara limpiarlas,eliminar salesy otrasmateriassolubles,rehidratarlas y suavizarlas. Con estarehidratación,la piel empiezaa perderalgunade susproteínas solubles(globulares) y la albúminade la sangre. Depiladoy Encalado Estasdos operacionesse hallan estrechamente relacionadascon la química de la queratina,proteínaque entraa formarpartedel pelo, lanay epidermisen proporciones elevadas. Con estaoperaciónse pretendehidrolizarlay solubilizarla, y así separarla del restode componentesde la piel. Se sueleemplearun agentealcalíno,el Ca(OH)2, junto con ojro reductor,el Na2S,los cualesprovocanla roturay solubilizaciónde la queratinasin dañar el colágeno,hecho éste que sólo se produce bajo la acción prolongadade ácidos y basesfuertes.La elastinatampoco se solubiliza en esta operación,mientasque las proteínasglobularesson eliminadasduranteel proceso. También se produce la saponificación de algunasgrasasde cadenacorta como las y cefalinas laslecitinas. Descarnado Es una operaciónde cortadomecánicoque tiene por objeto eliminarrestosde tejido subcutáneoy adiposodel lado carne,asícomo homogeneizar el grosorde la piel. Se facilitaasíla entradade compuestos que seadicionanen lasetapasposteriores. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Desencalado Enestemomentola piel en tripatieneun aspectoblanco-azulado, hinchado,gomosoy semitraslúcido.Durante el desencaladose produce la solubilizacíónde Ca(OH)z absorbidopor la piel. Se utilizansalesácidas,como el (NH¿)zSOc y el NHaCl,que disminuyenel valor del pH a un puntotal que los enzimasempleados en la etapa posteriorde rendido,encuentran unascondiciones óptimasde trabajo. Rendido Se puede entendercomo otro paso más en la purificaciónde la piel, antes del tratamientocon los agentescurtientes.Se emplean enzimas proteolíticasque originalmentese obteníande excrementos de perro y aves,o del aparatodigestivo, especialmente del pancreas. Hoy en dia, estosproductossonfabricadospor mediode cultivos adecuados.La acción de estos enzimas catalizan las reaccionesde degradacióndel restode proteínaspresentes en la piel (fundamentalmente elastina)y otroscomponentes aún no eliminadoscomofolículos,vasos,epidermisy pelo. En ocasiones, el desencaladoy rendido son operacionesque se realizan simultáneamente en la fabricaciónde la piel curtida. Piquelado La piel es tratadaen un bañode ácidoy sal,llevándolaa un pH idealparacomenzarel procesode curtición(aproximadamente 2). Se suelenemplearlos ácidosclorhídrico, sulfúrico,fórmico,lácticoo acético.La sal utilizadasueleserclorurosódicoo el sulfato sódico. Debido a la gran estabilidadque adquierenlas fibrasde colágenoen esteestado,se aprovechaen algunoscasosparaalmacenar la piel.A partirde estemomento,se puede decir que contamoscon un entramadode fibrasde colágenocon los gruposácido y amino protonados. Desengrasado La piel contiene grasasnaturalesdistribuidasirregularmente. Estasgrasasno son convenientespara el procesode fabricaciónde los curtidos,ya que impiden la absorciónregularde los agentes y dificultansu reaccióncon el colágeno. curtientes Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción El desengrasado de la piel se efectuabien mecánicamente, por prensado,o bien medianteel empleo de disolventesorgánicosa los que suele añadirseagentes tensioactivos coadyugantes en la accióndesengrasante. Curticiónal cromo Esel tipo de curticiónmásextendidoentrelascurtidurías. En estecaso,la conversión del colágenoen piel curtida es el resultadode la unión de cadenasde proteínas vecinaspor complejospolinucleares de cromo lll. Dichaunión podríacorresponder a la estructuramostradaen la Figura11.4, dondese apreciala formaciónde puentesentre dos gruposOH y un gruposulfato[6]. / oHl T'o "...I o cH2-cH2-"-(1... lrioHjr:.. o)-cuz o lo üro \r/ NH q- // \\ Acido Glutámico oo Acido Aspártico Figura l1.4. Esquemadel posible enlacecromo-colágeno. La curtición al cromo da cueros ligeros pues, a diferenciade otras curticiones, incorporaa la piel pocacantidadde materiacurtiente,entre3 y 6% de óxido de cromo sobrecueroacabado.Laspielescurtidasal cromo sonde granresistencia hidrotérmica, siendoademásfácilesde teñir y acabar,dandocoloressólidosa la luz. La curticiónal para cuerosde empeinede calzado,confeccióny cromo se utiliza preferentemente otrosfinesi ndustriales. Recurtición La recurticiónconsisteen dotar a las pielesde propiedadesespecíficas que no se obtienenfacilmenteen un sólo procesode curtición.Mientrasque la curticiónafectaa químicasdel cuero,la recurticiónmodificalaspropiedades laspropiedades físicastales como suavidad,finurade grano,firmezade grano,retenciónde la forma,solideza la luz, facilidad de tinción, etc. Como recurtientesmás comunes,se suelen emplear taninos sintéticos o vegetales,como por ejemplo la sal sódica del ácido Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. naftalenosulfónico, algunasresinasy el formaldehido. En la práctica,la recurticiónno puede llevarsea cabo con un simple producto,sino que se usancombinaciones de agentescuftientesy agentesauxiliaresde la curtición, paraproducirlaspropiedades esenciales de unadeterminada clasede piel. Tintura La tintura es el procesoconsistente en aplicarcolorantesal materialcurtido. En el apartado11.2.3 setrataespecíficamente estaetapa. Engrase Una operaciónimportanteen cuantoa laspropiedades mecánicas de la piel curtidase refiereal engrase[7]. Con el engrasadose le proporcionaa las fibrasde la piel esa lubricación apropiada que le confiere ciertas propiedadesfísicas como son la resistenciaal desgarro,a la torsión,comfort,elasticidad,etc. Dentro del grupo de licoresde engraseempleadosparaestefin, cabe resaltarlos sulfitos,bisulfitosy grasas naturales. Secado Duranteesteproceso,se eliminala humedadque presentala piel unavez superadala estapade engrase.Despuésdel secado,la piel aún presentaun contenidode agua alrededordel 15%. El gradode humedadde un cuerodependede la temperatura y la humedadrelativadel aireambiente. Acabado El acabadoconsisteen una seriede tratamientos paraobtenerlos siguientes diseñados objetivos[B]: o Protegerla superficiedel cuerocontraefectosquímicosy mecánicos. a Uniformarel color y el brillo sobretoda la superficie. a lmpartirpropiedadesespeciales, tantovisualescomo de tacto,a la superficiede la piel. Mejorarla utilidadde la piel. Los agentesde acabadose puedenclasificaren cínco grandesgrupos:pigmentos, Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducc¡ón 17 coloranteslíquidos,ligantes,auxiliaresy lacas.Ceneralmente,las necesidades del acabadono son cubiertasni por un sólo agentede acabadoni en una solaaplicación. Por lo tanto,es necesariala mezclade variosagentesy su aplicaciónen variascapas que seancompatibles diferentes entresíy con la mismapiel. 11.2.LosColorantesen la Industriadel Cuero 11.2.1. Clasificación de losColorantes En la Figura11.5, se muestrala clasificación generalde loscolorantes [9]. Azoicos Derivados y Trifemilmetano de Difenilmetano Nitradosy Nitrosados Derivados de Quinolinay Acridina COLORANTES Oxacinas, Tiacinasy Acinas AlAzufre Derivados de Antraquinona Indigoides Figura11.5. Clasificacióngeneralde loscolorantes. La mayorpá,t" du loscolorantes empleados en la industriade los curtidospertenecena los gruposde colorantesazoicosy del trifenilmetano, y en menor proporcióna los gruposde nitrados,nitrosados, acridina,quinonimina,azufrey antraceno,no siendo aplicablesparala tinturadel cueroloscolorantesindigoídes. Los colorantesazoicos,o azocolorantes, constituyenel grupo más amplio de los colorantessintéticosy contienenen su estructuraal menosdos átomosde nitrógeno unidospor un doble enlace,el grupoazo -N:N-, el cual se encuentra generalmente entredos sistemas de anillosaromáticos. Craciasa lasmúltiplesposibilidades de unión entre el grupo azo y las diversasclasesde compuestosorgánicos,el número de colorantesazoicoses realmentegrande. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 18 cu7ítulo II Enla Figura11.6, generalde loscolorantes se muestrala clasificación azoicos[10]. Acidos Básicos COLORANTES AZOICOS Directos Metalocomplejos Dispersos Azopigmentos Figura11.6. Clasificacióngeneralde los colorantes azoicos. 11.2.2. Síntesisde los ColorantesAzoicos En la síntesis de los colorantesazoicos,intervienen principalesque son dos reacciones la diazotaciónde una aminaaromáticay su posteriorazoacoplamiento con un agente acoplante [10]. Diazotación La diazotaciónimplicael tratamientode una arilaminaprimariacon ácidonitrosopara formarla salde diazoniocorrespondiente, como se muestraen la reacción(1). ArNH2 + 2 HCI + NaNO2 --------------ArN2*X- + NaCl + 2H2O (1) Puestoque el mecanismode diazotacíónsuponbel ataquede un agentenitrosantea la aminalibre,no a la salde amonio,se ha de escogerla acidezdel medioque favorezca la formacióndel agentenitrosante y a la vez no provoquela ionizaciónde la amina.El medio de reaccióndebe proporcionartambiénestabilidada la sal de diazonio por efectosde solvatación. Mientrasque las salesde alquildiazonioson sumamenteinestables y se descomponen con facilidaddesprendiendo nitrógeno,lasde arildiazonioson establesen disolución acuosaa temperatura de bañode hielo. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción 19 Azoacoplamiento La reacciónde acoplamientoentre la sal de arildiazonioy un agenteacoplantees el paso más importantedentro de la ruta sintéticade los colorantesazoicos.Como se observaen la reacción(2),el arildiazoniocondensacon otro compuesto,normalmente aromático,dando lugara la formaciónde un grupoazo. A r N 2 ' C l - +H A r ' + N a O H - - - - * Ar-N:N-Ar'+ H2O+ NaCl (21 El azoacoplamiento se trata de una reacciónde sustituciónelectrofílicaaromática, como lo son la halogenación, la nitracióno la sulfonaciónaromáticas. En estecaso,el presentes electrófiloes el catióndiazonio.El efectoque tienen los sustituyentes tanto en el arildiazoniocomo en el agenteacoplantesobrela velocidadde acoplamiento, estáde acuerdocon estemecanisno. Así, la reacciónes facilitadapor gruposelectrónatrayentesen el diazocompuesto,y por grupos electrón-donantes en el agente acoplante. básico fuefe / \ \ bás¡co l-Naftol 2-Naftol básico fuefte / Acido 1-amino.2hidroxi-2,4-dísulfón ico (Acido Chicago) Acido 2-amino-1hidroxi naftaIeno-3,6disulfónico (Acido H) Acido 2-naftol-3,6disulfónico (SalR) básico \,o' Hgc--(. I \-N'a6 v 3-Metil-lJenil-5pirazolona (PirazolonaT) d-*@ 1-Nattilamina N,N-Dimetilanilina Figura /1.7. Agentesacoplantesmás comunesen Ia síntesisde azocolorantes. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 20 Capítulo Il Puestoque la salde diazonioes un electrófilo bastante débil,ha de acoplarcon anillos aromáticosmuy activados,es decir, con gran densidadelectrónica.Como agentes acoplantes se suelenemplearfenoleso aminasaromáticas. En fa Figura11.7, se muestraun conjuntode los agentesacoplantes empleadoscon más frecuenciaen la fabricaciónde colorantes posiciones azoicos,marcandolas favorecidas a cadapH. Lasreglasde orientaciónque sigueel azoacoplamiento son las mismasque cualquier reacciónde sustuciónelectrofílicaaromática.En consecuencia,el ataquese favorece en la posiciónpara del agenteacoplante.Cuandodicha posiciónse encuentraya ocupada,el ataquese produceen la orto. Cuandoambasposicionesestánlibres,es posiblela obtencióndel diazocompuesto. No obstante,el acoplamientoen posición lugar orto tiene siemprecon mayordificultad.Porejemplo,el bencenodiazonio acopla con el 1-naftol casi exclusivamenteen posición para en condicionesácidas o débilmentebásicas,mientrasque en medio fuertementebásicose formancantidades del colorante2,4-diazo[11]. considerables En cuantoal efectodel pH, la reacciónde azoacoplamiento se favorecea pH básicos puestoque en ellosaumentala activacióndel agenteacoplantefacilitandoel ataqueal electrófilo,en estecaso el arildiazonio.Sin embargo,una gran basicidaddel medio puede provocar la formación del arildiazotatoen el equilibrio ácido-basedel arildiazonio, como se muestra en el equilibrio(3) Ar-N:N. = oH- fi¡-frj:frl-OH =--oH--- Ar-N-N-O- (3) Tantoel hidroxidiazoniocomo el diazotatono son capacesde acoplar,por lo que la velocidadde reaccióndisminuye.Portanto,el pH escogidoha de conseguirla mayor activaciónposibledel compuestoaromáticoa condensar, procurandoque el equilibrio anteriorno se desplacehaciala derecha.Ejemplosde acoplamiento en mediobásicoy medio ácido son las síntesisde los colorantesAcid Orange 7 y BasicOrange 2, (FiguraIl.B). respectivamente Por otro lado, un aumento de la temperaturasuele desfavorecerla reacción de azocoplamiento, ya que la velocidadcon que se descompone el arildiazoniotambién aumenta. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Introducción ""o..-{fl-NH, !/ 1t ,^1 -I9! *ro,.Jfl-r,p,/ NaNo2 rAfA *'\y'V Nao3s--{( v/ \-._ )}-N:N-1l)\ Acidoranset >< Q HrN -\_ @*,#@*. /z--r\ /zr\ (( ))-N:N-<( )FNHz ñ H,NYi{Fr, \-zl v/ BasicOrange 2 Figura 1/.8. Síntesisde los colorantesAcid Orange7 y BasicOrange2. 11.2.3. Procesode Tinciónde la Piel Aunquelos mecanismos de coloraciónde materiales textiles,talescomo celulosa,lana, seda,poliamida,acrílicoo poliéster,han sido extensamente estudiados[12,13], los ínvolucradosen la coloracióndel cuero no han sido explicadostodavíaen toda su amplitud. La mayorpartede colorantesempleadosen la tinturadel cuero son de tipo aniónico, ofreciendola posibilidadde unionessalinascon la proteínaque constituyela piel animal.Estetipo de unión,es muy débil y el cueroteñidocon estoscolorantesdestiñe con facilídad.Paraque un coloranteaniónicotengabuenaafinidadcon el cuero es convenienteque posea elevado peso moleculary que el número de sus grupos sulfónicossealo másbajo posible. En la tintura del cuero entranen juego, segúnsean las características del colorante iónico y el tipo de cuero a teñir, variasfuerzasde enlaceque actuán en tres fases escalonadas segúnsu radiode acción[14]: 1. En primer lugar,actuanfuerzasde atracciónentre iones de cargacontraria,por ejemplo,entre los grupossulfónicosde un colorantey los gruposamínicosde la proteínade la piel, con formaciónde unionessalinas.El radio de acción de estas fuerzasiónicasesde unos100 Angstroms. 2. Una vez logradala suficienteaproximaciónentre las partesreaccionantes, o sea, entreel cueroy el colorante,se iniciauna segundafaseen la que actúanfuerzasde Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 22 Capítulo ll enlacecon un radio de acc¡ónde 5 Angstromsaproximadamente. Fuerzasde este tipo son los puentesde hidrógeno,las unionescoordinativasderivadasde los metalespesados, y lasfuerzasde atracciónentredipolos. 3. Finalmente, en una tercerafasedesarrollada durantelos procesosde deshidratación y secado,prevalecenfuerzasde muy cortoalcancecomo son lasfuerzasde Van der Waals,permitiendouna combinaciónadicionalentrecueroy colorante. Por tanto, la interacciónentre la fibra de cuero y e[ coloranteno es producida solamentepor la cargade los iones,sino tambiénpor fuerzassecundarias que son las que permitenobteneruna buenafijacióndel coloranteal cuero. La primerafasedel procesode tinciónvienecondicionada principalmente por el pH del sistemade tinturay por la cargaeléctricaen la superficiede las fibrasde cuero.El colágenode la piel en tripa,por tenercarácteranfótero,puedereaccionar con cationes o aniones.El que se combinecon colorantesácidoso básicosdependerádel pH del sistemade tintura. En el llamado punto isoeléctrico,el colágenotiene la mínima tendenciaa combinarionescolorantes. Cuandoel pH del sistemade tinturaes inferior al punto isoeléctrico, el colágenose combinacon aniones,y cuandoes superior,con cationes.Cuantomásalejadose encuentreel pH de tinturadel punto isoeléctrico, más rápidamente se combinaráel colágenocon loscolorantes iónicos. Por otro lado, estudiosrecientessobrecoloraciónde polvo de piel modificadacon agentescurtientesy sin modificar[15,161,han confirmadoque dentrodel procesode tinción, ademásde las interacciones ya conocidasentre el colágenode la piel y el colorante,existenotrasentre los agentescurtientesy las moléculasde colorante.Por tanto,ef mecanismode la coloraciónno se limitaa la interaccióncolágeno-colorante, sino que también entra en juego el complejo colágeno-agente curtiente-colorante, o ambossistemas a la vez. La presenciade curtientesen el cuero puede influir favorableo desfavorablemente sobrela capacidaddel cuero parafijar colorantesmediantefuerzassecundarias. Por ejemplo, los curtientesvegetales,al bloquearlos grupos peptídicosdel colágeno, reducenlas posibilidades de unionesdipolares.Loscomplejosde cromo incorporados a la piel, ofrecenunas posibilidades adicionales de unir colorantespor valencias coordinativas. Por otro lado, se han llevadoa cabo estudiostermodinámicos sobrede la afinidadde Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción 23 colorantes y a pielescurtidasal cromof17-191, ácidosa pielesnaturales confirmándose la naturalezaexotérmicay los valoresentrópicosposit¡vosdel procesode tinción, en amboscasos.Estopareceindicarque la espontane¡dad de la coloraciónde una piel no se ve afectadade formaconsiderable por la curticiónal cromo,lo cual no implicaque sÍ existandiferencias a nivel cinético. 11.3.Toxicologíade los Azocolorantesy Legislación En el oeste de Europa, la industriade los colorantesempezó a investigarlas propiedades eco-toxicológicas de los mismosmuchoantesde que existieranleyesque regularansu uso. Estudios al respectovienenllevándose a cabo desdehacemásde 30 años. Hoy en día, la legislaciónexige a químicosy fabricantes la evaluaciónde los riesgospotenciales de estetipo de sustancias. 11.3.1. Toxicologíade los Azocolorantes La necesidadde profundizaren el conocimientode los peligrospotenciales derivados de colorantesorgánicos y sus productos de degradación,condujo en 1974 a la fundaciónde la ETAD (Ecological and ToxicologicalAssociation of the Dyestuffsand Organic PigmentsManufacturinglndustry).Estaorganizaciónse ocupa, coordina y apoya amplios estudios sobre la toxicidad y ecologíareferentea colorantes.Sus resultados periódicosayudana paliarlos posiblesriesgosparala saludhumanay para el medioambienteque estoscompuestos provocan. Losdiferentestestsque puedenrealizarse paraevaluarel perfil eco-toxicológico de un productoqqímicodeterminadoson lossiguientes [2O,211: o r o o ¡ o . o Toxicidadcutánea Toxicidaddespuésde exposiciones repetidas Potencialde irritación Potencial de sensibilización Cenotoxicidad(Mutageneidad) Carcinogeneidad Toxicidadacuática Biodegradación Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 24 CapítuloIl A continuación se comentan la mutageneidad,la carcinogeneidad y la biodegradación,por seréstoslos testsmásdeterminantes a la horade establecer el carácter toxicológicode los colorantes azoicos. Mutageneidad Los peligrosgenotóxicosde los colorantesson analizadosen basea unos testsde mutageneidad, entrelos que destacan el testde Amesy el de Prival[22,23].El primero de elloses el másutilizado,mientras que el segundose tratade una modificación del anterior.Estosdos ensayosson sólo indicativos,ya que en ocasionesse han dado resultados discordantes trasla aplicaciónde ambostestsobrela mismamuestra. Carcinogeneidad El peligrocarcinogénico de los colorantessólo puedeserevaluadoexperimentalmente en basea estudiossobreexposiciones a largoplazoen animales.No existenevidencias que indiquenactividadcarcinogénica epidemiológicas sobreel hombre.En muchos casos,la carcinogeneidad del coloranteviene derivadade la presenciade aminasde conocido poder carcinogénicoen su estructura,las cualespuedenser liberadastras procesos de reducción. Biodegradación La degradaciónbiológicade colorantesbajo condicionesaeróbicases muy baja. Sin embargo,bajo condicionesanaeróbicas su metabolismopuede dar lugar a diversos productosde degradación.Los mecanismosdegradativosmás importantesde los azocolorantes, son la reacciones de oxidaciónv de reducción. Los procesos de oxidación metabólica ocurren preferentementeen los colorantes insolublesen agua y están catalizadospor el sistemamonooxigenasa microsomal representado por el citocromoP-540presenteen el hígado 124,251. Secaracterizanpor dejarintactoel grupoazo y puedendiferenciarse trestiposprincipales de oxidaciones: e C-Hidroxilación: se trata de una hidroxilación sobre anillo aromático, probablemente vía epoxidacióny posteriorreagrupamiento al fenol (Figurall.9) Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Introducción ¿\ 1tr Oxid. _ \ .__-__1// \/ ei G'*t F.-d;l r--¡ñ.---1-/ \¿) -------\ @(,FNs¡-.n f-) /V.A!l + rl \-/ FH, t/*¡". Oxid. -\ Figura 11.9. Oxidación metabólicade azocolorantes.C-Hidroxilación aromática. . N-Hidroxilación:Tíenefugarsobregruposamino primaríoso secundarios, o sobre gruposacetilamino(Figura11.10). puededar lugar,como producto Estadegradación final,a un nitreno,el cual puedeenlazarsecovalentemente a gruposnucleofílicos del DNA 125,261, comose muestra en la Figura11.11. O***4DM# offiffiB*offi H R- H, CH3 COCH3 Figura 11.10. Oxidaciónmetabólicade azocolorantes. N-Hidroxilaciónaromática. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. o o 'T\\ @R-* ,N -N/-N <= dRib. + lon Nitreno H /\ 'lI otl I *tT\r dRi d-Cuanosina FiguraILll" HNA-NAN' dRib. Reaccióndel compuestonitrenocon el DNA (guanosina). o Demetilación:Es el paso siguientea la oxidación de grupos metilo en N,Ndialquilaminas. El N-hidroxíderivado puedesera su vez demetiladoo dar lugara una especienitreno(Figurall.12l. N-Oxidación SegundaDemetilación - N \¡cHt OH -N tr tr Figura 11.12" Oxidación metabólicade azocolorantes.Demetilación. Por lo que respectaa los procesosde reducción metabólica,la reaccióndegradativa más importantees la rupturadel grupo azo, y tiene lugar preferentemente sobre los azocolorantes solublesen agua.La azorreductasa responsable por el estárepresentada sistemacitocromo P-54OINADPHmicrosomal,con el NADPH como donante de Dicho sistemase encuentraen el hígadoo es formadopor muchasespecies electrones. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducc¡ón 27 de bacteriasanaeróbicas presentes en la flora intestinal124,27,281. Existennumerosos trabajosen los que se compruebala biorreducción de azocolorantes tantoen el hígado en el tractogastro-intestinal 129-341como [35-321.El mecanismode la azorreducción en mamiferosimplica una transferencia de dos electronescon un radicallibre como (Figurall.13). intermedio t@n'"*@] f@*'"@l - | Radical tibre - J -¡2O L-s*"*91 @*n, Figura Il.l3. H,N€ Mecanismode Ia azorreducciónmicrosomal. Los metabolitosmás característicos tras la azorreducciónmetabólicade los colorantes son las aminas aromáticas,compuestos a los que se atribuye claros efectos carcinogénicos tanto en animalescomo en el hombre. Desde hace tiempo, se ha comprobadoel potencialcarcinogénicode arifamínastalescomo la bencidinao fa anilina [38]. Asimismo,la IARC(lnternational AgencyResearch for Cancer)estableció los riesgoscarcinogénicos potencialesque presentanciertasarilaminaspara la salud humana[39-41]. Las característicasestructuralesque presentan las aminas aromáticas, influyen decisivamente sobresu potencialcarcinogénico: o Posicióndel grupo amino: una posiciónlibre en para respectoa grupo amino, permiteuna C-hidroxilación en el anillo con la consiguiente destoxíficacíón de la molécula. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. . Presenciade grupossulfónicos:la presenciade estosgruposen la arilamina,hace que disminuyael tiempode permanencia de la mismaen el interiordel organismo, dificultandosu transporte al núcleocelulary favoreciendo su eliminación.Una recienterecopilaciónde datossobregenotoxicidad y carcinogeneidad de arilaminas sulfonadaspreparadapor la ETAD 1421,ha concluidoque estoscompuestos,al contrariode sus análogosno sulfonados,presentanmuy bajo o ningún potencial carcinogénico. o lmpedimentoestérico del grupo amino: se ha comprobadoque los derivados 3,3'-alquilbencidinas con cadenasCa o mayores,y los 3,3'-alcoxibencidinas con cademasC3 o mayores,no son mutagénicos, al contrariode sus análogoscon sustituyentes menosvoluminososcomo son la o-tolidinao la odianisidina[43] Unavez vistoslos puntosmássignificativos en la evaluación del perfileco-toxicológico de los azocolorante,en la Tabla ll.1 se recogenlos tres grupos en que pueden diferenciarse en funciónde su potencialcarcinogénicol2S,44l: Tabla II.l " Clasificaciónde los azocolorantessegúnsu potencialcarcinogénico. Propiedades Generales solubilidad Reacciones Metabólicas Presencia de Enaguao en . Reducción del grupoazo arilamina disolventes r N-hidroxilación de la amina potencial + .-c..qtgit9..gg.l]l_c..1................_..9I9éil.99..: Mantenimiento del grupoazo intacto Endisolventes . C-hidroxilación orgánicos ¡ N-hidroxilación . N-alquilación . Reducción del grupoazo Presencia de grupos SO,H tantoen el agenteacoplante Enagua +/- o Rápidaeliminacióndel organismo comoen arilamina 11.3.2. LegislaciónRelativaa ColorantesAzoicos La concienciaciónsobre cuestionesmedioambientales, junto con el creciente conocimientosobrela toxicidadde ciertoscolorantes de [45], hizoque los legisladores Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Introducción 29 muchospaísesreaccionaran presentando y aprobandodistintasleyesy decretosque regularansu fabricacióny uso. Legislación en los EEUU En 1974, la OSHA (OccupationalSafetyand Health Administration)reguló como cancerígenas las aminasbencidina,3,3'-diclorobencidina, 1-naftilamina, 2-naftilamina y 4dimetilaminoazobenceno/ estableciendo las siguientesconcentraciones máximas olo que puedan en materíalesa los estarexpuestosfos trabajadores:1 para la I-naftilaminay 0.1% parael resto[46].La FDA (Foodand DrugsAdministration) ha regulado en distintasocasionesla presenciade ciertasaminasaromáticascarcinogénicas en colorantesempleadospara la manufactura de alimentos,drogasy cosméticos,como son el FD&CYellow No5 (Tartracina) [47] y el FD&CYellow No6 (SunsetYellow FCF) concentraciones máximasde 1ng/kgparaalgunasde ellas,como la [48], estableciendo bencidina.Asimismo,en 1991 se promulgóun listadode aditivosalimentarios que debíanestarsujetosa regulación[49]. Legislación de la Unión Europea En la DirectivaCEE62/2645 t50l y sus modificaciones,se fijaron límitesde tolerancia en el uso de colorantesalimentarioscomprendidosentre una dosisdiaria, referidaa peso corporal,de 0.1 mg/kg para la curcuminay 2.5 mglkg para la eritrosinaentre otros. La normativabásicade las ComunidadesEuropeassobre la proteccióncontra los riesgosrelacionadoscon la exposiciónde agentesquímicos,físicosy biólogicosse halla íncluídaen la DírectivaMarco CEE80/11o7 [511,a partir de la cual se han desarrolladouna seriede directivasespecíficas sobresustancias concretas.Entreellas, la única referentea aminasaromáticases la DirectivaCEE88/364 [52] en la que se prohibela fabricacióny usode productosque contengan4-aminobífenilo, bencidinay sussales,2-naftilamina y sussalesy 4-nitrobifenilo en cantidades superiores al 0.1%. Sin embargo,la legislaciónmásprogresiva se encuentraen la Propuesta modificadade Directivadel ConsejoCOM(S9)[53] referentea la protecciónde trabajadores contra los riesgosrelacionados con la exposicióna compuestos carcinogénicos duranteel trabajo (entreellos lasarilaminasy derivadoscomo los colorantes). En estesentido,se publicó la Directiva CEE 901394[54], que contiene los requisitosmínimos que han de cumplirseen las actividadesdonde los trabajadores se encuentreno puedan estar expuestos a agentescarcinogénicos [55,56]. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Legislación en España España,a"aíz de su incorporacióna la ComunidadEuropea,ha ido adoptandoen su legislaciónlas anterioresnormativas comunitarias. Así, la única legislaciónreferentea aminasaromáticas queda reflejadaen el BOE N" 24 de fecha 21-1-gO, derivadade la DirectivaCEE88/364,donde se prohibela produccióny el uso de 4-aminobifenilo, bencidinay sussales,2-naftilamina y sussalesy 4-nitrobifenilo. La transposición a la legislaciónespañolade la DirectivaeuropeaCEE90/394,es el RealDecreto665/1997 de 12 de mayode 1gg7 Í571,referentea la protecciónde los trabajadores en la industriaquímicacontra los riesgoscausadospor la exposicióna agentescarcinogénicos, como por ejemploarilaminasy colorantesderivadosde ellas ls6l. Legislación en Alemania La "TechnischeRegeln für Gefahrstoffe(TRCS)"(Regla Técnica para sustancias Peligrosas) No 614, publicadaen Alemaniaen septiembre de 1993[58],recomendaba no emplearcolorantesazoicosque, por desdoblamiento de uno o variosgruposazo, pudieranliberaralgunade lasveintearilaminas cancerígenas indicadas en la Tabla1.1. Estasaminasfueronextraídas de las listasalemanas MAK (máximaconcentración en el puestode trabajo)[59], donde se recogenlas sustancias carcinogénicas o sospechosas de serlo,y se establecela máximaconcentración admisibleen los lugaresde trabajo agrupándolas en funciónde su peligrosidad. Así,se establece la siguienteclasificación: MAK f f f: Compuestoscarcinogénicososospechosos deserlo o lll A: Con seguridad carcinogénicos ' lll A 1: Carcinógeno en el hombre lll A 2: Carcinógeno en animales o f lf B: Sospechosos de ser carcinogénicos De lasaminaslistadas en la Tabla1.1,la bencidina, la 4-aminobifenilo, la 2-naftilamina y la 4-cloro-2-metilanilina pertenecenal grupo lll A 1, mientrasque las dieciséis restantes pertenecen al grupolll A 2. El 15 de julío de 1994,el gobiernofederalalemánhizo suyala recomendación de la TRCSNo614,y publicó el segundodecretomodificador[60] del Decretode Objetos Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Introducción _tl de Consumo(BCV)[61],en dondese prohibíala fabricación, importación y ventade objetosde consumoteñidoscon azocolorantes que liberasenalguna de las veinte arilaminastras la disociaciónde uno o varios grupos azo, a tenor del apartado5, párrafo1, No6 de la Ley sobreAlimentosy Objetosde Consumo(LMBC) 1621.La prohibiciónde fabricación e importación entrabaen vigora partirdel 1-1-95,mientras que la de comercialización lo hacíaseismesesmástarde:el 1-7-95.Posteriormente, se fueronpromulgandouna seriede modificaciones que en las se fueronretrasando estos plazos.En el Tabla11.2, se recogeel calendariode la legislación alemanarelativaa colorantesazoicos. Tabla 1I.2. Calendariode la legislaciónalemanarelativaal uso de colorantesazoicos. Ley/Decreto Promulgación BCV [61] 104-92 LMCB [62] 8-7-93 TCRSNo614[58] 1'Modificacióndel BCV [63] sept-93 2a Modificacióndel BGV [60] 3" Modificacióndel BGV [64] 4" Modificacióndel BCV [65] 5aModificacióndel BCV [66] 114-94 '15-7-94 Prohibición de Ia Prohibición de la Fabricación e Venta 1-1-95 1-7-95 16-12-94 30-6-95 31-12-95 10-7-95 31-3-96 30-9-96 B-11-96 31-3-97 31-12-98 Lospuntosmásdestacables derivadosdel decretoy sucesivas modificaciones, son los , siguientes: a a Seregulansólo objetosde consumoque entranen contactodirectocon la piel. Entrelas arilaminasprohibidasno se encuentran ni la o-anisidina ni la p-aminoazobenceno,recientemente reguladas como seguroscarcinógenos en animalespor y la comisónalemanaMAK [62]. la Unión Europea El azocolorantelibre no se consideracomo objetode cosumo,y por tanto no entra dentrodel ámbitodel decreto. Tampocose regulanproductosauxiliaresparael acabado,curtientes, colorantesno azoicosy, recientemente, azopigmentos de pesomolecularsuperiora 700 [68]. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 32 capítulo II Es importantehacernotar que en el texto del decretoy modificaciones, en ningún momentose especificael métodoanalíticoparala determinación de lasarilaminas,ni se establece concentración límitea partirde la cual una muestraincumplela normativa vigente.Así, la presencia de 1 nglkgde aminaprohibidaen la muestrapodíasignificar ya existeun normaalemanaDIN al respecto[69] donde se su rechazo.Actualmente, estableceun límite de 30 mg/kgsobreproductoacabado.En el apartado11.4.2, se tratarácon másdetenimiento el contenidode estanorma. El Decretosobreobjetos de Consumoes, en principio,de ámbito alemány no se aplica en e[ resto de la Unión Europea.A pesar de ello, este decreto tiene prácticamente validezmundialya que Alemaniaes uno de los principalesimportadores de artículosde cuero[38]. Legislaciónen otros paíseseuropeos En cuanto a la legislacionrelativaa azocolorantes existenteen el resto de países europeos,las autoridadessuizasimpusieronen marzo de'1995 restricciones legales acerca de cantidadesmáximas de aminas aromáticasliberadasde colorantes hidrosolublesen contactocon niños [70], estableciendo límitesde 50 mdkg para el contenidototal de anilinay sus derivados,y de 5 mg/kgparael total de bencidina, 2-naftilamina, 4-aminobifenilo y demásaminasde similarcomportamiento fisiológico. Por otro lado,el 1 de agostode 1996 se promulgóen Holandauna ley semejantea la alemana,mientrasque en Dinamarcase planteanregulaciones en un breveespaciode tiempo[68]. 11.4. Análisisde Azocolorantes en Basea lasArilaminasLiberadas El análisisde colorantesazoicosconstituyeun extensocampode la químicaanalítica del que se puede recogerinformaciónmuy diversaen cuantoa métodosy a técnicas instrumentales utilizadaslTll.Entreestasúltimas,la másfrecuentees HPLCacopladaa detectoresde MS o UV-Visible[72-85],aunquetambiénse ha utilizadoen ocasiones CC [81], ElectroforesisCapilar (CE) [86,87], TLC [BB-94]o Espectrofotometría [95]. Asimismo,se describenestudiosa nivel cualitativo,por medio de la identificación estructural a travésde MS Í96,94. Un caso particulardentro del análisisde azocolorantes es la determinaciónde las arilaminasliberadastrassometerlos a procesosde reducción171,981, del que se hace Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Introducción 33 uso en estamemoriaparael estudiobien seadel mísmocolorante,o bien de cuero no se encuentfanen teñido.Así, lasarilaminasa determinarduranteestainvestigación en formade azomolécula. estadolibre,sinoque estáncombinadas Teniendoen cuentaesto, una distribuciónoportunade la bibliografíadisponible referenteal análisisde arilaminas,seríala distinciónentreel estudiode las mismasen en azocolorantes o materiales teñidos. estadolibre,y en estadocombinadopresentes la informaciónse recogesegúndichadistinción. En los apartados siguientes ll.4.L Análisisde ArilaminasLibres Respectoal análisisde arilaminasen estado libre, en la bibliografíase pueden encontrarestudiosrealizadossobremezclaspatrónde las mismaso sobredíferentes (humode tabaco,aguasde desecho,colorantes, muestras biológicas, tiposde sustratos extracción.En ciertos trabajosno se lleva a cabo etc.) tras la correspondiente por separado. los compuestos 5in embargo,el análisis separación alguna,analizándose precedido de una separación medíantetécnicastales va normalmente cromatográfíca Electroforesis Capilar[99]. Por como TLC, HPLCo CC, y tambiénmás recientemente otro lado, es muy frecuentela derivatizaciónde las aminasen función del tipo de que facilitansu determinación. en compuestos detecciónempleado,transformándolas previa,se encuentran Por lo que respecta al análisisde arilaminaslibressin separación métodosderivatizantes: trabajosen los que se haceusode los siguientes a a a (estructuras en Figurall.7) tales con agentesacoplantes Diazotacióny acoplamiento sal R [103-105], ácidochicago[106],1-naftolÍ107,1081, como ácido H [100-102], fenolUon, N-(1-naftil)etilendiamina[102,103,110-112], N-(1resorcinol Í1O7,1091, N-sulfatoetil-mtoluidina ácido 3-hidroxi-2o naftil)etilendiamina Í1O21, [103] (ED). naftoico[103],seguidode detecciónespectofotométrica (cloranilo)[113],seguídode ED. Reaccióncon tetraclorobenzoquinona Reaccióncon 9-cloroacridina [114],seguidode ED. del cloruro en Reaccióncon clorurode picrilo [115] y posteriordeterminación exceso. y posteriorvaloracióncon en dímetifformamída Reaccióncon metilisotiocianato iodatopotásicoen medioácido[116]. prevíaen TLC,se hacenecesarioel En cuantoal análisisde arilaminascon separación Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 34 Capítuloll reveladode las placastrasla eluciónpara su posteriordetecciónespectrofotométrica (EO¡6 fluorimétrica(FD).Lastécnicasderivatizantes másempleadas son lassiguientes: a a Diazotación y acoplamiento con resorcinol [107]o con 1-naftilamina n1n, seguido de ED. Reaccióncon 4-dimetilaminobenzaldehido (reactivode Ehrlich)Í117-1201, seguido de ED. Reacción con 4-dimetilcianamaldehido [121],seguidode ED. Reacción con 4-fenilespiro(furan-2[3H]-1'-ftalan)-3,3'-diona (fluorescamina) [118,122], seguidode FD. Reacción con o-ftalaldehido ['t1B],seguidode FD. En cuantoal análisisde arilaminas por HPLC,se puedehaceruna primeradistinción entre uso de cromatografía de adsorcióny de cromatografía en faseinversa,aunque tambiénhaydescritoun estudiomediantecromatografía por lo de cambioiónico 11231. que se refierea la cromatografíade adsorción,todos los estudiosencontradoshacen referenciaa determinaciones sin derivatizaciónprevia y haciendouso siemprede detecciónUV-Visible[1244 2n" Por lo que respectaal análisispor HPLCen faseinversa,puedenencontrarse estudios y sin con derivatizaciónprecolumna.Así, analizandolas aminas como tales, se encuentrantrabajosen los que se emplea detecciónUV-Visible[120,128-141]o detecciónelectroquímica Porotro lado,en losestudios [133,134,142-148]. disponíbles con derivatización previa,seempleanlos siguientes métodosderivatizantes: Diazotacióny acoplamiento con sal R [149-152]o con pirazolonaT [149-151],y posteriordeteccióncon DAD. Reaccióncon fenilisocianato [153],seguidode detecciónUV-Visible. En estoscasos,se emplea siempredetecciónUV-Visibledado que los colorantes resultantesde la derivatizaciónpresentanuna gran absorbanciaen este rango del espectro. Se han descrito también determinaciones de arilaminassulfonadaspresentesen colorantesalimentarios,como intermed¡osde reacciónno combinadosdurante su síntesis, talescomo el ácido p-sulfanílico o el ácido p-naftiónico1154-1561, por medio de HPLC/UVde par iónicoen faseinversay utilizandoel fosfatode tetra-n-butilamonio Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción 35 como reactlvcen la formacióndel par iónico. El empleo de la derivatizaciónen los trabajosreferentesal análisispor CC, está condicionado al tipo de detecciónque se use.Porun lado,sin derivatización previase encuentran estudiosempleandodistintostiposde detectores: de lonizaciónde Llama (FfD) [141,157-162], de MS [163-167],específicode nitrógenoy fósforo (NpD) de coductividadtérmica(TCD)[169]o de capturaelectrónica(ECD) [158,162,168], químicas transformaciones de lasaminasparasu posterior 1168].Porotro,se describen cuantificación,empleando los métodos derivatizantesy sistemasde detección siguientes: (TFA),con ECD1170,1711 Formaciónde lastrifluoroacetamidas o MS 1172,173). a (PFP). Formación de laspentafluoropropionamidas con ECD[139,168,170,174-1791 o MS[172,173,1797. ¡ Formación (HFB),con ECD [136,170,176,180-182] de lasheptafluorobutiramidas o MS 1172,1731. O (PFO),con FIDo MS [183]Formación de lasperfluorooctanamidas a (CA),con ECDo MS [123]. Formaciónde lascloroacetamidas o (DCA),con ECDo MS [123]. Formaciónde lasdicloroacetamidas a (NPM), Formación de lasN-permetilaminas con un FIDt1B4l. a Formacióndel derivadotras reaccióncon pentafluoropropionilimidazol (PFPI), con F I Do M S [ 1 B s ] . a Formaciónde los derivadosbromados,con ECD[186]. a Formaciónde losderivadosiodados,con ECDUBn. a Sililación con N-(tercbutildimetisilil)-N-metiltrifluoroacetamida seguido de trifluoroacetilación con N-metilbis(trifluoroacetamida), con MS o AED t1BBl. a La utilidadde la derivatización en la determinación de las arilaminasse pone de manifiestoen el casode CC/ECD,cuyo empleoestácondicionadoa la existenciade elementoshalógenosen los compuestos analizados. aa.4.2.Determinaciónde Arilaminasen Coloranteso MaterialesTeñidos Una vez revisadoel análisisde aminasaromáticas en estadolibre, a continuaciónse recoge la informaciónreferentea su determinaciónen colorantesazoicos y en materiales teñidosempleadosen la industriadel calzado,como sonel textily el cuero. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 36 Capítulo Il dentrode en formade azomolécula combinada En estecaso,la arilaminase encuentra la liberación la estructura del colorante,por lo que es necesarioparasu determinación grupo reductor un agente medio de azopot de la mismatrasreduccióndel [189].La analizada, biensetratede segúnel tipo de muestra información disponibleseclasifica colorantecomo tal o bien de muestrateñida, haciendoespecialhincapié en las empleado. condiciones del procesode reducción los agentes disponibledonde se analizaazocolorante, En cuanto a la bibliografía el cloruro de estaño reductoresmás empleadosson el ditionito sódico (Na2S2Oo¡, (H2lPd). (SnClz) y la hidrogenación catalíticaheterogénea sobrepaladio s€ recogendiversostrabajosdonde se emplea una Por lo que respectaal Na2S2Oa, en peso.En comprendidaentre 1 y 2O,expresada relaciónagentereductor/colorante ambientey con un pH de la partede ellos,la reducciónse llevaa cabo a temperatura dado por la propiadisolución disoluciónacuosadel coloranteentre2 V 3 Í190-1921, la reducciónse realizaa estudios [193],o básico|94,1951.Porotro lado,en diversos oC, entre70y 100 empleandoun pH ácido [196],dado temperaturas comprendidas Entodos entre8.5 y 11.4 Í199-2031 por el propiocoloranteU97,1981, o comprendido los casos,el tiempo duranteel cual la muestrase encuentrabajo la accióndel agente reductorestácomprendidoentremediominutoy una hora.Con ditionitosódicocomo agente reductor,se han analizadotambién colorantesinsolublesen agua Í2041, disolviéndolosen metanol caliente y agregando una relación milimolar un tiempode 5 comprendidaentre14 y 98, dejandoposteriormente ditionito/colorante '12 a minutos. se utilizan Respectoal empleo del SnCl2 como agente reductor Í138,204-2061, entre 1 y 4, disolviendola muestrabien relacionesmolaresagentereductor/colorante del colorante. de la solubilidad en metanola ebullicióno bien en agua,dependiendo Posteriormentese agrega el SnCl2 como disolución entre 0.2 y 3 M en HCI concentrado. Por último, en cuanto al empleo de hidrogenacióncatalíticaheterogéneasobre de gasesdonde paladio,éstase realiza"in situ" en el mismoinyectordel cromatógrafo se lleva a cabo el análisis[205]. En estecasoel métodose proponecomo técnica cualitativaparaidentificaraminasaromáticas. teñidos,talescomo textil o de arilaminasen materiales En cuantoa la determinación cuero, previamentea la reduccióndel colorantese hace necesariala extraccióndel mismode la matrizestudiada.Hastahacepoco no ha existidoun métodooficial que Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción 37 unificarael procedimientoanalíticoen todos los laboratorios. En consecuencia, cada uno de ellosempleabasu propiométodode análisiscon fa consíguiente varíabílidad tantoen procedimientos como en resultados obtenidos. La bibliografíadisponibleal respecto,recogetrabajosprincipalmenteorientadosa análisisde textiles,siendolos estudios sobrecueromuchomásescasos. Entodosellos se haceusodel mismoagentereductor:el ditionitosódico. En cuantoal análisisde materiales textiles,se describeun procedimiento donde la muestrase humectaen aguaa70 ! 5 "C y, sin ajustarpreviamente el pH, se agregael agentereductort2}n. Por otro lado, se encuentrandiversosestudiosL199,208-21O1 donde la muestratextilse hidrolizaen 10-25ml de NaOH 1 M a reflujodurante30 minutos,se adicionade 0.2 a 0.5 gramosde ditionitosódicopor gramode muestra, y se mantienedurante30 minutosmásen esascondiciones. Respectoal análisisde cuerosteñídos,se describeun procedimientoen el que se (pH alrededor humectala piel en 200 ml de disoluciónamoniacal de 1'1.5), agregando 0.4 g de ditionito sódico por gramode muestray agitandodurante t hora a 60 oC [201]. Por otro lado, tambiénse recogeun análisisllevadoa cabo en medio ácido, piel molidaen 15 ml de HCI 2 M y calentándola humectando al baño maría,tras lo gramos por cual se agregan0.5 de ditionitosódico gramode muestray se agitadurante 1 5 m i n u t o st 1 9 6 1 . Losprocedimientos empleadosparael análisisde lasarilaminasliberadasasícomo las técnicasinstrumentales utilizadas,en términosgeneralesson los recogidosen el apartadoanterior. Como puede comprobarse,el procedimientomás extendido en el análisis de materiales teñidosse llevaa caboen mediobásicofuertey con una hidrólisispreviade la muestraen condícionesbastante La aplicaciónde estemétodoes necesaria drásticas. para poder abarcaren el análisisa los azopigmentos ademásde los azocolorantes Í199,2091. Sin embargo,la aplicaciónde talescondiciones da lugarfrecuentemente a la detección de arilaminasque, en principio,no parecenliberarsecomo consecuencia de la disociacióndel grupoo gruposazo presentes en el colorante,provocandolo que se ha dado en llamar"falsospositivos".Losejemplosde estetipo máscomunesdescritosen la bibliografía sonlossiguientes: Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 13_ CapítuloIl 1. Detecciónde 4-cloroanilinaen el PigmentRedB Sewekowy col. [67,211]y Puntenery col. [38], describenla posibilidadde la formaciónde la 4-cloroanilinatras el análisisdel colorantePigmentRed B, a consecuencia de la hidrólisis del grupoamídicopresente en la molécula(Figura11.14). Cl: PigmentRed8, 12335 Figura 11.14"Liberaciónde 4-cloroanilina,trasel análisisdel PigmentRed B. 2. Detecciónde bencidinaen el Acid Blue150 Los mismosautores,explicanla posibleformaciónde bencidinatrasel análisisdel colorante antraquinónicoAcid Blue 150, producto de la escisiónde los enlaces amínicosque la unenal restode la molécula(Figura 11.15). so3H C l :A c i d B l u e1 5 0 ,6 1 1 3 0 Figura ll.l5" Liberaciónde bencidina,trasel análisisdel Acid BIue 150. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción 39 3. Detección de 2,4-diaminotoluenoy 4,4'-diaminodifenilmetano en cueros acabadosde poliuretano En variostrabajosf67,38,199,200,211,2121, se alude a la formaciónde estasdos prohibídas arílamínas traseÍ análisisde textilesy cuerosacabados con recubrimiento (TDl)o al 4,4'-metilende poliuretanosintetizado en baseal 2,4-toluendiisocianato (MDl), difenilisocianato como consecuencia de la hidrólisisde unidadesde uretano (Figurall.16). t,4'-Diaminodifenilmetano Figura II.l6. Liberaciónde 4,4'-diaminodifenilmetano tras el análisisde materialesacabados con recubrimientode poliuretanoen baseal 4,4'-metilendifenilisoc¡anato. 4. Detección de 2-naftilamina en azocolorantessintetizadosa partir del ácido 2-amino-1-naftalenosulfónico VarÍosautoresÍ38,67,21'l que sufreel ácído2-amino-'lla desulfonación ,2121descíben naftalenosulfónico duranteel análisis,tras su liberacióna partir de colorantesque lo contieneneh su estructura como aminade partida(Figura11.17). T------ - l*ru-n' Azocolorante derivadodel ácido2-ami no-1-naftalenosu lfónico FiguraII.l7. Liberaciónde la 2-naftilaminatrasel análisisde azocolorantessintetizados a partir -n del ácido 2-ami no- I aftalen osuIfónico. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 40 Capítulo ll con amidasde ácidoacetacético 5" Detecciónde aminasen azocolorantes y col. [38],describenla posibleliberación de aminastrasel análisisde este Puntener de la hidrólisis del grupoamídico(Figurall.1B). tipo de colorantes, comoconsecuencia Azocolorantecon amida de ácido acetacético Figura ll.lB. Liberación de arilamina tras el análisis de azocolorantes con amidas de ácido acetacético. con heterociclos en su estructura 6. Detecciónde aminasen azocolorantes heterocíclicas en señalanla posiblerupturade estructuras Losmismosautores138,2131 que lascontienen,con la consiguiente liberaciónde amínasen ciertoscasos colorantes ( F i g u r lal . 19 ) . Azocoloranteheterocícl ico con heterociclosen Figura 11.19. Liberación de arilaminatrasel análisisde azocolorantes estructura. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 SU Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Introducción 41 a partir de anilina 7. Detecciónde -aminobifeniloen azocolorantes sintetizados en los que se detectala 4-aminobifenilo Existeun determinado tipo de colorantes tras como productode partidaen su su análisissin haberseempleadoaparentemente El denominador común de todoselloses el empleode anilinacomo amina síntesis. baseen la manufactura. se alude al método analítico como el En diversostrabajos138,67,211,213-2151, En la Figura 11.20se muestrael causantede la formaciónde 4-aminobifenilo. para postulado por y Puntener col. [213] explicarla formaciónde la 4-amimecanismo nobifenilotrasel análisis de colorantes sintetizados a partirde anilina. intermediode Dichos autoresse basanen la formaciónde un hidrazocompuesto, reducciónentre el azocompuestoy las aminas liberadas,como posible fuente de posteriormente formaciónde radicalesfenilo 12161.Dicho radicalreaccionaría con la anilinaliberadatrasla reduccióndel grupoazo, originandola 4-aminobifenilo. /A (( l) \\J/ ,FJ, (( ) )_t¡:t¡_Rr H ->\/ N-N \--,/ /\ HAr Azocolorante Hidrazocompuesto /\ t/\ Ar-NH2 + (( 1-\ \-/ v )F¡¡H. I Y M*,, V\r' 4-Aminobifenilo Figura 11.20. Formaciónde 4-aminobifeniloa partir de azocolorantesderivadosde anilina, trassu reduccióncon ditionito sódico. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Como consecuenciade los problemasque acarreabanla existenciade lod "falsos positivos",en Alemaniase intentó establecerun método que evitaraeste tipo de resuftados. La casacomercialBayerhaceuso de un procedimientoparael esludiode muestrastextilesque, con ciertasmodificaciones y trasser comprobadocon éxito en análisisinterlaboratorio, se incluyeen la colecciónoficialde procedim¡entos dd ensayo segúnel apartado35 de la Ley de Alimentosy Objetosde Consumot2171.Dicho procedimientofue adaptadoparacueros,publicándose en marzode 1997 l{ norma alemanaDIN 53316 [69], cuyasdiferenciasmássignificativas con respectoal lmétodo en mediobásiconormalmente utilizado,sonlassiguientes: . a a a La reducciónse llevaa caboa 70 oCen lugarde a reflujo El pH del medioacuosoen la reducciónesde 6, en lugarde 13 Seemplean0.6 g de ditionitosódicopor gramode cuero,en lugarde 0.2 g Se estableceun concentración límitede aminaprohibida:30 mglkgreferidda peso de muestra Entre muestrastextilesy cueros,la única diferenciaque presentael análisfs es el previo desengrasado con n-hexanoa que se someteel cuero, para evitarposibles interferencias en la posteriordeterminación de lasaminas. No obstante,los erroresoriginadosde la detecciónde arilaminastalescor¡1ola 4aminobifenilo o la 2-naftilamina, no se consiguen eliminardel todo con la aplicación de este nuevo método 138,67,218,2191. En casode detecciónde uno de estosdos compuestos en cantidades superiores a 30 múkg, es necesario disponerde información adicionalacercade la estructuradel colorantepara poder dar resultadopositivocon totalseguridad. Por otro lado, la bibliografía tambiénrecogeestudiosdondese afirmaque la detección de ciertasarilaminas,no empleadasa priori en la síntesisdel coloranteanalizado, pueda ser debida a reaccionesy/o procesossecundarios ocurridosen la síntesisdel mismo o el estadode las materiasprimas utilizadas.Así, varios autores[2OO,212] apuntana la posibilidadde que la 2-naftilamina detectadaen colorantessintetizados a partirdel 2-amino-1-naftalenosulfónico, puedatratarsede un contaminante presenteen éstaúltima como consecuencia de una sulfonaciónincompletadurantela fabricación prima de la materia [2121(Fieurall.21). Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción ¿+J oo--* H2S04 1 6 00 c ruu. l-v\r-NH' \l,w Acido 2-amino-1-naftalenosulfónico 2-Naftilamina Figura II.2l. o o-$-o Síntesisdel ácido 2-amino-\-naftalenosulfónico. Casossimilaresa éstese han descritoen colorantes alimentarios sintetizados a partirde aminassulfonadas de la anilina,p-cresidina o 1-naftilamina En estos [28,149-152]. casos,se alude inclusoa la posibilidad de que la desulfonación de las arilaminas de partidaocurraduranteel procesode síntesis de loscolorantes correspondientes. Un ejemplode reacciónsecundaria ocurridadurantela síntesis, es la formaciónde la 4,4'-nitrobifenilo en la fabricacióndel DisperseBlack9 (Figura11.22),la cual se reduce a la bencidinatrasel análisis del colorante, segúnafirmanOh y col. [200]. or*-1fl-*", \/ NaNo' 1'HCI' , ,@"<!ü_:ffi NasH r,*-1-\-*:*-rlA-*a:ru-:*':" V V \cH2-cH2oH DisperseBlack9 Figura 11.22. Síntesisdel coloranteDisperseBlack 9. Dicho compuestoseformaríacomo consecuencia del acoplamiento entredos radicales nitroarilo,originados en la diazotación de la arilaminaa paftirde la cual se sintetizael (Figura la 4-nitroanilina 11.23). colorante: Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 44 ca7ítulo ll Figura 11.23. -Formacióndel 4,4'-nitrobifeniloa partir de Ia 4-nitroanilina,durantela síntesis del coloranteDisperseBlack9. seala detecciónde 4-aminobifenilo en Quizás,el casoque planteamayorcontroversia colorantessintetizados a partir de anilinacomo amina base.Así, existenautoresque achacanla aparicióndel 4-aminobifenilo al procesode síntesis del colorante[152,200], al contrariode la hipótesisanteriormente expuesta. G*:*. *"p*ra Ruptura Heterolítica o. / Homolítica \ o)-':N-X I o"n I /A i \_-/2..N2+x. ^r@ re \ (orto, meta y para) ^r@ (orto, meta y para) @-:*€,",. Figura 1/.24. Especiesformadas a partir de Ia diazoanilina tras pérdida de nitrógeno según ruptura homolítica y heterolítica. La teoría que atribuye la formacióndel 4-aminobifeniloal procesode síntesisdel colorante,se basaprincipalmenteen los procesosde descomposición en que se ven Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lntroducción involucradas las salesde arildiazonio traspérdidade nitrógenolibre 1220-2231, En la Figura 11.24se muestranlas especiesa que da lugar la díazoanílínatras (formacióndel carbocatión) desprendimiento y de nitrógeno,segúnrupturaheterolítica homolítica(formación del radical). El que la decomposición tengalugarde unaformau otra,dependede la naturaleza del y arildiazonio de lascondiciones de reacción. Existen diversas citasdondese describe la reacciónde dediazonaciónheterolíticay posteriorreaccióndel carbocatiónarilo resultantecon un nucleófilo,bajo condicionesácidas1224-2321. Por otro lado, es ampliamente conocidala reacciónde Gomberg-Bachmann, en la cual se producela formacióndel radicalarilo a partirde la sal de arildiazonio, en condicionesbásicas dandolugara bifenilosen presencia de disolventes aromáticos. [233-240], Oh y col. [200], paraexplicarla formacióndel 4-aminobifenilo duranteel procesode síntesisdel coloranteAcid Creen 114 (Figura11.25), se basanen la formacióndel carbocatiónfenilo a partir de la diazoanilinaen condicionesácidas (ruptura heterolítica). *"ó**_@*, ffii",.óü;;e, ,so3H ?" Tlh vvr¡lq NH nrtr So.t SO3Na A .-.,r\7,\4"* r.Hcl, NaNo2 (,^\ i ))-NH" - -2 . A ,p H - e \-Zl ?" fl' sz-*- q":_1ffi*:*@*-@*:*_oF* v/ A-* ^r"o.s/VV\so.^¡" Xo"*" Acid Creen 114 Figura 11.25. Procesode síntesisdel coloranteAcid Creen114. Segúnestosautores,la 4-aminobifenilo se formaríadurantela diazotaciónde la anilina posteriormente empleadapara la síntesis del Acid Creen 114, condensando con el agenteacoplanteen mediobásico(Figura11.26). Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 46 Capítuloll Bailey[152]indicaotraposiblevía de formación del 4-aminobifenilo durantela síntesis a partirdel 1,3-difeniltriaceno formadotrasreacciónentrela diazoanilina y la anilina. La descomposición térmica[2a1] o fotoquímica[2a2] del 1,3-difenildíaceno puede conducir,no sólo a la formaciónde biarilostalescomo la 4-aminobifenilo, la 2aminobifenilo o el bifenilo,sinotambiéna otrasespecies (Figura comola N-fenilanilina |.2n. G* __re'rere?___ @_o__=.__> lQ,!-q_ HCl, NaNO2 SO3Na SO3Na Acid Green114 Figura 11.26. Formación de 4-aminobifenilo durante la síntesisdel colorante Acid Creen l t4. Una pruebade la formaciónde 4-aminobifenilodurantela síntesisde este tipo de colorantes, es la deteccióny cuantificación de la mismatrasla extracciónde una serie de azocolorantes alimentarios sintetizados a partirde anilina1149-1521. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index lntroducción 47 @*. 4-Aminobifenif o 2-Aminobifenilo N-Fenilanitina Bifenilo Figura 11.27" Formación de haminobifenilo, 2-aminobifenilo, N-fenilanilina y bifenilo a partir de la descomposición del 1,3-difeniltriaceno. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 lll. Objetivos Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index Objetivos 51 El objetivofundamentalde estetrabajoes el establecimiento de un métodoanalítico capazde determinar mínimascantidades de lasarilaminas prohibidas por la legislación alemana(Tabla1.1)en colorantes azoicoso pielesteñidas.Asimismo,se tendránen cuenta también otros compuestos tales como la anilina, por ser utilizadacomo productode partidaen la síntesis de muchosazocolorantes, o los isómerosm-toluidina, p-toluidina,2-cloroanilina, 3-cloroanilina, 1-naftilamina y 2-aminobifenilo, con el fin posibles de estudiarlas interferencias que su presencia provocasobrela determinación de lasaminasprohibidas. El procedimientode trabajoque se estimamás apropiadopara el desarrollode la investigación, es el siguiente: 1. Establecimiento de las condicionescromatográficas en HPLC/DADy en CC/MS parael análisisde lasaminasaromáticas tantoa nivelcualitativocomo cuantitativo. 2. Estudiode las condicionesde preparaciónde la muestrapreviasal análisis cromatográfico de la misma,y las de extracciónlíquido-líquidode las arilaminasa partirdel medioacuosoresultante del procesode reducción. 3. Optimización de las condicionesde reducciónde azocoloranteestableciendo parámetrostalescomo tipo de agentereductor,relaciónagentereductor/colorante, pH inicial del medio, tiempo de reduccióny temperaturade trabajo. Asimismo, se estudiaránlas posiblesreacciones y/o procesossecundarios paralelosa la rupturadel grupo azo, haciendohincapiéen aquellosque influyande maneradirectaen el resultado finaldel análisis. 4. Establecimiento del métodode análisisparala determinación de aminasaromáticas en cuero téñ¡do. Posteriormente, se llevaráa cabo un estudiocomparativocon el procedimientoespecificado en la norma alemanaDIN 53316 haciendouso de muestraspatróny cuerosacabadoslistosparala venta. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. IV. Materialesy TécnicasExperimentales Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. M aterialesy TécnicasExperimentales 55 1V.1.Materiales A continuación,se indicantodoslos compuestos, reactivos y disolventes empleadosen estamemoria.Lasestructuras moleculares tantode lasaminasaromáticas como de los colorantesazoicos,se recogenen el capítuloXlV. |V.1.1.AminasAromáticas Lasaminasutilizadasfueronadquiridasa partirde variascasascomerciales y mientras no se especifiquelo contrario,todasfueronde calidadparaanálisis. Aldrich: sigma: Fluka: Merck: 2,4-Diaminoanisol,4-aminofeniléter,o-toluidina, 2-metoxi-5-metilanilina, 4,4'-tiodianilina, 4-cloro-2-metilanilina, 4-aminobifenilo v o-aminoazotolueno. 2-Amino-4-nitrotolueno, 2,4,S-trimetilanilina, y 3,3'-diclorobencidina. 2,4-Diaminotolueno, bencidina,o-dianisidina y o-tolidina. 4,4'-Diaminodifenilmetano, 4-cloroanilina,anilina, 2-aminobifenilo, 2-naftilamina,2-cloroanilina(parasíntesis)3-cloroanilina,m-toluidina (parasíntesis), y p-toluidina(parasíntesis). CPSChemie + Seryice: 3,3'-Dimetil-4,4'-diaminodifenilmetano, y 3,3'-dicloro.4,4diaminodifenilmetano. Scharlau: 2-Naftilamina. TCL 2-Amino-1-naftalenosulfonato sódico. |V.1.2.CqlorantesAzoicos Colorantesinsolublesen medioacuoso: Aldrich: solvent Yellow 2, solvent Yellow 3, Disperseorange 25, Disperse Red 13, DisperseRed 1, SolventYellow14, SolventRed 24 y Solvent Orange7. Colorantessolublesen medioacuoso: Merck: DirectRed28. Cromogenia: Negro P. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Aldrich: Robama: Basf: Acid Blue 29, Acid Orange10, Acid Yellow 11, Acid Orange7, Acid Red44, Acid RedB, DirectViolet51 y Acid Violet5. D i r e c tB l u e3 5 ,A c i d B l a c k1 6 8y A c i dC r e e n11 4 . Acid Orange61, Acid Violet56, Acid Black82, Acid Blue 193 yAcid Brown 75 (BA). Bayer: Acid Brown83. Sandoz: Acid Red 114, NegroCarbóny Acid Brown75 (SA). Colorantes lndustriales: Acid Red 12By Acid Brown75 (S/). y Disolventes |V.1.3.Reactivos Se adquirierona partir de variascasascomercialesy mientrasno se especifiquelo contrario,todosfueronde calidadparaanálisis. Ditionito sódico (Na2SrO*),dihidrogenofosfato de sodio (NaH2pOa), hidrogenofosfato de sodio (Na2HPO4), n-butanol,n-hexanoy cloroformo. Romil: Metanoly acetonitrilo, de gradoHPLC. Normasolv: Acido clorhídrico, ácido ortofosfórico,isopropanol,etanol y éter d ietílico purificadomediantedestilación. Panreac: Acido sulfúrico,ácidocítricoy N,Ndimetilformamida. Merck: El aguafue destiladay pasadaa travésde un sistemaMili-Q de Millipore. 1V.2"TécnicasExperimentales A continuaciónse describenlas técnicasexperimentales y lascondicionesempleadas en el desarrallo de la investigación. 1v.2.1.cromatografía de Gasescon Detector de Espectrometríade Masas(GC/MS) La Cromatografía de Cases(CC)es una técnicamediantela cual se puedeconseguirla separaciónde mezclas muy complejas.Por otra parte, medianteel detector de Espectrometría de Masas(MS)se puedeidentificarde formacasiinequívocacualquier Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. M ateÍ ¡ales y Técn¡cas Experi me ntales 57 pura.Portanto,la asociación sustancia de lasdostécnicaspuedepermitirla separación de mezclascomplejasÍ2431. e identificación de Masasse pueden detectarde diferentesformas los Utilizando Espectrometría compuestosque son separadospreviamenteen la columna cromatográfica. Por un lado,el espectrómetro de masases capazde registrar el totalde los ionesgenerados en la fuente de ionización.En este caso,el cromatograma obtenidose denominaTIC (Total lon Current),y se obtendríael espectrode masascorrespondientea cada pico medianteel cual se podríaprocedera su identificación. cromatrográfico Por otra pafte, si se quiere realizarla detecciónde los picos cromatográficos de una maneramás selectivay con mayor sensibilidad,se puede hacerque el espectrómetro de masas registrenada más que los ionesmás significativos de cadacomponente,previamente En estecaso,el cromatograma seleccionados. obtenidose denominaSIM (Se/ected lon Monitoring).Estaselecciónde ionespuedeprogramarse en el tiempode formaque se puede indicar el tiempo de cambio a partir del cual se registranlos iones preseleccionados. De estamanera,si dos o máscompuestos de una mezclacoinciden se puedendetectarindividualmente en su tiempode retención, siempreque los iones para cada uno no coincidancon los del restode componentesde la seleccionados (de mezcal ahí su selectividad). Además,puestoque el númerode ionesregistrados por el MS es notablementeinferior a cuando se obtiene el cromatogramaTlC, la en modoSIM aumentaconsíderablemente. sensibilidad En esta memoria,se ha utilizado un cromatógrafode gasesHedett Packard5890A serie ll de columnascapilares,acopladoa un espectrómetro de masasde impacto electrónicoHP 5972A. de análisis fueronlassiguientes: Lascondiciones . Columna:HP1 entrecruzada de 60 m de longitud,0.25 mm de diámetrointernoy de película. 0.25 pm de espesor portador: helio, con una velocidad constantedurante todo el proceso " Cas cromatográficode 21 cm/s. a Temperaturade inyección:280 "C. '1.2 a Modo de inyección:sin divisiónde flujo, durante min. a Volumende inyección:1.4 ¡i. a Programade temperatura: 45 "C durante1 min, subir con una velocidadde 50 oClminhasta150 oC, mantenerdurante3 min, subira 10 oClminhasta255 oC, mantener1 min, subira 1 "C/minhasta280 oCy mantener 5 min. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. . Temperaturade la interfase:300 oC (alrededorde 170 oC en el Espectrómetrode Masas). Losparámetros en modo SCAN(TlC)fueronlos siguientes: a a a a Rangode masas:40-300uma. Velocidadde barrido:2.6 barridos/s. Umbralde detección: 400. Tiempode retraso: 6.5 min. Losparámetros en modo SIM fueronlossiguiente: a a a Tiempode respuesta de cadaion: 100ms. N" de vecesque se monitorizan losionesseleccionados: 2.8 ciclos/s. Tiempode retraso:6.5 min. Losparametros del analizador,asícomo los del filtro de masasdel cuadrupolo,fueron comprobadosmedianteel programaAutotune,el cual optimiza automáticamente dichos parámetros utilizando perfluorotributilamina(PFTBA)como patrón de calibración. lV.2.2. Cromatografíade líquidos de Alta Resolucióncon Detector de FotodiodosUV-Visible(HPIC/DAD) La Cromatografía de Líquidosde Alta Resolución(HPLC)es una técnicade separación en la que, a diferenciade la Cromatografía de Cases,se empleaun líquidocomo fase móvil. La única,condiciónque han de cumplir las muestras a estudiarmediante Cromatografía Líquida,es que seansolublesen un disolvente,cosaque se cumpleen la mayoríade los casos.Estohaceque la HPLCpuedacomplementar lascarenciasque presentala CC frentea muestrasno volátileso termolábiles, pero fácilmentesolubles [2441. Por otro lado, el Detectorde Fotodiodos(DAD) permitemedir la absorbancia de los compuestospreviamenteseparados a la longitudde onda que se desee,dentro del rango del espetroultravioleta-visible. Además,ofrece la posibilidadde realizarun estudiocomparativoentrecromatogramas registrados a distintaslongitudes de onda. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. M aterialesv TécnicasExperimentales 59 Enestamemoria/se ha utilizadoun cromatógrafo de líquidosWatersequipadocon una 600E, de bomba modelo capaz efectuardiferentesgradientesde elución,y con un detectorde fotodiodosUV-V|siblemodelo996. Lascondiciones de análisis fueronlassiguientes: a a a Columna:Nucleosil120 C18,5pm,25 x 0.46cm. Volumende inyección:20¡i. Eluyente:diferentesmezclas de tampón fosfato (NaHrPO*/NarHPOo 30 ffiM, pH:7), metanoly acetonitrilo. Flujo: 1ml/min (2000psi). Parala discusiónde los resultados obtenidosmedianteestatécnica,en ocasionesse parámetros tales como el factor de capacidadpara un hace necesarioel uso de (k'), o factor de selectividad el entre paresde componentesque eluyen componente juntos y/o contiguos(a). Así, el factor de capacidadde un pico cromatográficose definecomo: k, =(tR- t)/to y fo es el tiempo muerto Dondef* es el tiempo al que saleun compuestodeterminado como el tiempoal que eluyeel uracilo12441) del sistema(establecido El factorde selectividad entredoscomponentes se definecomo: a=k,/krz Donde H, y k, son los factoresde capacidadde dos componentescontiguos. Capilarcon DetecciónUV-Visible(CE/UV) 1V.2.3.Electroforesis o moléculascargadasen un Porelectroforesis, se entiendeel movimientode partículas medio líquido conductor, normalmenteacuoso,bajo la influenciade un campo Capilar(CE),se utilizancapilaresde sílicefundidaa través eléctrico.En la Electroforesis de losiones[245]. de loscualestienelugarla migración CapilarWatersmodelo En estetrábajo,se ha utilizadoun sistemade Electroforesis 4000,equipadocon un detectorUV-Visiblede ondafija (UV). Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Lascondiciones de análisís fueronlassiguientes: Electrolito:tampónfosfato(H3PO450 m/WNaOH40 mM en agua/metanol10/1 p e s o -p; H : 3 . 1 ) " a a a a a a a a a a Capilar:sílicefundida,75 pm x 60 cm. Fuentede alimentación:positiva. Potencialde análisis:20 kilovoltios. lntensidadde corriente:50 nanoamperios. Modo de inyección:hidrostático. Tiempode inyección:30 segundos. Temperatura:25 "C. Constante de tiempo:0.3segundos. Tiempode purga automática:2 min. Longitudde onda de detección:254nm. [V.2.4.Cromatografíade CapaFina(TLC) La Cromatografía de CapaFina(TLC)constituyeuna variedadde cromatografía plana. Fundamentalmente se usacomo técnicacualitativa,aunqueen ocasionesse llevana cabo también la determinaciónde los compuestosseparados,normalmentepor métodoscolorimétricos. En estamemoria,la TLCse ha empleadoparaestimarel grado de purezade ciertoscolorantes. Se han utilizadocromatoplacas de sílicagel 60 F2s4 con un espesorde 0.25 cm y dimensiones5 x 10 cm (Merck).Lasmezclaseluyentesse han preparadoa partirde isopropanol, agua,cloroformo,n-butanoly etanol. (TG) 1V.2.5.Termogravimetría (TC)permíteestudiarla evoluciónde la masade una muestraque LaTermogravimetría es sometidaa un programade temperaturas. De estemodo,medianteestatécnicase ha determinadola riquezade algunosde loscolorantes estudiados. En esta investigación,se ha hecho uso de un sistemaMettler equipado con una termobalanza modeloTG50, una microbalanza modeloM3 y un procesador TC10A. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index M ateriales v Técni cas Expe r imentales 61 La termobalanzaTG50 permitetrabajaren un rango de temperaturas comprendido entretemperturaambientey 1000 oC,con una precisiónde la temperatura del horno de + 0.2 "C. Esposibletrabajartantoen condiciones dinámicas como en isotérmicas. En experimentosdinámicos,la velocidad de calentamientoy de enfriamiento controladopuedevariarentre0 y'100 "C/min.En un enfriamiento incontrolado, el oC sistemaes capazde enfriardesde1000 hasta100 "C en B min haciendousode un ventilador.Además,el sistemadisponede una conexiónparagasde purga,asícomo unaválvulaque permiteel cambioprogramado del mismo. Mediantela microbalanza M3, se determinala masade la muestraduranteel ensayo. pesada Permiteuna máximade 150 mg, siendola precisiónde la medidade I 1pg. Presentala posibilidadde un tarado mecánicode 2900 mg, de 100 en 100 mg. Además,tiene íncorporada una pesade calibraciónde 100 mg. Se han empleado crisoles de AlrO, con un volumende 70 pl. El control de programade temperatura, así como del gasa emplearcomo purga,se realizadesdeel procesador TC10A.Esteprocesador adquierey guardalos datosde la curva,analizándolos segúnd iferentes procedi mientosde evaluación. Lascondicionesde análisisfueronlassiguientes: a a a a a Rangode temperaturas: de 30 a 600 oC. Velocidadde calentamiento:10 "C/min. Atmósferaen que se realizael análisis:aire. Fluio de aire: 2O0ml/min. Cantidadde muestraanalizada:entre7 y 10 mg. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. V. Condicionesde AnálisisCromatográfico Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde AnálisisCromato V.1. Introducción En el presentecapítulose han estudiadolas condicionescromatográficas necesarias para llevar a cabo el análisis,tanto cualitativocomo cuantitativo,de las veinte a r i l a m i n apsr o h i b i d a isn d i c a d aesn l a T a b l a1 . 1 .S e i n c l u y ea d e m á sl a a n i l i n ap o r s e r éstauna aminabastantehabitualen la composiciónde los colorantesazoicos.Con el fin de estudiarlas posiblesinterferencias a que puedandar lugar la presenciade isómeros, compuestos: 1-naftilamina,2-aminose han tenidoen cuentalos siguientes p-toluidina, y 2-cloroanilina 3-cloroanilina.Este capítulo bifenílo, m-toluidina, la lV de la metodología correspondería a etapa a establecer en la presentememoria ( F i g u r 1a . 1 ) . recogidaen el capítulo11.4, lastécnicasanalíticas Como se desprendede la bibliografía más extendidasen la deteccióny determinaciónde las aminasaromáticasson las ya seaCromatografía de Capa Fina,Cromatografíade Cases técnicascromatográficas, con detector de Captura Electrónicao acoplada a Espectrometría de Masas, o con detector UV-Visibleo Cromatografía Líquidade Alta Resolucióngeneralmente Electroquímico. En principioel análisiscualitativoes factiblepor cualquierade las de Cases/Espectrometría técnicasmencionadas, aunquesin duda la Cromatografía de Masases la que ofrece mayoresposibilidadesdebido a la gran selectividadque presentaeste detector en la identificaciónde los compuestosya separados.Sin embargo, para la determinacióncuantitativade las arilaminas,la Cromatografíade con detectorUV-Visiblees la técnicamásfrecuentemente Líquidosde Alta Resolución empleada. Teniendo en cuenta esto, el trabajo se centró en las dos técnicasde separación de Masas,con la siguientes:f,romatografíade Casescon detectorde Espectrometría que se abordóel estudiodesdeel punto de vistacualitativo,y Cromatografía Líquida de Alta Resolucióncon detectorde FotodiodosUV-Visible,parael análisiscuantitativo de lasarilamínas. V.2. Resultadosy Discusión de Masas de Espectrometría V.2.1. Cromatogratíade GasesiDetector Como ya se comentó en el capítulo lV al tratar la técnica que ahora nos ocupa, el espectrómetrode masaspermite identificarcasí inequívocamentecualquier compuesto Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. orgánicoen basea su espectrode masastomadoen modo TlC, es decir, registrando todos los iones que genera.Sin embargo,una vez conocido el compuestoo compuestosque se encuentranpresentes en una muestra,el registrode la mismaen modo SlM, o sea/ seleccionandounos iones en concreto, permite aumentar considerablemente la sensibilidad de la técnicaen la detección de dichoscompuestos, y por tanto mejorarel límite de detecciónde los mismos.En estesentido,se intentó trabajarsobre la puestaa punto de las condicionesmás adecuadasde registrodel cromatograma en modo SlM, que permitieraidentificarcada una de las aminasde formaselectiva y con la mayorsensibilidad posible. Asimismo,se estimaronpara las veintearilaminasprohibidasjunto con la anilina, valoresde cantidadmínimadetectable y factorde respuesta paracadaunade ellas. En el apartado|V.2.1 se indican la instrumentación, condicionesde análisisy parámetros de registro,tanto en modo TIC como SlM, empleadosen el desarrollode esteestudio. V.2.1.1. ldentificaciónde las Arilaminas En la Tabla V.1 se muestranlos tiempos de retencióncorrespondientes a cada arilamina.Se puedever que la 4-clorv2-metilanilina y la 2,4,S-trimetilanilina eluyen ambasa 10.18min, y que la 4,4'-metilenbis(2-cloroanilina), la 3,3'-diclorobencidina y la o-dianisidina prácticamente (25.1O eluyen al mismotiempo 25.21min). Por otra parte,otrasarilaminaspresentan tiemposde retenciónmáso menospróximoscomo es el casode la 4-aminofeniléter, la bencidinay la 4,4'-diaminodifenilmetano. Debido a esto,se establecieron tres métodosde trabajoen modo SIM seleccionando los iones máscaracterísticos de cadaarilamina,asícomo el tiempode cambioa partirdel cual el espectrómetrode masasdetectadichos iones.Así, segúnel método empleado es posible detectarselectivamentela posible presenciao ausenciade los siguientes compuestos: o Método 1: 2-metoxi-5-metilanilina, 4-aminofeniléter,4,4'-diaminodifenilmetano, 3,3'-dimetil-4,4'4iaminodifenilmetano,4,4'-liodianilina, y 4,4'-merilenbis(2-cloroanilina). . Método 2: 4-cloro-2-metilanilina, bencidina, o-aminoazotolueno,o-tolidina, o-dianisidina. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde AnálisisCromatos,ráfico 67 o Método3: 2,4,S-trimetilanilina, bencidina, o-aminoazotolueno, o-tolidina, y 3,3'-diclorobencidina. El restode compuestos sedetectancon cualquierade lostresmétodos. y tiemposde cambio paracada TablaV.l" Tiemposde retención,ionesseleccionados arilamina, en modoSlM. Tiempo de Cambio (min) fiempo de Compuesto Retención lones Seleccionados Método (min) (m/z) 123 Anilina 7.O9 6.70 6.70 6.70 93-92-66 o-Toluidina 7.85 7.40 7.40 7.40 106-107-77 4-Cloroanilina 9.O4 8.20 8.20 8.20 127-129-65 lina 2-Metoxi-5-metilani 9.85 4-Cloro-2-metilani lina 10.18 9.40 - 2,4,5-Trimetilanilina 10.18 214-Diaminotolueno 11 . 1 0 10.s0 10.50 10.50 122-121-94 2,4-Diaminoanisol 12.18 11.5011.50 11.50 123-138-95 2-Naftilamina 13.38 13.00 13.00 13.00 143-115-116 2-Amino-4-nitrotolueno 13.76 13.6013.60 13.60 152-106-77 122-137-194 9.50 141-106-140 9.50 135-120-134 4-Aminobifenilo 15-71 14.70 14.74 14.70 169-168-170 4-Aminofeniléter 19.s2 200-108-171 Bencidina 19.69 16.50 19.00 19.00 4r4LDiaminodifeni Imetano 19.79 198-197-106 o-Aminoazotolueno 2'1.86 19.74 21.10 21.10 226-225-211 216-215-184 3,3'-Dimetil-4,4'diaminodifenilmetano 22.O4 o-Tolidina 22.52 21.50 22.10 22.10 4,4'-Tiodianilina 23.17 22.60 lina) 4,4'-Metilenbis(2-cloroani 2s.10 24.00 3,3'-Diclorobencidina 25.16 o-Dianisidina 25.21 1B4-185-92 106-225-134 212-213-106 231-266-195 24.OO 24.OO 252-253-254 244-201-186 Friedrichsy col. l2}9l, empleantambién la técnicaCCTMSpara separarel mismo muy conjuntode arilaminas,a excepciónde la anilina,obteniendoun cromatograma entre compuestos.Por semejanteen cuantoa tiemposde retencióny coincidencias y col. 11701,llevan de anilina,2,4-diaminotoa cabo la separación otro lado,Skarping Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lueno,2,4-diaminoanisol, 2-naftlamina, 4-aminobifenilo, bencidina,4,4'-diaminodifenilmetano,o{olidina, 4,4'-metilenbis(2-cloroanilina) y o-dianisidina, tras formar las perfluoroalquilamidas correspondientes con anhidrido pentafluoropropiónico o heptafluorobutírico, y haciendousoun detectorde capturaelectrónica(ECD). (TlC)correspondiente En la FiguraV.1 se muestrael cromatograma a una mezclade las junto diez arilaminas indicadas en la TablaV.2 con el tiempode retención de cadauna y la concentración en la que se encuentranpresentes. En el cromatograma se aprecia, ademásde los picoscorrespondientes a las arilaminas, la apariciónde otros picos debidoa la existencia de impurezas. Abundancia 25-13 1 ()00000 aooooo 600000 400000 200000 24'oo FiguraV.l. Tiempo Cromatograma(TIC)obtenidocon CC|MSde Ia mezclade arilaminasindicadaen la TablaV.2. En la FiguraV.2 se muestranlos cromatogramas correspondientes a dicha mezclapero (TablaV.1). En tomadosen modo SlM, segúnlos tresmétodosindicadosanteriormente la FiguraV.2.A (cromatograma tomadosegúncondicionesdel método 1), se observa que no apareceel pico a 10.18min correspondiente a \a2,4,5-trimetilanilina y a la 4-cloro-2-metilanilina ni el pico a 19.69min correspondiente y a la bencidina, sí que se detectaun pequeñopico a 22.50 min que correspondería a la o-tolidina.Sin embargo, en éste método no están seleccionadoslos iones de la o-tolidina; la explicaciónes que en el espectrode estaamina(mostrado en la página 271),se aprecia la existencia del ion a mlz 211, seleccionado parala 3,3'-dimetil-4,4'diaminodifenilmetano,por lo que se detectaríala o{olidina a pesarde no estarseleccionada en el método 1. A 25.1'l min se observala presenciade un pico que correspondería Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condiciones de Anál isis Cromatosráfico 69 únicamente a la 4, '-metilenbis(2-cloroanilina), en funciónde susionesseleccionados (Figura V.3.A). TablaV.2" Listade compuestos correspondientes al cromatograma de la FiguraV.l . Compuesto Tiempo de Retención (min) Concentración o-Toluidina 7.86 11.36 4-Cloroanilina 9.06 9.05 10.18 19.75 10.18 20.98 2-Nattilamina 13.39 29.65 Bencidina 19.69 49.63 o-Tolidina 22.s1 49.80 4,4LMetilenbis(2-cloroan il ina) 25.13 68.30 3r3'-Diclorobencidina 25.13 69.50 o-Dianisidina 25.13 69.60 4-Cloro-2-meti laniIina -T 2,4,5 rimetilani Ii na En la FiguraY.2.B(cromatograma tomadosegúncondicionesdel método2) se detecta la presencia de bencidinaa 19.67min, y el pico a 10.'lBmin correspondiente a la (FiguraV.4.A).lgualmente 4-cloro-2-metilanilina en funciónde susionesseleccionados se detectala presencia de o-dianisidina a 25.15min. en virtudde sus iones(Figura v.3.8). Por último, en la FiguraY.2.C(cromatograma tomadosegúnmétodo3) se puedever que cualitativamente se detectanlos mismospicos que en el cromatogramade la y la 4-cloro-2-metilanilina FiguraV.2'.8,ya que la 2,4,5-trimetilanilina coinciden en y la cpincidecon la 4,4'-metilenbis(2-cloroanilina) tiempo y la 3,3'-diclorobencidina relativasde cada pico no Sin embargo,se apreciaque las abundancias o-dianisidina. cadacompuestotendráunacapacidadde respuesta son las mismasya que lógicamente Así, en estecasoel pico a 10.'15min, distintaen función de su factorde respuesta. y el pico a a la 2,4,S-trimetilanilina, segúnsus iones (FiguraV.4.8), correspondería en funciónde susiones(Figura V.3.C). 25.12min a la 3,3'-diclorobencidina, aceptableentre las parejas Skarpingy col. l17}l, con ECD,consiguenun separación y 4,4'-metilenbis(2-cloroanilina)/o-dianisidina, bencidina/4,4'-diaminodifenilmetano previa derivatizaciónde las arilaminasformando las correspondientes amidas con ico o heptafluorobutírico. anhidridopentafluoropropión Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Abundancia 25.11 1 éOOOO a < oooo 60000 20000 o Tiempo 7.86 Tiempo Abundancia 25.12 250000 200000 450000 100000 soooo Tiempo Figura V.2. Cromatograma (SIM) obtenido con CC\MS de Ia mezcla de arilaminas indicada en la Tabla V.2, (A) según método t, (B) según método 2 V G) según método 3. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condiciones de Análisis Cromatográfico Abundancia '14000 '12000 10ü00 8000 É000 4000 2000 0 Abundancia 5500 4500 3500 2500 1500 500 0 Abundancia '19ú00 16000 13000 10000 7000 4000 1000 FiguraV.S. Espectrosde los iones se/eccionadosen modo SIM para las arilaminas(A) (B) o-dianisidinay (C) 3,3'4iclorobencidina. 4,4'-metilenbis(2-cloroanilina), se puede decir que, en las condicionesde trabajo A la vista de los cromatogramas es mayor que la del 4-cloro-2indicadas,la respuestade la 2,4,S-trimetilanilina Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 72 Capítulo V puestoque a concentraciones metilanilina, similares la abundancia es muchomayoren la primera.Asímismo,la respuesta parala o-dianisidina seríamenorque la respuesta de -metil la 4,4' enbis(2-cloroan i Ii na)y que la del 3,3'-diclorobencid i na. 25000 '15000 s000 0 Abundancia 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 Figura V.4. Espectrosde los iones se/eccionadosen modo SIM para las arilaminas(A) 4-cloro2-metilaniIi na y (B) 2,4,s-tri metiI anilina. Esto indicaríaque la capacidadde detectartrazasde dichas arilaminasestaríaen funciónde la concentración a la que se encuentre cadaunade ellasen la disolución final,del factorde respuesta de las mismasy de la cantidadde muestrainyectada.Así, se puede observarque la respuesta de la bencidinaes mucho menorque la de la o-toluidina,inclusosiendola concentración de la bencidinadel ordende cinco veces mayorque la concentración de la o-toluidina. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde Análisis V.2.1.2. Límite de Detección y Factoresde Respuesta Con el fin de estimarla cantidadmínimadetectablede cada arilamina,así como su sensibilidad y rango de linealidad, se han realízado los cromatogramas correspondientes a disoluciones cadavez másdiluidasde las mismas.En la FiguraV.5 se representael área de pico de cada una de ellas frente a la cantidad de muestra inyectada. En la FiguraV.s.A. se puedever que la o-aminoazotolueno es lineal hasta5.6 ng, la 2-naftilamina presentalinealidadhasta7 ng, la 4,4'4iaminodifenilmetano hasta10 ng, y la 4-aminofeniléter hasta14 ng. En la FiguraV.5.C.se apreciaque la 4-aminobifenilo presentalinealidadhasta8,8 ng, y la 3,3'diclorobencidinahasta8,2 ng. El restode presentalinealidaden todo el rangode cantidadde muestraestudiado. componentes En la TablaV.3 se indica la cantidadmínimadetectabley el factorde respuesta para cada una de las arilaminasestudiadas. La cantidadmínimadetectablese ha estimado experimentalmente de formaque la señalobtenidaparacadapico fuesesuperiora tres vecesel ruidode fondo. Lógicamente, se puedever que los compuestos con tiemposde retenciónmás bajos presentanvaloresmás pequeñosde cantidadmínima detectable,ya que los picos cromatográficos son másagudos.Porotra partese puededecir que, por lo general,las arilaminasque tienenen su estructura dos gruposaminopresentan valoresmayores,ya que los picosson másanchos,posiblemente debido a efectosde adsorciónde dichos por compuestos la faseestacionaria de la columna. Losfactoresde respuesta se expresancomo cantidadde muestrapor unidad de área. Paraaquelloscompuestos que presentan una linealidadlimitadaen el rangoestudiado, se ha tenido.encuentasólo el rangolineal.Dichosvaloresindicanque, en general,las arilaminasque poseenen su estructura dos gruposaminoson lasque presentanmayor factorde respuesta, y por tantomenorsensibilidad. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Capítulo V 90 100 u, 6 16 -q ít 'tr 80 i: -= .o T2 ñ 5 t L 854 Eoo E rt T .o11' '¿ p ?+o Í¡o X rd X Jtt -lE 3 3 9zo €18 q. f -r't--- ----'F ----"---- 36912 Canüdad deMuesra(nd Cantidadde Muesfa (nB 't50 m 6 a rú .g o q) ro rú 56 42 28 x r! l! = 3 c. f o -S rzo E 14 Ee0 E rlt 3 C Joo 3 x rll 930 FiguraV.S. Areade pico de cada unade las arilaminasindicadasen /a Tabla V.l, frentea Ia cantidadde muesÚainYectada. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde AnálisisCrcmatográfico Tabla V.3. 75 Cantidadesmínimas detectablesy factoresde respuestaobtenidas con CCIMS, para cadauna de las arilaminas. CantidadMínima Facfor de Compuesto Detecfable Respuesfa o-Toluidina 0 . 11 6 0.03873104 4-Cloroanilina o.177 0.0753910'4 2-Metoxi-5-meti laniIina 0.285 0.06925104 4-Cloro-2-meti lanilina o.346 0.06584104 2,4,5-Trimetilanilina o.367 0.06866104 2,4-Diaminotolueno 3.482 1.165 104 2r4-Diaminoanisol 6.734 1.426 2-Naftilamina o.667 0.2072 10-4 2-Amino.4-nitrotolueno 0.963 o.1760 10-4 4-Aminobifenilo 0.698 0J740 104 4-Aminofeniléter 1.535 0.8896 10-4 Bencidina 3.545 0.4342 10-4 4r4'-Diaminodifenilmetano 3.468 0.5224 104 o-Aminoazotolueno o.707 0.1462 104 3,3'-Dimetil-4,4'-diaminodifenilmetano 2.346 0.8222 104 o-Tolidina 3.217 0.6139 10-4 4,4'-Tiodianilina 2.676 0.9916 104 4,4'-Metilenbis(2-cloranilina) 1.345 0.2078 104 313'-Diclorobencidina 1.368 0.1639 10-4 o-Dianisidina 2.820 0.9571 10-4 104 V.2.1.3. Estudiode lnterferenc¡asDebidas a lsómeros Entrelasposiblesintederencias se ha estudiadocómo puedeinfluir,en la identificación prohibidas, de lasveintearilaminas la presencia de los isómeros'l-naftilamina,2-aminobifeni lo, 2-cloroan i Ii na, 3-cloroani Iina,m-toluidinay p-toluidina. (13.19min) y la 2-naftilamina En la FiguraV.6.A se puedever que la l-naftilamina (13.37min) se diferencianperfectamente. (15.70min) y la 2-amino. La 4-aminobifenilo bifenilo(13.87min) tambiénse resuelven; sin embargoéstaúltimasalepróximaa la (13.76min) pero susespectros 2-amino-4-nitrotolueno de masasson diferentes,con lo que no habríaningúnproblemaen su identificación. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. /b .-^ítulo Abundancia V t3.87 400000 300000 20000() 100000 o Tiempo 7.86 Tiempo Abundancia 17.24 21.42 25c,ct('C) 200000 r 500clc¡ 26.51 26.76 1 00000 21.76 22.12 Tiempo FiguraV.6. Cromatograma(SIM) obtenido con CC|MS de las ar¡lam¡nas(A) l-naftilamina, 2-naftilamina, 2-amino4-nitrotolueno y 4-aminobifenilo, (B) 2-cloroanilina, 3-cloroanilina,4-cloroanilina,o-toluidina, m-toluidina y p-toluidina y (C) las mismasgue en B perocon diferentescondicionescromatográficas. En la bibliografía,se han encontradotrabajosdonde se separanlos isómeros1-naftilaminay la 2-naftilamina estandoambospresentes en la mismamuestra,trasformarlos Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condiciones de Anál isis Cromatográfico derivados siguientes:las PFP o HFB correspond¡entes empleando un EcD o n F I D[ 1 8 3 ] ,y l a sN P M ,h a c i e n d ou s od e u n F I D [ 1 7 4 , 1 7 6 , 1 8 5l ]a, sP F o u t i l i z a n d u También se han separadosin derivatización previa,empleandoun detectorde [145]. MS [200,209]o un FID [1571.Encuantoa la 2-aminobifenilo y la 4-aminobifenilo, se describenseparaciones trasformarlos derivadossiguientes: PFPo HFB utilizandoun ECD[175,176,179]y derivados trasreacción con PFPIempleando un detectorde MS o un FID [159,185].Asimismo,se han separado sin derivatizar haciendouso de un FID t1sel. En la FiguraV.6.B se muestrael cromatograma correspondiente a la o-toluidina, m-toluidina y p-toluidina que eluyentodasellasa7.86 min, la 2-cloroanilina que eluye junto a 8.40 min, y la 3-cloroanilina, que con la 4<loroanilina, eluyea 9.05 min. Se que observa la 2-cloroanilina se separaperfectamente bien de lasotras;sin embargo,el restode las aminascoincidenentre si en el tiempo de retención,por lo que sería prácticamente imposibledistinguirlas en lascondicionescromatográficas en las que se hanestudiado. En la FiguraV.6.Cse muestrael cromatograma correspondiente a las mismasaminasde la FiguraV.6.8, peroutilizandoun gradiente de temperatura diferenteal mencionado anteriormente. En estecasose puedever que la 2-cloroanilina (21.42 min) se sigue separando bien del restode componentes, que la 3-cloroanilina (26.5'lmin)y mientras (26.76 Ia 4-cloroanilina min) se puedendiferenciar. Paralos isómeros de la toluidina, ( 1 7 . 2 4 q u e s ea p r e c i a la o-toluidina m i n )y l a m - t o l u i d i n a ( 1 7 . m 7 7i n )s e s e p a r a b nien, y ademássus tiemposde retencióncoincidenprácticamente con los tiemposque presentan cuandose inyectanpor separado, 17.25min y 17.8Omin, respectivamente. En lo que respectaa la p-toluidina, cuandose encuentraen presenciade los otros isómeros eluyea 17.39min;sinembargocuandoseinyectasolaeluyea 12.5'lmin. Por otro lado,al inyectarseparadamente los isómerosde la toluidinase comprobóque l a r e l a c i ó ne n t r el a sa b u n d a n c i adse l i o n M * - 1 ( 1 0 6 )y d e l i o n m o l e c u l aM r * (1OZ) presentaban valoresdiferentes segúnel isómero. Así,el valormediode dicharelación, junto con el intervalode confianzaal 99"1o, resultaser de 1.334t 0.011 para la ot o l u i d i n a ,1 . 0 6 6t 0 . 0 2 4 p a r a l a m - t o l u i d i nya 1 . 5 1 1+ 0 . 0 1 5 p a r a l a p - t o l u i d i n a , estimadosobre un número de diez determinaciones. Valoressimilareshan sido indicadospor Scholzy col. en un estudioparalelot1631. E n l a F i g u r a Y . Ts e m u e s t r a c ó m ov a r i al a r e l a c i ó ne n t r ee l i o n M * - 1 ( 1 0 6 )y e l i o n (1OZ) molecularM* con respecto al tiempo,parael casoen que se encuentren los tres juntos(circulos (cuadrados isómeros rellenos), sólo la o-toluidina rojos),sólo la p-tolui- Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Capítulo v 78 amarillos). Asimismose ha dina (círculosazules)y sólo la m-toluidina(triángulos reproducido,a partirde la abundanciadel ion M*-1 (106),los picoscromatográficos correspondientes a la o-toluidina,la p-toluidinay la m-toluidinacuandose inyectanpor separado. 1.70 13,00 o-Toluidina 1. 5 8 10,40 \D e t\ € F 7.80 1,42 o o \o e F tr o E s E ct U r m-Toluidina 1. 2 8 c, 5 . 2 0 Eñ -o 2.60 1,14 1.00 0.00 1/.30 17,50 17.70 17,99 Tiempo(minutosl FiguraV.T. Variaciónde la relación entre el ion M+-1 (106) y el ion molecularM+ (107) obtenidacon CCIMS,para la o-toluidina, p-toluidinay m-toluidina. Se puede ver que la relaciónentre los ionescoincidebastantebien en el casode la o-toluidina,ya sea cuando estásola o en presenciade los otros isómeros.Para la entredichosvalores.Sin embargo, m-toluidinatambiénhay una buenaconcordancia que los valoresde la relaciónentre los iones son para la ptoluidina, se observa ligeramenteinferiorescuando estáen presenciade los otros isómeros(1.441 como sola(1.511como valor medio),observándose valor medio)que cuandose encuentra Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condiciones de Análisis Cromatoeráfico 79 ademásun ligerodesplazamiento de dichosvaloreshaciatiemposmenorescuandose encuentraen presenciade la otoluidina y la m-toluidina.Estoindicaríala posible con la o-toluidina, lo que justificaría de una interaccion de la p-toluidina existencia el observado en el tiempode retenciónde la ptoluidinacuandoestáen desplazamiento presenciade los otros isómerossobretodode la o+oluidina.Por otra parte,estudiar cómo varíala relaciónentredichosionespodríaserun criterioparacomprobarsi la otoluidinase encuentrasolao en presenciade los otrosisómeros,sobretodoen el caso presente la p-toluidina. en que seencuentre trabajosdonde se separanlos tres isómerosde la En la bibliografía, se encuentran lasTFA PFPo HFB utilizandouno cloroanilinatrasformarlos derivadossiguientes: y ECD [173], las PFPempleandoMS [166] lasCA o DCA con ECD[173]Tambiénse han separadosin derivatizaciónprevia,empleandodiversosdetectores:FID o NPD de los isómeros [158],TCD [169]o MS [167].Enotros,se llevaa cabola determinación previa,formando:las PFPutilizandoun ECD Í1791, de la toluidinatrasderivatización N-permetilados losderivados bromados con ECD[186],losderivados con FID 11451, o bien los derivadostrasreaccióncon PFPIhaciendouso de un detectorde MS o uno FID [185].No obstante,en todosestostrabajosse llevaa cabo la separación específica de derivadosde anilina sin el problemaañadidoque suponela presenciade la bencidinay sus derivadosen la misma muestra.Por contra,Scholzy col. [163] determinanmedianteCC/MS un conjuntode anilinasy bencidinassustituidas sin previa,empleandodistintostipos de faseestacionaria líquidabien se derivatización (Carbowax (DB-5,0.33 pm) las anilinas 20-M-AM, 0.25 o bien las bencidinas estudien presentes pm). Entrelas primeras, los isómeros se encuentran de la toluidinay de la satisfactoria de todosellos. cloroanilina,obteniendouna separación V.2.2. Cromatografía de Líquidos de Alta Resolución/Detectorde FotodiodosUV-Visible El establecimiento de lascondiciones cromatográficas en HPLC/DAD,suponela puesta a punto de las condicionesde elución en cuantoa la composiciónde la mezcla en la composiciónde la eluyentese refiere,asícomo el uso de un posiblegradiente misma.Por tanto,en estecasoel estudiose encaminóa la optimizaciónde uno o varios programasde elución que permitieransepararsatisfactoriamente las veinte que posible prohibidas, de forma fuera su determinación mediantelas arilaminas de calibradocorresoondientes. ecuaciones lasposiblesinterferencias Al igualque en la técnicaanterior,se estudiaron debidasa la Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. a n i l i n ay a l o s i s ó m e r o1s - n a f t i l a m i n2a- ,a m i n o b i f e n i lm o t, o l u i d i n ap, t o l u i d i n a , 2 - c l o roaniIinay 3-cloroan i Iina. En el apartado|Y.2.2de estamemoria,se indicantantola instrumentación como las condiciones de análisis empleadas en el estudio. V.2.2.1. EnsayosPreliminares Una serie de ensayospreliminares, realizadoscon el HPLC/DAD,pusieronde manifiestoque algunasde lasaminasproporcionaban picoscon muchacola.Así, para la bencidinay la o-tolidinase encontraronfactoresde asimetríade 3.5 y 3.9 respectivamente. Estosvalorespuedenocasionarerroresa la hora de integrardichos por lo que se decidió mantenerun pH :7 ufilizandoun tampónfosfato componentes, NaH2POa/Na2HPOo en una concentración 30 mM cada uno. En estascondicionesse que comprobó lasaminaspresentaban factoresde asimetría comprendidos entre 1.11 y 1.49,que ya sonvaloresmásaceptables parala integración de los picos. Por otra parte,el usodel tampónfosfatopuededar lugara problemasde precipitación en funciónde la composición del eluyente,pudiéndose producirobstrucciones en el sistemacromatográfico,por lo que en primer lugar se prepararonmezclas de metanol/tampón y acetonitrilo/tampón para ver a part¡rde qué composiciónde fase orgánicase observaba apariciónde precipitado. Enfunciónde los resultados obtenidos se estableció como nivel máximode faseorgánicaun B0%de metanolparael eluyente metanol/tampón y un 60% de acetonitriloparael eluyenteacetonitrilo/tampón. Paraseleccionarla longitudde onda media,se realizaroncromatogramas de cadauno de los componentes por separado, y se recogióel espectrode cadauno de ellosen la regióncomprendidaentre200 nm y 400 nm. En virtud de los espectros obtenidos,se puededecirque la máximaabsorción se presenta en la zonade 210 nm; sin embargo estazona es muy críticaya que puedehaberalgún problemacon la línea baseasí como bastantesinterferencias. Por otra parte,se ha encontradoque 2BB nm es la longitudde onda más extremaen la que todos los componentes presentanuna absorciónsuficientepara su análisis.No obstante,en casosparticularespodría ser interesante teneren cuentaotraslongitudesde onda,como es el casode los derivados de anilina,que en generalpresentan mayorabsorbancia a 24Onm, lo que en ciertos casospuedepermitiraumentar el límitede detección, siemprey cuandono interfieran otrassustancias. Loscomponentes 2-naftilamina, 2-amino-4-nitrotolueno, y la o-aminopresentan azotolueno absorbancia a 360 nm sin que losotroscomponentes absorban a Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. CgltqlgS:j e A nat¡s¡s Cro^ atol, dicha longitudde onda, lo que podríaser una formaselectivaparadetectarlos si se produjese algunainterferencia a 2BBnm. Por último se constatóque ciertasaminastalescomo: 4-aminobifenilo, 3,3'-dicloroy bencidina o-aminoazotolueno, presentaban tiemposde retenciónmuy altos(mayores de 60 min en algunoscasos)cuando se trabajabaen condicionesisocráticascon composiciones de eluyentesque permitieranuna separación aceptabledel restode las aminas. Así, para el establecimientode las condiciones cromatográficasse seleccionaron inicialmente sieteaminas:2,4-diaminotolueno, bencidina,o-dianisidina, o-tolidina, o-toluidina, 2-amino-4-nitrotolueno y 2-naftilamina.Posteriormentese ajustaronlascondicionesen funcióndel restode comoonentes. V.2.2.2. Establecimientode las CondicionesCromatográficas Parael establecimiento de las condicionescromatográficas se estudiarondiferentes mezclasen la composicióndel eluyente,determinandoen cada caso el factor de capacidadparacada componentey el factorde selectividad entre los paresde ellos que eluíanjuntosy/o contiguos.En el apartado1V.2.2se indicanlos conceptosde los parámetros mencionados. Comotiempomuertodel sistemasetomó el correspondiente al del uracilopor serésteun solutono retenido12441. Y.2.2.2.a.MezclasMetanol/Tampón Se han realizado los cromatogramas de las 7 aminas indicadasanteriormente, correspondientes a ocho composiciones (75/2s, 7o/3o, diferentesde metanol/tampón 65/35,60/40,57/43,55/45,50/50, y a3157). En la FiguraV.B.Ase muestrala evolución del factorde capacidadde cadacompuesto,en funcióndel porcentajede metanolen lasdiferentesmezclasmetanol/tampón utilizadas comoeluyentes. Se observaque en generallos valoresde factorde capacidaddisminuyenparatodos los componentes conformeaumentael porcentajede metanolen el eluyente.Paralos compuestos2,4diaminotolueno, bencidina,y 2-naftilamina se obtiene una buena separaciónhastaun 65% de metanol,mientrasque paravaloressuperioresa éste la 2,4-diaminotolueno y la bencidina tiendena coincidir. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 82 Capítulo v 2,4-Diaminoblueno Bencidina o-Toluidina + ^ O tr 'E6 fE Eg rE a f G ? a U4 'tto o-Dianisidina 2Ámíno-4-nitoblueno o-Tolidina z+laft¡lam¡na. ¡¡ g It (J G o t!¿ ¡o + 0 4A E Y 3l ¡¿ ++ ? t t E ^ + t I 60 80 0,6Metanol 2.60 B -t Itt ü E 2.r8 E I o-Tolidirdo-Toluidirn 2.Amino4-nitoioluenaúo-Dianisidina I o-Dianisldindo-Toluidina a 2+tmino4-nitobluenoy'o-Tolidi¡a tr I IJ -g 8 t.rs o 1l L .g tJ + ,- F 1 . 3 3 il¡*e¡ a . 0.90 40 50 ll t rt | ¡ ' ' ---l----+'----+----- 60 70 oó Metanol Figura V.8. Variación(A) del factorde capacidady (B) del factor de selectividadobtenidoscon HPLCIDAD,en función del porcentajede metanol. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. cpt4 tS, utos$fico "!St d94!lé!j:!_t_9!p- B3 Por otra parteen la FiguraV.B.Bse muestrala evolucióndel factorde selectividad para diferentesparesde compuestosen funcióndel porcentajede metanol.Se puede ver que el par o-dianisidina/o-toluidina y el par 2-amino-4-nitrotolueno/o-tolidina se separanpeor conformeaumentael porcentajede metanol,pasandoambos por un mínimo(c¿:1)paraun 65% de metanola partirdel cual se inviertenlos órdenesde elución. En cuanto al par otolidina/o-toluidina, sigue una evoluciónsimilar a la pero descrita toma un valorde cr:1 a partirde un 70olo de metanolen adelante.Sin embargo,parael par 2-amino-4-nitrotolueno/o-dianisidina la inversiónen el orden de elución se producealrededordel 50% de metanol,mejorandola separación entre dichasaminasa partirde dichoporcentaje de metanol. A la vista de estosresultadosse puede decir que para una composición57/43 de metanol/tampónse produce la separaciónde todos los compuestosestudiados.Sin embargoal considerarel restode aminas,podríanproducirseinterferencias ya que la separaciónque hay entre las aminasestudiadasno es suficiente.Por otra parte la que se observatrabajando separación a una composición43/57de metanol/tampón es bastantemejor, por lo que en este caso cabría esperar menos problemasde interferencias; pero en estascondicionesel análisisde todos los compuestossería demasiadolargoy habríaque utilizargradiente. V .2.2.2.b.MezclasAcetonitrilo/Tampón Se han realizado los cromatogramas de las 7 aminas indicadasanteriormente, correspondientes (55/45,50/50, 48/52, a seis composiciones de acetonitrilo/tampón 46/54, 40/60, y 35/65). En la FiguraV.9.A se muestrala variacióndel factor de capacidadde cada compuestoen función del portentajede acetonitrilo en las diferentesmezclasacetonitrilo/tampón utilízadas como eluyente. En estecasotambiénse observaque, en general,conformeaumentael porcentajeen acetonitrilodisminuyenlos valoresde factor de capacidadpara todos las aminas estudiadas, encontrandoque la 2,44iaminotolueno, la bencidinay la 2-naftilamina se separanbien del resto de componentesen todo el intervalo de composiciones estudiado. Sin embargo,la2,4-diaminotolueno coincideprácticamente con el tiempo muertodel sistemaa porcentajes elevadosde faseórganica. En la FiguraV.9.8 se puedever la evolucióndel factorde selectividadparadiferentes paresde compuestos en funcióndel porcentaje de acetonitrilo" Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Capítulo V 84 8.m + 2,4'DÉminoiolueno Bencidlna l, ? 4.50 G I = u É a É .g u G lJ- o-Toluídirn o-Dianisidina a t trr ¡ o-Tolidine f Z{tlaftilamina. u 3"00 o rg L O tr , o tr v ¡ o ¡i; v l.5o ¿ ^;: t A 30.m 37.fi 45.m 52.s0 0,,6 Acetonitrilo 60.00 r.9 0 B + -n G 1.65 = I o-Tolidin¡y'o-Toluidina ñ 24mino,{-nitobluenodo-Dia¡risidina L o-Dienlsldlna/o-Toluidlna a 2.Amino-*-nitoblueno/o-Tolidina + l¡ -g .g r.4o VJ o + L s*E T' o rF E r.rs 30.00 + * TJ ¡ a ¿+ ' .lr L __a ______ _----__-_-____-_*-_-_-- 37.50 45.00 52.50 60.00 0,6Acetonitrilo Figura V.9. Variación(A) del factorde capacidadV B) del factor de selectividadobtenidoscon HPLCIDAD,en función del porcentaiede acetonitrilo. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condiciones de Anál isis B5 Seobservaque el par o-tolidina/o-toluidina por unaparte,y el paro-dianisidina/o+oluidina por otra, se separanpeor conformeaumentael porcentajede acetonitrilo, llegandoa coincidirel par odianisidina/o-toluidina parael 55% de acetonitrilo.En cuanto al par 2-amino-4-nitrotolueno/o-tolidina, se observa que al aumentar el porcentajede acetonitrilo,dichoscompuestos tiendena coincidirde formaque cuando el eluyentelleva un 40% de acetonitriloprácticamente coinciden,invirtiéndose el orden de elución conformeaumentael porcentajede acetonitrilo.Por último, el par 2-amino-4-nitrotolueno/o-dianisidina, en generalse separamejorconformeaumentael porcentajede acetonitri lo. Al igual que sucedíacon las mezclasmetanol/tampón, la mejor separación se obtiene paraaquellacomposiciónde eluyenteen la que la faseorgánicaes menor;es decir, 35% de acetonitrilo y 6501. de tampón. Comparandolas FigurasV.B.Ay V.9.A se puedever que, en general,los valoresde factor de capacidadson menorespara las mezclasacetonitrilo/tampón que para las mezclasmetanol/tampón, lo cual indicaque todoslos componentes eluyenantesen el casode las mezclasacetonitrilo/tampón, y por lo tanto los tiemposde análisisserían más cortos;por contra podría haber más problemasde interferencias en el caso de considerarel resto de componentes.Por otra parte, en el caso de las mezclas metanol/tampónserían necesariostiemposde análisismuy largos,por lo cual se procedióal estudiomezclasternarias de eluventes. Y .2.2.2.c.MezclasTampón/Metanol/Acetonitrilo Para tres composicionesdiferentesde tampón: 32, 48 y 55olo,se han estudiado diferentesrelacionesde metanol/acetonitrilo. En la FiguraV.10 se muestrala variación de los valoresde factor de capacidadpara cada una de las aminasestudiadasen funciónde la relaciónmetanol/acetonitrilo. Se puedever que parael 32o/ode tampón (FiguraV.10.A),aunqueen principiolos componentes parecegue se separanbien y que los valoresde factorde capacidadaumentanligeramenteconformeaumentala relaciónmetanol/acetonitrilo, en todos los casosse obtienenvaloresinferioresa 1, lo cual indicaque todos los componentes saldríanmuy próximosal volumen muertodel sistema" Cuando el porcentajede tampón es del 48% (FiguraV.'10.B)se apreciauna mayor influenciade la relaciónmetanol/acetonitrilo, ya que losvaloresde factorde capacidad aumentana medidaque se incrementa dicharelación. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 86 Capítulo V 1.50 + ¡l o O | G' 'ü E O90 B r o eTolukli¡a tr o0i¡nbdl¡a 2"{¡n¡no-t-nitoblmm eTolídin¿ 2tr|dihm¡8. : g IJ G t! c G U o vY -. eTolidie 2}|dilmim. I I ;' t U G t¡ 0.30 a rl t¡ la a ^ ++++ I E^o o- OO aa^ il ++ 1?r | 3 2 t.7s 2.SS 3.50 Metanol/Acetonitrilo c + ¿,|-Oi¡ñ¡notolufio B{|lciln¡ O o-Toltih¡ tr o.Et¡n¡s¡diB 5 a E .É Et] g.ss O.OO Meta¡roUAcetonitrilo trB lstr € tr^¡ t L ; V I 2 ? sñ fi a 0 I CI Yv 0.60 I r ? G E .E .q l) g i ITH*'*"" I A 2,fo¡mlnoblurno Brrcidim eToluídi¡n ó-DhnBid¡rE 4 I ? eTolid¡n¡ z-l¡Ídfn¡n. t fif Ét T I Yg ,tr.ü. o L .9 IJ 2 G t¡ lg tI EaO oo I ¿l ++ ^¡ ro -. l a a t + + + 01234 Metalml/Acetonitrilo FiguraV.l0. Variación del factor de capacidad obtenido con HPLCIDAD, en función de la relación metanol/acetonitr¡lopara diferentesporcentaiesde tampón fosfato: (A) 32%, (B)48% y (C)55%. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. bencidina,o-toluidina,2-naftil5e observaque los componentes2,4-diaminotolueno, separados. Sin embargo,la separaciónentre estánperfectamente aminay o-dianisidina la 2-amino-4-nitrotoluenoy la otolidina está afectada por la relación metanol/acetonitrilo, de forma que al aumentardicha relación se separanmejor, aunquela primeraseaproximaa la o-dianisidina. En el casodel 55o/"de tampón(FiguraV.10.C)los valoresde factorde capacidadson sobre una mayorinfluenciade la relaciónmetanol/acetonitrilo mayores,observándose éstos. Para esta composiciónde tampón se aprecia que la separaciónentre los y o-tolidinaestámuy influenciada 2-amino-4-nitrotolueno componenteso-dianisidina, de formaque cuandoéstaes iguala 3.5, todaslas por la relaciónmetanol/acetonitrilo y con valoresde factorde capacidad aminasestudiadas se encuentranbien separadas aceptables. + 5 -I nt = TJ rÉ g I Eencidine o o-Toluldina tr o-Dlanbldln¡ a 2*mlno4.nlfobh¡eno ! o-Tolldin¿ V 4*{mf noGniléier Q +,4'. I 4€loroanllln¿ O 2Jvlebxi-S-rnetihnilina a I f d4'-Tiodhnilinr G v (ü T I T¡ L o # g, G LL f il ¡! A ? u tl I ¡ q o o sEo f+üg f + + 123 r T 4 Metanol/Aeetonitrilo FiguraV.tt. Variación del factor de capacidadobtenido con HPLCIDAD, en función de la relaciónmetanol/acetonitriloparaun porcentajede tampón fosfatodel 55%. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. BB Capítulo V A la vistade los resultados obtenidos,se seleccionóel eluyentecon una composición del 55% en tampóny se estudiaronotrasaminastalescomo anilina,4-aminofeniléter, 4,4'-diaminodifenilmetano, 4-cloroanilina, 2-metoxi-5-metilanilina , y 4,4'-tiodianilina conjuntamente con las anteriores, a excepciónde la 2,44iaminotoluenoy la 2-naftilamina,ya que teniendoen cuentala diferenciaentresusvaloresde factorde capacidad se consideróque estabansuficientemente resueltas. En la FiguraV.11 se muestranlos valoresde factor de capacidadde todas las aminasindicadaspara un intervalode metanol/acetonitrilo comprendidoentre0.8 y 3.5. Se observaque parauna relación metanol/acetonitrilo igual a 3.5, la bencidinacoincidecon el 4-aminofeniléter, la 2-metoxi-5-metilanilina coincidecon el 2-amino-4-nitrotolueno, y la 4,4'-tiodianilina salepróximaa la o-tolidina. Conformela relaciónde metanol/acetonitrilo disminuyese puedever que la bencidina y el 4-aminofeniléter quedandoéstaúltimaentrela anilinay la tiendena separarse, bencidina,mientrasque la 4-cloroanilina, y la o-dianisidina la 2-metoxi-5-metilanilina tienden a coincidir.En cuanto al restode las aminasque eluyen en un tiempo razonableutilizandocondicionesisocráticas, puede decirseque empleandocomo eluyenteuna mezcla de tampón/metanol/acetonitrilo 55/35/10el 2, -diaminoanisol saleincfuso antesque el 2,4-diaminotolueno y la 4-cloro'2-metilanilina eluyedespués que la 2-naftilamina. Todos estos resultadosparecen indicar que es difícil conseguir una única mezcla eluyente que nos permita separar satisfactoriamente todas las arilaminas simultáneamente. V.2.2.3.Condicionesde Gradiente El restode aminasno incluidashastaahorapresentaban volúmenesde eluciónmuy grandescuando se trabajabaen condicionesisocráticas, por lo que se tuvo que establecer un gradientede eluciónparaacortarel tiempodel análisis.La limitación fundamentalal operaren gradientees que se produzcaprecipitación de los fosfatos, dandolugara una obstrucción en el sistemaal aumentaren el eluyenteel porcentaje de la faseórganica.Trasuna seriede pruebasy teniendoen cuentalo dicho en el apartadode ensayospreliminares, que la composición se estableció finaldel eluyente fueseuna mezclade tampón/metanol/acetonitrilo de composición25/67/8. En un primerensayose estableció un gradiente linealcon tiempo6 min y se encontró que todaslas aminasse separaban bien a excepciónde la 3,3'diclorobencidina y la Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde AnálisisCromatográfico B9 4,4'-metilenbis(2-cloroanilina). Paraestablecer las condiciones óptimasde separación entreestasdos aminasse estudióla evoluciónde su resolución a diferentes tiemposy tipos de gradientes. En la FiguraY.l2 se puedever que al aumentarel tiempo de gradientese obtienen mejoresvaloresde resolución,y para un tipo de gradiente convexose obtienenpeoresvaloresque en el casode utilizarun gradientelinealo cóncavo.Empleandoun gradientelinealduranteun tiempode 13 min se obtenían valoresde resolución aceptables. ¿.¿u ffi ffi 1.65 I CradienteLineal CradienteConvexo CradienteCóncavo rQ I .10 O tt7 qJ ú 0.55 nññ I 10 13 Tiempode Cradiente(minutos) FiguraV.l2. Variaciónde Ia resoluciónentreIa 3,3'-diclorobencidinay Ia 4,4'-metilenbis(2cloroanilina)obtenida con HPLCIDAD,en función del tiempo y del tipo de gradiente. En la FiguraV.13.Ase muestrael cromatograma obtenidoa 2BBnm parauna mezcla de todaslasaminasestudiadas, segúnlassiguientes condiciones: el eluyenteiniciales una mezcla de tampón/metanol/acetonitrilo 55135110 durante un tiempo de 13 gradiente minutos,traslos cualesse establece un linealde 13 minutoshastallegara obteneruna mezclade composición 25/67/8la cual se mantienedurante14 minutos. De esta forma el cromatograma total transcurreen un tiempo de 40 minutos.Los númerosque figuranencimade cadapico corresponden a lasarilaminas indicadas en la TablaV.4. Sepuedever que en estascondiciones seconsiguela separación de todas (5)que coincidecon la bencidina(4)y del lasaminasa excepcióndel 4-aminofeniléter (9 que coincidecon la 2-metoxi-S-metilanilina (l_0). 2-amino-4-nitrotolueno Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Sin embargo,cuando se obtieneel cromatograma en las mismascondicionespero a 360 nm (FiguraV.13.8), sólo se detectala presenciade 2-amino-4-nitrotolueno (9), (l4.l, (21). 2-naftilamina y o-aminoazotolueno 24 40 Tiempo(minutos) FiguraV.l3. Cromatogramasobtenidoscon HPLCIDADcorrespondientes a la mezclade las arilaminas indicadasen la Tabla v.4 (A) a 2BB nm y (B) a 36o nm, en las siguientescondiciones:mezcla inicial de tampónlmetanol/acetonitrilo 5Sl35/10 durante 13 minutos, y gradiente lineal en 13 minutos hasta obtener una composición25/67/8,que se mantienedurantel4 minutos. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. En la FiguraV.14.Ase muestrael cromatograma obtenidoa 2BB nm para la misma mezclade aminasque en el casoanteriory utlizandoel mismoprograma de elución,a excepciónde la mezcla incial en condicionesisocráticas, que correspondea una mezclatampón/metanol/acetonitrilo 53/37/10.En estascondicionesse apreciaque la separaciónentre la 4,4'-tiodianilina02) y la o{olidina (1Í!) mejoracon respectoal cromatograma de la FiguraV.13.A.Sin embargo,la 4-aminofeniléter (E)y la bencidina (9 y la 2-metoxi-5@) siguencoincidiendo,al igual que la 2-amino-4-nitrotolueno (10).lncluso,éstasúltimastiendena coincidircon la o-dianisidina (11). metilanilina fabla V.4. N" de referenciade las arilaminas estudiadaspara el establecimiento de las condicionescromatográficasen H PLC/DAD. No Referencia 1 2 Compuesto 4-Metoxi-1,3-fenilendiamina 4-Metil-1,3-fenilendiamina Nombre común 2,4-Diaminoanisol 2,4-Diaminotolueno 3 Anilina 4 4,4'-Diaminobifenilo Bencidina 5 4-Aminofeniléter 4,4,-Oxidianilina 6 2-Metil-1-aminobenceno o.Toluidina 7 4,,4'-Diaminodifenilmetano 8 4-Cloroanilina 9 2-Amino-4-nitrotolueno 10 2-Metoxi-5-metilanilina p-Cresidina 11 3r3'-Dimetoxi-4r4'-diaminobifenilo o-Dianisidina 12 4,4'-Tiodianilina 13 3,3'-Dimetil-4,4'diaminobifenilo 14 2-Naftilamina 15 4-Cloro-2-metilaminobenceno 16 2,4,5-Trimetilanilina 17 3r3'-Dimetil-4,4'-diaminodifenilmetano 18 4-Aminobifenilo 19 3,3'-Dicloro-4,4'-diaminobifenilo 20 4,4'-Metilenbis(2-cloroanilina) 21 4-Amino-2,3-dimetilazobenceno o-Tolidina 4-Cloro-o-toluidina 3r3'-Diclorobencidina o-Aminoazotolueno En la Figura V.'14.8 las condicionesisocráticasi n i c i a l e sson una mezcla de tampón/metanol/acetonitrilo 55/17/28. 5e aprecia que hay muchas aminas que Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 92 Capítulo V (D y la bencidina(4 se coincidenentresí; sin embargoen estecasola 4-aminofeniléter (19 consiguendiferenciar, e inclusola 3,3'-diclorobencidina y la 4,4'-mefilen-bis(2(2o) cloroanilina) se separanmejor que en las condicionesindicadaspara el cromatograma de la FiguraV.13.A. 8,10,11 9,12,13 B 21 l fl Jl. 16 24 32 40 Tiempo(minutos) FiguraV.l4. Cromatogramas obtenidoscon HPLC|DADcorrespondientes a la mezcla de las arilaminasindicadasen Ia TablaV.4 a 2BBnm, en las mismascondicionesque la Figura V.l3 pero utilizando una mezcla inicial de tampónlmetanollacetonitrilo (A) de 53137110 v @)de 55117128. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde AnálisisC Winkeler y col. [208] estudianla separación de las veinte arilaminasprohibidas, registrando el cromatograma a 245 nm y empleandoun tiempototalde 60 minutos.La secuenciaen el orden de elución de los compuestoses distinta,y entre las aminas correspondientes a los números11 a 17 se obtiene peor resolución.Sin embargo, y la 2-metoxi-5-metilanilina compuestos como la 4-aminofeniléter consiguensepararlas del resto satisfactoriamente. En otros trabajosse llegan a estudiar mezclasde entre cinco y once aminasaromáticas, empleandodetecciónUV-Visible1128,132,2O21o un (ED) detectorelectroquímico En todos ellos,el orden de elución coincide [145-1471. presente con el obtenidoen el estudio. 2.2.4. Estudio Espectroscópicode las Aminas Coincidentes El cromatograma obtenidosegúnlas condiciones de la FiguraV.13.A es el que en general evidencia una mejor separaciónde todas las aminas,a excepciónde la 4-aminofeniléterque coincide con la bencidina,y la 2-amino-4-nitrotolueno que coincide con la 2-metoxi-5-metilanilina. No obstante,como los espectrosde ultravioletade estos productospresentandiferenciassignificativas,resulta posible estudiarla purezade cadapico en funciónde la presenciao ausenciadel compuesto que interfiera. En la FiguraV.15.A se muestracómo varíala concentración relativade bencidinaen una mezclade éstay la 4-aminofeniléter, en funciónde relaciónentrela absorbancia a 2BBnm y la absorbancia a 24Onm, medidasen el espectrocorrespondiente al máximo del pico cromatográfico. Se observaque conformeaumentala concentraciónrelativa de bencidina en la mezcla, se produce un incrementoen dicha relación de absorbancias, de formaque los puntosse ajustana una función polínómicade tercer grado: y=-2,757 + 36.600x - 5.400x2 + 0.356x3 (r2=0.999) En donde y representael porcentajerelativode la bencidinaen la mezclay x la relaciónentrela absorbancia a 2BBnm v la absorbancia a 240 nm. y 2Si se realizaun estudiosimilaren el casode una mezclade 2-amino-4-nitrotolueno Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. (FiguraV.15.B), metoxi-S-metilanilina se obtieneque la relaciónentrela absorbancia a 2BBnm y la absorbancia a 240 nm, medidasen el máximodel pico cromatográfico, no sufreningunavaríacióncon la composiciónrelativade la 2-amino-4-nítrotolueno en fa mezclade éstacon la 2-metoxi-5-metilanilina. 100 .F 1ü0 o\ o tr t¡¡ =80 E s;80 rÉ A tr E 'fi B tr r= 60 Ttr 6 0 Etr t¡¡ tr .{ tr 'E rÉ f Ab Zee nm/AbZSOnm E Ab 288 nny'Ab240 nm ru T40 .o tr rÉ E í¡ {¡ a E20 U E20 E tu l¡ tr o UO o.00 2.33 4.67 7.Oü Ab 28S nm/Ah 240 nm FiguraV.l5. 0.60 1.oo 1.40 Rel¡ciónde Ah¡orb¡nci¡s Variaciónobtenidacon HPLCIDAD(A) entreel porcentajerelativode bencidina para diferentesmezclasde ésta y 4-aminobifenilo,en función de la relaciónde absorbancias(2\Bnm/240nm) y @) entre el porcentajede la 2-amino-4nitrotolueno para diferentesmezclas de ésta y 2-metoxi-5-metilanilina, en función de Ia relaciónde absorbancias(2\Bnm/240nm)y (288nm/250nm). Sin embargo,la relaciónentrela absorbancia a 2BBnm y la absorbancia a 25Onm sí que variade formaque dicharelacióndisminuyeconformeaumentala concentración relativade la 2-amino-4-nitrotolueno en la mezcla.Al igualque que en el casoanterior, dichavariaciónse puedeajustara unafunciónpolinómicade tercergrado: Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde Análisis Cromatográfico y =618.440 - 1799.569x + 1807.620x2- 622.637x3 95 (r2=O.997) En donde y representa el porcentajerelativode 2-amino-4-nitrotolueno en la mezclay a 2BBnm y la absorbancia x la relaciónentrela absorbancia a 250 nm. Dichasecuacionespermitenestimarel porcentajerelativode bencidinaen una mezcla y el porcentajerelativodel 2-amino-4-nitrotolueno de éstacon la 4-aminofeniléter, en de la 2-metoxi-5-metilanilina. una mezcla éstacon V .2.2.5. Anál isis Cuantitativo Parael análisiscuantitativode lasaminasaromáticas, en primerlugarse obtuvieronlas ecuacíonesde calibrado para cada una de ellas en las condicionescromatográficas correspondíentes al cromatograma de la FiguraV.13.A Dichasecuaciones se realizaron comprendidoentreO.1y 20 ppm, exceptopara la en un intervalode concentraciones 4,4'4iaminodifenilmetano, 4-cloroanilina, 4-cloro-2-metilanilina, y 2,4,5que y ppm. Todasellas respondena la trimetrilanilina, se realizaronentre 0.25 20 forma genérica: Concentración x (Volumen de Inyección) = A + B * (Area) El volumende inyecciónfue de 20 pl en todoslos casos,A es la ordenadaen el origen y B es la pendiente.En la TablaV.5 se muestranlos diferentesparámetros obtenidos del ajustede la ecuaciónanterioren función del área de los picos, así como los paracada una de de correlación(r2)y lascantidadesmínimasdetectables coeficientes lasarilaminas" En generalse puede decir que, en función de las pendientesobtenidas,todas las amínas presentanuna capacidadde respuestadel mismo orden de magnitud,a excepciónde la bencidinay la o-tolidinaque sonde un ordenmayor. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 96 Capítulo V Tabla V.5. Parámetrosde las ecuacionesde calibrado y cantidades mínimas detectables obtenidascon HPLCIDAD, paracada una de ias arilaminas. OrdenaCompuesto da en el Pendiente Coeficiente Cantidad de Mínima Correlación Detectable Origen (A) @) 214-Diaminoanisol 1.592 6.749104 o.9993 2.OO4 2,4-Diaminotolueno 4.535104 >0.9999 2.O72 Bencidina 0.4550 - 0 . 11 2 1 6.89810-5 >0.9999 2.O70 4-Aminofeniléter 4.1579 5.526104 >0.9999 1.990 o'Toluidina o.05412 6.617104 >0.9999 1.990 4,4'-Diaminodifenilmetano 1 . 0 3 1 0 6.025104 >0.9999 4.954 4-Cloroanilina 0.07843 8 . 4 2 7 ' t O 4 0.9999 4.884 2-Amíno-4-nitrotolueno 0.8681 2.614104 0.9998 2.066 2-Metoxi-S-metilanilina 0.5316 >0.9999 2.O40 GDianisidina 0.3890 3.931104 'tO4 1.229 > 0.9999 2.120 4,4'-Tiodianilina o.4904 2 . 1 3 01 0 4 >0.9999 1.950 o-Tolidina 0.3993 8.40010-5 >.0.9999 2.'t28 0.08569 2.965 10-4 > 0.9999 2.118 2-Naftilamina 4-Clor t2-meti lani Ii na 0.4580 7.3691Ú 0.9999 4.740 2,4,S-Trimetilanilina 0.7202 5.869104 > 0.9999 5.036 3,3'-Dimetil-4,4'-diaminodifenilmetano o.2120 5.405104 >0.9999 2.096 >0.9999 2.2't6 4-Aminobifenilo 0.1071 1.00810-4 3r3'-Diclorobencidina o.4087 1 . 1 2 91 0 4 >0.9999 1.955 0.1774 -o.4572 6.093104 >0.9999 2.314 5.56610{ >0.9999 2.O22 4,4'-Meti lenbis(2-cloroaniIi na) o-Aminoazotolueno En cuanto a la cantidad mínima detectable,en el caso de la 2,4diaminoanisol, 2,4-diaminotolueno,bencidina, 4,4'-tiodianilinay o-tolidina, presentan valores ligeramenteinferioresa los obtenidoscon CC/MS (TablaV.3). Sin embargopara el restode aminasse han obtenidovaloresmayorescon HPLC/DAD,siendoel casomás es de 4.89 ng, frentea ina cuyacantidadmínimadetectable notableel de la 4-cloroanif fos 0.177 ng detectadoscuandose determinapor CC7MS,es decir,28 vecesmayor. Estopone de manifiestola importanciaque tiene la técnicade análisisutilizadaen la de dichasaminas,ya que puededarseel casode que a concentraciones determinación o no en funciónde la técnicautilizada. muy bajas,éstaspodránserdetectables Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde AnálisisCromatográfico Tabla V.6. 97 Valores calculados a partir de las ecuaciones de calibrado obtenidas con HPLCIDAD,para cadauna de las arilaminas. Paracadauno de loscompuestos examinados se ha determinadola repetibilidadde los paradosconcentraciones valorescuantitativos diferentes, calculándose el valor medio, el coeficientede variación,y los intervalos de confianzaal95olo sobrela basede cinco Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 98 Capltulo V determinaciones. Los resultados se muestranen la TablaY.6, y se puedever que en Seneralexiste una buena concordanciaentre los valores teóricos y los valores calculadosa partirde lasecuaciones de calibrado" 22.O0 6 o 17.80 ll o {J 13.20 CL o E rE 8.80 = = 4.40 0.00 1.05 2.1CI 10.00 11.O0 etoxi-5-meti lanilinal [2-Ami no4ti t roto luenol/[2.r\4 E -g r! E -E = 11.00 8.80 srÉ 6.60 tr \o 4.40 B (J (J r! o 2.20 (J c o u o.00 4.40 6.60 8.80 11.OO Concenlración Real (ppm) FiguraV.Í6. (A) Variación obtenidacon HPLC|DADde la alturade pico correspondientea la 2'amino4-nitrotolueno medida a 360 nm, en función de Ia relación entre concentraciónesde ésta y 2-metoxi-5-metilanilina.(B) Relación obtenida con HPLC|DAD entre la concentración real y Ia calculada para la 2-amino-4nitrotolueno,medidaa 360 nm. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde AnálisisCromatoFráfico a --q Por otra parte,cabedestacarel estrechointervalode confianzaobtenidoen la mayoría de los casos.Sólo para la 2,4-diaminoanisol se ha obtenido un valor ligeramente elevado debido probablementea que eluye muy próximo al tiempo muerto del sistema,lo cual puededar probfemasa la horade integrarsu pico cromatográfico. Hay que recordarque en las condicionesde elución anteriorespara la que se han obtenido las ecuacionesde calibrado,existendos parejasde aminasque coinciden (2-amino-4-nitrotolueno/2-metoxi-5-metilanilina y bencidina/4-aminofeniléter), por lo que es necesariorecurrira lascondicionesdondesí se resuelvenpara llevara cabo la determinación de lasmismas. Tal y como se mostróen la FiguraV.13.8,si se registrael cromatograma a 360 nm sólo se aprecia la aparición de un único pico debido a la 2-amino-4-nitrotolueno. Representándose la altura del pico de la 2-amino-4-nitrotolueno frente a la relación entrela concentración de éstay de 2-metoxi-5-metilanilina (Figurav.16.A), se observa que existe una variación lineal conforme aumentadicha relación, y permanece prácticamente constante cuando la concentración de 2-metoxi-5-metilanilina disminuyeal tiempo que la de 2-amino-4-nitrotolueno permanececonstante.En la FiguraV.16.8 se muestrala relaciónentrelasconcentraciones realesy lascalculadasa partirdel calibradode la 2-amino-4-nitrotolueno a 360 nm, en basea la alturadel pico. Se puede ver que prácticamente todos los puntosse alineanen la diagonal,lo cual indicauna buenaconcordancia entrelosvaloresrealesy loscalculados. Tabla V.7. Concentracionesrealesy calculadasobtenidascon HPLC/DAD, para la mezcla ham i nofeni I éter v bencidi na. *Aminofeniléter Bencidina Concentración Concentración Concentración Concentración Real Calculada Real Calculada 9.9 10.0 10.1 9.9 9.8 10.4 '1o.2 0.99 0.96 10.3 10.5 5.0 5.1 10.3 10.2 9.9 10.3 5.1 5.3 9.9 10.0 1.0 0.9 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 10.1 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Porúltimo,cuandose realizael calibradode la bencidinay la 4-aminofeniléter en base a la altura de los picos y en las condicionesen que se separan(mezclainicial de tampón/metanol/acetonitrilo 55/17/28),se puedendeterminarambassi se encuentran en la mismadisoluciónproblema.Se toma la alturacomo respuesta, ya que los picos parcialmente. se solapan Así,en la TablaV.7 se indicanlos valoresrealesy calculados de dichasaminasparadiferentescomposiciones. Se puedever que existeuna buena correlaciónentrelosvaloresrealesy loscalculados a partirde lasrectasde calibrado. En cuantoa las posiblesinterferencias debidasa la presenciade isómerostalescomo 1-naftilamina, 2-aminobifelino, 2-cloroanilina, 3<loroanilina,m-toluidinay p-toluidina,se observólo siguiente: o La 2-aminobifenilo y la 4-aminobifenilo se separanentresí presentando tiemposde y retenciónde 26.1 28.5 minutosrespectivamente. Lo mismoocurrecon la 4-cloroy 2-cloroanilina, que presentan anilina,3-cloroanilina tiemposde 11.6, 12.3y 12.9 minutos respectivamente. Por tanto, en estoscasos no cabe la posibilidadde interferencias debidasa isómerosen la determinación tanto de la 4-aminobifenilo como de la 4-cloroanilina.En la bibliografía, se encuentranvariostrabajosen los que se separan la 2-aminobifeniloy la 4-aminobifenilohaciendo uso de la líquidaen faseinversa.Así, Lancaster cromatografía y col. [190,191]las determina trasdiazotacióny aclopamiento con SalR empleandoun DAD, si bien la resolución empeorarespectoa la obtenidaen estamemoría.Whangy col. [14G1,consiguen separarlas con buena resoluciónsin derivatizaciónalguna,utilizandoun ED. En los tres isómerosde la cloroanilina,se describenseparaciones cuantoa utilizando cromatografíalíquida de adsorcióncon detecciónUV-visible[124-127f,o en fase inversacon ED Í'1441. o En cuanto a la'l-naftilaminay la 2-naftilamina, eluyen ambasa 1B.B minutos haciendoimposiblela determinación de la 2-naftilamina si se encuentrapresentesu isómeroen la misma muestra.En la bibliografía,se encuentranseparaciones de ambasaminashaciendousode cromatografía líquidaen faseinversa.Así, Lancaster y col. [19'1,193]las determinantras diazotacióny acoplamientocon Sal R, utilizandoun DAD. Pacey col. [129]y Concialiniy col. [145],consiguenseparalas sin derivatizaciónalguna, empleandoun DAD y un detectorde fluorescencia respectivamente. Sin embargo,en el estudiorealizadopor Bürgiy col. [128] ambos isómeroseluyen simultáneamente. Por otro lado, Chow y col. [12fl emplean cromatografíalíquida de adsorcióncon detección UV-visiblepara separarlas, mientrasque Mefford y col. [123] lo hacen mediantecromatografíalíquida de Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Condicionesde AnálisisCromatográfico 101 intercambioiónicocon detecciónelectroquímica. Por último, la o-toluidina,m-toluidinay p-toluidinapresentan tiemposde retención muy cercanosentresí (8.54,B.B1y 8.86 minutosrespectivamente) lo cual dificulta la determinaciónde la o-toluidinacuandose encuentranpresentesuno o sus dos isómeros.No obstante,se comprobóque la cuantificaciónde la otoluidina en presenciade la p-toluidinaseríaposiblesi se empleacomo respuestala altura de píco en lugar del área. En la bibliografíaencontradadonde se describen separaciones de estostres isómerosf124-12fl,se empleasiemprela cromatografía líquida de adsorciónutilizandodetecciónUV-visible,si bien en ninguno de los casosse consiguemejorarla resolución. V.3. Conclusiones De los resultadosobtenidos en el presentecapítulo, se pueden deducir las conclusiones siguientes: 1. Se ha verificadoque la Cromatografía de Casescon detectorde Espectrometría de (CCIMS) Masas es una técnicaadecuadapara la determinacióncualitativade las veintearilaminasprohibidas,permitiendodetectarde una formabastantesegurala presenciao ausenciade lasmismascon límitesde detecciónaceptables, sobretodo paracompuestos talescomo la o-toluidinay la 4-cloroanilina. 2. Lascondicionescromatográficas más adecuadas en Cromatografia de Líquidosde Alta Resolucióncon detector de FotodiodosUV-Visible(HPLC/DAD)para la determinacióntanto cualitativa como cuantitativade las veinte arilaminas prohibidas,son lassiguientes: Como eluyente inicial, una mezcla de tampónlmetanol/acetonitrilo55/35/10 duranteun tiempo de 13 minutos,trasel cualse estableceun gradientelineal de l3 minutos hastaobteneruna mezcla de composición25/67/8 que se mantiene durante l4 minutos. Asimismo, se han determinadolas ecuacionesde calibrado para todas ellas, encontrándose una buenaconcordancia entrelos valoresteóricosv los calculadosa partirde éstas. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 3. En lo que respectaa la cantidadmínimadetectable de lasarilaminasestudiadas, se puede afirmar lo siguiente:la o-toluidina,4-cloroanilina,2-metoxi-S-metilanilina, 4-cloro-2-metilanilina y 2,3,5-trimetilanilina, presentan valoresde cantidadmínima detectablebastantemás bajos con CC/MS que con HPL(7DAD, mientrasque la 2,4-diaminoanisol,2,4-diaminotolueno, bencidina 4,4'-tiodianílinay o-tolidina, tienen valores de cantidad mínima detectablesignificativamente menorescon HPLC/DAD.En cuantoal restode arilaminas,los valoresencontrados no presentan diferenciasnotablesde una técnicaa otra,detectándose todasellascon límitesde detecciónsimilares. 4. Se han estudiadolas posiblesinterferencias que, en la determinación de las veinte arilaminas,puede producir la presenciade los siguientescompuestos:anilina, 2-aminobifenilo, 2-cloroanilina, 3-cloranilina, m toluidina,p-toluidinay 1-naftilamina,obteniéndose los siguientes resultados: o La anilina se separabien de todas las aminasprohibidas,no interfiriendola identificación con CC/MSni la cuantificación con HPLCTDAD de todasellas. ¡ La 2-aminobifeniloy la 4-aminobifenilo,así como la 2-cloroanilina,3-cloroanilina y 4-cloroanilina,se identificanbien con CC/MS y se resuelvenlo suficentecon HPLC/DADparala correctadeterminación de la 4-aminobifenilo y la 4-cloroanilina. o La o-toluidina, m-toluidina y p-toluidina, con GC/MS se identifican sin problemas,mientrasque con HPLC/DAD los tB son demasiadopróximos dificultandoasí la determinacíón del isómeroorto. No obstante,sí es posiblela cuantificaciónde ésteen el casode la mezclao-toluidinacon p-toluidina,si se toma la altu¡ade pico como respuesta en lugardel área. o Por último, la 1-naftilamina y 2-naftilamina se identificanbien con CC/MS,pero coincidentotalmentecon HPLC/DAD,por lo que la cuantificación de la 2-naftilamina,en casode estarpresentesu isómero,tendríaque realizarsemediante CC/MS. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index Condicionesde Anál isisCromatográfico 103 5. La metodología de trabajoparala deteccióny posteriorcuantifícación de arilaminas prohibidasen una muestraproblema,puedeplantearse de la siguientemanera:en primer lugar,un análisisa nivel cualitativomedianteCC/MScon el fin de conocer qué aminaspuedenestarpresentes en la muestra,y seguidamente el análisisa nivel cuantitativode las mismas mediante HPLCTDAD,confirmándoseademás la presenciao ausenciade algunaotra aminaque presentemejor límite de detección por estaúltimatécnica. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Vl. Preparaciónde la Muestray ExtracciónLíquidoLíquidode lasArilaminas Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. de Ia Muestray Extracciónde las Arilaminas V|.1. Introduccion Una vez fijadas las condicionescromatogriíficas para la determinacióncualitativay cuantitativade las veinte arilaminasprohibidas,en estecapítulose va a exponerel efectoque tiene la preparaciónde la muestray la extracciónlíquido-líquidosobrela recuperación de lasmismas. parael estudiode estasetapasfue necesario Lógicamente, disponerde disoluciones de las arilaminasen estadolibre y en concentraciones perfectamente conocidas,paraque pudieran ser manipuladasy de esta forma poder estudiar el efecto de dicha manipulacionylo tratamiento sobrela recuperación de lasmismas. Parala realizaciónde esteestudiose hizo uso de la Cromatografía de Líquidosde Alta Resolucióncon detector de FotodiodosUV-Visible,empleando las condiciones cromatográficas establecidas en el capítuloanterior. y Discusión V|.2.Resultados V1.2.1.Preparaciónde la Muestra Es sabido que muchasaminasaromáticaspuedensufrir procesosde oxidacióncon cierta facilidad [246,24n, por lo que se consideróque en primer lugar se debían establecer las condiciones de preparación de la muestra para su análisis cromatográfico,suponiendorealizadaslas etapasI y ll del método indicado en el capítulo l, de forma que las aminas obtenidassufriesenla menor oxidación y degradació¡posibles. Paraello se partió de una disoluciónde sieteaminasaromáticas(bencidina,o-toluidina, o-dianisidina,o-tolidina,2-naftilamina, 4-aminobifenilo y 3,3'-diclorobencidina) disueltasen un volumen determinadode éter dietílico (50-60m1), de forma que la concentraciónde cada una de ellas en la muestrafinal preparadafuese perfectamente conocida (alrededorde 10 ppm). Posteriormente se trataronsegún las condiciones siguientes: Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 108 Capítulo Vl Preparaciónde muestra(métodoA): La disolución etéreade las aminasse concentraen rotavapora 45 oC sin llevara sequedad,se trasvasaa un vasode 50 ml y se lleva a sequedadbajo lámpara de infrarrojos en campana extradora. Finalmente se redisueven en la mezcla metanolltampón llI y se inyectaen el HPLCIDAD. Preparaciónde muestra(método B): La disolución etérea de las aminasse lleva a sequedad,en campana extractora, bajo lámpara de infrarroiosy burbujeando niuógeno. Finalmentese redisuelven en Ia mezcla metanolltampón Ill y se inyectaen el HPLCIDAD. Preparaciónde muestra(método C): En campana extractorase concentrala disolución etéreade aminasburbujeando corriente de nitrógeno, sin lámpara de infrarrojos y sin llevar a sequedad, adicionando alícuotas de metanol de forma que al final queden disueltasen la mezcla metanolltampón I lt, traslo cual se inyectaen el HPLCIDAD. Asimismo, se evita en lo posible que la luz incida directamenteen la muestrapara lo cual se envuelveelvaso de precipitadosen papelde aluminio. TablaVl.l. Recuperaciones obtenidaspara las arilaminasbencidina, o-toluidina, o4ianisidina, o-tolidina, 2-naftilamina,4aminobifenilo y 3,j'-diclorobencidina, según las condicionesde preparaciónindicadas. Recuperaciónsegúnla Preparaciónde Muestra Componente (%) A B c Bencidina 88.5 102 o-Toluidina 0 100.7 't5.9 o-Dianisidina 88.0 96.6 10'l 78.5 o-Tolidina 90.7 98.2 102 2-Nattilamina 85.8 81.6 97.9 4-Aminobifenilo 93.0 94.9 95.5 91.6 96.8 101 3,3'-Diclorobencidina Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Preparaciónde la Muestray Extracciónde las Arilaminas r09 En la Tabla Vl.1 se recogenlas recuperaciones mediasobtenidaspara las díferentes condicionesexperimentadas. Se apreciaque las mejorescondicionesde preparación de muestrapara su posterioranálisiscromatográficocorrespondenal método C, sobre todo en lo que respectaa la o-toluidinaya que éstapasade perdersepor completoen el caso de llevar la disolucióna sequedad,a recuperarse cercadel 80% cuando se concentrala disoluciónsin llevara sequedad. Estotienesu explicación,pueses sabido que ciertasaminasaromáticasprimariaso secundarias, como lo es la o-toluidina,se oxidancon relativafacilidadcuandose exponenal airecomo consecuencia del ataque que sufrenpor el oxígenoatmosférico1246,2471. Losdiarilosy susderivados,así como la 2-naftilamina, presentan sin embargo mayor resistenciaa estos procesos de degradación. Tabla VI.2 Recuperacionesobtenidas para las veinte arilaminasprohibidas, junto con Ia anilina, según las condiciones de preparación de muestra (método C) (n" de medidas)6J. Valor Coeficiente de Intervalo de Medio (7') Variación Confianza 2r4-Diaminoanisol 87.9 3.9 al 95 lo + 4-4 2r4-Diaminotolueno 90.9 1.1 + 2.3 Bencidina 99.6 1.6 4-Aminofeniléter 98.6 1.5 + 1.9 + 1.8 o-Totuidina 81.4 6.7 + 3.9 4,4'-DiaminodifeniImetano 97.8 2.3 4-Cloroanilina 84.6 2.7 !2.1 + 2.8 2-Ami no-4-nitrotol ueno 97.3 1.2 J-Metoxi-5-metilanil i na 81.3 1.1 + 1.4 + 1.1 o-Dianisidina 97.3 3.2 !2.3 4,4'-Tiodianilina 91.1 2.9 o-Tolidina 99.9 1.7 !3.2 + 2.1 2-Nattilamina 94.3 4.2 + 3.3 4-Cloro'2-metilanilina 81.5 o.7 + o.7 2,4,5-Trimetilanilina 80.4 1.5 313'-Dimetil-4r4'-diaminodifeni lmetano 97.0 2.9 + 1.5 + 3.0 Compuesto 4-Aminobifenilo 96.0 2.6 + 2.1 3,3'-Diclorobencidina 98.2 2.4 x2.2 4,4'-Metilenbis(2-cloroaniIina) 96.4 3.O 95.8 2.O x2.7 + 2.3 o-Aminoazotolueno Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 110 CapítuloVI Según las condicionesde preparaciónde muestra(método C), se han obtenido los porcentajes parael restode lasarilaminas de recuperación estudiadas. En la TablaVl.2 se recogenlos valoresmediosde recuperaciónobtenidos,así como el coeficientede variacióny el intervalode confianzaal 95%. Se puedever que para la o-toluidina, 4-cloroanilina, 2-metoxi-5-metilanilina, 4-cloro'2-metilanilina y 2,4,S-trimetilanilina, se obtienenporcentajesde recuperación comprendidosentreun B0 y un 85%. Parael 2,4-diaminoanisol y 2,4 diaminotolueno se obtieneun valor entornoal 90o/o,mientras que parael restode lasaminasse obtienenvaloresigualeso superiores al 95%. Si se observanlas estructurasde los compuestosque presentanrecuperacionesmás bajas,resultanser todos derivadosde la anilina,mientrasque el restode arilaminas presentanestructura diarílicao derivada,ademásde la 2-naftilamina. Portanto,parece haber una correlaciónentre la recuperación de la arilaminay la existenciade uno o dos anillosaromáticosen su estructura, confirmándose que los derivadosde la anilina estánsujetosa procesosde degradación con mayorfacilidad,como se describeen la bibliografía. Los antecedentesbibliográficos sobre datos de recuperacióntras preparación de muestraprevia a su análisiscromatográÍico, son escasos.Friedrichsy col. [209] estudian la recuperaciónde las veinte arilaminasprohibidas,concentrandoel disolvente(acetatode etilo) de dos formasdistintas.Por un lado, empleandoun evaporadorrotatorío Zymark (14O "C y 180 mbar), obtienen valores muy dispares (entre 12 y B9%). Por otro, utilizando un evaporadorrotatorio turbovap 500, y tomando como condicionesde trabajo50 oc y 8000 r.p.ffi.,obtienenlos mejores resultados, entre82 y 99olo,paratodos los compuestos. sin embargo,si toman como oC y 4000 f.p.ffi.,lasrecuperaciones condiciones40 bajanhastavalorescomprendidos e n t r e1 2 y 3 5 o / . . Vl.2.2. ExtracciónLíquido-Líquido de lasArilaminas En el apartado anterior se han establecidolas condicionesde trabajo para la preparaciónde la muestrapreviaal estudiocromatográfico, evitandoen la medidade lo posíblecualquierprocesode degradación que pudierainfluir negativamente en el resultadofinal del análisis.Unavez hechoesto,la siguienteetapaobjetode estudiofue la extracciónlíquido-líquidode las arilaminasa partir del extractoresultantede la -Figura1.1-). reducción(etapall de la metodología de análisis Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. ación de la Muestray Extracciónde las Arilaminas Una vez efectuadala reduccióndel colorante,ya sea como tal o fijado al cuero, se tendríauna disoluciónacuosade las arilaminasasí como otroscomponentesque se extrajerandel cuero.En principiose pensóen un primerprocesode purifícacióndel extractoacuoso,haciendouna extracciónprevia líquido-líquidoen medio ácido con un disolventeorgánico,con el fin de eliminarla posiblemateriagrasaque se extrajera del cuero. Posteriormente se llevaríaa cabo la propia extracciónde las arilaminas realizandouna segundaextraccióncon éterdíetílicoen mediobásico. Con estefin se preparóuna disoluciónacuosaen medioácidode lasmismasarilaminas empleadasen el apartadoanterior(bencidina,o-toluidina,o.dianísidina,o-tolidina, 2-naftilamina, 4-aminobifeniloy 3,3'-diclorobencidina), y se sometióa las siguientes condicionesde extracción: Extracciónde arilaminas(métodoA): La disolución acuosa de las arilaminasse extrae previamenteen medio ácido (pH<2) con éter dietílico(3x20 ml). Posteriormente se basificacon NaOH 2 M hastapH: | 0 - | 1 y se extrae por segundavez con éter dietílico (3x20 ml)" Extracciónde arilaminas(método B): La disolución acuosade las arilaminasse extrae previamenteen medio ácido (pH<2) con n-hexano(3x20 ml). Posteriormente se basificacon NaOH 2 M hastapH:10 11 y se extraepor segundavez conéter dietílico(3x20 mt). Extracciónde arilaminas(método C): La dis,oluciónacuosade las arilaminasse extrae directamentecon éter dietílico (3x20 ml)previabasificacióncon NaOH 2 M hastapH:10 - I l . En todos fos casos,con la disoluciónetérearesultantese operasegúnla preparaciónde muestra(métodoC) descritaen el apartadoV1.2.1.Con la primeraextracciónen medio ácido, empleadaen los métodosA y B, se pretendepurificarel extractoacuoso previamente a la extracciónde lasarilaminas en mediobásico. En la Tabla Vl.3 se recogenlas recuperaciones mediasobtenidaspara cada amina según las condicionesde la extracciónde arilaminas(métodoA) v la extracciónde Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 112 CapítuloVI arilaminas(método8). En cuantoa la primerade ellas,se apreciaque la purificación del extracto acuoso, extrayéndoloen medio ácido con éter dietílico, no es muy puestoque la 4-aminobifenilo, recomendable y sobretodo la 3,3'diclorobencidina, se extraeríanen partedisminuyendosu recuperación final en medio básico.El restode arilaminaspresentanrecuperaciones siempresuperioresal 95% a excepciónde la otoluidina que se recuperaalrededorde un 80%. Estetipo de purificaciónpreviaa la extracciónen medio básico, se ha llegado a utilizar para la determinaciónde 4,4'-diaminodifenilmetano en muestras sanguíneas 117 11. Tabla V|.3. Recuperacionesobtenidas para las arilaminas bencidina, o-toluidina, o-dianisidina,o-tolidina,2-naftilamina,4-aminobifeniloy 3,3'-diclorobencidina,según Iascondicionesde extracciónde arilaminas(métodosA V B). Recuperaciónsegúnla Extracciónde Arilaminas Compuesto (7o) Medio Acido Medio Básico Medio Acido Medio Básico Bencidina 99.7 97.6 o-Toluidina 80.9 89.2 o-Dianisidina 100.4 97.4 o-Tolidina 100.8 97.3 2-Naftilamina 96.8 95.s 4-Aminobifenilo 3,3LDiclorobencidina 8.6 88.7 o.2 97.6 64.0 34.5 4.1 94.1 En cuanto a la extracciónde arilaminas(método B), se observaque la purificación previade la disoluciónacuosacon n-hexanoda lugara mejoresresultados; puestoque la 4-aminobifeniloy la 3,3'-diclorobencidina apenasse extraenen medio ácido, obteniéndosepara todas las aminas recuperaciones finales del orden del 95o/" o superiores. Solo la o-toluidinapresentauna recuperación algo inferioral resto,con un 89.2o/'.En cualquiercaso,parececlaro que ante la necesidadde llevara cabo una purificacióndel extracto,obtenidotrasla reducciónde una muestrade cueroacabado, el n-hexanopodríaser el disolventemás recomendable para la extracciónpreviaen medioácido.No obstante,en el análisisde pielesteñidas,tal vez seríamásapropiado extraercon n-hexanola muestrapreviamente a la reducciónde la misma,como así se i n d i c ae n l a n o r m aD I N 5 3 3 1 6[ 6 9 ] . Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Preparaciónde Ia Muestray Extracciónde las Arilaminas I tJ En la TablaVl.4 se recogenlas recuperaciones mediasobtenidassegúnla extracción de arilaminas(métodog. Seapreciaque las recuperaciones obtenidasson aceptables, rondandosiempreel 100%, a excepcióndel o-toluidinaque presentaun valor del BB.3%. Tabla V1.4. Recuperacionesobtenidas para las arilaminas bencidina, o-toluidina, o-dianisidina, o-tolidina, 2-naftilamina,4-aminobifenilo y 3,3'-diclorobencidina,según Iascondicionesde extracciónde arilaminas(métodoC). Compuesto Recuperación (%lo) Bencidina 99.3 o-Toluidina 88.3 o-Dianisidina 98.4 o-Tolidina 98.4 2-Naftilamina 98.0 4-Aminobifenilo -Diclorobencidina 99.4 98.9 Tomandocomo óptimaslascondicionesde extraccióncorrespondientes al métodoC, se completóel estudiode recuperación con el restode lasarilaminas.En la TablaVl.5 se recogenlos valoresmediosde recuperaciónparatodasellas,asícomo el coeficiente de varíacióny el intervalode confianzaal 95%. Al igualque ocurríaanteriormente con la preparación de muestra,se apreciaque en la mayoriadg los casoslas recuperaciones se encuentranentreel 90 y el 95%, mientras que para los derívadosde anilina están alrededordel B5%. Sin embargo, las recuperaciónesde la 2,4-diaminoanisol y de la 2,44iaminotoluenodisminuyen drásticamente valoresdel 23.5 y 34.3 % respectivamente, obteniéndose lo cual podría deberseal disolventeempleadoen el procesode extracción.Así, el 2,4diaminotolueno se extrajo con acetatode etilo, cloroformoy diclorometano,obteniéndose respectivamente recuperaciones: lassiguientes 42.4, 57.0y 72.Oo/". En la TablaVl.6 se muestranlos valoresmediosde recuperación para la 2,4-diaminoy anisof la 2,4-diaminotolueno cuandola extracciónse realizacon diclorometano,así como el coeficientede variacióny el intervalode confianzaal 95%. 5e puedeobservar que las recuperaciones de dichasaminasaumentansustancialmente respectode los Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 114 Capítulo VI valoresobtenidoscuandose empleaéterdietílico,disminuyendoinclusolos valoresde coeficientede variacióny de íntervalode confianzaal 95ol". Tabla V1.5. Recuperacionesobtenidas para las veinte arilaminas prohibidas, ¡unto con la anilina, según las condiciones de extracción de arilaminas(método C) (no de medidas26). Compuesto Valor Coeficiente de Intervalo de Medio Variación Confianza (7o) 2,4-Diaminoanisol 23.5 2,4-Diaminotolueno 34.3 Bencidina 96.5 4-Aminofeniléter 90.7 o-Toluidina 84.6 414'-Diaminodifenilmetano 93.s 4-Cloroanilina 85.5 2-Amino-4-nitrotol ueno 93.3 2-Metoxi-S-metilaniIi na 86.4 o-Dianisidina 96.1 4,4'-Tiodianilina 93.4 o-Tolidina 95.6 2-Naftilamina 94.6 4-Cloro-2-metilanil ina -T 2,4,5 rimetilani Ii na 88.4 3,3'-Dimetil-4,4'-diaminodifenil metano 93.5 4-Aminobifenilo 96.4 3,3'-Diclorobencidina 84.9 95.3 414'-Metilenbis(2-cloroanil ina) 94.6 o-Aminoazotolueno 93.9 al95% 9.4 10.3 3.1 4.1 4.5 3.0 5.7 2.5 4.7 3.0 3.0 3.6 3.'l 3.9 5.5 3.4 3.7 3.0 4.5 4.5 t2.o + 2.4 + 2.9 + 3.1 + 2.9 !2.1 + 3.5 +'1.7 + 4.3 + 2.O + 2.9 t2.5 + 2.1 + 3.2 + 4.9 + 3.0 + 2.5 + 2.O + 3.9 + 3.9 En la bibliografía,se puedenencontrantrabajosdonde se estudianlos porcentajes de recuperaciónde algunade las aminasprohibidastras extracciónlíquido-líquidocon disolventes tales como éter dietllico [128,134,171], cloruro de metileno cloroformof147,148,150,1511, 1128,134,148,1581, acetatode etilo 1177,1781, n-pentano [186], n-hexano[166],benceno1161,168,1767, tolueno 11721, tolueno/piridina 95/5 (volumen)[163]o heptano/alcohol isoamílico99/1 (volumen)[i71]. En general, Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Preparaciónde la Muestrav Extracciónde las Arilaminas I tJ se obtienenrecuperacíones comprendidasentre el 70 y el lO}o/o,si bien en ciertos para la casos bencidina,odianisidinay o-tolidinase indicanvaloresentre el 30 y el 7ool".En cuantoa la extracciónmedianteel uso de columnascon rellenode tierrade diatomeas ("Extrelut 20"-Merck-), empleando cloroformo como disolvente de extracción[149,150] y aplicadaa compuestostales como 2-metoxi-5-metilanilina, bencidina o 4-aminobifenilo,proporcionarecuperaciones superioresal 80%. En ocasionesse hace uso tambiénde la sonicaciónseguidade centrifugación [129,1571, paraaminastalescomo la 2-naftilobteniéndose recuperaciones entreel 93 y el 103o/o y recuperaciones amina,bencidinay 3,3'diclorobencidina, entreel 67 y el 106% para y la o-toluidina. la 2,4-diaminotolueno Tabla V1.6" Recuperacionesobtenidas para la 2,44iaminoanisol y la 2,4-diaminotolueno extraídascon diclorometano,según las condicionesde extracción de arilamina C (n" de medidas2 6). Medio Coeficienfede Variación Confianza al 957o 2r4-Diaminoanisol 67.9 2.0 + 1.4 2,4-Diaminotolueno 72.5 2.3 + 1.7 Compuesfo Valor Intervalo de V|.3. Conclusiones De los resultadosobtenidos en el presentecapítulo, se pueden deducir las conclusiones siguientes: 1. Lascondicionesde preparación de muestrapreviaal análisiscromatográfico, son las siguientes: En campana extractora se concentra la disolución etérea de las arilaminas burbujeando una corriente suave de nitrógenoy sin |levar a sequedad. Se adicionan alícuotas de metanol de forma que al final queden disueltas en la mezclametanolltampónI /1, traslo cual se inyectaen el HPLCIDAD.Asimismo, se evita en la medida de lo posible que la luz incida directamentesobre la muestra,para Io cual se envuelveel vasode precipitadosen papel de aluminio. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index 2. Las condicionesde extracciónlíquido-líquidode las arilaminasa partir de un extractoacuoso,son lassiguientes: La disolución acuosade las aminasse ajustaa pH:rO - fi con NaoH 2 M y posteriormentese extraecon éterdietílico (3x20 ml). 3. Los resultadosobtenidostras la extracciónlíquidolíquido de las arilaminasy la preparación de la muestra,son los siguientes: ¡ Las arilaminascon dos anillos aromáticosen su estructura,junto con la 2-nafilamina, se recuperanentreun 90 y un 95o/o. r Losderivadosde anilinase recuperanalrededorde un B5o/o, á excepciónde la y la 2,4-diaminotolueno 2,4-diaminoanisol que lo hacenen un 23.5y un 34.3o/o respectivamente. . Cuandola extracciónlíquido-líquidode la 2,4-diaminoanisol y de la 2,44iaminotolueno se realiza con diclorometanoen lugar de éter dietílico, su recuperaciones aumentanconsiderablemente obteniéndose valoresde 67.9 v 72.5o/.respectivamente. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Vll. Análisisde Azocolorante Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisis de Azocolorante t19 Vll.1. Introducción Una vez establecidaslas condicionesde preparaciónde muestray extracciónlíquidolíquido de las arilaminas,se procedióa estudiarlas condicionesde reducciónde azocolorantelibre como pasoprevioal análisisde las pielesteñidas.Se estudiócómo influían sobre el rendimientode las arílaminasuna seriede parámetrosde trabajo como son fa proporción agente reductor/colorante, el pH del medio, el tiempo de y reducción la temperaturade trabajo. Por lo que respectaal agente reductor a emplear en el estudio, la bibliografía consultadareferenteal análisisde colorantesazoicostrasprocesosde reducción,indica que el másutilizadoes elditionito sódico(NazSzOr) [190-204],aunquelascondiciones de reducciónempleadasen cadacasodifierenbastanteentresí. Sin embargo,también hay descritosalgunos trabajosen los que se ha empleadootro tipo de agentes reductores,como por ejemplo el SnCl2f138,204,2051 o la hidrogenacióncatalítica heterogénea sobrepaladiorealizada"in situoen el mismoinyectordel cromatógrafode gases[205].El SnCl2en principiono pareceserun agentereductorrecomendable para abordarel estudio,ya que lascondicionesen que se emplea(medioHCI concentrado y alta temperaturade reducción)puede provocaruna excesivadisgregacióndel cuero, llegandoinclusoa producirsu total hidrólisis.En cuantoa la hidrogenación catalítica en el inyectorcromatógrafode gases,es un métodopensadofundamentalmente parael análisiscualitativode lasarilaminasen azocolorantes, y no solucionabien el problema de la cuantificaciónen la piel teñida. En consecuencia, se seleccionóel ditionito sódicocomo el agentereductormásapropiadoparaabordarel estudio. La técnicade separación utilizadafue la Cromatografía de Líquidosde Alta Resolución con detectqrde FotodiodosUV-Visible,empleandolas condicíonescromatográficas establecidas en el capítuloV. Vll.2. Reactivosy Métodos V|1.2.1. Reactivos En el presenteestudiose han utilizadocuatrocolorantes azoicoscomerciales: a a DirectRed28 (Merck) Acid Red 114 (Sandoz\ Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 120 Capítulo VII . DírectBlue35 (Robama) o Acid Red 128 (/C/) Las estructurasmolecularescorrespondientes a cada colorantese encuentranen el (capítuloXIV),identificados listadode azocolorantes por su nombrey númerode Color lndex(Cl). Para estimar la pureza de dichos colorantesy a modo de confirmaciónde sus estructuras, se llevó a cabo un estudiode los productosde reducciónde cada uno de ellos, según el método propuesto por Kralicek [2O7f, mediante Cromatografíade Cases/Espectrometría de Masas(CC/MS).De esta forma, tanto en el Acid Red 128 como en el Direct Blue 35 se detectócomo productomayoritariola o-dianisidina que es la arilamina base correspondiente a ambos. En el Direct Red 28 se detectó mayoritariamente la bencidina,mientrasque en el Acid Red 114, ademásde la o-tolidina, se detectóuna pequeñacantidadde bencidinaque tambiénse tuvo en cuentaen el estudiode estecolorante.En lasreducciones del Acid Red114 y del Acid Red 128, se detectaronademásdos picos con los mismostiemposde retencióne idénticas refacionesmlz para sus iones moleculares(248 y 263 respectivamente), lo cual confirmala analogíaexistenteentre lasestructuras moleculares de los dos colorantes. Tabla VII.I Purezay contenidode amina basede los colorantesDirect Red 28, Acid Red I l4, Direct Blue 35 y Acid Red 128, según el contenido de nitrógenoorgánico total Kjeldhal y su análisistermogravimétrico. Pureza Estimada ContenidoEstimado de Colorante (7"1 de Amina Base (7") Colorante Tt Direct Red 28 Acid Red114 Direct Blue35 Acid Red128 Tt 41.6 (5.O2')' 36.2 (2.44)- 40.0 10.8 10.3 45.0 9.'l 11 . 3 10.3(0.67). 32.4(2.1O)- 10.0 2.9 2.8 34.8 9.0 9.7 (*) Losvaloresen paréntesis indicanel porcentaje de nitrógenoreferidoa colorante,obtenidos segunel métodoKjeldhal. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. An álisis de Azocol orante 121 Por otro lado, para estimarel grado de purezade cada azocolorantesometidoa estudio,se determinósu contenidoen nitrógenoorgánicototal mediantedigestióny posteriorvaloraciónsegúnmétodo Kjeldahl.De igual manera,se realizósu análisis termogravimétrico entre 30 y 600 oC en atmósferade aire. En la Tabla Vll.1 se muestranlos resultadosobtenidosen basea cadamétodo. Se puede ver que para el Direct Red 28 se estimóuna purezadel 41.6 y del +Ool' respectivamente, lo que traducidoa contenidoen su aminabase(bencidina) expresado como tanto por cientosobrepesode colorante,significaría unosvaloresaproximados de 10.8y 10.3%.Parael Acid Red 114 se estimóuna purezadel 36.2 y del 45.0o1", que representarían un 9.6 y un 11.3%de o-tolidina.Parael DirectBlue 35 se obtuvo una purezadel 10.3 y del 10.0%,que correspondea una cantidadaproximadade o-dianisidina del 2.9 y del2.Bolo, mientrasque parael Acid Red128 se tuvieronvalores que corresponden de 32.4y 34.8o1o, a un 9.0 y un 9.7olo de o-dianisidina. + t Frentedel eluyente t ü : + ab Figura Vll.l. Aplicación de la muestra d Cromatografíade capa fina de los colorantes(a) Direct Red 28, (b) Acid Red 114, (c) Direct Blue 35 y d) Acid Red 128, empleandocomo eluyentela mezcla cloroformollsopropanollagua1I 3/ 1. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 122 CapítUIo VII Otro procedimientoque se llevó a cabo, como estimaciónde pureza, fue la Cromatografía de Capa Fina, empleando como eluyente una mezcla cloroformo/isopropanol/agua 1/3/1(volumen)[89,90,92].Losresultados se muestranen l a F i g u rV all.1. que el Acid Red114,el DirectBlue35 y el Acid Red128dan lugara Puedeobservarse la apariciónde una manchamayoritaria acompañada de otrasde menorintensidad,lo cual demuestrala existenciade una mezclade compuestos.Sin embargo,para el Direct Red 28 se apreciauna mayorpurezaen su composición,puestoque aparece una solamanchacorrespondiente al propiocolorante. V11.2.2.ProcedimientoBásicode Reducciónv Extracción Parael estudiode las condicionesde reducciónse han tomado los azocolorantes siguientes: DirectRed28, Acid Red1'14y DirectBlue35. El procedimientogeneralde reducción,que ha servidocomo esquemade partidapara el estudiode lascondiciones de análisis, fue el siguiente: . (peso) Se preparauna disoluciónde coloranteen distintasmezclasde agua/metanol (% en peso),dependiendo y en distintas concentraciones de la solubilidad de cada uno. Parael Direct Red 28, se partede una disoluciónal 1.25olo preparadaen agua./metanol en la proporción 511;en todos los ensayosrealizadosse pesa la cantidadcorrespondiente a 50 mg de colorante comercial. Con el Acid Red1i4, se prepara una disolución al 0.1% en agua/metanol2/1, tomándosecantidades comprendidas entre10 y 15 mg de colorante segúnel ensayo.Porúltimo, comercial parael DirectBlue35 se partede una disoluciónal 0.1% en agua/metanol 2/1, de la que se pesancantidadescorrespondientes a entre 10 y 50 mg de colorante comercial. o De la disoluciónanteriorse pesauna cantidadde muestra determinada, se llevaa 50 ml con aguay se ajustael pH inicial(pH¡)al valordeseadocon disoluciónde H2SO4 0.25 M o disoluciónde NaOH0.5 M, mediante un pH-metro. o La muestraasípreparada, se mantienedurante5 minutosbajo agitaciónmagnéticaa temperatura ambiente, traslo cualseadicionael ditionitosódicoen formasólida.En los casosen que la reducciónse realicea temperaturas superiores, la disoluciónse calientahastala temperaturadeseadabajo agitaciónmagnética,y se adicionael Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde Azocolorante 123 agentereductor;en estoscasosla temperatura se controlamedianteun termómetro de inmersiónque llevaacopladoel agitadormagnético. Transcurrido el tiempode reacción,se cortala agitaciónmagnéticay se enfríabajo el chorro de agua, midiéndoseposteriormente el pH final (pH¡).La extracción líquido-líquido de las aminasy la preparación de la muestrapara su análisis medianteHPLC/DAD,se llevaa cabotal y como se estableció en el capítuloVl. Vll.3. Resultados y D¡scusión Parallevara cabo el estudiode optimizaciónde las condiciones de reducciónde azocolorantelibre, se tomó el procedimientogeneralde partida expuestoen el apartadoanteriorcomo esquemade trabajobase,a partirdel cual se efectuóel estudio por separadode cada uno de los factoresque podíaninfluir en el resultadofinal del proceso. V!1.3.1.Estudiode la RelaciónAgenteReductor/Colorante Para estudiareste factor, se procedió a la adición en forma sólida de distintas cantidades de ditionitosódico,a un pH¡ determinado. Entodoslos casosla reducción se llevó a cabo a temperatura ambiente(28 + 2 "C), y como t¡empode reducciónse tomaron15 minutosde agitación en agitadormagnético después de añadirel ditionito sódico,traslos cualesse midióel pH¡.Estosuponeque el tiemporealde reducciónes superiora los 15 minutosde agitación, que estaría estimándose comprendido entre30 y 40 minutos,ya que éstees el tiempomediotranscurrido desdeque se adicionael agente reductorhastaque se procedea la extracciónlíquido.líquido,que sería el momentoen que realmentese paralizael procesode reducción. En lo que respectaal primerode los colorantesestudiados, el Direct Red 28, en la FiguraVll.2 se representa el tantopor cientode bencidinaobtenidarespectoa pesode colorantecomercial,paracuatropH¡ distintos(2.4,5.0, B y 'l 1.0),en funciónde la relación agente reductor/colorante puro empleado (dit/col), expresadaen mg ditionito/mgcolorantepuro.Se puedever que, independientemente del valor de pH¡ ajustado,a medidaque aumentala relacióndit/col empleadatambiénlo hace la cantidadobtenidade bencidina,hastaalcanzarun valor máximodel 10.4% a una relacióndilcol de 2.4,a part¡rde la cualse mantiene prácticamente constante, aunque se apreciaun ligerodescenso a medidaque se va empleandomayor cantidadde Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. agentereductor.Porotro lado,se observaunadisminuciónapreciableen los valoresde al restode pH¡, para a los correspondientes bencidinaobtenidosa pH¡:11, respecto por debajode 2.4. sin una mismarelacióndilcol, siemprey cuandoéstapermanezca embargo, para relaciones superiores,la cantidad de bencidina obtenida es del pH¡del que se parta. independiente 2 315 i¿fJ GolorantePuro mg D¡t¡onito/mg de bencidinafrentea la relaciónditionitolcolorante FiguraVII.2. Variacióndel porcentaie puro, parael coloranteDirectRed28, partiendode lospH¡ (.) 2.4,(o) 5.0, (l) 28 oC' 8.0 Y (t¡ | t.0. TemPeratura: a los otros dos En la Figura Vll.3 se muestranlos resultadoscorrespondientes el tanto por ciento de las aminas azocolorantesestudiados,representándose en funciónde la relacióndilcol puro. En amboscasosel estudiose correspondientes de PH¡:5. llevóa cabopartiendo de su arilaminabase por lo que respecta al DirectBlue35, se apreciaque el porcentaje a su valormáximo,alrededorde un 2.5o1o,7 (la o-dianisidina) llegamuy rápidamente constanteal aumentarla de forma prácticamente relacióndilcol 5.1, manteniéndose cantidadde agentereductorempleado. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análi sisde Azocolorante 125 En cuantoal coloranteAcid Red 1 14, se observaque los porcentajes, tanto de o-tolidina como de bencidina,aumentancon el incrementode la relacióndit/colhastallegar a unosvaloresmáximosde 8.0% parala o-tolídinay de un 0.12o1, parala bencidina, en un intervalodilcol comprendido entre8.5 y 13.8.Trasestosmáximos,se aprecia un claroefectonegativosobrelosvaloresobtenidosparamayorescantidades de agente reductor. 10 0 .e 0 0,16 t" a ql r#l c a E qt I { s t 0.12 lll t---------+ a I I 0.0E t T T --l 0,04 ñn 0,00 tü0 150 r n g D i t i o n i t o l r nC g o l o r a n t sP u r o FiguraVtt.3. Variación del porcentajede arilamina frentea la relación ditionitolcolorante puro. pH¡:5, Temperatura:28oC.(o) o-to/idina(Acid Red 114),(.) bencidina (Acid Red114),E) o-dianisidina (DirectBlue 35). <- : Valor correspondiente al ejede ordenadas izquierdo. : Valor correspondiente al ejede ordenadas derecho. En estesentidocabemencionar la aparición de un pico cromatográfico con tiempode retención(tn)36 minutos,que comenzabaa detectarse precisamente a partir de las condiciones en lasque losporcentajes obtenidos de lasaminasempezaban a disminuir (relacióndit/col13.8),alcanzando un máximocuandola relacióndit/colera de 34.5. Con el fin de identificardichocompuesto, se analizaronmedianteCC/MSdos muestras preparadas a tal efecto:unase redujoen lascondiciones dondese producíala máxima cantidadde dicho compuestoy otra,en las condicionesen que no se detectaba.Sin Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Capltulo Vll 126 lo cual indica embargono se apreciódiferenciaalgunaentreamboscromatogramas, que dicho compuestono se puede detectarmedianteCC/MS, bien porque no se o bien porque queda volatilizao se descomponeen el ¡nyectordel cromatógrafo, retenidoen la columna. parael Acid Red 114,la variaciónque experimentan En la FiguraVll.4 se representa, al pico de las aminasobtenidasjunto con la correspondiente las áreasnormalizadas mencionadocon tp 36 minutos,respectoa la relacióndilcol. La normalizaciónde las por el volumen final al que se llevó cada áreasse llevó a cabo multiplicándolas por el pesode colorantedel que se partió. muestray dividiéndolas EO a 6 g 60 a 6 .N d E o z 40 a t a a I t lao 6 o 20 llr I 29 58 a a a I I AT 116 145 m g D ¡ t ¡ o n i t o / mcgo l o r a n t eP u r o Figura VII.4. Variación del área normalizada (a.n.) frente a la relación ditionitolcolorante puro, parael coloranteAcid Red 114.pH¡-5, Temperatura-28 oC. (o) a.n. de '104,(r) a.n.de bencidinax 104, (.) a.n. del pico con tR36 minutosx o-tolidinax 10-s. En la gráficase observacómo en el mismomomentoen que lasáreasde los picosde el áreadel pico a lasarilaminascomienzana decaer,va aumentandoprogresivamente 36 minutoshastaalcanzarun valor máximoa partirdel cual comienzaa descender que la aparición paulatinamente. de dichopico puedeser Enprincipio,podríapensarse por originado una posiblereacción debidaa la formaciónde un productointermedio Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Anál isis de Azocolorante 127 de lasarilaminascon otroscompuestos derivadosde la estructura del azocolorante. Sin parece ya que embargono serasí, se apreciacómo la disminuciónque experimentasu áreauna vez alcanzadoel máximo,no va acompañado del correspondiente aumento en las áreasde las aminascomo debieraocurriren tal caso.Por tanto, lo más lógico seríapensaren la existencia de una impurezapresente en el propiocoloranteque diera lugara la apariciónde estepico durantela reducción,paralelae independientemente a la formaciónde las arilaminasy sin afectaren nadaa suscomportamientos. Hay que tener en cuenta que el colorante,al ser de origen comercial,puede presentaruna composiciónbastantecomplejay difícil de conocercon toda la exactituddeseada. Por otra parte, si se observanlas cantidadesmáximasde amina base obtenidaspara cada colorante, se puede estableceruna primera comparación con los valores esperados segúnlos criteriosde purezautilizados.Porun lado,se observaque tantoel Direct Red 28 como el Direct Blue 35 presentan valoresmuy próximosa los teóricos estimadospor amboscriterios,mientrasque en el casodel Acid Red 114 se obtieneun valor inferiora los estimados. De lo dicho anteriormente, se deduceque cada colorantepuede presentardistintas relacionesóptimasdilcol con las cualesse obtengala máximacantidadde arilamina posible,e inclusopuedeocurrirque un excesode agentereductorocasionase efectos negativosen el rendimientode la reducción.Resultados análogoshan sido indicados por Lancaster y col. [191]. A la vista de los resultados obtenidospara los tres azocolorantes, se vislumbrandos comportamientos distintosfrenteal empleode distintascantidades de ditionitosódico en la reducción.Una es la que presentan y el Direct Red28 el Direct Blue 35, en los que se obtiene la cantidadmáximade amina muy rápidamentey con una relación dilcol bastantebaja, a partir de la cual se mantienenprácticamenteconstante.Otra es la que presentael Acid Red 114 en el que se apreciaun aumento gradual del porcentajede arilaminaobtenidoa medidaque se incrementala relacióndit/col,hasta alcanzarun valor máximoa partirdel cualse produceun descenso de dicho valor" Portanto,a la horade abordarel análisisde un problemadesconocidose han de tomar solucionesde compromiso,máxime cuando se desconocetanto la estructuradel colorantecomo toda su historia,en cuantoa su procesode síntesisse refiere.No obstante,de los valores consultadosen la bibliografía[190-204],así como los obtenidosen el presentetrabajo se puede indicar que relaciones,en peso, de ditionito/colorante comprendidasentre 2 y 15 puedenser valoresapropiadospara obtenerunosrendimientos adecuados en el procesode reducción. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Un dato impoftantea teneren cuentaes el hechode que, en la mayoríade los casos, el pH al final del procesono coincide con el ajustadoen un principio antes de adicionarel agentereductor.En concreto,por lo que respecta al Direct Red28, en la TablaVll.2 se muestranlos valoresde pH¡ medidos,paracada pH¡ y relacióndilcol empfeados.Como se puede ver, cuando se parte de pHi 2.4 no se producen (5, B y 11). variacionessignificativas, cosaque sí ocurreparael restode pH señalados En estoscasos,cuandose empleanrelaciones dilcol hastade 2.4,|a caídaes de una unidadde pH aproximadamente si se partede pH 5 y B, y de cuatrounidadescuando se partede 11; mientrasque cuandose trabajacon relacionesmayores(16.8y 23.8), quedandosiempreentre2.6 y 3. En los pH¡ en todos los casosse asemejanbastante, cuanto al Acid Red 114, los valoresde pH¡ estáncomprendidosentre 3.5 y 4.5, partiendosiemprede pH' 5; mientrasque parael DirectBlue 35 se encuentranentre 3.3 y 4.1, partiendoigualmentede 5. Portanto,la caídade pH paraestosdos últimos colorantesno es demasiadoacusada.En cualquiercaso/parececlaro que no se puede asegurarnunca un pH constantedurantetodo el procesode reducción,por lo menos ajustándolode la maneraen que se haceen estamemoria. TablaVII.2. Valores de pH¡ alcanzadosen Ia reducción del Direct Red 28, para diferentes relacionesditlcol y diferentespH,. Temperatura:28 oC. Valoresde pH¡según los siguientesvaloresde pH, Ditlcol 2.4 5.0 8.0 | 1.0 0.5 2.5 5.3 7.1 9.2 1.0 2.7 4.9 6.7 7.5 1.3 3.0 5.1 6.7 7.2 1.8 3.0 4.9 6.5 7.O 2.4 2.8 4.2 6.2 6.7 16.8 2.4 2.6 2.8 3.0 2.8 2.8 2.7 23.9 Un hecho importantea resaltarparael coloranteDirectRed 28, es que en los únicos casosen que el pH¡ se aproximao superael valor de siete(pH,de 11, a relaciones dilcol inferioresa 2.4), es precisamente cuandose observauna disminuciónde los porcentajes de amina respectoa los obtenidosen otroscasos,para igualescantidades de agentereductor.Estopareceindicarque el pH del mediopuedetenerinfluenciaen el procesode reducción. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisis de Azocolorante 129 vl¡.3.2. Influenciadel pH del Medioen el Procesode Reducción Una vez elegidaslas relacionesdilcol óptimascorrespond¡entes a cada colorante,se estudióla influenciadel pH del mediosobreel resultado final del análisis, tomando como cantidades óptimasde agentereductorlasdeducidasanteriormente. Paraello, se ajustael valordel pH¡ mediante disoluciones de ácidosulfúrico0.25M o de hidróxido sódico0.5 M. Tantoel pH¡ajustadocomo el pHl trasla propiareducción,se controlan haciendouso de un pH-metro.Todaslas pruebasse llevarona cabo a temperatura ambiente(28x2 "C) con agitaciónmagnéticadurante 15 minutos(portanto,de 30 a 40 minutosen tiemporeal). Losresultados obtenidos se representan en la FiguraVll.5,en dondese muestran junto con los valoresde arilaminaobtenidos,expresados en tanto por cientosobrepesode colorantecomercial,los pH¡y pHr correspondientes. En lo que respecta al DirectRed 28 (FiguraVll.5.A),se apreciaque mientras pH¡ por el esté debajode 7, el valorde la bencidinase mantienealrededor y a medidaque el pH¡sobrepasa del 10.5oio, el valor de 7, el porcentaje de bencidinava disminuyendo hastaalcanzarun 6.6% cuandoel pHies de7.27. Portanto,parecehaberunarelaciónentreel valorquetomael pH a lo largodel procesoy el resultado de la reducción. Otro casototalmente distintoes el del DirectBlue35. Como puedeverseen la Figura Vll.5.B,ni el pH¡ ni el pH¡ parecentenerinfluenciaalgunasobreel porcentaje de su arilaminabase(lao-dianisidina), manteniendo siempreun valoren torno al2.5olo. Con el Acid Red 114 (FiguraVll.5.C) se apreciala existenciade dos efectos simultáneos. Por una parte,se observaque a medidaque el pH¡ va aumentandose produceun decrecimiento en los valoresobtenidosde o-tolidinay de bencidina, pasandode un 9.Bol"y de un o.22ol.respectivamente, cuandoel pH¡ es de 1.33,a un 7 . 1 o l yo u n 0 . 1 0 % ,c u a n d oe l p H ¡ e s d e 1 1 . 0 ,s i e m p r eq u e e l p H ys e m a n t e n g a en valorescomprendidos entre 3.5 y 4.0. Por otro lado, cuandoel valor del pH¡ se aproximao superael valorde 7, se produceun fuertedecrecimiento en losvaloresde otolidina y bencidina,de tal maneraque cuandoel pH1alcanzael valor de 8.9 se o b t i e n e nu n 0 . 9 %d e o t o l i d i n ay u n 0 . 0 5 %d e b e n c i d i n a . Estodenotauna mayorinfluenciadel pH en estecaso,puesno sóloes importanteel valorfinal que toma,sinoque un aumentode su valorinicialen el medíoacuosotiene un efectonegativosobreel resultado final,si bien es ciertoque dicho efectose acentúa cuandoel valordel pH¡es mayorquesiete. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 130 Capítulo vll 1Z {o I E 4 2 o 12 ffi pH inicial ffi pH final I YoBencidina 14 15, 10 I 0 4 2 0 123 ffi pH inicial 45 ffi PH final I q¡oo-Dianisidina 12 t0 t 0 4 z o mpH 12346678 inicial repH final nasqi/oTolidina l9ro Bencidina FiguraVII.S.lnfluencia del pH¡ sobre el porcentaje de arilamina, para |os colorantes (A) Direct Red 28, (B) Acid Red 114, (Q Direct BIue 35. Temperatura:28 oC. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Anál isis de Azocolorante 131 Al igual que en el apartadoanter¡or,en el Acid Red 114 también se detectó la presenciadel pico con tp 36 minutos.En la FiguraVll.6 se representa su área junto con la de las arilaminas normalizada obtenidas, en funcióndel pH¡. Se puede apreciarque, a partirde pH¡:11.5, la disminución que experimenta el áreade dicho pico no se acompañasimultáneamente de un aumentode lasáreascorrespondientes a lasaminasliberadas,lo cual concuerdacon lo afirmadoanteriormente, atribuyendola pico aparicióndel en cuestióna una posiblecontaminación del colorante. E U d .N d E o z úú o { 0 0,0 2.5 5,0 7.5 l0 rr.0 I 1.5 12,0 pHi FiguraVII.6. Variacióndel áreanormalizada(a.n.)frenteal pH¡ para el coloranteAcid Red oC.(o) a.n. de o-tolidina 114.pH¡:S, Temperatura:28 x 106, (r) a.n.de '!0s, (a) bencidina x a.n.del picocontr 36 minutos x l0-6. Con el fin de estudiarla variacióndel pH duranteel procesode análisis,se llevó a cabo un control de éste duranteel tiempo de reacción,partiendode distintospH inicialesy de distintascantidadesde agentereductor,en presenciade los colorantes DirectRed 28 y Acid Red 114. En cuantoal primero,los resultados se muestranen la FiguraYll.7, en dondese representa la variaciónde pH que sufreel medioacuosocon respectoal tiempo,partiendode distintospH inicialesy a distintasrelacionesdit/col. En ellasse observaque la tendenciageneraldel pH es a descendero a mantenerse en el tiempo.Parececlaroque cuantomayores la cantidadde d¡t¡onitosódicoempleado, mayor es la caídade pH producida.En la FiguraYll.T.C(relacióndi/col:1.4) se apreciaque, al partirde pH 11, se llegaa un valorfinal ligeramente por encimade siete,cosaque no ocurrecuandose ajustainicialmente a B, 5 o 2.4, en donde los Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 132 Capítulo Vll a pH¡:'11 dondela cantidad valoresfinalesse mantienen entre3 y 6. Esprecisamente de bencidinaobtenidaes menor respectoal resto de pH¡, para la misma relación dit/col. Por otro lado, los valoresfinales de pH observadosen todos los casos, en los distintosensayos. coincidencon los medidosexperimentalmente ¡¡ A .to I pH l=l I 6 o. 4 3 2 .14 z1 Tiempofninutosl 12 11 'to g -¡3.'.'.r.¡r-'rr.a.¡.-..-o.-r{=jt- o" sBota3eoaooo¡Goacoa¡eeco¡Eocga pH¡¡6 4 3 Ittalrrrlltrl¡lt¡rrrrrl I t 2 10 I Tien{po(rninutos} C l0 o. _ -lrigogr¡g.J ó !_.L !- PjL=]1.!] oesosooessgoeooscaooeoeoooo pflFa pHi=6.0 . l0 FnF2.4 20 Tiempo(minutos) FiguraVII.T" Variacióndel pH de reduccióndel Direct Red 28, partiendode distintospH¡y ditlcol (A) 24, (B) 2.4 y (q L4. Temperatura:28 oC. tomandolas relaciones Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde Azocolorante 133 En la FiguraVll.B,se muestrala variacióndel pH con respectoal tiempoen el casodel (13.8y Acid Red 114. En la FiguraVll.B.Ase muestran dos relaciones di/col distintas 34.5) partiendoen amboscasosde 5 como pH inicial. Se observaque, a pesardel comportamiento anómaloproducidoa los 30 minutospararelacióndit/col34.5,el pH va cayendo gradualmentehasta llegar a un valor que coincide con el medido experimentalmente en los ensayos. En la FiguraVll.B.Bse partede distintosvalores pH inicialesde manteniendo constante la relacióndít/colen 13.8.En ella se aprecia que el valorfinal de pH alcanzado rondasiempreel 3.5,a excepcióndel casoen que se partede 11.5,en dondese alcanzaun valorfinal cercanoa siete;es precisamente a partirde esepH¡ de 11.5 dondese produceunafuertecaídaen el porcentajede amina obtenida. O iUGoF34.6 E !5 q. 4 .sb"o'=-..r,"gJloo E@r 3 2 30 40 Tiempo(minutos) 12, JO I =oe pHi=5.0 4 g. o 26 3S Tiempo(minutos) Figura VIL&. Variación del pH de reducción del Acid Red 114, (A) empleando distintas relaciones diÜcoly (B) partiendode distintospH¡. Temperatura:28oC. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. I oqx. 6 cLo cororante t ¡: ].... Sin Goloranta a/con "-..:'::lr:,o...o1 t0 t5 20 30 TiernPo(rninutos) presencia de 500mg de Figuravll.9. variación delpH det medioacuosofrenteal tiempo,en 28' dition¡tosódico,cony sinla adiciónde 49.8 mg del coloranteDirect Red oC. TemPeratura:28 la variacióndel pH en el medioacuoso,partiendode I En la FiguraVll.9 se representa en ausenciay en como valor inicial,ante la adiciónde 500 mg de ditionitosódico, 5e desprendede ella que la presenciade 49.8 mg de Direct Red 28 respectivamente. la presenciade caídade pH se debe básicamenteal propio agentereductor.si acaso, pH¡ al que se colorantelo que provocaes una caídamássuaveen el tiempo,aunqueel de la presenciade colorante. llegaen amboscasoses el mismo independientemente puede Estopuedeteneruna explicación,ya que el ditionitosódico,en medioácido,se de la manerasiguienteL247,24812 dismutándose descomponer --'--;> 3 S2Oa2-+ 3 H2O --'----> 2S2Oa2'+ H2O 52- + 5 SO32-+ 6 H* S + 3 SO32-+ 2 H* medio, El que lo haga de una forma u otra depende del grado de acidez del la primeradismutaciónfrentea la segundacuantomayorseael pH' En favoreciéndose medio cualquiercaso,parececlaro que el ditionitosódicoprovocareacciónácidaen de pH duranteel procesode reducción. acuoso,lo cualda lugara unadisminución Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisis de Azocolorante 135 A la vistade estosresultadosse podríadecirque, paraciertoscolorantes, cuanto más básico sea el medio, el procesode reduccióndel grupo azo se encuentramenos favorecido.Estosresultados concuerdancon las condicionesde reducciónutilizadas por Tomasselliy col. [201,202], que llevana cabo la reducciónen medio básico,a 60 "C y durantet hora. Estoes una pruebamásde lo diferenteque puedenser los comportamientosde un colorantea otro, frente a unas condicionesde análisis determinadas. A modo de conclusiónrespectoal factorde pH, pareceevidenteque mientrasse trabajecon pH¡ ácidoso ligeramente ácidos(por ejemploentre3 y 6), el procesode reduccióndel grupoazo se encuentrafavorecido,de formaque un pH¡ de 5 se puede tomar como un buen valor inicialpara llevara cabo la de reduccióncon ditionito sódico. V!1.3.3.Variacióndel Tiempode Reducción Una vez estudiadoslos parámetros de relacióndilcol y pH del medio,un tercerfactor a teneren cuentaes el tiempode duraciónde la reducción. Paraello se tomaronlas cantidades de agentereductoróptimasencontradas paracadacolorantey un pH¡ de 5. Antesde comentarlos resultados obtenidosen esteapartado,convendríadejar claro cómo se llevó a cabo el controldel tiempode reacción.Como ya se ha dicho, el tiempo realde la reducciónno coincidecon el de agitaciónen la placaagitadora.por tantose decidióque a la horade controlarel parámetro tiempo,se debíaprescindirde medir el pH al final del procesoy añadir la sosa inmediatamente despuésde transcurridoel tiempo seleccionado, paraextraeracto seguidocon éter dietílico.De estaforma, el tiempo queda controladode maneramás precisa.Como en los casos anteriores, la temperatura empleadafue de 28 ! 2 oC. En la FiguraVll.10se muestrael porcentaje de aminaobtenidoparalostrescolorantes, función en del tiempode reducción.En principio,se observan dos comportamientos distintos. Por un lado,el DirectRed28 y el DirectBlue35 (pH,:5) muestran siempre el mismo porcentajede arilaminaindependientemente del tiempo empleadoen la reducción(entornoal 10.4y 2.5olo respectivamente). Porotro,en el Acid Red 114 se observaun aumentode los valoresde la o-tolidina y de la bencidinaa medidaque se emplean tiempos cada vez mayores/observándose que los porcentajesde ambas aminasse estabilizan en un 8.0 y un 0.12% respectivamente, a partirde los 30-40 minutos.Estosvaloresdel Acid Red114,coincidenbastante biencon los obtenidosen Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. paralasmismascondicionesde relacióndit/coly pH, ya que el anteriores losapartados tiempo transcurridodesdela adicióndel ditionitosódicohastala extraccióncon éter dietílicose estimóque estabacomprendidoentre30 y 40 minutos. o.go 1? 't0 e a 0.25 o 6 c <-o o 0.20 o E ql ñ t +-' 0.15 o T O I <_ Il 't0 r+I I 0,10 +O 0.05 0.00 20 40 50 70 TiamPo{rninutos) FiguraVII.I0. oCVariación de! porcentajede arilaminafrenteal tiempo. Temperatura:28 (o) bencidina(Direct Red 28),(') o-tolidina(Acid Red 114),F) bencidina (Acid Red n4), (.) o-dianisidina(Direct Blue 35, PH¡-5), ()) o-dianisidina (DirectBIue35, PH¡:12). +izquierdo. al ejede ordenadas : Valor correspondiente --'---'-:> : Valor correspondiente al eie de ordenadasderecho. Por otra parte,cuandoel DirectBlue 35 se reducea un pH¡:12 y se deja sólo 30 segundosde agitación,el porcentajede odianisidina(1.6%)disminuyeun 38% respectodel valor obtenidocuando el tiempo de agitaciónes'de 15 minutos,gu€ coincide con el máximo (2.6"1').Esto pruebaque cuando el medio acuoso es y por básico,la velocidadde reaccióndisminuyeconsiderablemente marcadamente pequeño, se tanto, cuando la reducciónse detiene a un tiempo suficientemente al máximo.La pruebaes que a PHi:5, a pesarde puedenobtenervaloresinferiores de o-dianisidina. empleartiemposcortos,se sigueobteniendoel máximoporcentaje Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. A nálisis de Azocol orante 137 Se puededecirque el tiempode reducción,dependiendodel tipo de colorante,puede estarafectadopor el pH del medioy posiblemente por otrosparámetros talescomo la temperatura.Sin embargo,en ningún caso se ha observadoque tiempos largosde reducción produzcan algún efecto negativo en el rendimientode la arilamina correspondíente. Sin embargo,Lancasterycol.[190]en la reducciónde los colorantes FD & C Yellow No 5, FD & C Yellow No 6 y FD & C YellowNo 40 indicanque un incrementoen los tiemposde reducciónpuede afectara la recuperacióny utilizan tiemposentre30 y 45 segundos;no obstanteel pH de la reducciónestabaajustadoa 2 . 1- 2 . 3 . zo0 g H i6o ¡! (d E = o a Joo z a d o {50 !r rl¡Il rro ü) 30 40 50 Tienpo (rninutos) zoo S (D l5o (É tr E z ; a .N t00 I (d E aa a I TI ü) 30 40 50 Tiempo(mlnutos) Figura vll.l1. Variacióndel área normalizada(a.n.) frentetiempo, parael colorante Acid Red 114, tomando como relación ditlcol (A) t3.B y G) 34.5. pH¡:5, Temperatura:28oC. (.) a.n. de o-tolidinax 10's,(¡) a.n. de bencidinax 10-5, (a) a.n. delpico contR 36 m¡nutos x 105. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 138 capíturovtt En el estudiodel factortiempo,tambiénse hizo un seguimientodel pico con tq 36 minutosque se muestraen la FiguraVll.11, en cuyasgráficasse representan las áreas normalizadas de la o-tolidina,bencidinay pico a 36 minutoscon respectoal tiempo, empleandodos realcionesdit/col distintas:13.8 (FiguraVll.11.A)y 3a.5 (Figura v i l . 11 . B ) . La tendenciadel compuestodesconocido es clara:en los primeros10 minutossu área normalizadaaumentaprogresivamente hastaalcanzarun máximo,a partir del cual disminuyehastaprácticamente desaparecer. Por otro lado, las áreasnormalizadas de lasaminasaumentandesdeel principiohastallegara un máximoasintótico a partirde los 30 minutos aproximadamente. Esto coincide con lo indicadoanteriormente respectoa Ia atribuciónde estepico a una impurezapresenteen el colorante.Como erade esperar,se apreciaque parala relacióndilcol 34.5 su máximode áreaobtenido a los 10 minutoses mayorque el correspondiente a la relación13.8(aproximadamente el doble). Lógicamente,con la relación 34.5 se requiere más tiempo para su eliminaciónpuestoque seformamayorcantidad. V|1.3.4.Variaciónde la Temperatura de Reducción. Para estudiarel efecto de la temperaturasobre el procesode reducción,ésta se controlómedianteuna placatérm¡caagitadora,la cual disponede un termómetrode inmersiónconectadoa la mismaque controlaen todo momentola temperaturadel medio,ajustadapreviamente. De estaforma,se asegurade que no hayanvariaciones importantes (+ 1 oC).Al igualque en el de temperatura duranteel tiempode reduccíón apartado anterior,el pH6no se midió.Unavez transcurrido el tiempode reducción,se basificórápidamente con NaOH 2 M, y se extrajocon éterdietílicotrasenfriarbajo el chorrode agua.En cuantoal restode condicionesde trabajoempleadas, se tomaron como relacionesdilcol las óptimasencontradas para cadacolorante,como pH¡ 5 y comotiempode reducción15 minutos. En la FiguraVll.12 se representan los porcentajes de arilaminaobtenidosparalos tres azocolorantes en funciónde la temperatura aplicada.En ella se puedenobservarque, al igual que pasabacon el factortiempo,existendos comportamientos muy distintos. Por un lado, tanto el Direct Red 28 como el Direct Blue 35 presentanen todo momentoel mismovalor máximoalcanzado ya a temperatura ambiente;es decirque el resultadodel análisispara estoscoloranteses independiente de la temperatura empleadapues se obtienesiemprela máximacantidadposible.Cosamuy distinta ocurrecon el tercercolorante, el Acid Red 114,en el que se puedeapreciarcómo la Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisis de Azocolorante 139 bencidinay la otolidina aumentanprogresivamente conformelo hace la temperatura, pasandode unosvaloresmínimos,a28oC, de 0.10 y 6.3% respectivamente, a otros oC, prueba y que máximos,a70 cual de 0.27 11.Oo/o,lo en estecasoes necesario la para obtener, en el mismo aplicaciónde alta temperatura intervalode tiempo, el máximorendimiento trasla reducción. 12 0,50 f:: -af t0 0.40 a 6 .= E 0.30 Il +-a 6 I ---+ 0.20 s t ¡ l0 20 30 40 <_r 50 0.10 70 80 0.00 90 Temperatura(oG) FiguraVII.I2. Variación del porcentaje de arilamina frente a Ia temperatura.pH¡:5, Tiempo:l5 minutos.(o) bencidina(DirectRed 28), (.) o-tolidina (Acid Red (DirectBlue 35). 114),(.) bencidina(Acid Red1l4), (.) o-dianisidina +al ejede ordenadas : Valor correspondiente izquierdo. --------------Valor al eie de : correspondiente ordenadasderecho. Estoes una pruebamásde que el Acid Red 114 precisade condicionesde trabajomás enérgicasque los otrosdos colorantes.Por tanto,a la hora de analizarun colorante realizarla reduccióna temperatura desconocido,seríaconveniente elevada(70 oC por ejemplo),máximeteniendoen cuentaque en el casode pielesteñidas,el colorantese del ditionito sódico a éste puede verse encuentrafijado a la piel y la accesibilidad d ificultadaconsiderablemente. Con respectoal Acid Red114, hayque decirque el pico con tp 36 minutosdetectadoa Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 140 Capítulo vll temperaturaambiente,dejó de detectarse cuandola reducciónse realizóa 40 "C, lo cual deja másclarosi cabesu escasaimportancia en cuantoa los porcentajes finalesde que es lo que realmente lasarilaminas trasel proceso de reducción/ nosocupa. V¡¡.3.5. Variaciónde la Cantidadde AgenteReductor,pH lnicial del Medio y Tiempode Reduccióna Alta Temperatura. Una vez estudiados los factores relacióndiVcol,pH del medioy tiempode reducción en el análisisde azocolorante a temperatura ambiente, se intentóver la influenciaque podía tener la temperaturasobre los efectosproducidospor dichos factoresen el resultado final.Al mismotiempo,seestudiala conjunciónde unaseriede condiciones enérgicasque son las que probablemente se necesiten de caraal análisisde las pieles teñidas. En la TablaVll.3 se muestranlos resultados obtenidosen esteapartado.En primer lugar,se puede apreciarque en los tres azocolorantes, cuandose empleangrandes excesosde agentereductor,se produceun ligeroefectonegativosobrelos porcentajes finales.Enconcreto,en el DirectRed28, la bencidina disminuyeligeramente conforme aumentala relacióndit/col,de tal formaque cuandoéstapasade 2.4 a 24.1,el valor de la bencidina disminuye d e 1 O . 4a 1 0 . 1 % q , u e e s e l m i s m oo r d e nd e d i s m i n u c i ó n que experimenta a 28oC paralasmismasrelaciones dit/col,pasando de 10.5a 10.0%. Lo mismoocurrecon el Acid Red 114;así,cuandola relacióndilcol aumentade '13a 1 3 8 ,s e p r o d u c eu n a d i s m i n u c i ódne l a o - t o l i d i n da e l o r d e nd e u n 1 5 % ,p a s a n d o de 10.8 a 9.2"1o, similaral ocurridotambiéna28"C paralas mismasrelaciones dilcol, pasandode B.1o/o a 6.4olo.En cuantoal Direct Blue 35, se apreciatambiénuna d i s m i n u c i ódne l a o d i a n i s i d i ndae l o r d e nd e u n 1 6 % ,p a s a n ddoe 2 . 5 a 2 . 1 % ;e n e s t e caso a 28 "C no se apreciaefecto negativo.Estosresultadosconcuerdancon lo indicadopor Lancaster y col. [.191]en cuyotrabajose afirmaque el usode un exceso de agentereductorpuedeprovocarefectosnegativosno deseados sobrelos resultados finales. Cuandola reducciónse realizaen mediotamponado, a pH 4.6 (tampónacético/acetato (tampón 0.1 M) y pH 6 ácido cítrico0.06 ltvVNaOH 0.16 M), se observaque los resultadosen los tres colorantesse mantieneninvariables respectoa los valores máximosobtenidosa pH¡:5, lo cual indicaque mientras se estédentrode un margen preferiblemente de pH determinado, ácidoo ligeramente ácido,se tendrásiempreel máximo rendimientoen el análisis.Por otro lado, se constataque el mantener constanteel pH durantetodo el procesode reducción,empleandodisoluciones Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Anál isisde Azocolorante 141 reguladoras, no produceincrementoalguno en los resultados obtenidos;es decir, el hecho de que el pH varíe no es contraproducente. Por tanto, no es necesariotamponar el medio acuosoparallevara cabo la reducción. Tabla VII.3. Estudiode las condicionesde reducción a 70 oC de los colorantesAcid Red 28, Acid Red114y DirectBlue35. Dit/co) 2.4 24.1 96.2 2.4 2.4 2.4 13.6 Tiempo (min) Direct Red28 J 15 10.4 5 5 15 10.1 15 10.0 4.611 15 10.3 6.0(.') 5 15 10.4 60 10.4 PH¡ Bencidina Acid Red114 eTolidina Bencidina ) 15 10.8 11 . 0 o.29 o.27 Direct BIue35 o-Dianisidina 34.9 5 15 110.1 5 15 10.1 0.19 137.9 5 15 9.2 0.'t5 552.5 5 15 8.9 o.17 34.5 4.6(\ 15 10.7 34.5 6.0('-) 15 10.7 34.1 5 30 11.0 35.0 5 45 11.1 o.26 0.20 o.29 0.28 48.6 5 15 2.5 5 15 2.1 48.6 4.6rt 15 2.6 49.6 6.0(") 15 2.4 60 2.3 1940.0 48.6 (*) (**) Tampónácidoacético/acetato sódico,0.1 M (pH:a.6). Tampónácidocítrico0.06 tWNaOH0.16 M (pH:6). Asimismo,se compruebaque el empleode un granexcesode tiempotampocoparece afectaral porcentajede aminaobtenidoen ningunode los colorantes,al contrariode y col. en uno de sustrabajostl901. lo afirmadoLancaster parecenindicarque cuandola reducciónse realizaa 7O oC,el único Estosresultados Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 142 CapítuloVII factorque habríaque controlar,en cuantoque estásujetoa una posibledisminución en los resultados finales,es el de la relacióndit/col,puestoque tantoel pH¡ como el tiempono parecenprovocarningúnefectonegativosobreéstos. Por otra parte, si se comparan los valores promedio máximos obtenidos experimentalmente, trasla reducciónde los colorantes (1O.4'1" estudiados de bencidina parael DirectRed28, 11.Ool" de o+olidinaparael Acid Red 114y 2.501. de o-dianisidinaparael Direct Blue 35), con los valoresteóricosestimados que se indicanen la puede TablaV|.2, verseque parael Acid Red 114,la cantidadde o.tolidinaobtenida experimentalmente se encuentradentro del intervalode concentraciones teórico estimado,el cual estácomprendidoentre9.1 y 11.3"/o, mientrasque en los otrosdos colorantes,los valoresobtenidosexperimentalmente se aproximanbastantebien a los valoresteóricosestimados. Encualquiercaso,estodenotaun rendimientode la ruptura reductivadel grupoazo con ditionitosódico,muy próximoal "100o/o. Las condicionesde reducciónde azocolorantedescritasen la bibliografíadifieren bastanteunasde otras.Sin embargo,lo que convienetenerpresentees que en general, y sobretodo cuandose estéante un colorantecuyahistoriaseadesconocida, el usode unascondicionesde trabajoque no seanlo suficientemente enérgicas, como puedeser el trabajara temperaturaambiente,podría suponer la no obtencióndel máximo rendimientotrasel análisis(comoocurriríaen el casoconcretodel Acid Red 114). v|1.3.6.EstudioComparativoentreel Acid Red114y el Acid Redt28. Con el fin de compararlos comportamientos frentea la reducciónde dos colorantes con estructuras molecularesmuy similares,se estudióel Acid Red 128, cuya única díferenciacon respectoal Acid Red 114 es la presenciade odianisidina como arilaminabaseen'lugarde o-tolidina, siendoigualel restode la molécula. En lasFiguras Vll.13y Vll.14se representan los resultados obtenidosparael Acid Red 128 referentes al estudiode variaciónde la relacióndit/coly del pH¡ respectivamente, tomandocomo tiempode reducción15 minutos.Losvaloresde arilaminaobtenidosse expresanen tantopor cientosobrepesode colorantecomercial. En la FiguraVll.'13,se apreciacómo el porcentaje de odianisidinava aumentando paufatinamente a medidaque lo hacela cantidadde agentereductor,hastaalcanzarun valor máximode 8.9% parauna relacióndit/colde 38.4,a partirdel cualse mantiene prácticamete constante. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Anál isisde Azocolorante 143 ct = '6 c .q o o s 4 120 235 mg D¡tionito/mgGolorante Puro FiguraVII.I3. Variacióndel porcentaie de o-dianisidina frentea Ia relaciónditlcol, parael oC. pH¡-5, Acid Red128. colorante Temperatura:28 Tomandola relacióndit/colde 38.4 como óptima,se procedióal estudiode variación del pH¡ del medioacuoso,cuyosresultados se reflejanen la FiguraVll.14.En ella se observaque mientras el pH¡ no sobrepase el valor límitede siete,el rendimiento de la o-dianisidinano se ve afectado,obteniéndose siempreel valor máximo alrededordel 9%. En el momentoque el pH¡ alcanzael valor de sieteo lo sobrepasa, el porcentaje de aminasufreuna claradisminución, llegandoa ser de 2.5% cuandoel pH¡ es de 7.73. tt {ñ 123 ffiffi pH inicial FiguraVII.I4. 45 ffil PHfinal I ? oD i a n i s i d i n a lnfluenciadel pH y del medio sobreel porcentajede o-dianisidinaobtenido, parael coloranteAcid Red 128.Temperatura-28 oC. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. CaDítuIo VII En la Tabla Vll.4 se muestranlos resultados de las distintaspruebashechasa alta (70 temperatura "C) con el Acid Red 128. En ella se apreciaque el único factorque pareceafectarligeramente al rendimientofinal de la o-dianisidina cuandose trabajaa 70 "C, es el empleode un granexcesode agentereductor.En el restode casos,ya sea pH o empleando tamponando el medioa distintos tiemposaltos,el porcentaje finalde la aminasiguecoicidiendocon el valormáximoen tornoal 9%. Estecomportamiento es análogoal ya vistoparalos trescolorantes anteriores. Tabla VII.4. Estudio de las condiciones de reducción a 70 oC del colorante Acid Red 128. Dit/Col (*) (**) Tiempo (min) PH¡ 38.4 l) 4.92 8.9 617.2 t) 4.71 8.4 38.8 t5 4.69(.) 9.1 38.1 t) 6.29('l 9.3 38.4 60 o-Dianisidina (o/') 4.72 Tampónácidoacético/acetato sódico,0.1 M (pH:4.6). Tampónácidocítrico0.06A//NaOH0.16M (pH:6). 8.9 Observando los resultadosobtenidos para este colorante, se aprecia que su comportamíento frentea la reducciónes completamente análogoal mostradopor el DirectRed 28, a pesarde tenerestructuras moleculares muy distintas. Por otro lado, dicho comportamientoes totalmentediferenteal que presentasu homólogo,el Acid Red 114, a pesarde tratarsede estructuras análogas. Efectivamente, mientrasque en el Acid Red 114 se necesitacondiciones de reducciónbastante extremasparaobtenerlos máximosrendimientos de sus aminas,en el Acid Red 128 no son necesarias tales puedensersuficientes condiciones, sino que otrasmenosdrásticas paraconseguirlos resultados óptimos. que la estructura Estopone de manifiesto molecular de un coloranteno tienepor qué estarrelacionadacon su comportamiento frentea la reduccióncon ditionitosódico,y que sean posiblemente otro tipo de factores, como el procesode fabricacióndel coloranteo la calidadde las materiasprimasempleadas en su síntesis, los que mayor influenciapuedanteneren dichocomportamiento. Por otro lado, el porcentaje promedio experimental de o-dianisidina (9.01%), concuerda bastante bien con los valores teóricos estimados según los criterios del Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde Azocol orante t4) (9.0 y 9.7olorespectivamente), nitrógenoKjeldhaly la termogravimetría al igual que ocurríacon los tresazocolorantes estudiadosanteriormente. Convieneindicarque duranteel estudiode estecoloranteno se detectóningún pico de comportamiento cromatográfico similaral descritoen el Acíd Red 114 con tq 36 minutos,lo cual estáde acuerdocon la suposiciónde que dicho pico puedetener su origen en una impurezao contaminantepresentedicho colorante,ya que si tuviera relacióndirectacon la estructuramoleculardel mismo,deberíade aparecertambién trasla reduccióndel Acid Red128 como corresponderfa a su similarestructura. V|1.3.7.Estudiode Recuperac¡ón de lasArilaminas. Una vez establecidoel proceso de análisis para azocolorante,sería conven¡ente aplicarloal conjunto de las veinte arilaminasprohibidas,con el fin de estudiarsu influenciasobre la recuperaciónde las mismas.Estosvalorespodrían servir como factoresde correcciónpara cada arilaminaen los resultadosfinalesde un análisis determinado. Previamenteal estudio,se analizaronen CC/MS los productosformadostras aplicar el procesode reduccióna cada una de las arilaminas.Se comprobóque la 2-amino-4nitrotoluenose reduceala2,44iaminotolueno,mientrasque la o-aminoazotolueno lo hacea la o-toluidínay a la 2,5-diaminotolueno. Estoes consecuencia de la reducción, por partedel ditionito sódico,del grupo nitro a grupo amíno y del grupo azo a dos gruposamino.El restode aminasno sufríanningunatransformación, al no tenergrupos susceptibles de ser reducidos.Resultados análogosse han descritoen variostrabajos En consecuencia, estasdos aminasno se tuvieron en cuenta en el 1204,205,2091. ya que nuncasedetectarían estudiode recuperación, trasun análisis. Parallevara cabo tal estudio,se partede una disoluciónacuosade las arilaminasde perfectamente concentración conocida(10 ppm aproximadamente), ajustándose el pH oC, inicialmente a 5. Unavez calentada la disolución a 70 seagregan1.2g de dition¡to sódico manteniendola disoluciónbajo agitaciónmagnéticadurante15 minutos,tras los cualesse procedea la extracciónde lasarilaminas y a la preparación de la muestra tal y como se ha establecído en el capítuloVl. En la TablaVll.5 se recogenlos valoresmediosde recuperación paratodaslas aminas y la o-aminoazotolueno, estudiadasexcepto la 2-amino-4-nitrotolueno así como los coeficientes de variacióny los intervalos de confianzaal 95o/o. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 146 CaDítulo VII Tabla Vll.S. Porcentajesde recuperaciónde las aminas tras el procesode reducción (n" de medidas2 6). Valor Coeficiente de Intervalo de Medio (Yo) Variación Confianza 2,4-Diaminoanisol(*) 50.4 2,4-Diaminotolueno(*) 62.6 3.8 't.6 Bencidina 91.1 2.5 + 1.'l + 1.2 4-Aminofeniléter Compuesto 89.7 1.3 t 1.1 o-Toluidina 69.3 8.4 4,4'-Diaminodifenilmetano 89.3 2.2 r 6.'l + 2.O 4-Cloroanilina 75.9 6.1 + 4.9 2-Metoxi-5-meti lanilina 76.5 3.6 + 2.6 o-Dianisidina 90.0 1.7 r 0.9 4,4'-Tiodianilina 90.9 o-Tolidina 93.2 1.3 't.2 + 1.1 + 0.6 2-Nattilamina 79.5 1.0 + 0.6 4-Cloro-2-meti tanilina 69.3 3.4 + 2.2 2,4,5-Trimetilani Ii na 74.1 6.1 + 4.7 3,3'-Dimetil-4,4'-diaminodifeni Imetano 92.9 2.O + 1.9 + 0.9 4-Aminobifenilo 3,3'-Diclorobencidina '-Metilenbis(2-cloroani Iina) (*) al 95 %o + 2.0 92.4 1.6 96.0 1.1 96.0 o.7 + 1.1 + 0.6 Extraído con diclorometano. Si se comparanlos valoresde recuperación con los obtenidosen la extracciónlíquidolíquidode lasaminas(TablaVl.6),se observalo siguiente: . Todaslas arilaminascon dos anillosaromáticos presentanvalores en su estructura, y comprendidosentre un 90 95oloen la extracción,y entre un 89 y 96'1.tras la reducción, lo cual significaque el procesoreductivo no parece provocar efecto negativoen sus recuperaciones. La 2-naftilaminasí sufreuna disminuciónen su pasandode un 94.6 aun 79.5o/o recuperación, trasla reducción. . Las arilaminaso-toluidina,4-cloroanilina,2-metoxi-5-metilanilina, 4-cloro-2-metilanilina y 2,4,S-trimetilanilina, también sufren una ligera disminuciónen sus pasandode valorescomprendidosentre un B0 y 85% en la recuperaciones, extracción,a valorescomprendidos entreun 69 y 77'1.trasla reducción. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisis de AzocoIo rante . 147 Por rSltimo,la 2,4diaminoanisoly la 2,44iaminotolueno(extraídasambas con diclorometanoen lugarde éter dietílico)disminuyendesdeun 67) y 72.5olo en la extracción,a un 50.2 y 62.4o/"trasla reducciónrespectivamente. Friedrichsy col. I2O9l,estudiaronla recuperación de lasveinteaminas,obteniéndose parec¡dos a excepciónde la 2,4diaminoanisolque se resultados muy a los anteriores, recuperaen un 94olofrente al 50.4olode la TablaVll.5. No obstante,el procedimiento de análisisfue distinto:una disoluciónde todas las aminasjunto con 2 gramosde muestra(textil)para simularefectosde matriz, se calientaa reflujo en medio alcalino (NaOH 1 M) durante30 minutos,traslos cualesse agrega1 gramode ditionitosódico a reflujo 30 minutos más; se extraecon 40 ml de acetatoetilo en manteniéndose cartucho "Extrelut 20" y se concentra hasta 0.5-0.7 ml en evaporador rotatorio Turbovap500 (50 "C y 8000 r.p.m).Sin embargo,no se comprobósi el empleode un medio fuertementealcalinopodía suponeruna disminuciónen el rendimientode la ruptura del grupo azo. Por otro lado, es sabido que condicionesde análisistan indeseablesdurante drásticaspuedenfavorecerel desarrollode reaccionessecundarias el mismot1991.No obstante,el empleode estemétodose hacenecesarioparapoder abarcardentrodel análisisa los pigmentosademásde losazocolorantes, segrfnindican algunosautores1199,2091. Por contra,en otros trabajosdonde se estudiala recuperaciónde arilaminatras aplicar procesos de reduccióncon ditionitosódico,se llegana obtenervaloresno superiores al lo cual demuestraque la dispersiónexistenteentre los datos 52lo f2O7,21O,249,25Of, recogidosen la bibliografíaal respectoes bastantegrande. Por otro lado, en la norma DIN 53316 [69] se especificaque la 2,4-diaminoanisol puede flegar a recupararse menosde un 2Oo/",la 2-metoxi-5-metilanilina, 4-aminofeniléter,o-toluidinay 2,44iamínotolueno,deben hacerlo al menos en un 50?o, mientrasque el restode compuestos se han de recuperarcomo mínimo en un 70%. Losvaloresmostradosen la TablaVll.5 mejorantodaslas recuperaciones dadaspor la norma,paracadaunade lasaminas. En cuanto a los intervalosde confianzaal 951o obtenidospara cada arilamina, mostrados en la TablaVll.S,se observaque son todosvaloresaceptables, a excepción y de los correspondientes a la o-toluidina,4-cloroanilina 2,4,5-trimetilanilina. Con el fin de dilucidarlos motivospor los cualesse producíaesteaumentoen la dispersíónde para este grupo de aminas,se llevaron a cabo las siguientes las recuperaciones experiencias: Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 148 Capítulo VII A: que lasempleadas Reducciónen las mismascondiciones en laTablaVI\.S. B: Aplicación de todo el proceso en las mismas condiciones que A, pero a temperaturaambiente. C Aplicación de todo el proceso en las mismas condicionesgue A, pero en ausenciade ditionito sódico. D: Aplicación de todo el procesoen las mismascondicionesque A, perollevado a cabo en medio tampón (ácidocítrico 0.06MlNaOH 0.16M,pH-6). En lasTablasVll.6 a Vll.B se muestranlas recuperaciones mediasobtenidasparacada junto con los coeficientes amina en basea seisdeterminaciones, de variacióny los intervalosde confianzaal 95%" Tabla VIl.6. Recuperaciónde Ia o-toluidina tras diferentestratamientosde reducción. Valor Coeficiente de Intervalo de Medio Variación Confianzaal 95% A B 69.3 8.4 83.0 3.0 + 6.1 + 2.7 c 74.9 7.7 + 6.0 D 68.3 7.8 + 6.6 Tabla VII.7. Recuperaciónde la 4-cloroanilina tras diferentestratamientosde reducción. Valor Coeficientede Intervalo de Medio Variación A 75.9 6.1 Confianzaal 95% + 4.9 B 84.2 2.1 c 78.1 5.7 + 1.9 + 4.7 D 76.8 6.1 t 4.9 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. An ál ísis de Azocolo r ante 149 De la observaciónde estos resultados,se aprecia que al realizar la reducción a temperaturaambientese incrementanlos valoresde recuperación de dichasaminas (83.0?"parala o-toluidina,84.2o/o parala 4-cloroanilinay84.60/o parala 2,4,S-trimetilanilina),ademásde disminuírla dispersiónde los datos.Por tanto, la temperatura pareceser un factorque provocauna disminuciónen la recuperación de estasaminas, ademásde causardispersiónen el resultado. Tabla VII.8. Recuperaciónde la 2,4,s-trimetilanilinatras diferentestatamientos de reducción. Factor Valor Coeficiente de Interualo de Medio Variación A B 74.1 6.1 Confianzaal 95"/" + 4.7 84.6 2.2 t 1.9 c 80.1 8.0 D 71.5 6.9 t 6.7 + 5.2 Cuando se realizael procesoen ausenciade ditionito sódico pero manteniendola y de dispeisiónson similaresa los ya temperatura a 7OoC, los valoresde recuperación obtenidos,aunquepareceobservarse un ligero incrementoen las recuperaciones. Es posibleque la presenciadel agentereductortengaun pequeñoefectonegativoen su recuperación. Por último, el empleode tampóncitratoen la reducciónno pareceprovocarningún efectosobreel resultadofinal respectoa lascondicionesnormales.Portanto,en lo que respectaa la recuperaciónde estasaminastras la reducción,es indiferenteel tamponar o no el medioacuoso. V1.4.Conclusiones De los resultadosobtenidos en el presentecapítulo, se pueden deducir las conclusíones siguientes: 1. El procedimientode análisispara la determinaciónde aminas aromáticasen azocolorantes, es el siguiente: Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 150 Capítulo Vll Se disuelveuna cantidaddeterminadade coloranteen 50 ml de agua, aiustando el pH¡ a 5 con H2SO4 0.25 M. La disolución se calienta hasta Z0 oC bajo agitación magnética y se agregael ditionito sódico en forma sólida (proporción ditionitolcolorante puro, en peso, entre 2 y I5), agitandose entre 15 y 20 minutos, tras los cualesse enfría el medio de reducciónbajo el chorro de agua. La extracción líquido-líquido de las aminasy la preparación de la muestra para su análisisoomatográfico se realiza tal y como se estab/ecióen el capítulo Vt. 2 . La estructuramolecular de un azocolorantedado no parece condicionar su comportamiento en el procesode reduccióncon ditionitosódico.Estees el casode los colorantesAcid Red t14 y Acid Red 128: la única diferenciaexistenteentre amboses la arilaminabase(o-tolidinay odianisidinarespectivamente); sin embargo en el primero se necesitan70 "C de temperaturadurantela reducciónpara obtener el máximo rendimiento,mientrasque en el segundocon temperatura ambienteya es suficiente. 3 . Los valoresmáximosexperimentales obtenidospara los porcentajesde arilamina base en los cuatro azocolorantesestudiadosse aproximan bastantebien a los valoresteóricosestimados,lo cual pareceindicarque la rupturadel grupo azo con ditionitosódico,en lascondicionesde trabajoestablecidas, presentaun rendimiento cercanoal 100o/o. 4, Se han estudiado las recuperaciones de las veinte arilaminasprohibidastras paraazocolorante, aplicarlesel procesode reducciónestablecido exceptuandola 2y la o-aminoazotolueno amino-4-nitrotolueno por producirsetransformación de las mismas.Losresultados son los siguientes: o Lasarilaminascon dos anillosaromáticos en su estructura/ se recuperanentreun 89 y un 96%, mientrasque la 2-naftilamina lo haceen un 79.5o1". ¡ Losderivadosde anilinase recuperanentreun 69 y un 77o/o, a excepciónde la y 2,4-diaminoanísolla 2,44iaminotoluenoque lo hacenen un SO.4y un 62.6olo respectivamente. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index Análisis de Azocolorante 151 5. La aplicaciónde temperaturaduranteel procesode reducciónpuede provocar un efecto negativosobre las.recuperaciones de las arilaminasderivadasde anilina (sobretodo la o'toluidina,la4-cloroanilina, y la 2,4,5-trimetilanilina), ademásde un incrementoen la dispersiónde los resultados. La presenc¡a del ditionitosódicono pareceser la causade tal efecto. Por otro [ado, e[ llevar a cabo la reducción en mediotampónácidocítrico/NaOH(0.06A4/0.16M, pH:6) no suponeuna mejora del resultadofinal. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. VI¡1.Estudiode las Reacciones Secundarias en el Procesode Reducción Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Estudiode las ReaccionesSecundarias en el Procesode Reducción 155 Vlll.1. lntroducción Una vez establecidaslas condicionesde análisisde azocoloranteen el capítulo anterior,se pretendióllevara cabo un estudiode las posiblesreacciones secundarias que pudieranproducirseparalelamente a la reduccióndel grupoazo, dando especial pudieran que importanciaa aquellas teneralgunainfluenciasobreresultadofinal del análisis. Con estefin, se llevó a cabo un estudiode los compuestos obtenidostrasla reducción de un conjunto de azocolorantes, observandosi dichoscompuestoseran los esperados en basea su estructuramofecular.A continuación,se hizo hincapiéen el estudiode y/o procesossecundarios paralelosa la reducción,que pudierandar ciertasreacciones lugara algunade lasveintearilaminasprohibidas,y que por tanto,influyeransobreel resultadofinal. A continuaciónse indican los colorantesestudiados,cuyasestructuras se recogenen el capítuloXIV: Colorantesinsolublesen medio acuoso: Aldrich. SolventYellow 2, SolventYellow 3, DisperseOrange 25, Disperse Red 13, DisperseRed 1, SolventYellow14, SolventRed 24 y Solvent Orange 7. Colorantessolublesen medio acuoso: Aldrichz Robama: Basf: Acid Blue 29, Acid Orange'10,Acid Yellow'11,Acid Orange7, Acid Red44, Acid Red4, Acid RedB, DirectViolet 51 y Acid Violet 5. Acid Black168y Acid Creen114. Acid Orange61, Acid Violet56, Acid Black82, Acid Blue 193 y Acid Brown75 (BA). Bayer: Acid Brown83. Acid Brown 75 (SA). Sandoz: Colorantes Industriales. Acid Brown 75 (CD. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 156 Capítulo vlll Parael desarrollode esteestudio,era imprescindible la correctaidentificación de todos los fragmentosformadostras la reducciónde cada azocolorante.Por esta razón, se utilizó la Cromatografíade Cases con detector de Espectrometría de Masas como técnica más apropiada, dada la gran selectividadque ofrece su detector en la identificación de loscompuestos. Parala cuantificación de la 2-naftilamina, se utilizó la ElectroforesisCapilar con detector UV-Visible,ya que dicha técnica es capaz de separarla satisfactoriamente de su isómerola 1-naftilamina" Vlll.2. Resultados y D¡scusión Vlll.2.1.Estudiode los Productos de Reducción deAzocolorante Los procedimentos de reducciónutilizadosparacadagrupode colorantes, fueron los siguientes: Colorantesinsolublesen medio acuoso: Entre 50 y 200 mg de colorante se disuelven en 30 ml de metanol y se calienta hasta 70 oC, momento en el cual se agreganentre I y 2 g de ditionito sódico en disalución acuosa (5% en peso) recién preparada, hasta que persista Ia decoloración. 5i es necesario,se agregauna pequeñacantidadde agua para que la disolución se aclare.5e matienen en agitaciónmagnéticadurante l5 minutos,se corta y se enfría bajo el chorro de agua. El metanol se elimina burbuieando nitrógeno y se extraecon cloroformo tras basificar hasta pH:10 - 11 con NaOH 2 M. La muestrase prepara segúnse establecióen el capítulo Vl, pero redisolviendo en n-hexanolcloroformo,I /l . Colorantessolublesen medio acuoso.. Entre5A y 200 mg de colorantese reducen segúnse estab/ecióen el capítulo Vll, pero redisolviendola muestrufinal en n-hexano/cloroformo,I /1. El procedimientoaplicadoa los colorantesinsolublesen medioacuosoestábasadoen el utilizadopor Voyksnery col. dentrode su estudiosobrela identificación de aminas aromáticas liberadas trasreducciónquímicade azocolorantes l2}4l. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Estudiode las ReaccionesSecundarias en el Procesode Reducción l57 En las TablasVlll.1 y Vlll.2 se indicanlos principales fragmentos obtenidostras la reducciónde losazocolorantes y solublesen aguarespectivamente. insolubles Tabla VIIl.l. Productosobtenidos trasla reducciónde los azocolorantesinsolublesen agua. Colorante Productos de Reducción SolventYellow 2 PM N,Ndimetil-l,4diaminobenceno4" 136 Anilinaabd 93 TR (Area %) Iones (m/2, abundancia rel ativa) 10.9(49) 136(100),135(5 61,121(501,120(34),94(2ol 7.1(38) 93(100),9204),66(43),65Q2),52(8) ..-......N,.N.{!n..eli!eg.t.¡.le#!*p..l.i.o-.....-...].f..8.....'....j.!..9.q.].)....-.].t9-|1.9p.).,1.*.7.!91' Solvent Yellow 3 Disperse Orange 25 o.Toluidinaab 2-Metil-l,4diaminobencenoab 106 7.9(62.n 106(100),107(751,79(131,77(18),51(10) 122 2-Metil-l,3diaminobenceno Anilinaa 122 (56),106(1 10.8(32.7) 122(100),121 2),94(21),78(14) 12.3(2.41 122(1OO)|121(4O),1O4en,94(21,,,78(14) N-(cianoetil)-N-(etil)-1,4diaminobeneno0d 1,4-Diaminobencenoad 189 16.4(91.3) 108 174 !.?.1.,i...._.1.7.!!1.n,1..s2!n,E!J19.0),.1.95!1it.7.!211 N{cianoetil)-N-(etilFanilina Disperse Red13 N-(hidroxieti l)-N-(etil)-1,2tdiaminobénceno 4-Amino-2-cloroani Iina" 2,.1.q,1?)...._.9p..(1..0.91,.9?.fl.?),.9.9ft.l .6..f.f.¿........................ r 80 144 9.6(4.8) I 89(35),1 49(t 00),121(161,120(531, I 19(33),92(1 5) 108(100),107(29),81(15),80(35),54(13) r s.1(50.2) 180(29),1 49(1001,120(44),119(26),93(141 6s(13) 11.8(4O.n 144(321,142(100),141(18),1 14(48),80(26) !:ffhifiexjp.¡üN:.Leglled.li$--...-....1.q.i....-.....!?.19,2..Q....-..19..1f.f),Ll--4.í.9..qL.i.9.q Disperse Red 1 N-(hidroxietil)-N-(etil)-1,4Diaminobencenod 1,4-Diaminobenceno4d t 80 15.2(75.41 180(30),149(100),120(46),1 19(29),93fi6) 10B (r6),80(38),54(1 9.6(1 s.9) 108(100),1 07(28),81 3) (*) La extracciónse llevó a cabo a pH :5. PM: PesoMolecular.m/z: Relaciónmasa./carga. (a) ldentificaciónconfirmadacon patrón. (b) Productodetectadopor Voyksnery col. [204] mediante HPLC/MS,empleando NarSrOoo SnCl, como agente reductor. (c) ldem a (b), empleandosólo SnClr.(d) Productodetectadopor los mismosautores[205] medianteGCIMS, empleandoSnCl,o HrlPdcomo agentereductor.(e) tdema (d),empleandosólo SnClr. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 158 c^rírurovill Tabla VIII.2. Productosobtenidostrasla reducciónde losazocolorantesso/ublesen agua. Colorante Direct Black168 Acid Green114 Productosde Reducción PM TR (Area /o) lones (m/2, abundancia relativa) Anilina" 93 7.1(46) 93(100),92(14),66(41),6s(22) 4-Aminobifenilo" 169 15.7(4) 169fl00),168(201,167(13'),141(13),83(14) 2-Aminobifeniloa 169 13.9(5) 169(100),168(91),167(38),11s(11),83(19) N-Fenilanilina" ..........._....1.-6.9...._.....1L¿19....4....-.L.q.gí..-0.91,..1.9p..€1.t,..1.9 Anilinaa 4-Aminobifen iloa 2-Aminobifen iloa 93 7.1(481 93(100),92(131,66(42),65(231 169 169 15-7(4) 13.9(5) 169(100),168(23'),167(13\,141(10),83(14) 169(100),168(91),167(40),11s(l0),83(20) ..l!.:.rsn!l.e.qilim1.. :!.-6.9...."......1f...2J.u......_.:'..g.gll.-0.9),..!.gp..Q.g),..!.g_zf?.1 Acid Blue29 Anilina" 1,3-Diaminobencenoa 2-Aminobifenilo" 4-Aminobifenilo" N-Fenilanilina" Acid Orange f 0 Anilinaaac 4-Aminobifeniloa 2-Aminobifen iloa 93 108 169 169 169 184 93 169 169 't69 N-Fenilanilina" Acid Yellow 11 Anilina" 4-Aminobifenilo¡ 2-Aminobifenilo¡ N-Fenilanilina" 93 169 169 | 69 7.1(s4.sl 9.2(7.61 I 3.9(1.8) 15.7(0.5) 14.t(1) 93(100),92(13),66(40',), 65(2't) t08(100), 81(26), 80(41), 5401),53(10) 169(100),1 68(901,167(401,1 I 5(11),83(1 B) r 69(100),1 68(211,167(131,141(1 2),83(1 4) t69(100), 168(621, 167(32), 141(7), 83(19) 1 6 . 5 ( 0 . 1 4 ) r 84(1 00).1 r82(1s),166(r),91(1 7.1(991 7.1(991 15.6(0.1) 13.9(0.1) 93(100),92(141,66(42),65(21') 93(100), 92(141,66(42), 65(21') 169(100),168(21),167(12r,141(1 2),83(15) 169(100),I 68(88),167(401,1 15(9),83(1 7) 9) 1L¿!0.,.q11.._.:¡..-6.9f l.g.g)"!.gg.K.Ll,.1p.7.!1..1.t,171 7.2(74) 15.7(0.5) 13.8(1) 14.2(0.2) 93(100),92(14',), 66(441,65(221 169(100),168(231,167(131,'t41(11),83(14) 169(100),168(921,167(401,11s(8),83(20) 169(100).168(s8).167(3 r ).141(6).83(1 .As.!.d..9r.r!c-e-.Z.(:)......'...........].ánj.n.g--?:ngf-o..ll...............-....1.¡.9...."...1..s.'9.QI,l|... Acid Red44 1-Naftilamina" 2-Naftilamina" 143 143 13.3(99.2) 143(100),116(23),115(42),89(5), 63(4) 13.4(0.421 143(100),116(231,115(s0),89(9),63(8) 123 8.84(93.s) 'r23(ss), 108(78), 80(100), s3(26),65(11) Acid Red4 o'Dianisidina" 2-Amino-l,4-naftoquinona Acid RedI 173 16.7(1.61 I 73(100),146(41),105(58),104(2n,76(331 9.?......"....2.J.?f9....4....-.9.?.t19..9),..s..?f .1.1,..9.9.p.2i"_qI(l.21...................... Anilinaa 2,4-Dimetilan ilinaa 2,6-Dimetilanilina 12 1(100), 120(94),106(96),91(151,77(221 121(100), 120(6r),106(86),91(12\,77(14) 121 121 8.8(92.1) 9.1(0.6) 137 s3 9.9(16.41 137(621,122(1oO1,94(46),77(19) 7.1(3.e1 93(100),92(13),66(34),6s(19) --]:i"."1,.;1;'*Till',';Tm;*1;:.:_-*:itjiii,.Ji:fi,i,;::.:: benceno DirectViolet5l 2-Metoxi-5-metilanilina" Anilina" .._....u-1....".....9..,.q,\?,!......-.12-!.!g-2.).,.L?.?_!19.91.27!*9.,.7.1.1 144 2-Naftol Acid Bfue193(*) Acid Violet 5 2,2'-Hidroxi-1,1'-binaftaleno 286 1,1'-Sulfonilbisbenceno Anilina" amida" 218 93 150 r 2.9(30.9) 144(1001, 11s(6s),B9(11), 72(s),63(10) 28.2(29.'ll 286(100),257(20),239(18),120(24),115(12) 17.6(30.2) 218(30),125(100), 97(161,77(40\, 51(261 7.1(17.6) 93000),92(13),66(3s), 6s(17) 14.9(10.71 150(56). I r07(39). 80(24).43(1 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Estudiode /as ReaccionesSecundarias en el Procesode Reducción 1s9 Tabla VIII.2. Productos obtenidos tras la reducción de los azocolorantessolublesen agua (continuación). Colorante Productos de Reducción PM TR (Area To) lones (m/2, abundancia relativa) 2?......_....7_,1t1.?n...-.9¡.f1.0.91,..9?f !.2',,.9.6p.n,.9_1!1n....................... 2-Amino-4-clorofenol 143 Acid Violet 56(*) 5-Cloro-2-metoxianilina" 157 11.4(18.4) Acid Black82(*) 2-Amino-4-clorofenol 143 t 1.9(49.8) 143(100),142(19),114(14),80(32), 51(g) 4-cloro-l,2-diaminobenceno 142 12.0(7.81 142(1OOl, 114(20),107(13),80(23) Acid Brown 83 12.0(68.2) 143(100),142(2),114(19),so(44),5t(15) 157(54\,142(100),114(54), 7B(14) .........'..........f*l9..t93l.i.|.i.ng:................'......1.?7.....-....9....9l13)....-. Acid Brown 75 (CD 1,4-Diaminobencenoa o4¡oroun¡¡¡n¿a{") 108 127 9.6(19.n Acid Brown 75 (t{) 1,4-Diaminobencenoa 4{loroanilinaa(") 108 127 9.6(47.5) 108(100),107(30),S1fl6), B0(3S),53(13) 9.0 l0B(100),107(29D, St(17),80(41).53(15) 9.0 *--li*- ;ii;í;-;;aó;;;ü6 i;;ft;;;;;--- ;;;:iifi;Íi;1i;;;' ó;;;üñi;ó;;;a;; (BA, o-Toluidina" 'lO7 Bencidina¡(") 184 7.9(5.51 19.7 107(92),106(100),79(14),77(16'),51(Sl (*) La extracciónse llevó a cabo a pH-5.(**) Compuesto detectadoen modo SlM. PM: Peso molecular. m/z: Relaciónmasa./carga. (a) ldentificaciónconfirmadacon patrón. (b) Productodetectadopor Voyksnery col. l2O4l medianteHPLC/MS,empleandoNarSrOoo SnCl,como agentereductor.(c) Productodetectado por los mismosautores[205]medianteCCIMS,empleandosóloSnClr. En los colorantesinsolublesen aguaSolventRed24 y SolventOrange7, no se detectó perosí loscompuestos la 1-amino-2-naftol, y 2-naftoltrasuna 2-naftol-1,4-naftoquinona segundaeÍtracciónen medioácido.Estehechoprobablemente se debea la oxidación, en medio básico,de la 1-amino-2-naftol a la 2-naftol-l,4-naftoquinona [251] la cual, junto con el 2-naftol,permanecensin extraersecomo fenolatosen la faseacuosa.Con el fin de evitaresteproblema,la extracciónde los colorantes SolventYellow 14, Acid y pH Orange 7 Acid Blue 193 se llevó a cabo a 5, detectándose efectivamentela y el 2-naftol. 1-amino-2-naftol En general,se observaque los productosmayoritarios formadostrasaplicarel proceso de reduccióna cadacolorante,son los esperados en basea la rupturadel grupo azo segúnsuscorrespondientes estructuras moleculares. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. ,60 c^rírrrovilt No obstante,en ocasionesse detectancompuestosminoritarioscuyo origen debe radicar en otro tipo de reaccionesy/o procesossecundarios,siendo los más importantes: Reduccióndel gruponitroa grupoamino.Estaes una reacciónapliamenteconocida se compruebaen los colorantesDisperseRed 1, DisperseRed 13, I2O4,2O5,2461y DisperseOrange25,y AcidBlue29. Productosformadostras la pérdida del grupo amino, como es el caso de los colorantes DisperseOrange 25, DisperseRed 13, DisperseRed 1, Solvent Yellow 14, Direct Violet 51, Acid Blue 193, Acid Violet 56 y Acid Black 82. En todos ellos, se detectan compuestosque proceden de la desaminaciónde fragmentos, normalmente liberados tras la reducción del grupo azo. La desaminaciónrequierede la rupturadel enlace C-N, siendo ésta una reacción descritaen granvariedadde casosÍ2521. Compuestosformadostras la pérdida de grupos sulfónicosen su estructura.Este hechose constataen los colorantes Acid Orange61 y DirectViolet 51 en los que se compruebala desulfonación de determinados fragmentosliberadostrasel análisis. En la bibliografíasedescribenprocesos del mismotipo [38,67,"128,199]. o Detecciónde 4-aminobifeniloen ciertoscolorantessintetizados con anilina como amina base de partida,como son el Direct Black 168, Acid Creen 114, Acid Blue 29, Acid Orange 10 y Acid Yellow 11. La bibliografíarecogey estudia suficientemente estehecho138,67,20O,21 31. sin embargo,no, se puede asegurarque en todos los casosla causapor la que se detectanestoscompuestosseanreaccionesy/o procesossecundariosocurridosdurante el análisisde los colorontes,descartandototalmentela posibilidadde que dichos procesoshayantenido lugarduranteel procesode fabricaciónde los mismos,o que ya presentes talesespeciesse encuentren en el colorantecomo impurezas. Porejemplo,los supuestos productosde desulfonación detectados trasel análisisde los colorantesAcid Orange 61 y Direct Violet 51, podrían tratarsede contaminantes presentes en los productosde partidaempleadosen sussíntesis. De hecho,en ciertos estudiosse determinanaminastales como anilina [150-152],p-cresidina[149] o 2-naftilaminaí1321, trasla extracciónde colorantes alimentarios sintetizados a partirde los correspondientes derivadossulfonados.Bailey t1521 da como explicación la Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Estudiode /as ReaccionesSecundarias en el Procesode Reducción 161 presenciade los compuestosdesulfonadosen las mismasmateriasprimas,o a su formacióndurantela manufactura del colorante. H+ @-<it:!h, or*0 *zCHz-Cl-ls -cH2-cH2oH DisperseRed1 Figura VIII.I. Síntesisdel colorante Disperse Red l. productosde desaminación Por otro lado, los supuestos detectados tras el análisisde ciertoscolorantes, como por ejemploel DisperseRed1 y el SoventYelow 14, podrían tratarsede materiaprimano agotadaempleadadurantela síntesis de cadauno de ellos (Figuras Vlll.1 y Vlll.2).Estaposibilidadse reflejaen un estudiorealizadopor Lancaster y col. [155],donde se determinandistintosintermediosno combinadosen colorantes alimentarios sintetizados a partirde dichoscompuestos. SolventYellow 14 FiguraVIII.2. Síntesisdel coloranteSolventYellow14. En ocasionesse detectanespeciescuya existenciaes difícil de explicarsi no es atribuyéndolasa contaminantes del colorante,o a productossecundariosformados Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. durante su síntesis,ya que no es probablesu formacióncomo consecuenciadel análisis.Estopuedecomprobarse en lossiguientes casos: o . ¡ o o ¡ o o ¡ . Anilinay 2-metil-1,3-diaminobenceno en el SolventYellow3. o-Toluidina en el SolventYellow14. Anilinaen el Acid Red4 y Acid Víolet5. 2,6-Dimetilanilina y 2,4-dimetilfenol en el Acid RedB. 5-Cloro-2-metoxianilina en el Acid Violet56. y 2-naftalencarbonitrilo 2-Naftilamina en el Acid Red44. (43.1 ppm)y 4-Cloroanilina 4-cloro-1,2-diaminobenceno en elAcid Brown83. (31.1ppm)y bencidina(7.7ppm)en elAcid Brown75 Ct. 4-Cloroanilina (7.5ppm)y bencidina(3.6ppm)en el Acid Brown75 SA. 4-Cloroanilina (163.1ppm)y bencidina(9.2ppm)en el Acid Brown75 BA. o-Toluidina Lascantidades,indicadasentreparéntesis, de las aminasprohibidasdetectadas en los cuatroúltimoscolorantes, se determinaron trassu análisismedianteHPLC/DADsegún el procedimientoestablecido en el capítuloVll. Encuantoa la o-toluidinadetectadaen el SolventYellow 14,en CC/MSse inyectóuna disolución de dicho colorantedetectándose, ademásdel mismo, otro compuesto menos abundanteen cuyo espectrode masasse observóla presenciade un ion molecular(m/z:263) que podríacorresponder al del colorantemás un gupo metilo. Estohacepensarque la o-toluidinapodríaencontrarse comocontaminante en formade azomolécula. Asimismo,se llevó a cabo la extacciónlíquido-líquido, con éter dietílicoy en medio básico,del coloranteAcid Brown 83 y de los colorantesAcid Brown 75 de tres procedencias distíntas.En el Acid Brown83 se detectóla presencia de 4-cloroanilina y de 4-cloro-2-nitroanilina, la cual se transforma en la 4-cloro-1,2-diaminobenceno trasla reducción.En los Acid Brown 75 Cly 54 se detectó,no sólo la 4-cloroanilína, sino tambiénla 4-cloronitrobenceno que trasel análisisha de reducirsea la primeraamina. Sin embargono se observópresenciade bencidina.En el Acid Brown 75 BA, no se detectó ni o-toluidinani bencidina.Estosresultadosparecenindicarque la 4cloroanilinadetectadatrasel análisisde estoscolorantes, puedeserdebidaen parte,a su presenciacomo contaminante,o a la existenciade compuestosque la originen duranteel análisis.Pagey col. [215] hacenreferenciaa la detecciónde 4-cloroanilina trasel análisisde colorantesimpurificados con presencia de 4-cloronitrobenceno. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Estudíode las ReaccionesSecundariasen el Procesode Reducción 163 Porotro lado,el hechode que un mismocolorante,como el Acid Brown 75, de lugara diferentesresultadossegún sea la casa comercial de la que proceda, pone de manifiestohastaqué punto el procesode fabricacióndel colorantepuedeinfluir sobre el resultadofinal de un análisis. Con estosresultados,puedeafirmarseque la detecciónde compuestosno esperadosen basea la reducciónde un colorantedado,puedetenercomo origenuna de la causas siguientes 12121: 1. 2. 3. 4, Calidaddeficientede lasmateriasprimasempleadas en la síntesis del colorante. Presenciade materiaprima no agotadaen el colorante. y/o procesos Reacciones secundarios ocurridosen la síntesis del colorante. y/o procesossecundarios Reacciones ocurridosen el análisisdel colorante. De tales compuestos,los que más relevanciatienen de cara al resultadofinal del análisisson los que pudierancoincidircon algunade lasveintearilaminas prohibidas en la legislaciónalemana.Cuandola causaes el métodoanalítico,se estaríaante un "falsopositivo"puestoque la aminaprohibidadetectadano se encontraría presenteen el colorantesino que se originaríaa consecuencia del análisis.Cuando se produce durantesu manufactura o es un problemade calidaddeficientede las materiasprimas, el resultadopositivoseríadel todo correctoya que la amina sí está presenteen el colorante. vlll,2.2. Detecciónde 4-Aminobifeniloen ColorantesBaseAnilina Como se ha comprobadoen el apartadoanterior,existe un determinadotipo de colorantesen los que se detecta la 4-aminobifenilotras su análisissín haberse empleadoaparentemente como productode partidaen su síntesis.El denominador comúnde todosellosesel empleode anilinacomoaminabaseen su manufactura. Puestoque no se dísponede informaciónacercade la calidadde la anilinacon que se sintetizarontales colorantes,tampoco se puede preveer la posible existenciade 4-aminobifenilocomo contaminante en la misma.No obstante,como dato indicativo se analizó en CC/MS un patrón de anilina, de calidad para síntesis(Merck),sin detectarsepresenciade 4-aminobifenilo.Tampoco se detectó bencidina u otros posiblesproductos de degradación u oxidaciónde la anilina,como asíviene indicado en varios trabajos1192,195,253,2541. Además,se analizó anilina tras aplicarle el Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. procesode reducciónestablecido en el capítuloVll, sin detectartampoconingunade lasaminasmencionadas. Enel apartado11.4.2 se hizo una revisiónbibliográfica acercade lasposiblescausaspor que las se detecta4-aminobifenilo trasel análisisde estetipo de colorantes. Tal como se indicó, existenautoresque aluden al procesode síntesisdel colorantecomo el causante de este fenómeno 1152,20o,2121, mientras que otros lo hacen al procedimientoanalítico f38,67,213,2147. Ambas teoríasconducen a conclusiones totalmenteenfrentadas,puesto que el resultadopositivo final del análisisestaría propiciadopor el fabricanteo por el laboratorioque analiza,respectivamente. El "falso positivo"existiríasolamenteen el segundocaso. Haciendoun repasode todoslos mecanismos postulados, se observaque en la posible formaciónde 4-aminobifenilo, tantoen el análisiscomo en la síntesis del colorante,el radicalfenilo juega siempreun papel decísivocomo íntermediodentro del proceso. Porotro lado,es conocidoque dicho radicalfenilo,en presencia de anilina,puededar lugar a otras especies tales como: 2-aminobifenílo,N-fenilanilinay bifenilo [234,241,2427. N-fenilanilina Bifenilo H,N -\ @-:N-Ar Colorante Sintelizado en BaseAnilina + 4-Aminobifenilo re 2-Aminobifenilo Ar-N:N /\ wN:N-Ar 4-Aminobifenilo Combinado 2-AminobifeniloCombinado FiguraVIII.S" Colorante sintetizado a partir de anilina contaminado con N-feni/anilina, bifenilo, 4-aminobifenilo libre y combinado, y 2-aminobifenilo Iibre y combinado Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Estudiode las ReaccionesSecundariasen el Procesode Reducción 165 y 4-aminobifenilo El posible2-aminobifenilo formadosdurantela síntesis, condensarían con el agenteacoplanteen mediobásicoduranteel pasoposter¡ora la diazotaciónde la anilina. Sín embargo,otrasespeciesque se forman paralelalmente, como son la N-fenilanilinao el bifenilo,debenencontrarse libresen el coloranteal no presentaren su estructuran¡ngúngrupoaminosusceptible de serdiazotado.De serasí,el colorante finaf sintetizadoa partirde anilinadeberíaestarcontaminado con pequeñascantidades de las cuatro aminas mencionadas,ademásde 2-aminobifeniloy 4-aminobifenílo combinadasen forma de azomolécula(FiguraVlll.3). Con el fin de comprobarlo,se llevó a cabo la extracciónde los colorantesen los que se habíadetectado4-aminobifenilo tras el análisís(Acid Green 114, Direct Black 169, Acid Blue 29, Acid Orange10 y Acid Yellow 11),aplicandoel siguienteprocedimiento: Extracciónde colorante (D Se toman entre0.1 y 1.5 g de colorantey se disuelvenen 15 ml de agua caliente con 3 gotas de NaOH 1 M. Se agrega la disolución a un cartucho "Extrelut 20", dejando que el relleno se empape bien, y se lava con t 0 ml más de agua, arrastrando todo el colorante hacia el interior del cartucho. IJna vez quede la disolución bien retenida en el relleno, se agregan dos porciones de 25 ml cloroformoesperando5 minutos.Posteriormente, se agregandos porcionesmás de ml, 25 recogiendoel disolventeen un matrazredondode 250 ml. Se concenta en rotavapor a 45 oC y con leve vacío de trompa de agua, hasta I ml aproximadamente.Se transvasaa un vaso de precipitadosde 50 ml, lavando el matraz con éter dietílico. Posteriormente,la muestrase prepara tal y como se estableció en el capítulo Vl, pero redisolviendo la muestra en la mezcla hexanolcloroformo1/ 1" En todos los casos,se observócomo resultadola presenciade N-fenilanilinay de bifenilo, lo cual parecíaconfirmarlo postuladoen un principio.Además,siemprese detectabacon mayorabundanciala primerade lasdos especies. Teniendoen cuenta esto, y con los precedentesanteriormentemencionados,se llevó a cabo la determinacióncuantitativamediante CC/MS de los compuestos4-aminobifenilo, y N-fenilanilina 2-aminobifenilo paracadauno de los citadoscolorantes, aplicándoles, ademásde la extracción,lasdosexperiencias siguientes: Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 166 c^pírurovttt Reducción del colorante en medio ácido (A) Se toman entre250 y 300 mg de colorantey se analizansegúnel procedimiento establecidoen el capítulo Vll, pero redisolviendola muestraen Ia mezcla hexano cloroformo 1/l . Reduccióndel colorante en medio básico(B) Se toman entre250 y 300 mg de colorantey se disuelvenen 45 ml de NaOH 1 M. Se calienta la muestra bajo agitación magnética hastaB0 oC y se mantienea esa temperaturadurante 30 minutos,al término de /os cualesse agregan250 mg de ditionito sódico. 5e agita 30 minutos más y se enfría baio el chorro de agua. La extraccióny preparaciónde la muestrase lleva a cabo igualque en la reducción en medio ácido. Parala realizacióndel estudio,se empleóel 2-nitrobifenilocomo patróninterno.Se rehusóel usodel HPLC/DAD,al producirseuna interferencia en la determinación de la 4-aminobifenilo cuandoéstase encontraba en pequeñascantidades. En la TablaVlll.3, se recogenlos resultadosobtenidosexpresados en mg/kgrespectoa pesode colorante gu analizado,observándose Io si iente: ¡ Tras la extracciónde todos los colorantes,se detectala N-fenilanilinajunto con pequeñascantidadesde 4-aminobifenilo y 2-aminobifenilo, lo cual pareceindicar que en la mismasíntesis ya tienenlugarlasreacciones y/o procesos secundarios que puedenoriginarlas. Además,se observaque la cantidadde N-fenilanilina es siempre superiora las de 4-aminobifenilo y 2-aminobifenilo. Estotiene su explicación, sabiendoque la 4-aminobifenilo y la 2-aminobifenilo puedencondensarcon el agenteacoplan?edurantela síntesisdel colorante,mientrasque la N-fenilanilina permaneceen estadolibre. Variosautorestambiéndeterminan4-aminobifeniloy 2-aminobifenilo, tras realizarla extracciónde una seriede colorantesalimentarios sintetizados a partirde anilina[149-1521. o Las cantidadesde 4-aminobifeniloy 2-aminobifeniloobtenidastras la reducción tanto en medio ácido como en medio básico, aumentanconsiderablemente respectoa fa extracción.Estotiene su explicacíón,ya que al estarambasamínas combinadasen forma de azomolécula,sólo se liberancuandose rompe el grupo azo. En la extracción,sólo se determinala pequeñacantidadque haya podido quedarlibretrasla condensación con el agenteacoplante. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Estudiode las ReaccionesSecundarias en el Procesode Reducción 167 Tabla VIII.3. Cantidadesde 4-aminobifenilo,2-aminobifenilo y N-fenilanilina obtenidas para Ios colorantes sintetizadosa partir de anilina, tras aplicarlesla extracción (E), reducción en medio ácido (A) y reducciónen medio básico(B). Arilamina Colorante (m{ks) Experiencia 2-Aminobifenilo Acid Green114 E 10.5 A 633.0 ...........-B-.......... E Direct Black168 Acid Blue29 Acid Orange10 *Aminobifenilo 10.1 320.3 282.9 ......?i...?..............._ 73.7 69.4 't5.1 17.7 80.5 A 642.7 82.5 312.4 B 338.4 28.0 323.6 E A B E A 10.0 72.6 6.5 418.0 82.4 208.5 232.3 36.9 188.4 PAcid Yellow 11 348.0 N-Fenilanilina E A B 0.24 7.6 0.10 21.9 7.6 29.7 31.9 7.6 55.7 1.6 3.3 8.3 9.8 o.70 1s.6 36.8 28.5 69.5 o La N-fenilanilinadeterminadatras la reducciónen medio ácido es similar a la trasreduciren condiciones obtenidaen la extracción,mientrasque la determinada alcalinasse mantieneo inclusodisminuye,como es el casode los tres primeros lo cual no parecelógicoen un principio.Ante tal hecho,se llevó a cabo colorantes, de lastresaminastrasaplicarleslos procedimientos un estudiode recuperación de para la N-fenilanilinaun 70.3 y reducciónen medio ácido y básico,obteniéndose y parala 4-aminobifenilo 79.8y 36.5o/o, un 18.9%,parala 2-aminobifenilo 94.8y respectivamente. B5.0olo En la Tabla Vlll.4 se muestranlos valoresobtenidosde aplicar dichos factoresde indicadosen la TablaVlll.3. recuperación a los resultados Se apreciaque la cantidadesde N-fenilanilinaobtenidastras la reduccióntanto en medio ácido como en básico,experimentanun aumentoconsiderablerespectoa las Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 168 CapítuloVllt obtenidasen la extracción.Esto parece indicar que durante el análisis,tanto en condicionesácidascomo básicas,pueden producirselos procesossecundariosque juntocon la 4-aminobifenilo oríginanla N-fenilanilina y la 2-aminobifenilo. Tabla VIII.4. Cantidades corregidas de 4-aminobifenilo, 2-aminobifenilo y N-fenilanilina obtenidas para los colorantessintetizadosa partir de anilina, tras aplicarlesla extracción(E),reducciónen medio ácido (A) y reducciónen medio básico (B). Arilamina Colorante 2-Aminobifenilo N-Fenilanilina 10.5 793.2 953.4 73.7 137.0 10.1 337.9 332.8 E 17.7 80.5 15.1 A 805.4 117.4 329.5 B 927.1 148.1 380.7 E A B 10.0 523.8 636.4 o.24 27.4 87.4 72.6 6.5 117.2 219.9 195.2 221.6 7.6 0.1 31.3 65.5 E Acid Green114 Direct Black168 Acid Blue 29 A E Acid Orange10 A B Acid Yellow 11 (melks) Experiencia E A B 1.6 35.7 190.4 98.7 10.8 40.2 3.3 11.8 51.9 *Aminobifenilo o.70 16.5 43.3 Por otro lado, las cantidadesde las tresaminasobtenidastras la reducciónen medio básico,son similareso superiores a lascorrespondiente en medioácido, lo cual parece que indicar lascondicionesalcalinasfavorecenel desarrollo, duranteel análisis,de los procesossecundariosque las originan.Estocoincide con varios trabajosdonde se afirmaque unascondicionesde reducciónfuertemente básicasfavorecenla aparición de reacionessecundarias no deseadas, entreellasla formaciónde 4-aminobifenilo tras el análisis de colorantes derivados de anilina138,67,1991. Con el fin de comprobarla posibleformaciónde N-fenilanilina trasel análisis, se llevó a cabo la extraccióny Ia reducciónen medioácido de los colorantesAcid Blue 29 y Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. las ReaccionesSecundarias en el Procesode Reducción Acid Yellow 11 una vez purif¡cadostras disolverlosen dimetilformamidacalientey filtrarlosposteriormente [71]. La purificaciónse estimóen basea la relaciónentre los coeficientesde extinción del colorante inicial y del purificado medidos en absorbancia/g de muestra,obteniéndose valoresde 2.3 y 1.4 respectivamente. En la Tabla Vlll.s, se muestranlos resultadosobtenidosexpresadosen mglkg referido a colorantepurificado. TahlaVIII.S. Cantidadesde &aminobifenilo, 2-aminobifeniloy N-fenilanilina obtenidas para Ios colorantesAcid Blue 29 y Acid Yellow t 1 sin purificar y purificados, tras aplicarlesla extracción(E)y reducciónen medio ácido (A). Colorante Purificado Acid Blue29 Acid Yellow l1 Arilamina (me/ks) Experiencia 2-Aminobifenilo N-Fenilanilina 4-Aminobifenilo E A 7.2 794.5 4.7 44.7 ND 393.0 E A 't54.7 ND 38.6 ND 65.3 o.4 ND: Compuestono detectado Como puede apreciarse, el procesode purificaciónrealizadoconsigueeliminar gran partede las arilaminaspresentesinícialmenteen amboscolorantes.Por otro lado, la N-fenilanilinadeterminada trasla reducción,aumentaconsiderablemente respectoa la obtenidatras la extracción,pasandode 4.7 mgkg a 44.7 mg/kgparael Acid Blue 29, y de no detectablea 38.6 mglkg para el Acid Yellow 11. Estosresultadosindican que durante el. análisispueden tener lugar procesossecundariosoriginantesde la Nfeni lani Iina,ademásde 4-aminobifeni lo y 2-aminobifen ilo. En definitiva, parececomprobarseque las reaccionesy/o procesossecundariosque provocanla detecciónde la 4-aminobifenilo, puedenocurrirtanto en la manufactura proceso del colorante como en el de análisis.Sin embargo,resultacomplícado cuantificarcuál es el gradode contribuciónde cadavía a la formaciónde dicha amina, ya que la cantidadde éstaformadaduranteel análisispodríavenir influenciadapor el procesoy lascondicionesen que se sintetizael coloranteen cuestión. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 170 Capítulo Vllt Vlll.2.3. Detecciónde 2-Naftilamina En el apartadoVlll.2.l, se ha comprobadoque trasel análisisdel coloranteAcid Red 44 se detecta la 2-naftilaminasin estarpresenteen su estructura.Por otro lado, la bibliografíarecogecasosde colorantesque no se sintetizana partir de 2-naftilamina, pero que tras su análisisse detecta presenciade dicha amina 138,67,200,2121" Normalmente,estoscolorantessuelenfabricarsea partir de la l-naftilaminao de derivadossulfonadosde la 2-naftilamina. Los motivosque se aludenparaexplicartal hecho,son los s¡guientes: o Existencia como impurezade pequeñascantidades de 2-naftilamina en compuestos para utilizados la fabricaciónde colorantes,como son la 1-naftilamina[200] o ciertosderivadossulfonados de la 2-naftilamina 1149,2121. . Desulfonación de derivadossulfonados de la 2-naftilamina como consecuencia del análisisde colorantessintetizados a partirde dichoscompuestos 138,67,2121. De cara al método analítico,el caso más problemátícoes el correspondiente a la desulfonacióndurante el análisis,ya que es el propio método el que provoca la apariciónde la 2-naftilaminay el consiguienterechazode la muestraen caso de superarse el límite de 30 ppm. Se estaría,por tanto,ante un "falsopositivo".Por otro lado, en el apartadoVllt.2.1 se ha comprobadola posibledesulfonaciónde ciertos fragmentos liberadostrasel análisisde los colorantes Acid Orange61 y Direct Violet 51. Con el fin de comprobarla existenciade 2-naftilamina como contaminanteen la sal sódicadel ácido 2-amino'1-naftalenosulfónico empleadaen ocasiones como 12OO,2121, partida arilamina de en la fabricaciónde ciertos colorantes,se llevó a cabo su extracciónlíquido-líquidocon éter dietílico (3x20 ml) de dos formas distintas:a temperatura ambiente,y trasmantenerla sala 70 oC durante15 minutosbajo agitación magnética.La muestrafinal se analizópor CEIUV,determinándose 0.0196 y 0.0458 mdkg de 2-naftilaminalibre referidoa peso de compuestoextraído,respectivamente. Se comprueba así que la amina prohibida se encuentraya en estado libre, probablemente debidoa que la sulfonación de la misma,dentrode la síntesis del ácido (Figura11.21), 2-amino-1-naftalenosulfónico no es del 100%.Además,la aplicaciónde temperatura favorecela desulfonación de la sal. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Estudiode /as ReaccionesSecundarias en el Procesode Reducción 171 Por otro lado, es presumiblela existenciade mayorcantidadde 2-naftilaminacomo impureza,en derivadossulfonados de la mismaempleadoscon finesindustriales en la síntesis de colorantes. o-8-o-*.* ofiNH'N"'s'oo-@t* 2-Amino-l-naftalenosulfonato sódico 2-Naftilamina FiguraVII|.4. Desulfonación del 2-amino-l-naftalenosulfonatosódico, bajo condiciones de reducción. Con el fin de comprobarsi, bajo distintascondicionesde reducción,se favorecela desulfonación de la sal,y por tanto,la formaciónde 2-naftilamina a causadel método analítico(FiguraVlll.4),se llevarona cabo lasexperiencias siguientes: A: Reducción según las condiciones establecidas en el capítulo Vll, pero aplicando 2B oC de temperaturaen lugar de 70 oC. B: Reducciónsegún las condicionesestablecidasen el capítulo Vll. cj lgual que B, pero ajustandoel pH¡ del medio acuosoa 2.3, en lugar de S. D: lgual que B, pero empleando50 ml de tampón ácido cítrico 0.06 M/NaOH 0.16.M (pH:6), en lugarde agua ajustadaa pH 5. E: 30 mg de 2-amino-l-naftalenosulfonato sódicose disue/veen 50 ml de NaOH I M y se calientanbajo agitación magnética hastaB0 oc, manteniéndo.se a esa temperaturadurante 30 minutos.se agregan250 mg de ditionito sódico y se agita 30 minutos más, tras lo cual se enfría bajo el chorro de agua. La extracciónde las arilaminasy la preparaciónde la muestrase lleva a cabo igual que en B. F: lgual que en E, pero a tomando 70 "C de temperaturaen lugar de B0 oC. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. capítulo vlll I /¿ En la Tabla Vlll.6, se recogenlos resultadosobtenidosreferidosa peso de muestra analizada.En primer lugar,se observaque la presenciadel ditionito sódicoa 28 oC de la sal,ya que se obtieneuna cantidadde 2-naftilapenasprovocala desulfonación g/kg)muy similara la obtenidaen la extracc¡ón a temperatura ambiente amina(O.O2O7 (0.0196dkg). S¡nembargo,la presencia de ditionitosódicoaTOoC sí da lugara un aumentoapreciablede la desulfonaciónrespectoa la extraccióna 70 "C. obteniéndose respectivamente. Por tanto,son las condiciones 0.0458 y 5.464 g/kg de 2-naftilamina presencia y de agente reductor lo que aumenta conjuntas de temperatura el gradode desulfonación. considerablente TablaVIII.6. Desulfonacióndel 2-amino-l-naftalenosulfonatosódico, tras aplicarle distintas condicionesde reducción. Condicionesde 2-Naftilamina Reducción A o.0207 B 5.464 c 6.390 D E 3.581 F 0.4605 1.458 paraun mismovalorde pH¡,un aumentode la temperatura de Como puedeapreciarse, Por originandomayorcantidadde 2-naftilamina. reducciónfavorecela desulfonación, oC, la desulfonación se incrementaa constantede 70 otro lado, parauna temperatura pH másácidos,p,asándose de una cantidadmínimade 0.4605g/kgen medioalcalino de NaOH 1 M, a una máximade 6.390 dkg a pH':2.3. Es decir, el empleode alcalinasen el análisisdisminuyeel gradode desulfonación. condicionesfuertemente en el apartadoanterior,el análisisen condiciones Portanto,en contrade lo observado parece el efectoque provocaun procesosecundario, contrarrestrar fuertementebásicas sobreel resultadofinal del mismo.Estopone de manifiestola como la desulfonación, de unascondicionesóptimasde trabajo,que dificultadque entrañael establecimiento y/o procesossecundarios susceptibles permitaneliminartodaslas posiblesreacciones de producirseduranteel análisis. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Estudiode las ReaccionesSecundariasen el Procesode Reducción Volver al índice/Tornar a l'Index 173 Vlll.3. Conclusiones De los resultados obtenidosen el presentecapítulo,se puedendeducir las siguientes conclusiones: 1. Los productos formadostras la reducción con ditionito sódico de una serie de azocolorantes,tanto solubles como insolublesen agua son, en general, los esperados en un principiocomo consecuencia de la rupturadel grupoazo. 2. En ocasiones, trasel análisisde ciertoscolorantesse detectanalgunoscompuestos no esperadosen base a la reduccióndel grupo azo. Estosson los casosde la reduccióndel grupo nitro a grupo amino, la detecciónfragmentosoriginadostras procesosde desaminacióno desulfonación,o la detección4-aminobifeniloen colorantessintetizados a partirde anilinacomo aminabase. 3. La presenciade 4-aminobifenílo trasel análisisde ciertoscolorantessintetízados a partirde anilina,puedeserdebidatantoal procesode síntesis de los mismoscomo al propio métodoanalítíco.Respecto a la posiblecontribucióncomo consecuencia del análisis,parececomprobarseque unascondicionesde reducciónfuertemente alcalinaspuedenfavorecerel desarrollode las reacciones ylo procesossecundarios que originanla aparición de dichaamina. 4. En la sal sódicadel ácido 2-amino-l-naftalenosulfónico se ha detectadola presencia de 2-naftilaminacomo contaminante.Por otro lado, la reduccióncon ditionito sódicode dicha sal provocala apariciónde la amina prohibidatrasdesulfonación de la misma,favoreciéndose esteprocesocuanto mayor es la temperaturay menor pH es el de análisis. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lX. Análisisde PielesTeñidas Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde PielesTeñidas |X.1.Introducción En el capítulo Vll se estudiaronlos factoresque influyen en la reducción de azocolorantes librescon ditionito sódicoy en qué medidaafectasu manipulaciónal resultadofinal del análisis.Concluidoesto,el pasosiguienteconsistíóen la aplicación de los resultados obtenidosparaazocolorantes al análisisde cuerosteñidos. La bibliografíaexistentesobrela determinaciónde aminasaromáticas en muestrasde cuerosteñidoscon azocoloranteses muy escasa|196,200-202],siendo másfrecuentes los trabajosrelacionados con el análisisde materiales textilesÍ199,2O7-21O,249-2SOI. Estopuededebersea la mayorcomplejidadque presentael cueroen su composición, necesitandode un tratamientoy/o procesomás específicode forma que se produzcan lasmínimasinteferenciasposiblesen la posteriordeterminación de lasarilaminas. Paraabordarel estudio,se ha estructurado ésteen los apartadossiguientes: a a a a Ensayospreliminares Establecimiento del métodode análisis Estudiode recuperaciónde las arilaminas. Análisisde pie/espatrón En fos ensayospreliminares, se llevarona cabo unaseriede experiencias previassobre pieles teñidas,con el objeto de obtener las primerasconclusionesacerca de su comportami ento antedeterminadascondicionesde análisis. En el establecimientodel método de análisis,y con la informaciónobtenida en el apartadoanterior,se establecieron lascondiciones de análisissobrecuerosteñidoscon el fin de determinarla mínimacantidadposiblede arilaminapresenteen ellos.paratal fin, se hicieron uso de pieles patrón de concentracionesen azocolorantes perfectamente conocidas. En el estudio de recuperaciónde las arilaminas,se pretendió estudiar la posible influencia que tiene la aplicación del método establecidopara piel sobre el azocolorantelibre, asícomo estudiarlas posiblescausaspor las que, en determinadas condicíonesde análisis,no seobtienenlascantidades de aminaesperadas. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Por último,con el fin de comprobarla validezy reproducibilidad del métodopuestoa punto,se aplicó a un conjuntode pielespatrónpreparadas con distintoscolorantesv en distintasconcentraciones. La técnica instrumentalempleada para la realizaciónde este estudio, fue la Cromatografía de Líquidosde Alta Resolucióncon detectorde FotodiodosUV-Visible. 1X.2.Materialesy Métodos 1X.2.1. Reactivos En estecapítulose han empleadolos siguientes azocolorantes: a o a a a Negro P (Cromogenia) NegroCarbón(Sandoz) DirectBfue 35 (Robama) Acid Red 114 (Sandoz\ Acid Red 128 (lCD Negro P y Negro Carbón son los nombrescomercialesde dos colorantescuyas estructurasmolecularesse desconocían, y se ut¡l¡zaronen el apartadode ensayos preliminares.Loscuatro últimosse emplearonen los apartadosde establecimiento del método de análisisy análisisde pielespatrón. En este estudio, puesto que no se pretendíahallar los rendimientosde reducciónde los colorantes,no se consideró necesarioestudiarla purezade todosellos.Portanto,como informaciónrespectoa la misma,se empfeóla cromatografía de capafina.En la FíguraIX.1,se muestrala TLCde los colorantesNegro P y NegroCarbón,empleandola fasesuperiorobtenidacuando se mezcla n-butanol/etanol/agua en la proporción4/'l/5 l8,8-g},g2l.En ella puede observarse una Sransimilitudentrelos componentes aparecidos en amboscolorantes, lo cual indica una gran semejanzaen sus composiciones. La TLC de los otros tres colorantes ya se presentóen el capítuloVll (FiguraVll.1). Seanalizaronlos productosde reducciónde los colorantesNegroCarbóny Negro p en CC/MS,tras aplicarlesel métodoestablecidoen el capítuloVll, observándose como compuestomayoritarioen ambos casos la bencidina,junto con otros de menor importanciacomo eran la anilinay la 4-aminobifenilo. Respecto a los tres colorantes restantes, los resultados de esteanálisisseencuentran en el apartadoV11.2.1. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde PielesTeñidas 179 <- Frentedel eluvente t f¡f * o o a b I + Aplicaciónde lamuestta Figura 1X.1. Cromatografíade capa fina de los colorantes(a) Negro Carbón y (b) Negro P, empleandola fasesuperiorobtenida cuando se mezcla n-butanolletanollagua,en Ia proporción 4/1/5. Tabla IX.l . Porcentajesde arilaminapresentesen los azocolorantesNegro P, Negro Carbón, Acid Red 114, DirectBlue 35 y Acid Red 128. Arilamina (Y") Colorante Bencidina NegroP NegroCarbón Acid Red114 o-Tolidina o-Dianisidina 10.7 tO.4 3.4 + 0.1 0.28+ 0.02 11.1 t 0.3 Direct Blue 35 2 . 5! O . 2 Acid Red128 9.0 r 0.3 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. En la Tabla lX.l se indican las arilaminasy las cantidadesen que se encuentran presentes en cada uno de los azocolorantes, indicándose el valor mediojunto con el intervalode confianzaal 95o/oen basea un mínimo de diez determinaciones. Los valoresse expresanen tantopor cíentorespectoa pesode coloranteanalizado,siendo el procedimiento de análisis empleadoel establecido en el capítuloVll. 1X.2.2.PielesTeñidas El procedimientoseguidoen la elaboraciónde las pielesteñidas(procesoen bombo), expresandolascantidadesen tanto por ciento respectoa cantidadde piel en tripa, es el que se indicaa continuación: ' Lavadode Ia piel con un 150% de agua a 40 oC y posteriormente con un 3% de resinasintética. o Neutralizacióncon un 0.8% de bicarbonatosódico, traslo cual se mantieneba¡o agitación durante45 minutosy se escurreIa piel' Adición de un 20% de amoniaco(10%) y de la cantidadde azocolorantedeseada. trasIo cual se mantienebaio agitación duranteuna hora. Adición de un 200% de agua a 60 oC y de un 20% de ácido fórmico (10%) agitándoseposteriormente durante dos horas,traslo cual se escurrela piet. Adición de un 200% de agua a 60 oC, un 40% de aceite sintéticoclorado(10%) agitandoseposteriormenteduranteuna hora,y un 10% de ácidofórmico (10%) tras Io cual se vuelve a agitaruna horamá* o Por último se lava la piel, se escure y se deia secara temperaturaambiente. Siguiendoesteprocesode elaboración,se prepararonuna seriede pielesteñidaspara cadauno de los apartadosindicadosen la introducción.En la Tabla1X.2,se muestran laspiefesestudiadasen el apartadode ensayospreliminares. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tabla1X.2. Pielesteñidasestudiadas en el apartadode ensayospreliminares. Piel Colorante Teñida Gramos Gramos Concentración Colorante Piel Seca (%) PTl NegroP 0.2 78.6 0.25 PT2 NegroP 0.8 75.5 1.06 PT3 NegroP 1.7 83.8 2.O3 PT4 NegroP 3.5 88.9 3.94 PT5 NegroCarbón 0.2 88.2 0.23 PT6 NegroCarbón 0.9 100.5 0.90 PT7 NegroCarbón 1.9 8s.8 2.21 PT8 Carbón 3.6 94.0 3.83 De esteconjunto de pielesno se disponíande los bañosfinalestras el procesoen bombo, por lo que no se pudieron estimar los rendimientosde fijación del azocolorante al cueroen basea la cantidadque hayapodido quedarlibre en el baño. Por tanto, las concentraciones de coloranteen cada piel se estimarona partirde las cantidades empleadas de éste,referidas a piel seca. En la Tabla lX.3 se recogenlos datoscorrespondientes a la preparaciónde las pieles patrón empleadasen el restodel estudio.A diferenciade las pielesrecogidasen la Tabla 1X.2,utilizadasen los ensayospreliminares, de estospatronessí se disponíanlos correspondientes bañosfinalestrasel procesoen bombo,lo cual permitiócalcularcon más fiabilidad la concentraciónfinal de arilaminapresenteen cada uno de ellos, teniendo en cuenta la cantidadque haya podido quedaren el baño en forma de azocolorantelibre. Paralelamente a estaseriede patrones, se preparóuna piel blancoa la que se aplicó el mismoprocesoen bomboque al restode pieles,exceptuando el pasode la tinción.De estaformase disponíade una muestracon todoslos componentes de una piel acabada a excepción del colorante, pudiendo así comprobar la posible existencia de interferentesen la determinaciónde las aminas. También se disponía del correspondiente baño,de cuyo análisisse comprobóla inexistencia de interferencias significativas a la horade analizarlosbañosdel restode patrones. El agotamientode baño se determinóanalizandocada uno de ellos según el procedimientode análisisestablecido paraazocolorante en el capítuloVll. A partir de la cantidadde arilaminadetectada, de los gramosde coloranteempleadosy de la Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. concentraciónde amina en cada colorantes(TablalX.1),es posibledeterminarqué porcentajede colorantese ha fijadoal cueroen cadapatrón.Paralaspielesteñidascon Acid Red 114, se indican dos valoresde agotamientode baño: el primero está calculadoen base a la o-tolidína,la arilaminabasedel colorante,mientrasque el segundolo estáen basea la bencidina.En cuantoal restode pieles,el único valor indicadocorresponde a la arilaminapresente en cadacolorante. Tabla 1X.3. Pieles patrón empleadasen /os apartadosde establecimientodel método de análisis,estudiode recuperaciónde las arilaminasy análisisde pielespatrón. Piel Colorante Gramos G¡amos Patrón Colorante Piel Seca PPA 0.08 74.O t_t9. ............9-'.!..!.................-.............9.9- 0.13 62.7 ..............-0-'?.!.................-.............?.2.,..! 0.18 84.9 PPC Acid Red114 Concent¡ación (%) Agotamiento de o.21 Baño g3.g(') g6.g(..) PPD Acid Red114 0.72 72.4 0.99 92.gc) gg.3(") PPE Acid Red114 1.37 63.9 2.14 g5.g(-) -') 973' PPF Acid Red114 2.56 65.3 3.92 72.7(, 95.1(") ffS- .....-D-irst..9Jys.-1i... - ........1....0..8......-.........?_9,9....... ... .......L.,1._2.. rttl -o-irgi.Plys".ll... - l:9-0-..................9-.1'9 '1.22 99.3 PPI t_t_1.Acid Red128 (*) (* *) Acid Red128 1.52 97.6 1.25 95.2 62.8 2.42 95.0 Cálculohechoen basea la o-tolidina. Cálculohechoen basea la bencidina. Engeneral,se observaque losagotamientos de bañosonsiempresuperiores al 90%, lo cual demuestraque la mayor partedel coloranteempleadoen la preparaciónde los patronesquedafijado al cuero. El único casoen que apareceun valor inferior,es el observadoen el patrónPPFreferidoa la o-tolidina,obteniéndose un agotamientodel 72.701". Estopuededeberseal hechode que el Acid Red114 no es un colorantepuroy lasdos arilaminaspresentes en él se puedenencontraren diferentes azomoléculas, con lo cual loscomportamientos en la tinciónde ambasno tienenpor qué seriguales. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde PielesTeñidas 183 1X.3.Resultados y Discusión 1X.3.1.EnsayosPreliminares Paralos ensayospreliminaresse escogióla piel PTSde las indicadasen la Tabla 1X.2, con presenciade bencidinaen una concentración estimad a de 78.2mg/kg.Se llevaron a cabo una seriede experiencias con el fin de conocerel comportamiento que la piel presentabaante la variación de ciertos factorescomo son el pH y la temperatura, ademásde observarel efectoque ello producíasobreel resultadofinal del análisis.Los ensayospreliminares efectuados fueronlos siguientes: Ensayopreliminar A: Se humectan 2.5 gramos de piel desfibrada en 50 ml de agua bajo agitación magnética.Se calientahasta60 oC y se agregan1.5 gramosde ditionitosódico (0.6 gramoslgramo piel). Tras mantener 20 minutos en agitación magnética a esa temperatura,se enfría Ia muestrabajo el chorro de agua y se filtra a vacío en un embudo de placa porosa (tamaño de poro: 2), lavando posteriormentecon agua (4x10 ml). La extracciónde arilaminasy la preparaciónde la muestra para su análisiscromatográficose llevana cabo tal y como se estab/ecióen el capítulo VI. Ensayopreliminar B: lgual que el ensayoA, pero con las siguientesdiferencias: InicialmenteIa piel se humectaen 50 ml de aguaa los cualesse agregan0.4 mlde HCI I M. LJia vez filuada la muestra,éstase lava con S0 ml HCt 0.0t M. Ensayopreliminar C: lgual que el ensayoB, pero humectandoinicialmentela piel en S0 ml de aguaa los gue se agregan2 ml de HCI I M. Ensayopreliminar D: lgual que el ensayoC, pero realizadoa 70 "C. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 184 CapítulolX Ensayopreliminar E: lgual que el ensayoD, pero con la siguientesdiferencias: a a lnicialmentela piel se humectaen 50 ml de aguaa los cualesse agregan0.5 ml de HCI I M. El filtrado se lleva a cabo en caliente,no en frío. una vez filtrada la muestra,éstase lava con 40 ml HCI 0.1 M seguidode 40 ml de agua. Ensayopreliminar F: lgual que el ensayoE, perorealizadoa B0 oC. Ensayopreliminar G: Se humectan 2.5 gramos de piel desfibrada en 50 ml de agua bajo agitación magnética. Se agregan 2 ml de NaOH 4 M y se calienta la muestra hasta 70 oC manteniéndola bajo agitación magnética durante 15 minutos, al término de los cuales se neutraliza con 4 ml de HCI 2 M. Se agregan 1.5 gramosde ditionito sódico (0.6 gramoslgramopiel) agitándosedurante20 minutot se añaden2.5 m! de HCI 2 M y se filtra en caliente a vacío a través de un embudo de placa porosa (tamaño de poro: 2). se lava con 40 ml de HCI 0.1 M seguidode 40 ml de agua.La extracción de las arilaminas y la preparación de Ia muestra para su análisis cromatográfico,se llevan a cabo taly como se estab/ecióen el capítulo vt. En la FiguralX.2 se representa la concentración de bencidinaobtenida,expresadaen mg/kg de muestráanalizada,tras aplicar a la piel PT5 cada uno de los ensayos anteriores. A la vistade ella,se puedenobtenerlasconclusiones siguientes: . En primer lugar parece existir un ligero incrementoen la concentación de bencidina obtenidaentre los ensayosB y C, cuando se acidificael medio de reacción,pasandode obtener15.1a 20.6 mg/kgde amina. . El aumentode la temperatura de reducciónen 10 oC,como ocurreentrelos ensayos c y D por un lado (de 60 a7o oc) y entreE y F por otro (de 70 a B0 "c), provoca tambiénun leveaumentoen el resultadofinal. En el primercasose pasade 20.6 a 26.1 mglkg,mientrasque en el segundose pasade 40.6 a 45.9mdkg. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde PielesTeñidas 185 r Sin embargo, hay dos factoresque provocan un ¡ncrementonotable en la concentraciónfinal de bencidinaobtenida,QUeson: el filtrado de la muestraen calientey el tratamientobásico previo a 70 "C con NaOH 4 M. En cuanto al primerode ellos,entre los ensayosD y E se produceun aumentoen el resultado final del 56%, pasandode 26.1 a 40.6 mglkg,mientrasque en el segundo,entrelos ensayosF y C se produceun incrementoen el resultadodel 4B%, pasandode 45.9 a un 68.1 múke. Ctt +. (tt 60 E v50 ql c E40 ct c q30 t¡¡ o c, 20 o o= 10 (J CDE EnsayoPrelirninar Figura 1X.2. Concentración de bencidina obtenida tras aplicar cada uno de los ensayos preliminares, sobrela piel teñidaPT 5 (0.23%en Negro Carbón). Estosresultados evidencianque la accesibilidad del ditionitosódicoal colorantefijado piel, la en es un factorclavea la horade establecer el métodoparala determinación de arilaminasen cueroteñido,ya que el tratamiento previocon NaOH 4 M a 70 oC produce un hinchamientoy/o disgregaciónparcial de las fibras de la piel y en consecuencia un aumentode la superficiede contactoentre el agentereductory la muestra.El hechode que un aumentode la temperatura contribuyatambiéna mejorar los resultados, concuerdacon estahipótesis. Una vez realizadoslos ensayospreliminarescon la piel PT5 y tomando como condicionesde trabajolas correspondientes al ensayopreliminarC, se analizaronel restode pielesque se recogenen la Tabla 1X.2.Los resultadosse muestranen las Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 186 Capítulo IX TablaslX.4 y 1X.5,donde se indicanlos valoresexperimentales de arilaminajunto con ef intervalode confianzaal95o/o, y los valoresesperados, expresados ambosen mg/kg sobre peso de piel analizada.El valor esperadose estimóteniendo en cuenta la concentración de coloranteen cada muestrade piel teñida(TablalX.2),junto con las cantidades de arilaminadeterminadas en cadacolorantefabla lX.1). Tabla 1X.4. Concentraciónde bencidina obtenida para las pielesPTt, PT2, PTJ y PT4, teñidas con el coloranteNegro P, trasaplicar el ensayopreliminarC. Piel Bencidina (ms/ks) Teñida PTl 276.9+ 7.7 267.5 PT2 1017.0+ 20.2 1134.2 PT3 1 9 8 9 . 3+ 3 5 . 1 2172.1 PT4 3930.8! 72.8 4215.8 Tabla1X.5. Concentraciónde bencidinaobtenida paralas pielesPTí, PT6,PT7 y PT|, teñidas con el coloranteNegro Carbón, trasaplicar el ensayopreliminar C. Piel Bencidina Teñida (ne/ks) PT5 68.1+ 2.3 78.2 PT6 3 1 7 . 4t 6 . 9 306.0 PT7 't7.8 665.4+ 751.4 PT8 1261.Ot 28.6 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 '1302.2 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde PielesTeñidas 187 Paraambasseriesde muestras, se puedeobservarque las recuperaciones de bencidina obtenidas son siempre similareso superioresal 9}o/o, independientemente del colorantey de su concentración en la piel teñida" Se ha de recordarque éstosson ensayospreliminares y no se pretendecon ellos llevar a cabo un estudioestadístico de los resultados obtenidos,máximeteniendoen cuenta que se tratade pielesde lasque no se dísponíanlosbañostrasel procesoen bombo. 1X.3.2.Establecimiento del Métodode Análisis Tras los ensayospreliminaresy teniendo ya una idea de cuálesson los factoresy/o que máspareceninfluiren el resultadofinaldel análisis,se pasóa estudiar tratamientos másdetenidamente el métodoa establecer. Paraello se trabajócon los patronesPPA, PPC,PPGy PPl,de la seriemostradaen la Tabla1X.3. Antes de abordarel estudio,se analizó la piel blanco con el fin de comprobarla presenciade posiblesinterferentes que pudierandificultarla posteriordeterminación de las arilaminas.Por un lado, no se detectóla presenciade ningún compuestoque pudiera interferiren la cuantificaciónde la o-tolidinani de la odianisidina. Sin embargo,se detectóla presenciade un pico con un tp ligeramenteinferioral de la bencidina,cuyo espectrose muestraen la Figura1X.3.En determinados casos,dicho pico podríadar lugar a problemasen la determinaciónde la bencidina,sobretodo cuandoéstase encontrara en pequeñas cantidades. 0s2 l 0ffo 22000 2¿000 26000 2s080 nm 300s0 32000 3¡000 36000 Figura 1X.3. Espectroultravioletadel interterentede Ia bencidinaaparecidotras el análisisde la pielblanco. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. A continuación,se exponenlos distintosexperimentos a que se sometieronlas citadas pielespatrón. Método A: Se humectan 2.5 gramos de piel desfibradaen 50 ml de agua bajo agikción magnética. Se calienta la muestra hasta los 70 oC y se agregan1.5 g de ditionito sódico (0.6 gramoslgramo piel)- Se mantiene Ia muestraen agitación magnética durante 20 minutos, se añaden2.5 ml de HCI 2 M y se filtra en caliente con .rn embudo de placa porosa(tamañode poro: 2), lavando posteriormentecon 40 ml de HCI 0.1 M seguido de 40 ml de agua. La extracción de las arilaminas y la preparación de la muestrapara su análisiscromatográficose realizan tal y como se ha establecidoen el capítulo VI. Método B: lgual que el método A, pero utilizando 50 ml de tampón ácido cítrico 0.06 M/NaOH 0.16 M, (pH:6), en lugarde agua. Método C: lgual que el método A, pero previamentea la adición del ditionito sódico, se añaden a Ia muestra 6 ml de NaoH 4 M y se agita durante 4s minutos a temperaturaambiente (28 oC), tras los cualesse neuüaliza con 12 ml de HCI 2 M y se calienta hastalos 70 oC. Método D: lgual que el método A, pero previamentea la adición del ditionito sódico, se agregan2 ml de NaOH 4 M y se calientala muestrahastalos 70 oC, momento en el cual se neutralizacon 4 ml de HCI 2 M. Método E: lgual que el método D, pero manteniendola muestrabaio agitación magnética durante 15 minutos en medio básico y a 70 oC, antesde neutralizar con 4 ml de HCI 2 M. En lasFiguraslX.4y lX.5 se representan lasrecuperaciones de arilaminaobtenidaspara Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 189 Análisisde PielesTeñidas tras la aplicaciónde cada uno de los métodos las cuatro pieles patrón estudiadas, se calcularonen baseal valor Losvaloresde recuperación expuestosanteriormente. esperadode arilaminapara cada patrón,estimadoen función de la concentración inicial de colorante y del agotamientode baño (Tabla lX.3), así como de la paracadacolorante(TablalX.1). de aminadeterminada concentración Fso rÉ E 'ü E0 $ E (u itr40 :g u ileo o. = fJ ü É,0 't00 -_3 Bo E¡lg(J 60 E t40 u ru deo 6D iltÉtodo W o-Tolidina N Bencidina de arilaminaobtenidastras aplicar cadauno de los métodossobre Figura 1X.4. Recuperaciones las pielespatrón (A) PPA (0.11% en Negro Carbón)y (B) PPC (0.21% en Acid Red 1I4). Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Por lo que respectaal patrónPPA (0.11% en NegroCarbón),en la FíguralX.4.A se observaque todos los métodosempleadosdan lugar a valores de recuperación semejantes en torno al 75olo,a excepcióndel métodoB que pasaa serdel 57.5"1o,lo cual representra una disminucióndel 23oi".Pareceexistir,por tanto, un ligero efecto negativoen el resultadoanteel empleodel tampónácidocítrico/NaOH.Porotro lado, la intensidadcon que se aplica el tratamientobásicocon NaOH 4 M previo a la adicióndel ditionitosódico,no pareceserrelevante de caraa la recuperación final. En la FiguralX.4.Bpuedeobservarse que el patrónPPC(0.21%en Acid Red 114) muestraun comportamientomuy distintoal anterior.En cuantoa la amina basedel colorante,la o-tolidina,la recuparación final aumentaprogresivamente en los cinco pasandode un 58.1olo métodosempleados, en el primeroa un 92.2o1" en el último.Sin embargo,la bencidinase recuperaen los dos primerosmétodosen torno al 75olo, alcanzandovalorescercanosal 100% en lastresrestantes. Portanto,cuantomayores la intensidaddel tratamientobásicopreviocon NaOH 4 M, mayores la cantidadde amina base obtenida,lo cual parececonfirmarque la etapa limitantedel proceso vendríadada por la accesibilidad del agentereductoral colorantefijado al cuero, ya que cuantomásintensaes la hidrólisis producidaen aplicada, mayores la disgregación la piel.Sinembargo,la bencidinase recupera forma de similarcon los métodosC, D y E a pesarde variarlascondiciones de dichahidrólisis. No obstante, convienerecordar que éstase encuentracomo impurezaen el Acid Red 1 14, y su comportamiento no tienepor qué seranálogoal de la o-tolidina. Por último,en los patronesPPGy PP¡(1.12olo en DirectBlue35 y 1.25olo en Acid Red 128 respectivamente), las recuperaciones finalesde la o-dianisidina son prácticamente las mismasen todos los métodos,observándose una ligeradisminucióncuando se emplea el tampón ácido cítrico/NaOH(métodoB). Así, para el patrón PPG (Figura lX.s.A),todoslos valoresse encuentran pasandoa ser en tornoal 95% de recuperación de un 86.4ol"cuandose empleael tampón,mientras que en el PPI(FiguralX.5.B),los valoresrondanel97o1" pasando a serdel 92.901" cuandoseaplicael métodoB. Todos estos resultadosdemuestranque, dependiendodel tipo de muestraque se analice,en ciertoscasoses necesario aplicaral cueroun tratamiento básicopreviopara obtenerlas máximasrecuperaciones, mientrasque en otros,con tratamientos menos ya es suficiente. drásticos Por otro lado,cuandola hidrólisisbásicaes muy enérgica (casodel método E), puede producirseuna disgregación de las fibrasdel cuero demasiadofuerte,cosa que tambiénpareceocurriren el casode muestras textiles, como asíindicanWagnery col. [199].Estehecho,provocaen ocasiones problemas de filtradodebidosa obturaciones en el embudode placaporosa.Portanto,se seleccionó Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. t91 Análisisde PielesTeñidas el proceso descrito en el método D, ya que ademásde obtenerserecuperaciones suficientementealtas en todos los casos, existe menor riesgo de una excesiva del cuero. disgregación ,* F ñ p .9 E 100 ao .51 o¡ o o E c \o eta 40 (J c o o. u o 20 E o G o ñ l{xl = .2 80 .É o I 0 gU c :g (J f o ¿ 3 U (¡¡ c ü0 40 n o ABCDE l\¡létodo Figura 1X.5. Recuperacionesde arilamina obtenidastras aplicar cadauno de los métodossobre laspieles patrón(A) PPG (1.120Áen DirectBlue 35) y @) PH (1.25% en Acid Red 128). de arilamínaobtenidapara experimental En la Tabla1X.6,se muestrala concentración cada patrón tras aplicar la metodologíaestablecidaanteriormente(método D), junto Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 192 Capítulo IX con el intervalode confianzaal 95% en basea seisdeterminaciones. Los valoresse expresanen mg/kg respectoa peso de piel analizada.Asimismo,se indica entre paréntesisel porcentajede recuperaciónreferidoa la cantidadde aminaesperada. Tabla1X.6. Concentracionesexperimenta/esde arilamina para las pieles patrón PPA, PPC, PPG y PPI, trasel análisissegúnel método establecido. Piel Arilamina (me/ks¡ Patrón Bencidina PPA 27.6+ O.9 PPC (76.s) 5.6+ 0.3 (e8.2) o-Tolidina o-Dianisidina 207.8+ 6.0 (e4.9) 275.O+ 11.8 (e8.e) PPI 1061.7+ 20.7 (ee.1) 1X.3.3.Estudiode Recuperac¡ón de lasArilaminas En este apartado,se quiso comprobar si los resultadosanterioresobedecen a variacionesdel propio sistemade análisis,o bien, a una falta de accesibilidaddel agente reductoral colorantefijado en el cuero. Para ello, sobre las pieles patrón empleadasen el apartadoanterior y sobre los colorantescorrespondientes, se realizaronlassiguientes experiencias: Reducciónde colorantesegúnel método establecido(RecuperaciónA). Con esta experienciase compruebasi el colorantelibre sufrealguna alteraciónylo destruccióncomo consecuenciadel procesode análisisestablecidopara pieles. Reducción de colorante segun el método establecido, en presencia de piel (RecuperaciónB). Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde PielesTeñidas 193 En estecasose repitela experienciaanteriorpero en presenciade piel teñida, con el fin de simular efectomatriz y comprobar su influenciasobre la recuperaciónde las aminas. En la TablalX.7 se recogenlos resultados correspondientes ala recuperación A. Enella se muestrala concentraciónmediaexperimentalde arilaminaobtenida,junto con el intervalode confianzaal 95%. Losvaloresse expresanen tanto por cíentorespectoa pesode coloranteanalizado. Tabla 1X.7. Reducciónde los colorantesNegro Carbón,Acid Red t 14, Direct BIue 35 v Acid Red 128,segúnel métodode análisisestablecidoparapieles. Arilamina Colorante (%lo) Bencidina NegroCarbón 3.3 + 0.1 Acid Red114 0.28+ 0.01 o-Tolidina o-Dianisidina '12.3 tO.2 Direct Blue 35 2 . 5+ 0 . 1 Acid Red 128 8 . 9+ 0 . 1 En lasTablasfX.Ba |X.11se muestranlos resultados obtenidossegúnla recuperación B, expresados en mg/kgrespectoa pesode piel reducida,en donde: V: E: T: Cantidadde aminadeterminada experimentalmente. cantidad de amina experímentaldebida al colorante añadido, obtenida restandoa V la concentraciónencontradade amina para cada patrón (TablalX.6) Cantidadde aminaesperada debidaal coloranteañadido,obtenidasegúnlas de aminadeterminadas concentraciones en cadacolorante(TablalX.1). Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 194 C^pítuloIx Tabla 1X.8. Reduccióndel coloranteNegro Carbón, según el método de análisisestablecido parapieles,en presencia del patrónPPA. Cantidad de Cantidad de Bencidina Piel Patrón Colorante (ms/ks) PPA Añadido VET 2.52 TablalX.g. 1.95 51.9 24.3 26.3 Reduccióndel colorante Acid Red 114, según el método de análisis establecido para pieles,en presenciadel patrón PPC. Cantidad de Cantidad de Piel Patrón Colorante PPC Añadido o-Tolidina (me/k*) Bencidina fug/kg) VETVET 2.51 TablaIX.l0. 4.72 410.5 202.7 208.7 10.5 4.9 5.3 Reduccióndel colorante Direct Blue 35, segúnel método de análisisestablecido para pieles,en presenciadel patrón PPG. Cantidadde Cantidad de eDianisidina PielPatrón Colorante (mdke) PPG Añadido v E T 2.50 13.41 391.9 11 6 . 9 134.1 2.51 26.89 506.0 231.0 267.8 2.50 40.32 608.2 333.2 403.2 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde PielesTeñidas TablalX.|l. 195 Reduccióndel colorante Acid Red 128, segúnel método de análisisestablecido para pieles, en presenciadel patrónPPl. Cantidad de Cantidad de o-Dianisidina PielPatrón Colorante (ns/kg) PPI Añadido v E T 2.50 14.17 1576.6 514.9 510.1 2.50 28.95 2091.3 1029.6 1042.2 2.51 44.16 2623.8 1562.1 1583.4 Las concentrac¡onesobtenidas para cada colorante en la recuperaciónA son prácticamentelas mismas a las determinadastras analizar cada uno de ellos (TablalX.1),lo cual compruebaque la aplicacióndel tratamientobásicoprevio con NaOH 4 M sobreel colorantelibre no alterala recuperación de lasaminas. Por otro lado, los valoresobtenidosen la recuperaciónB representanrecuperaciones de aminacomprendidas entreel 85 y el 100o/o, de lo cual se desprendeque la posible provocado por de matriz existencia un efecto la presenciade piel puede considerarse prácticamente despreciable. Todosestosresultados confírmanque el motivo principalpor el cual no se obtienen recuperacionesde arilamina próximas al '100o/o,en ciertos patrones y para determinadas condicionesde análisis,es fundamentalmente la falta de accesibilidad del ditionitosódicoal colorantefijadoen la piel. 1X.3.4.Análisisde PielesPatrón Una vez establecidala metodologíade análisis,se analízaronel resto de patrones mostradosen la Tabla lX.3 con el fin de estudiarlas recuperaciones de arilamina obtenidasrespectoa la cantidadteóricaparacadapatrón.Dicho valorteóricose estimó en función de la concentracióninicial de colorantey del agotamientode baño (TablalX.3),así como de la concentración de aminadeterminadaparacada colorante Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. (Tabla lX.1). Asimismo,se comprobó hastaqué punto el tipo de colorantey la concentración en que se encuentrapresenteen cadapiel patrón,puedeinfluirtantoen la recuperaciónfinal de arilaminaobtenida,como en la dispersiónde los valores experimentales. Tabla 1X.12. ConcenÚaciónde amina obtenida para los patronesPPA y PPB, teñidos con Negro Carbón, tras aplicarlesel método establecido(no de medidas2 6). Bencidina (ms/ks) Piel Patrón Experimental PPA 27.6+ O.9 36.'l PPB 54.Ot't.2 69.3 Tabla 1X.13. ConcenÚación de amina obtenida para los patronesPPC, PPD, ppE y ppF, teñidos con Acid Red 114, Üas aplicarles el método establecido (n" de medidas26). o-Tolidina Bencidina (ms/ks) Piel (nelke) Patrón al Esperada PPC 207.8+ 6.0 218.9 5 . 6r 0 . 3 5.7 PPD 1 0 2 5 . 0+ 3 8 . 6 1020.9 30.5r 2.0 27.5 PPE 2284.6+ 44.8 2275.6 60.9+ 2.9 58.3 PPF 3 2 5 1 . 6+ 1 0 4 . 9 3163.3 106.4! 5.4 104.4 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Análisisde PielesTeñidas En las Tablas 1X.12a 1X.15,se muestranla concentraciónmedia experimentalde arilaminaobtenidajunto con el intervalode confianzaal 95o/o,ademásdel valor esperadoparacadapatrón,expresados ambosen mg/kgsobrepesode piel analizada. Tabla 1X.14. Concentraciónde amina obtenida para los patronesPPG y PPH, teñidos con Direct BIue 35, tras aplicarlesel método establecido(no de medidas2 6). o-Dianisidina (ms/kd Piel Patrón PPH TablalX.lS. 2 7 5 . O+ 1 1 . 8 278.0 5 3 0 . 5+ 1 8 . 8 576.5 Concentración de amina obtenida para los patrones PPI y PPJ, teñidos con Acid Red 128, tras aplicarlesel método establecido(no de medidas2 6). o-Dianisidina (mslkc) Piel Patrón PPI 1061.7! 20.7 1071.O PP' 1 9 6 5 . 9+ 3 9 . 0 2069.1 las recuperaciones Como puedeobservarse, de arilaminaobtenidasen la mayoríade los patronesse encuentranpróximasal 100% respectola cantidadesperada,aunque las pieles PPA y PPBcorrespondientes al coloranteNegro Carbónpresentanvalores respectivamente. algo inferiores76.5y 77.9o1' Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Exceptuandolos datoscorrespondientes la bencidinapara los patronesteñidoscon Acid Red 114, la dispersiónrelativade los valoresexperimentales estácomprendida entreun 2 y un 4.3olo,locual puedeconsiderarse como aceptablea la horade evaluar fa reproducíbílídad del método.Losdatosde la bencidinaanteriormente mencionada, muestranuna dispersiónrelativaalgo mayor,estandocomprendidaentreun 4.7 y un 6.6o1". A pesarde ello, tampocodebe interpretarse como una faltade reproducibilidad. Hay que teneren cuentaque la bencídinaseencuentracomo impurezaen el colorante Acid Red 114, por lo que su comportamiento no tienepor qué sersimitaral restode aminasbase. Por otro lado, el empleode uno u otro colorante,así como la concentración en que éstese encuentrapresenteen el cuero,no pareceafectaral resultadofinal. 1X.4.Conclusiones De los resultadosobtenidosen este capítulo se pueden deducir las conclusiones siguientes: 1. Se ha comprobadoque la accesibilidad del ditionitosódicoal colorantefijado en la piel, es un factorclavea la horade establecer la metodología parala determinación de arilaminasen cueroteñido,ya que la aplicaciónde temperatura y el tratamiento básico previo con NaOH 4 M a 70 oC incrementanla cantidadde arilamina obtenidatrasel análisis. 2. El métodoestablecido parala determinación de aminasaromáticas en cueroteñido con azocolorante, es la siguiente: Se humectán2.5 gramosde piel desfibradaen 50 ml de agua bajoagitación magnética.Se agregan2 ml de NaOH 4 M y se calientala muestrahasta70 oC, momento en el cual se neutralizacon 4 ml de HCI 2 M y se agregan1.5 gramos de ditionito sódico (0.6 gramoslgramode piel). Se mantienela muesta bajo agitacióndurante20 minutosa esatemperatrJra, se añaden2.5 ml de HCI 2 M y se filtra en caliente con embudo de placa porosa(tamaño de poro: 2) lavando posteriormente con 40 ml de HCI 0.1 M seguidode 40 ml de agua.La extracción de las arilaminasy Ia preparaciónde la muestraparasu análisiscromatográfico, se llevan a cabo tal y como se ha establecidoen el capítulo Vl. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index Análisisde PielesTeñidas 199 3. El análisisde colorante,segúnel métodoestablecido paracueroteñido,con y sin la presenciade piel, da lugar a valoresde recuperaciónde arilaminacercanoso superioresal 90% respectoa la cantidaddeterminadaen cada uno de ellos. Esto parece indicar, por un lado, que no se producealteracióny/o destruccióndel colorante libre tras la aplicación del proceso,y por otro, que el efecto rnatriz provocadopor la presenciade piel puedeconsiderarse practicamente despreciable. parece Por tanto, confirmarseque el factor determinantedentro del método de análisis,es la accesibilidad del ditionitosódicoal colorantefijadoen la piel. 4. Ni la naturalezadel coloranteni la concentración en que se encuentrapresenteen la piel, parecetener influenciaalgunasobre las recuperaciones de las arilaminas obtenidastrasel análisis.Porotro lado,dichasrecuperaciones son siempresimilares o superiores al 90%, excepciónhechade los patronesPPAy PPB(0.11y 0.21% en NegroCarbón)en los que seobtienenvaloresdel 76.5y 77.9o1" respectivamente. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 'X. EstudioComparativo con la NormaDIN 53316 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. EstudioComparativocon Ia Norma DIN 53316 203 X.1.Introducción A la escasabibliografíaexistentereferentea la determinación de arílaminasen cuero teñido [196,200-202],se le une una falta de unificacíónde criteriosa la hora de estableceruna metodologíade análisisdeterminada.De hecho, hasta fechas muy recientes, no existíalegislación o normaalgunaque aunaralos procedimentos en todos los laboratoriosa la hora de realizarun análisisde estanaturaleza. En el segundodecretomodificadorde la ley de alimentosy objetosde consumo,con fecha 14 de julio de 1994, no se establecíaningún método analítico,así como tampocose fijaba una concentración máximade arilaminaen cueroa partirde la cual una muestradebíaserrechazada. Parasuplirestascarencias de la legislación,en abril de 1996se publicóen Alemaniaun proyectode normaDlN, que mástardedaríalugar a la norma DIN 53316 [69], en la que se estableceuna metodologíapara la determinación de arilaminasen cueroteñidoindicandounaconcentración límitede 30 melkg" Una vez establecidas lascondicionesde análisisde cueroteñidoen el capítuloanterior (métodogeneral),se quiso llevara cabo un estudiocomparativocon la metodología correspondiente a la norma DIN 53316 (métodoDIN) para observarlos resultados obtenidostrasaplicarambosprocedimientosa diferentesmuestrasde pielesteñidas. El estudiono sólo se limitó a la comparación de resultados entreestosdos métodos(el establecido en el capítulolX y la normaDIN),sinoque ademásse pretendióunificaren un tercer método alternativo (método mixto), las ventajas que ofrecían ambos procedimientos. Paraacometerel estudio,se ha estructurado en los siguientesapartados: a a a Estudiode recuperaciónde las arilaminas. Estudiocomparativosobre pielespatrón. Estudiocomparativosobre pielesacabadas. En el estudiode recuperaciónde las arilaminas,se hallaronlos valoresde recuperación de cada una de las aminas, a excepción de la 2-amino-4-nitrotolueno y la oaminoazotolueno, tras aplicarleslos procedimientos de los métodosDIN y mixto. El estudioanálogocorrespondiente al métodogeneral,se realizóen el apartadoVl1.3.7. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. En el estudiocomparativosobre pielespatrón,se realizóla comparaciónde resultados, segúnlos métodosgeneral,DtN y mixto,sobreuna seriede pielespatrónya empleadas en el capítuloanterior. En el estudiocomparativosobre pielesacabadasse pretendióhacerlo mismo que en casoanterior,pero empleandopielesa lasque se aplicanlos tratamientos normalesde acabadoa que se ve sometidotodo cuero antesde saliral mercadocomo productoya terminado.De estaforma,se tiene en cuentalas posiblesinterferencias a que puedan dar lugar,en el análisis,los componentesprocedentesdef procesode acabado.En este caso, al tratarsede pieles existentesen el mercado,no se conocíani el tipo ni la concentración de colorante. Las técnícasínstrumentales empfeadaspara la realizacíónde este estudio fueron Cromatografía Líquidade Alta Resolucióncon detectorde FotodiodosUV-Visiblev Cromatografía de Gasescon detectorde Espectrometría de Masas. X.2. Materialesy Métodos X.2.1.Reactivos Enestecapítulose han empleadolos siguientes azocolorantes: a a a a NegroCarbón(Sandoz) DirectRed28 (Merck) Acid Red 114 (Sandoz) Acid Red 128 (lCD Las arilaminasy las concentraciones en que se encuentranpresentesen cada azocolorante, estánindicadasen la TablalX.'1. X.2.2.PielesTeñidas Las pieles empleadas en el estudio comparativosobre pieles patrón fueron las siguientes: a a PielpatrónPPA(0.11%en NegroCarbón) PieltenidaPT6(0.90%en NegroCarbón) Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. con Ia NormaDIN 53316 a a a a a a PielpatrónPPC(0.21%en Acid Red114) PielpatrónPPE(2.14o/oen Acid Red114) PielpatrónPPG(1.12o/o en DirectBlue35) PielpatrónPPH(2.32'/.en DirectBlue35) PielpatrónPPI(1.25o/, en Acid Red128) PielpatrónPPI(2.42"/.en Acid Red128) Todosestospatronesya se utilizaronen el capítuloanteriorsobreel análisisde pieles patrón. En él se pueden encontrar las cantidadesexactasde colorante y piel seca parala preparación empleadas de cadapiel (Tablas1X.2y lX.3).Hay que reseñarque la piel teñidaPT6es la únicade la que no se disponíasu bañode tincióndel procesoen bombo. La razón por la que se escogióesta piel es el no disponerde otra de concentraciónsimilar (alrededorde 1% en Negro Carbón)con su correspondiente baño. De todas maneras,como ya se ha comentado en la introducción, para el desarrollode esteestudiono es necesarioel conocimientode la concentración exacta en colorante de las pieles, ya que el objetivo principal no es el cálculo de recuperaciones, sino la comparación de resultados entredistintasmetodologías. En cuanto al estudiocomparativosobre pieles acabadas,sé emplearonsiete muestras que se referenciaron como: o a a a a a PielacabadaA-1. PielacabadaA-2. Piel acabadaA-3. Piel acabadaA-4. Piel acabadaA-5. Piel A-6 con acabadode poliuretanosintetízadoen base al 2,4-toluendiisocianato(TDl) Piel A-7 con acabadode poliuretanosintetizadoen base al 4,4'-metilendi(MDl) fenilisocianato X.2.3.MétodosparaAnálisisde Pieles Sobre todas las pieles escogidasen este estudio, se aplicaron los siguientes procedimientos: Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 206 CapítuloX Método general Procedimientoestablecidopara análisisde pielteñida en el capítulo lX. Método norma DIN Procedimientoespecificado en Ia normaalemanaDrN 533161691. Método mixto 5e toma I gramo de piel y se humectacon 16 mlde NaOH 0.2 M precalentados a oC, 70 en un frascode 50 ml especificadoen Ia norma DrN 53316. Se mantiene bajo agitación magnéticadurante 20 minutosen baño maría a 70 oC, con el frasco abierto. La muestrase neutralizaañadiendo3 ml de HCI I M y se agregan0.6 gÍamos de ditionito sódico en forma sólida, agitando durante 20 minutos a esa temperatura.Se cierra elfrasco y se enfríaal chorro de agua, extrayéndoseel medio acuoso tal y como se especificaen Ia norma D/N. El terbutilmetiléterse concentra hastaun volumen aproximado de 5 ml en rotavapor a 45 oC y con leve vacío de trompa de agua, transvasándoloa un vaso de precipitados y lavando con éter dietílico. La preparación de Ia muestrapara su análisiscromatográfico se lleva a cabo igual que en el método general. En el método mixto, se pretendeadaptaral método generalel procedimíentode extracciónen fasesólidaempleadoen la normaDIN 53316con cartuchode tierrasde por el filtrado en embudo de placa diatomeas("Extrelut2O"-Merck-), sustituyéndolo porosa y la extracción líquido-líquidocon embudo de decantación,que en determinadasocasionespuededar lugara ligerosproblemasde obturaciónde poro con restosde piel hidrolizaday formaciónde emulsiones, respectivamente. y Discusión X.3.Resultados X.3.1.Estudiode Recuperac¡ón de lasArilaminas En el capítuloVll se presentaronlas recuperaciones de cada una de las aminas,a y la o-aminoazotolueno, excepciónde la 2-amino-4-nitrotolueno tras aplicarlesel (TablaVll.5). En esteapartadose ha procesode análisisestablecidoparaazocolorante pretendido completar el estudio hallando la recuperaciónde las mismastras la Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. EstudioComparativocon la Norma DIN 53316 207 aplicación de los métodos DIN y mixto, utilizando HPLC/DAD. TablaX.l. Porcentaiesde recuperaciónde las aminas tras el procesode reducción según normaDIN ln" de medidas26). Compuesto Valor Coeficiente de Intervalode Medio Variación Confianza (%lo 214-Diaminotolueno 2' t.1 62.s 2,4-Diaminoanisol al 95 Vo 40.9 14.8 + 9.1 + 7.9 Bencidina 92.1 3.3 t2.6 4-Aminofeniléter 90.2 2.3 o-Toluidina 4,4' -diaminodifenilmetano 54.7 39.9 t2.2 + 14.7 92.2 4.2 4-Cloroanilina 80.9 11 . 3 ! 4.1 + 6.5 2-Metoxi-5-metilanilina 85.9 3.7 + 3.4 o.Dianisidina 92.9 3.9 4,4'-Tiodianilina 92.6 1.8 + 3.8 + 1.8 o-Tolidina 92.6 5.7 2-Nattilamina 88.9 2.4 4-Cloro-2-metilanil ina 85.7 11 . 5 t 5.6 + 1.2 + 6.3 2,4,5-TrimetilaniIi na 85.7 7.8 + 4.2 3,3'-Dimetil4,4'diaminodifenilmetano 93.s 3.2 4-Aminobifenilo 93.3 2.4 + 3.2 + 2.3 3,3LDiclorobencidina 94.9 2.8 + 2.3 4,4'-Metilenbis(2-cloroanilina) 96.6 2.8 + 3.4 A continuaciónse exponen los procedimientosaplicadosa las aminas según los métodosDIN y mixto: Recuperaciónde las arilaminassegúnmétodo DIN Se parte de una disolución de las aminas de concentración perfectamente conocida, en 16 ml de tampón ácido cítrico 0.O6M|NaOH 0.16 M (pH:6) precalentadosa 70 oC, y en un frascocerrado de 50 ml especificadoen norma DIN 53316. Se mantieneen agitaciónmagnéticadurante25 minutos en baño maría a 70 oC,a part¡rde los cualesse operasegúnIo indicadoen la norma DlN. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 208 CapítuloX Recuperaciónde las arilaminassegúnmétodo mixto Se parte de una disolución de las aminas de concentración perfectamente conocida, en | 9 ml de agua ajustadaa pH 5 y prxalentada a 70 oC, en frasco abiertode 50 ml especificadoen norma D/N 53316. Se mantienebajo agitación magnética durante 20 minutosen baño maría a 70 oC,y se agregan0.6 gramosde ditionito sódico en forma sólida, agitando la muestradurante 20 minutos a esa temperatura.La extracciónde las aminasy la preparación de la muestra,se realiza taly como se indica en el método mixto especificadoen el apartadoanterior. TablaX.2. Porcentaiesde recuperaciónde las aminas tras el procesode reducción según método mixto (no de medidas2 6). Valor Coeficiente de Intervalode Compuesto Medio Variación Confianza 2,4-Diaminoanisol 32.1 5.5 I 1.9 2,4-Diaminotolueno 76.1 4.5 !2.9 Bencidina 89.7 0.7 !0.7 4-Aminofeniléter 89.6 1.5 o-Toluidina 75.3 4,4'diaminodifenilmetano 91.1 7.O 't.3 t 1.5 + 3.6 4-Cloroanilina 80.0 6.0 r 4.0 2-Metoxi-S-metilani lina 82.5 2.4 !2.1 o-Dianisidina 88.4 0.9 r 0.8 4,4'-Tiodianilina 87.8 3.5 !3.2 o-Tolidina 94.1 1.4 2-Naftilamina 75.1 4.5 t 1.3 + 2.3 4-Cloro-2-meti laniIina 79.8 4-4 x2.3 2,4,5-Trimetilanili na 81.8 4.6 lmetano 3,3'-Dimetil-4r4'-diaminodifeni 93.1 0.8 !2.5 + o.7 4-Aminobifenilo 92.4 o.7 + o.7 3r3'-Diclorobencidina 95.4 1.1 r 1.0 96.4 2.1 + 2.2 al 95 7o f/.) lina) 4,4'-Metilenbis(2-cloroani f 1.3 En la aplicacióndel método mixto se prescindióde la hidrólisisbásicaprevia con NaOH 4 M aplicadaa pieles,puestoque al tratarse de unaetapapreviaa la reducción, Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. EstulioComparativocqn la Norma DIN 53316 209 lasarilaminasno estánpresentes en la muestra.En lasTablasX.l y X.2, se recogenlos resultados obtenidosíndicandoel valor medio resultante, el coeficientede variaciónv el intervalode confianzaal 9S%. En la TablaX.3, se reúnenlos resultados mostrados anteriormente segúnlos métodos junto y DIN mixto, con los correspondientes al método generalobtenidosen el apartadoV1|'.3.7, indicandoel valor mediojunto con el intervalode confianzaal 95%, ademásdel coeficientede variación. TablaX.3. Porcentaies de recuperación de las aminastrasel procesode reducciónsegúnlos métodosgeneral,DIN y mixto. Compuesto General Í *ts- DIN cv Mixto +ts^ 7 x! cv 2,4-Diaminoanisol 50.4t 2.O 3.8 21.1+ 9.1 40.9 3 2 . 1+ 1 . 9 5.5 2,4-Diaminotolueno 6 2 . 6X 1 . 1 1.6 62.5t 7.8 14.8 76.1t2.9 4.5 Bencidina 9 1 . 1! 1 . 2 2.5 9 2 . 1+ 2 . 6 3.3 89.7+ O.7 0.7 4-Aminofeniléter 8 9 . 7t 1 . 1 1.3 90.2X2.2 2.3 8 9 . 6+ 1 . 5 1.5 o-Toluidina 69.3+ 6.1 8.4 54.7X 14.7 39.9 75.3X3.6 7.O 4,4'diaminodifenilmetano 89.3r 2.0 2.2 92.2!.4.1 9 1 . 1+ 1 . 3 1.3 4.2 4"Cloroanilina 75.9t 4.9 6.1 8 0 . 9 + 6 . 5 1 1 . 3 80.0r 4.0 6.0 2-Metoxi-5-meti lanitina 76.5+ 2.6 3.6 8 5 . 9+ 3 . 4 3.7 82.5+ 2.1 2.4 o-Dianisidina 9 0 . 0+ 0 . 9 1,7 9 2 . 9r 3 . 8 3.9 88.4+ 0.8 0.9 4,4'-Tiodianilina 9 0 . 9+ t . 1 1.3 9 2 . 6+ 1 . 8 1.8 87.8t 3.2 3.5 o-Tolidina 93.2l.0.6 1.2 9 2 . 6X 5 . 6 5.7 9 4 . 1+ 1 . 3 1.4 2-Naftilamina 7 9 . 5* . 0 . 6 1.0 8 8 . 9+ 1 . 2 2.4 7 5 . 1! . 2 . 3 4.5 4-Cloro-2-meti lanilina 69.3+ 2.2 3.4 8 5 . 7 X 6 . 3 | 1 . 5 7 9 . 8X 2 . 3 4.4 2,{,5-Trimetilanilina 74.1t 4.7 6.1 8 5 . 7t 4 . 2 7.8 8 1 . 8* 2 . 5 4.6 3,3'-Dimetil-4,4'diaminodifenilmetano 92.9+ 1.9 2.O 93.5+ 3.2 3.2 93.1+ O.7 0.8 4-Aminobifenilo 92.4+ O.9 1.6 9 3 . 3+ 2 . 3 2.4 92.4+ Q-7 0,7 313'-Diclorobencidi na 9 6 . 0+ 1 . 1 1.1 94.9+ 2.3 2.8 9 5 . 4+ 1 . 0 1.1 4,4'-Metilenbis(2<loroani Iina) 96.0+ 0.6 0.7 96.6t 3.4 2.8 9 6 . 4t 2 . 2 2.1 de variación. x: Valor medio.ts-: Intervalode confianzaal 95%.cv: Coeficiente lasconclusiones De estosresultados, sedesprenden siguientes: ¡ En ciertoscasos,pareceobservarse que la aplícacióndel método DIN suponeun aumentoen el valor mediorespectoal métodogeneralo mixto.Sin embargo,dicho Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 210 capítulo x aumentosuelevenir acompañado, a su vez,de una mayordispersión de losvalores. . La aplicacióndel método mixto en los derivadosde anilina,a excepciónde la 2,4-diaminoanisol, provoca un ligero aumentoen la recuperaciónmedia y una similar dispersiónen los valores,respectoal métodogeneral.Por tanto, en estos casosla aplicacióndel método mixto, frenteal general,puede suponeruna leve mejoraen los resultados. o La 2-naftilaminaes el único caso en que la aplicacióndel método DIN parece suponeruna mejoraen su recuperación final frentea los otrosdos métodos,ya que ademásde producirseun aumentoen el valor medio,la dispersiónresultante no es excesívamente alta. TablaX.4. Resu/tadosdel test de Scheffépara la comparaciónpor paresde /os métodos general(A), DIN (B) y mixto (Q, trassu aplicación sobrelas arilaminas. Compuesto 2r4-Diaminoanisol 2,4-Diaminotolueno Paresde Métodos Comparados A.B B.C A.C a a a' a a a Bencidina 4-Aminofeniléter a e.Toluidina 414'-diaminodifenilmetano 4-Cloroanilina 2-Metoxi-5-metilani lina a a a a o-Dianisidina 4,4'-Tiodianilina o-Tolidina 2-Naftilamina 4-Cloro-2-meti lanilina a a 2,4,5-Trimetilanilina 3r3'-Dimetil-4,4'-diaminodifenilmetano 4-Aminobifenilo 3,3'-Diclorobencidina 4,4'-Metilenbis(2-cloroani Ii na) (a) Diferenciasignificativaentre los dos métodoscomparados Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 a a Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. EswdioComparativocon la Norma DIN 53316 211 Asimismo,se llevó a cabo un análisisANOVA de una vía y se aplicóel testde Scheffé para la comparaciónde los tres métodossegún las tres combinacionesposiblespor pares,obteniéndose los resultados mostrados en la TablaX.4. Seapreciaque entre los derivadosde anilina se concentranmayor númerode diferenciassignificativas,si bien son excepcionesla 4-cloroanilinay la 2,4,5-trimetilanilina que presentan,como se observaen al Tabla X.3, mayor dispersiónde los valoresasí como recuperaciones mediasmáspróximas.Porotro lado,en la mayoríade aminasde naturaleza diarílicano existen diferencias significativas,exceptuandola o-dianisidinay la 4,4'-tiodianilina entrelos métodosDIN y mixto,en lasque la dispersiónque presentanlos valoreses lo pequeñacomo para que la diferenciaentre ambos métodosresulte suficientemente significatíva,a pesarde no existirgrandistanciaentresusrecuperaciones medias. X.3.2. EstudioComparativosobrePielesPatrón En las TablasX.5 a X.B, se muestranlos resultadosobtenidospor HPLC/DAD,tras aplicar a cada una de las pielespatrón los métodosde análisisespecificados en el apartadoX.2.3. En ellasaparecenlas cantidadesmediasexperimentales de arilamina junto obtenida,referidasa peso de piel analizada, con el intervalode confianzaal 95%. TablaX.5. Resu/tadosobtenidos trasla aplicación de los metodosgeneral,DtN y mixto sobre pieles lasPPAy PT6 teñidascon Negro Carbón(n" de medidas2 6). Bencidina Piel Teñida (ms/kg) Valor Esperado Generaf (*) PPA 36.1 PT6 306.0 27.6xO.9 317.4! 6.9 D'N Mixto :* 253.7+ 4.9 261.2+ 10.9 ya que interfiereel compuestodetectadoen la piel blanco,con No se puededeterminar inferioral de la bencidína. t* lígeramente Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 212 CaDítulo x Resu/tadosobtenidos tras la aplicaciónde los metodosgeneral,D/N y mixto sobre las pielesPPCy PPEteñidascon Acid Red 114 (node medidas2 6). TablaX.6: Piel Valor Teñida Esperado General 218.9 Bencidina (me/ke) o-Tolidina (mg/kg 207.8X6.0 DIN 174.4t9.5 Mixto General DIN Mixto 5.6110.3 * * 190.8+t0.4 PPC 5.7 2275.6 | 2284.6!44.8 2097.3!43.7 2145.0+90.1 PPE 58.3 (*) 60.9t2.9 50.612.3 * ya que interfiere el compuestodetectado No se puededeterminar en la piel blanco,con inferioral de la bencidina. t* ligeramente TablaX.7. Resu/tadosobtenidos tras Ia aplicaciónde los metodosgeneral,D/N y mixto sobre laspieles PPG y PPH teñidascon Direct BIue 35 (n" de medidas2 6). o-Dianisidina Piel Teñida (ms/kd Valor Esperado General DIN Mixto PPC 278.0 275.0+ 11.8 2 1 2 . 9+ 6 . 5 214.5x9.5 PPH 576.5 5 3 0 . 5+ 1 8 . 8 4 6 3 . 5+ 1 9 . 8 470.7! 18.3 En cuantoa los patronesteñidoscon NegroCarbón(TablaX.5),en los métodosDIN y de la bencidina,ya mencionadoen el mixto se observóla aparicióndel interferente en el análisisde la piel blanco,haciendoimposiblela capítuloanterioral detectarse como es el cuantificaciónde la aminacuandose encuentraen bajasconcentraciones casodel patrónPPA.Sin embargo,en el métodogeneralno se produceinterferencia Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. EstudioComparativocon Ia NormaDIN 53316 213 alguna.Porotro lado,lascantidades de aminaobtenidaen la piel PT6cuandoseaplica el métodogeneral(317.2mg/kg),es mayorque en los otrosdos procedimientos (252.9 y 253.7 mdkg respectivamente). TablaX.8. Resu/tadosobtenidos trasIa aplicación de los metodosgeneral,D/N y mixto sobre las pielesPPI y PPJteñidascon Acid Red 128 (n" de medidas2 6). o-Dianisidina Piel tenrcIa (mslke) Valor Esperado General DIN Mixto PPI 1071.O 1061.7+ 20.7 957.2+ 23.3 9 4 7 . 7t 2 5 . 3 PP' 2069.1 1965.9+ 39.0 1962.7+ 37.6 1962.8t 51.O En las pielespatróncon Acid Red 1'14(TablaX.6), el comportamientoes similaral anterior,puestoque en el métodogeneralse obtienesiempremayorcantidadtantode la amina base,o-tolidina,como de bencidina,si bien es cierto que estadiferenciaes menos acusadaen el casodel patrón PPEdonde la concentraciónde colorantees mayor. Por otro lado, en el método DIN se obtienensiemprevaloresalgo inferiores con respectoal método mixto, sobretodo el patrón PPCdonde la concentraciónde colorantees menor.Al igualque ocurríacon el NegroCarbón,en los métodosDIN y mixto apareceel interferente de la bencidinaque haceimposiblela determinaciónde éstaen los casosdonde se encuentraen pequeñascantidades. Por último, en las pielesteñidascon Direct Blue 35 (TablaX.7) y con Acid Red 128 (TablaX.B),se observaque lascantidades de o-dianisidina obtenídassegúnel método general,son siempreigualeso superioresa las obtenidastras aplicar los otros dos procedimientos, siendoestasúltimasdel mismo orden en todos los casos.Además, cuanto menor es la cantidadesperadade amina, mayor es la diferenciaexistente, hechoque tambiénocurríacon los patronesteñidoscon Acid Red114. que la cantidadexperimental En general,puedeafirmarse de arilaminaresultante trasla aplicacióndel métodogeneral,es siempreigualo mayora la obtenidasegúnlos otros Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 214 Capítulox dos procedimientos, tendiendoa igualarse a medidaque la concentración de colorante en la piel aumenta.Porotro lado,el hechode que los patronescon Acid Red 114 sean el único casoen que se obtenganen el métodoDIN resultados ligeramente inferiores respectoal mixto,coincidecon lo apreciadoen el apartado1X.3.2del capítuloanterior, ya que éstoseran los únicospatronesen los que se apreciaban peoresrecuperaciones cuandoel análisisse llevabaa cabo con tampónácido cítrico/NaOHy sin hidrólisis previa,condicionesempleadas en la normaDlN. Por otro lado, puede observarseque la dispersiónrelativade los valoresobtenidosen los tres métodosestácomprendidaentre un 2 y un 6%, no apreciándose grandes diferencias entreellos,lo cual puedeconsiderarse como aceptablea la horade evaluar la reproducibítídad de lostresprocedimientos. Asimismo,trasaplicarsobrelas pielesteñidasmenosconcentradas en cada colorante (PT6,PPC,PPGy PPI),el análisisANOVA de una vía y el testde Schefféde la misma forma que se hizo con la recuperación de las arilaminas,se obtienenlos resultados mostrados en la TablaX.9. TablaX.9. Resultadosdel test de Scheffépara Ia comparación pot 'paresde los métodos general (A), DIN (B) y mixto (Q, tras su aplicación sobrelas pie/es teñidas PT6, PPC, PPGe PPI. Piel Teñida Paresde MétodosComparados A-B (a) B-C A-C PT6 a PPC a PPC a a PPI a a a aa Diferenciasignificativaentrelos dos métodoscomparados De estosresultados se deduceque, independientemente de la arilaminapresenteen el cuero, el método generalestablecidoen estamemoriaes significativamente distinto Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lstuQloComparativocon Ia Norma DIN 53316 ¿t5 tanto al métodoDIN como al métodomixto.Además,parael patrónteñido con Acid Red 114 (PPC)existediferenciasignificativaentre los métodosDIN y mixto. Dichos resultadoscoinciden con las afirmacionesanterioresderivadasde los datos mostrados en lasTablasX.5 a XB, en cuantoque la cantidadexperimental de arilaminaobtenida trasaplicarel métodogeneral,es siempresimilaro mayora la obtenidasegúnlos otros dos procedimientos. Asimismo,el patrónPPCes el único casoen que la cantidadde amina resultantetras la aplicacióndel método DlN, no sólo es inferior respectoal métodogeneral,sino que tambiénlo es respectoal mixto,cosaque quedareflejadaen la existenciade diferenciasignificativaentrelos métodosDIN y mixto paraestapiel. X.3.2.EstudioComparativo sobrePielesAcabadas Una vez concluído el estudiocomparativosobre las pieles patrón,se completó el trabajohaciendolo mismocon una seriede pielesdesconocidas, pero tratadascon los procesosa que se ve sometidotodo cuero que sale al mercadocomo producto ya acabado. Previamente, se hizo un estudiocualitativocon GC/MSde los productosobtenidostras la aplicacióndel métodogeneral,con el fin de identificarlas arilaminaspresentes en cada muestra,junto con otros compuestosmayoritarios. De esta manera,en la piel acabadaA-1 se detectóla presenciamayoritariade anilina,ademásde la o-toluidina. En la piel A-2, se identificócomo compuestomayoritariola o-toluidina,acompañada principalmentepor ácidosgrasose hidrocarburos. En la piel A-3, la bencidinaera el pico, compuestocon mayoráreade seguidode la anilina.En la piel A-4, se detectóla presenciamayoritariade anilina, junto con o-tolidina y bencidina como aminas prohibidasmás abundantes.Por último, en la piel acabadaA-5 la anilina era el componenteprincipal,detectándose además4-aminobífeni lo. En la Tabla X.10, se muestranlos resultadosobtenidosen el análisiscuantitativo medianteHPLC/DAD,trasaplicara cadapiel los métodosgeneral,DIN y mixto.En ella se indica las cantidadesde arilaminaobtenidasen las dos determinaciones hechas, (R), expresadas en mg/kg referidoa peso de piel analizada así como los valoresde pureza del pico cromatográfico(P) y el grado de identificacióndel espectroen el (4. máximodel pico con respectoal espectrode la aminacorrespondiente Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 216 Ca?ítuloX TablaX.l0. Resu/tadosobtenidostras Ia aplicación de los metodos Ceneral, DtN y Mixto sobrepie/es acabadas. Metodo de AnálisisAplicado Piel Arilamina General DrN Mixto PresenteRPIRPIRPl o-Toluidina 19.1 2.2 0.46 ! 38.5 6.7 18.4 1.5 0.43 i 28.2 3.8 : 810.0 ¡: 0.19 0.s9 i 943.0 0.25 0.43 i 937.3 Bencidinai285.1 i 282.3 0.09 0.15 i 201.4 0.17 0.13 i 218.9 1.2 o-Tolidinai 0.14 t.8 o-Toluidina 789.3 A-3 A-4 A-5 (Nl) 48.2 O.29 0.14 1.3 3.5 ¡ 38.3 1.9 1.4 i 784.2 0.11 0.61 | 856.2" 0.18 6.6 0.41 1.2 0.10 i 237.9 0.11 i 224.4 O.g2 O.23 1.1 O.12 6-2 o.7B s.4 1.6 0.20 i. s7.3 0.16 0.16 i sz.g g.¡ 8.4 3.5 i 2.7 o.s4 : sB.B 0.47 isl.¿ 4.6 6.0 i tl.z t6.t Nl 8.s 4.2 2.9 9.9 3.3 4-Amino- ! ze.l bifenilo i 27.4 5.7 2.9 41.4 7.7 4.O i 34.9 5.1 2.9 3.6 1.4 3.5 i. 31.7 4.9 2.2 is1.1 Bencidinai a.z i 34.6 6.8 No ldentificado como la aminacorrespondiente. El valor de pureza(P)se evalúaen funciónde la porciónde pico que sobrepasa 0.1 vecesla alturacomprendidaentre la líneabasey el máximode pico, estudiandoel grado de variaciónque presentael espectroen todo el intervalode tiemposabarcado. El valor de identificación(0 se evalúaen funciónde la diferenciaexistenteentre el espectroen el máximode pico y el correspondiente a la aminapura.En amboscasos, por el valor cero,superándolo la coincidenciatotalvendríarepresentada cadavez más grado cuanto mayor seael de variaciónespectralen el casode la pureza,y mayor sea la diferenciaentreespectros en el casode la identificación. En la interpretación de estosvaloresse tiene en cuentaun valor umbral(dependiente de la línea base) establecidoen cada análisisy que normalmentese encuentra comprendidoentre 1 y 1.5. El criterioseguidoes el siguiente:mientraslos valoresP e I se encuentrenentre cero y el valor umbral determinado,se consideraaceptablela pureza del compuestodetectadoy se toma como buena la asignacióndel mismo respectivamente. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. lstudio Comparativocon la NormaDIN 53316 217 En principio,el único casoen que se obtienemayorcant¡dadde amina segúnel métodogenerales la piel acabadaA-3, mientrasque en el restode pielesse obtienen mayorescantidades de aminatrasaplicarlos métodosDIN y mixto.Sin embargo,si se observaconjuntamentelos resultados finalescon los datosde purezae identificación de pico, se apreciaque los valoresde P e / obtenidosen los métodosDIN y mixto,son similares o superiores a losdel métodogeneral,lo cual indicaque el incremento en la cantidadde aminadebeatribuirse a la existencia de impurezas que interfieren con la provocando misma, un aumentodel áreade pico. s ht o Máxi mo de Picó' ".'t**.... U' :':''-l---- O H =o CL -=o :-"'" Max¡.rrfá"lmnureea .. - - --,i. .. .. ..,. .. .. .! .. .. .. ., .. .. ". ., .. .. Is¡:ectrode la o-Toluidina ff bl o Máxima lmpuraz{" "'"' " " " ......:.:....;'' FiguraX.l . Erp ect ro cie la o-Tol u i d i rra Pico cromatográficode la o-toluidinay especfroscorrespondientes a/ máximo de pico, a la máxima impurezay al patrón de la amina, obtenida tras aplicar los métodos(A) generaly @) DIN sobreIa piel acabadaA-1. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. t, u ,uo,ru,o* Se dan casos,como la piel A-1 analizadasegúnmétodomixto,o la piel A-4 analizada segúnmétodoDlN, en que losvaloresP sonparecidos e inclusomejoranlos obtenidos según el método general,lo cual haría pensar,en principio, que existen menos impurezasque interfierencon la amina. Sin embargo,esta interpretaciónno es exactamente correcta,ya que los valoresde / empeoranconsiderablemente, lo que significaque el máximode la impurezay el máximode la amina coincideno se aproximanbastanteen el tiempo,dandolugara espectros semejantes a diferentes ts del pico perodistintos al de Ia aminapura. En las pieles A-1 y A-5, se puede comprobarhastaqué punto puede influir la aplicaciónde uno u otro procedimiento en el resultado final del análisis.Mientrasque en el métodogeneralno se superael límiteestablecido en la normaalemanaDIN de 30 mg/kg,en los otros dos el resultadoseríapositivoy por tanto la piel deberíaser rechazadapara su uso y venta. Sin embargo,realmentese estaríaante un "falso positivo" como se acaba de comprobar,ya que la existenciade impurezasen la muestraes lo que provocaesasuperacióndel límite.Por tanto,si el laboratorioque analizano disponede información adicionalsobrela purezae identificación de pico, la piel seríaerróneamente rechazada aplicandolos métodosDIN o mixto. que los procedimientos Engeneral,puedeafirmarse DIN y mixtodan lugara muestras con másproblemasde solapamiento a la horade la cuantificación. Estehechodebe estarasociadoprobablemente al procesode extracciónen fasesólidacon cartuchode tierrade diatomeas("Extrelut20"-Merck-) empleadoen ambosmétodos, ya que és la únicadiferencia existente entreellosy el métodogeneral. Estopuedeversegráficamente en la FiguraX.1, donde se muestranlos espectrosdel pico de la o-toluidinaobtenidosen la piel acabadaA-1 trasaplicarlos métodosgeneral (A) y DIN (B). Se recogenlos espectroscorrespondientes al máximo de pico, a la y patrón que,segúnel método máximaimpureza, al de la o-toluidina. Puedeapreciarse DlN, el espectroen el máximode pico se diferenciamáscon respecto al del patrón, como consecuencia de la mayor impurezaexistentea la derechadel máximo.El aumentodel áreade pico provocadopor la presencia de dichaimpureza,explicala obtenciónde un resultado mavor. que en la figura En las FigurasX.2 y X.3 se muestranla mismaseriede espectros anterior,pero correspondientes a la o-tolidinaobtenidaen la piel A-4 y a la 4-aminopiel bifeniloobtenidaen la A-5.Comoocurríacon la o-toluidina, trasaplicarel método DIN se observaque los espectros resultantes correspondientes al máximode pico presentanmayores diferenciasrespectoa los espectrosde las aminas puras, a Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. EstudioComparativocon la NormaDIN 53316 219 consecuencia de lasimpurezas aparecidas a la izquierda del máximo. tl o (t) o - 1,Á -=o < u b o r¡ (¡ o ("¡ f/l o B Maxima lmpureza fÍJ oo ts E H Máximo de = c <* ! Espectro de la o T o l i di¡ia ¡ Lrt o E o g tf o o b F AU q NU 8t E¡ oo tf o E o nm FiguraX.2. Pico cromatográficode o-tolidina y espectroscorrespondientesa/ máximo de pico, a la máximaimpurezay al patrón de la amina,obtenida tras aplicar los métodos (A) generaly (B) DIN sobreIa pielacabadaA-4. Por otro lado, en determinadostrabajosÍ67,199,200,2091 se hace mención a la y 4,4'-diaminodifenilmetano, formaciónde 2,4-diaminotolueno tras el análisiscon ditionitosódicode textileso cueroscon acabados de poliuretanosintetizado en baseal TDI o al MDl. No obstante, lascondiciones en lasque se llevaa cabo el análisisson Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. en todoslos casos:30 minutosa reflujoen mediobásico(NaOH I M) Y muy drásticas otros30 minutosmása reflujocon ditionitosódico.Comoexplicación,algunosautores aludena la reducción,duranteel análisis,de las moléculaslibresde TDI y Í2OO,21gl en el poliuretanocomo materiaprima no agotada. MDI que pudieranestarpresentes Oh y col. [200]afirmanque parala formaciónde lasaminasprohibidasa partirde TDI y MDl, sólo es suficientela hidrólisisbásicaprovocadapor la fuertescondicionesdel de llevara cabola reducción. sin necesidad análisis, ó N la o Espec'trd oe la .l-Arni no!:ifen i lo (f, o {-¿ N *J ¿E Máximo de Pico E *¡ N ht o h¡ o L)' o N P * \Jé = _EH ima lmpureza | , E = - p e c t rdoe i a 4 - A r ¡ i n o b i { e r rIic <ln 1o N Ol ¡o o ts¡ *¡ b o AU FiguraX.3. al máximo pico cromatográfico y espectroscorrespondientes de la 4-aminobifenilo de pico, a Ia máximaimpureza y al patrónde la amina, obtenida tras aplicar los métodos(A) generaly (B) DIN sobrela piel acabadaA'5' Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. fstudio Comparativocon la Norma DIN 53316 221 Por otro lado, sewekow [64 plantea también la posiblidadde que el mismo poliuretanose hidrolice en tales condiciones.En la Figura X.4, se muestranlas estructuras moleculares de ambosisocianatos. H3c\-lcNo (o \ TDI o*.]Fil-.' \-,z CNO 2-\ '-\.f-"*o MDI FiguraX.4. Estructurasmolecularesdel 2,4-toluendiisocianato(TDt), y del 4,4'-metilendifenilisocianato(MDI). Con el fin de comprobarla posíbleformaciónde 2,44iu inotoluenoy 4,4'4iaminodifenilmetanoen cueroscon recubrimiento de poliuretanosintetizados a partirde TDI par pieles o MDl, se analizaronun de con talesacabadosaplicándoleslos métodos DIN y mixto. De estaforma,se comparanresultadosobtenidostrasla aplicaciónde dos procesosde reduccióndistintos,pero manteniendoinvariableel procedimientode extracciónde las aminas.La técnicaempleadaen el análisisfue el HPLC/DAD.El resultadofue que en ningún casose detectaronlas arilaminasmencionadas, lo cual demuestraque, bajo lascondicionesde análisisempleadas, es descartable la formación de las mismasen estetipo de cuerosacabados.Estopareceindicar,como asíse afirma en varios trabajos[38,67,199,211,2151, que el empleo de unas condicionesde reduccióndemasiado drásticas en el análisispuededar lugara procesos y/o reaccíones secundarias no deseadas. X.3. Conclusiones De los resultadosobtenidos en el presente capítulo, se pueden deducir las conclusionessiguientes: 1. Tras aplicar sobre pielespatrón el método de análísisgeneralestablecidoen el capítulolX, los resultados obtenídosson similareso superiores a los resultantes de Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index 222 CapítuloX aplicarelmétodoespec¡ficado en la normaDIN 53316(métodoDIN) o el método generaladaptandoel procedimientode extracciónen fasesólidacon cartuchode tierrade diatomeas("Extrelut2j'-Merck-) indicadoen dicha norma(métodomixto). Por otro lado,cuanto menores la concentración esperadade arilaminaen la piel, mayores la diferenciaexistenteentreel métodogeneraly los procedimientos DtN y mixto. 2. La aplicaciónsobre cuerosacabadosde los métodosDIN o mixto da lugar,en general,a mayoresinterferencias sobrela determinaciónde lasarilaminasrespectoa la aplicación del método general. Esto puede deberse al procedimientode extracciónen fasesólidacon "Extrelut20" empleadoen ambosmétodos,el cual pareceextraerdel medio de reducciónmayor cantidadde interferentes que la extracción líquido-líquidoutilizada en el método general. Este hecho puede provocarel rechazode muestrasque en realidadno superanel límite establecido por la norma DIN 53316 de 30 mg/kgde arilaminaprohibidarespectoa pesode cueroanalizado. 3 . Tras aplicar los métodosDIN y mixto a cuerosacabadoscon recubrimientode poliuretanosintetizadosen base al 2,4-toluendiisocianato fl-Dl) o en base al (MDl),no se ha detectadopresenciade las arilaminas 4,4'-metilendifenilisocianato 2,4diaminotoluenoy 4,4'4iaminodifenilmetano susceptibles de formarsea partir de TDI y MDI respectivamente. 4. En general,la aplicaciónsobrelasaminasdel métodogeneralo del métodomixto, suponevaloresde recuperación similareso ligeramenteinferioresa los obtenidos tras aplicar la norma DlN, si bien la dispersiónde los valoreses menor en los primerosdos métodos. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Xl. Conclusiones Generales Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Conc/usiones Cenerales 225 Teniendo en cuenta los resultadosobtenidosen los capítulosprevios/se pueden deducir lassiguientesconclusionesgenerales: 1. Se ha verificadoque la Cromatografía de Casescon detectorde Espectrometría de (CC/MS) Masas es una técnicaadecuadaparala determinacióncualitativade las veinte arilaminasprohibidaspor la legislaciónalemanaOabla 1.1),permitiendodetectarla presenciao ausenc¡a de las mismascon cantidades que van desde mlnimasdetectables para para 0.12 ng \a2,4-diaminoanisol. la o-toluidinahasta6.7 ng 2. Lascondicionescromatográficas más adecuadasen Cromatografíade Líquidosde Alta Resolucióncon detectorde FotodiodosUV-Visible(HPLC/DAD),parael análisis (utilizando prohibidas de lasveintearilaminas una columnaNucleosil120 C1B,5pm, 25 x O.46cm),son lassiguientes: Como eluyente inicial, una mezcla de tampónlmetanollacetonitrilo55/35/10 duranteun tiempo de l3 minutos,trasel cual se estableceun gradientelinealde t 3 minutos hasta obtener una mezcla de composición 25167/8 gue se mantiene durante 14 minutos. A partir de estascondiciones,se han determinadolas ecuacionesde calibradopara cadauna de lasaminas,encontrándose estatécnicacomo la másidóneaparael análisis cuantitativode lasmismas" 3. Mediante el uso combinado de ambas técnicas, ha sido posible separar satisfactoriamente como la anilinay los isómerosm-toluidina,p-toluidina, compuestos 2-cloroanilina,3-cloroanilina,1-naftilaminay 2-aminobifenilo,resolviendoasí las que su presenciapudieraproduciren la determinaciónde las posiblesinterferencias aminasprohibidas. 4. El procedimientode análisispara la determinacíónde aminas aromáticasen es el siguiente: azocolorantes, Se disuelve una cantidad determinadade colorante en 50 ml de agua, ajustandoel pH¡ a 5 con H2SO40.25 M. La disoluciónse calienta hasta7O oC bajo agitación magnética y se agrcg,a el ditionito sódico en forma sólida (relación ditionitolcolorantepuro, en peso, entre 2 y 15), agitándoseentre 15 y 20 minutos, tras los cualesse enfría Ia muestra bajo el chorro de agua. La disolución acuosa resultante,se a¡ustaa pH + l0-l I con NaOH 2 M y se extrae con éter dietílico Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 226 CapítuloXt (3x20 ml). La fase etérease concentra, sin llevar a sequedad,en una campana extractoraburbuieando una corrientesuave de nitrógeno y adicionando alícuotas del disolvente en que se lleva a cabo el análisiscromatográfico, evitando en la medida de Io posible que la luz incida directamentesobrela muestra. 5. La estructuramolecularde un azocolorantedado no parece condicionar su comportamientofrente a la reduccióncon ditionito sódico.Además,las cantidades experimentalesmáximasde arilaminaobtenidase aproximanbastantebien a las cantidadesteóricasestimadaspara cada azocolorante,lo cual parece indicar que la rupturadel grupoazo con ditionitosódico,en lascondicionesde trabajoestablecidas, presentaun rendimientocercanoal 100%. 6. Se ha comprobadoque la accesibilidad del ditionitosódícoaf colorantefíjadoa la piel, es un factordeterminante a la horade establecer el métodoparala determinación de arilaminasen cuero teñido (métodogeneral)" procedimiento El establecido,es el siguiente: Se humectan 2.5 gramos de piel desfibradaen 50 ml de agua bajo agitación magnética. Se agregan2 ml de NaOH 4 M, y se calienta la muestra hasta70 oC, momento en el cualse neutralizacon 4 ml de HCI 2 M y se agregan1.5 gramosde ditionito sódico (0.6 gramoslgramode piel). Se mantienela muestrabajo agitación durante 20 minutosa esatemperatura,se añaden2.5 ml de HCI 2M y se filta en caliente con embudo de placaporosa (tamañode poro: 2), Iavando posteriormente con 40 ml de HCI 0.1 M seguidode 40 ml de agua.La extracciónde las arilaminas y la preparación de la muestra parasu análisiscromatográfico,se llevana cabo tal y como se ha indicado en la conclusión4. Tras el análisisde pieles patrón según este método, parece demostrarseque la arilaminapresentéen la muestrase recuperacon valoressimilareso superiores al B0o/o, sin influirel tipo de colorante o su concentración en la piel. 7. Se ha propuesto un procedimientode análisis alternativo (método mixto), consistenteen adaptaral método generalla extracciónen fasesólida empleadaen la norma alemana DIN 53316 (método DIN) con cartuchode tierra de diatomeas ("Extref ut 2O"-Merck-). Así, se intentanevitarlos problemasde obturaciónde embudo duranteel filtradoo de emulsiones en la extracciónlíquido-líquido que en ocasiones se producen. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. ConclusionesCenerales 227 No obstante,la aplicaciónde dicho procesode extracciónpuede producir mayor númerode interferencias en la determinaciónde las arilaminasy, en ocasiones, tales pueden provocarel rechazoerróneode cueros que en realidad no interferencias por la normaDIN de 30 mgikgreferidoa pesode muestra superanel límiteestablecido analizada. 8. Se han estudiadolas recuperaciones de las arilaminasprohibidastrasaplicarleslos procedimientosgeneral, DIN y mixto, exceptuandola 2-amino-4-nitrotolueno y la por producirse o-aminoazotolueno transformación de lasmismas.Losresultados fueron los siguientes: . Segúnel método general,lasarilaminascon dos anillosaromáticosen su estructura se recuperanentre un 89 f ufi 960lo,la 2-naftilamina lo hace en un 79.5%,y los derivadosde anilina,entreun 69 y un 77olo, a excepcióndela2,44iaminoanisoly la 2,44iaminotoluenoque se recuperanen un 5O.4y un 62.6o/orespectivamente, extrayéndolas con clorurode metilenoen lugarde éterdietílico. o A excepciónde la 2-naftilamina,la aplicaciónsobre las aminasde los métodos generaly mixto suponevaloresde recuperación similareso ligeramente inferioresa los obtenidostrasaplicarla normaDlN. No obstante,la dispersiónde los valoreses menoren los dos primerosprocedimientos. 9. Tras la aplicación de los métodos DIN y mixto sobre cueros acabadoscon (TDl) o en base al recubrimientode poliuretanoen base al 2, -toluendiisocianato (MDl), no se detectapresenciade 2,44iaminotoluenoo 4,4'-metilendifenilisocianato 4,4'-diaminodifenilmetano susceptiblesde formarse a partir de TDI y MDI respectivamente. 10. Losproductosformadostrasla reducciónde una seriede azocolorantes segrlnlas en la conclusión4 son,en general,los esperados condicionesestablecidas a raíz de la rupturadel grupoazo. No obstante,en ocasionesse detectancompuestos cuyo origendebe radicaren otro y/o procesossecundarios, tipo de reacciones como puedenser la reducciónde grupo grupo nitro a amino, la desaminación,la desulfonación,o la detección4-aminoa partir de anilina.En todos los casos,no puede bifenilo en colorantessintetizados que la única causade la formaciónde tales productossea el método asegurarse otrasposiblesvíascomo son el procesode fabricación analíticoseguido,descartando del coloranteo la malacalidadde lasmateriasprimasempleadas en el mismo. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 228 Volver al índice/Tornar a l'Index CapítuloXl 11. Se ha comprobadoque la sal sódica del ácido 2-amino-1-naftalenosulfónico presentacomo impurezala 2-naftilamina. Por otro lado, bajo ciertascondicionesde presencia reduccíónen de ditionitosódico,como es el empleode un pH ácido o de puedefavorecerse altastemperaturas, la desulfonación de la misma. 12. La detecciónde 4-aminobifenilo trasel análisisde ciertoscolorantessintetizados a partirde anilina,puedeserdebidatantoal procesode síntesis de los mismoscomo al propio análisis.Respectoa la posiblecontribucióncomo consecuencia del método analítico, parece comprobarseque el empleo de unas condicionesfuertemente y/o procesossecundarios alcalinasfavoreceel desarrollode las reacciones originantes de la 4-aminobifenilo.En el futuro,se contemplala posibilidadde realizarestudios sobrela propiasíntesis, con el fin de aclararestaposiblevía de formación. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Xll. Bibliografía Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Bibliosrafla tl] l2l t3l l4l t5l 16l l7l t8l 19] 231 l. Kistner y col. "Rauchwarenherstellungund Pelzkonfektion". VEBFachbuchverlag. LeipziS0 97O) W. Crassamann."Handbuch der Cerbereichemieund Lederfabrikation"Vol. l, Viena(1944) Parte1", Verlagvon JuliusSpringer. J.H. Sharphouse."Leather Technician's Handbook". Leather Producer's Association. Londres(1975) F. 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List4dode Tablasy Figuras 243 Xlll.1. Listadode Tablas Página Tabla1.1. prohibídaspor el segundodecreto Listade lasveintearílaminas modificadordel Decreto de Objetos de Consumo alemán (BGV). Tabla11.1. Clasificación de los azocolorantessegún su potencial carcinogénico. 2B Calendariode la legislaciónalemana relativa al uso de colorantesazoicos. 31 Tiempos de retención,iones seleccionadosy tiempos de cambioparacadaarilamina,en modo SlM. 67 Listade compuestoscorrespondientes al cromatogramade la F i g u r aV . 1 . 69 Cantidades mínimas detectables y factorbs de respuesta obtenidasen GC/MS,paracadauna de lasarilaminas. 75 No de referenciade las arilaminas estudiadaspara el establecimientode las condiciones cromatográficasen HPLC/DAD. 91 Parámetrosde las ecuaciones de calibrado y cantidades mínimasdetectables obtenidasen HPLC/DAD,para cada una de lasarilaminas. 96 Valorescalculadosa partir de las ecuacionesde calibrado obtenidasen HPLC/DAD,paracadaunade lasarilaminas. 97 Concentraciones reales y calculadas obtenidas con y bencidina. HPLC/DAD,parala mezcla4-aminofeniléter 99 Tabla11.2. TablaV.1. TablaV.2. TablaV.3. TablaV.4. TablaV.5. TablaV.6. TablaV.7 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. TablaV1.1. TablaVl.2 TablaV|.3. TablaV|.4. TablaV|.5. TablaV!.6. TablaVll.l Tablavll.2. TablaVll.3. Recuperaciones obtenidas para las arilaminas bencidina, o-toluidina,o-dianisidina,o-tolidina,2-naftilamina,4-aminobifenilo y 3,3'-diclorobencidina, según las condicionesde preparación indicadas. 108 Recuperacionesobtenidas para las veinte arilaminas prohibidas,junto con la anilina,según las condicionesde preparaciónde muestra(métodoC) (n" de medidas> 6). 109 Recuperaciones obtenidas para las arilaminas bencidina, o-toluidina,o-dianisidina,o-tolidina,2-naftilamina,4-aminobifenilo y 3,3'-diclorobencidina, según las condicionesde (métodos extracciónde arilaminas A y B). 112 Recuperaciones obtenidas para las arilaminas bencidina, o-toluidina,o-dianisidina,o-tolidina,2-naftilamina,4-aminobifenilo y 3,3'-diclorobencidina, según las condicionesde (métodoC). extracciónde arilaminas 113 Recuperacionesobtenidas para las veinte . arilaminas prohibidas,junto con la anilina,según las condicionesde (métodoC) (n" de medidas> 6) extracciónde arilaminas 114 Recuperaciones obtenidaspara la 2,4-diaminoanisoly la 2,4-diaminotolueno extraídascon diclorometano,según las condicionesde extracciónde arilaminaC. (node medidas> 6) 115 Purezay contenidode aminabasede los colorantesDirect Red 2é, Acid Red 114, DirectBlue 35 y Acid Red t2B, segúnel contenidode nitrógenoorgánicototal Kjeldhaly su análisis termogravimétrico. "t20 Valoresde pH¡ alcanzados en la reduccióndel Direct Red 28, paradiferentes relaciones dilcol y diferentes pH,.Temperatura: 28 "C" 128 Estudiode las condicionesde reduccióna 70 oC de los colorantes Acid Red28,Acid Red114y DirectBlue35. 141 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Tablasy Figuras 245 Estudiode lascondicionesde reduccióna 7OoC del colorante Acid Red128. 144 Porcentajesde recuperaciónde las aminastras el procesode reducción(n" de medidas> 6)" 't46 TablaVll.6. ' de la o-toluidinatras diferentestratamientos Recuperación de reducción. 148 Tabta Vll.7. Recuperaciónde la 4-cloroanilinatras diferentestratamientos de reducción. 148 Recuperaciónde la 2,4,5-trimetilanilinatras diferentes de reducción. tratamientos 149 Productosobtenidostras la reducciónde los azocolorantes en agua. insolubles 157 Productosobtenidostras la reducciónde los azocolorantes solubles en agua. 158 TablaVll.4. Tabla Vll.s. TablaVtl.S. TablaVlll.l. TablaVlll.2. TablaV¡11.3. Cantidadesde 4-aminobifenilo,2-aminobifeniloy N-fenilanilina obtenidaspara los colorantessintetizados a partir de (E), reducciónen medio anilina,tras aplicarlesla extracción (A)y (B). reducción en mediobásico ácido 167 Cantidadescorregidasde 4-aminobifenilo,2-aminobifeniloy obtenidasparaloscolorantes sintetizados N-fenilanilina a partir de anilina,trasaplicarlesla extracción(E),reducciónen medio ácido (A)y reducciónen mediobásico(B). 168 TablaVlll.4. , y N-fenil2-aminobifenilo TablaVl¡1.5. Cantidadesde 4-aminobífenilo, para los colorantesAcid Blue 29 y Acid anilina obtenidas purificar y purificados,tras aplicarles la sín Yellow 11 extracción(E)y reducciónen medioácido(A). 169 sódico, tras TablaVll¡.6. Desulfonacióndel 2-amino-1-naftalenosulfonato aplicarled istintascondicionesde reducción. 172 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 246 Tabla1X.1. capítulo xlll Porcentajes de arilaminapresentes en los azocolorantes Negro P, Negro Carbón, Acid Red 114, Direct Blue 35 y Acid Red128. 179 Pieles teñidas estudiadasen el apartado de ensayos preliminares. 181 Pielespatrónempleadasen los apartadosde establecimiento del método de análisis,estudio de recuperaciónde las y análisis arilaminas de pielespatrón. 182 Concentración de bencidinaobtenidaparalaspielesPT1,PT2, PT3 y PT4,teñidascon el coloranteNegro P, tras aplicarel ensayopreliminar C. 186 Concentración de bencidinaobtenidaparalaspielesPTs,PT6, PT7y PT8,teñidascon el coloranteNegroCarbón,trasaplicar el ensayopreliminar C. 186 Concentraciones experimentales de arilaminapara las pieles patrónPPA,PPC,PPGy PPl,trasel análisissegúnel método estabf ecido. 192 Reducciónde los colorantesNegro Carbón, Acid Red 114, DirectBlue 35 y Acid Red 128, segúnel métodode análisis parapieles. establecido 193 Reduccióndel coloranteNegro Carbón,segúnel métodode parapieles,en presencia análisisestablecido del patrónPPA. 194 Reduccióndel coloranteAcid Red 114, segúnel método de parapieles,en presencia análisisestablecido del patrónPPC. 194 Tabla1X.10. Reduccióndel coloranteDirect Blue 35, segúnel métodode parapieles,en presencia análisisestablecido del patrónPPG. 194 Tabla1X.11. Reduccióndel coloranteAcid Red 128, segúnel métodode parapieles,en presencia análisisestablecido del patrónPPl" 195 Tabla1X.2. Tabla1X.3. TablafX.4. Tabla1X.5" Tabla1X.6. Tabla 1X.7. TablalX.B. Tabla1X.9. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Tablasv Fisuras 247 Tabla1X.12. Concentraciónde amina obtenidapara los patronesPPA y PPB, teñidos con Negro Carbón, tras aplicarles el método (node medidas> 6). establecido 196 Tabla1X.13. Concentracíón de am¡naobtenidaparalos patronesPPC,PPD, PPEy PPF,teñidoscon Acid Red 114,trasaplicarlesel método establecido(node medidas) 6). i96 Tabla1X.14. Concentraciónde amina obtenidapara los patronesPPG y PPH, teñidoscon Direct Blue 35, tras aplicarlesel método (node medidas> 6). establecido 197 Tabla1X.15. Concentración de aminaobtenidaparalos patronesPPIy PPf, teñidos con Acid Red 128, tras aplicarles el método (node medidas> 6). establecido 197 TablaX.l. TabtaX.2. TablaX.3. Tabla X.4. TablaX.5. TablaX.6. Porcentajes de recuperación de las aminastras el procesode reducciónsegúnnormaDIN (node medidas> 6). 2O7 Porcentajesde recuperaciónde las aminastras el procesode reducciónsegúnmétodomixto (node medidas> 6). 2OB Porcentajesde recuperaciónde las aminastras el procesode reducciónsegúnlos métodosgeneral,DIN y mixto. 209 Resultadosdel test de Scheffépara la comparaciónpor pares de los métodosgeneral (A), DIN (B) y mixto (C), tras su aplicaciónsobrelasarilaminas. 21O Resultados obtenidostrasla aplicaciónde los metodosgeneral, DIN y mixto sobre las pieles PPA y PT6 teñidascon Negro Carbón(n" de medidas> 6). 211 Resultados obtenidostrasla aplicaciónde los metodosgeneral, y mixto DIN sobre las pieles PPC y PPEteñ¡dascon Acid Red 114 (node medidas) 6). 212 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tabla X.7. TablaX.B. TablaX.9. TablaX.í0. Resultados obtenidostrasla aplicaciónde los metodosgeneral, DIN y mixto sobre las pielesPPGy PPH teñidascon Direct > 6). Blue35 (node medidas 212 Resultados obtenidostrasla aplicaciónde los metodosgeneral, y DIN mixto sobrelas pielesPPIy PPJteñidascon Acid Red > 6). 128 (node medidas 2"t3 Resultadosdel test de Scheffépara la comparaciónpor pares de los métodosgeneral(A), DIN (B) y mixto (C), tras su aplicaciónsobrelaspielesteñidasPT6,PPC,PPGe PPl. 214 Resultadosobtenidos tras la aplicación de los metodos Ceneral,DIN y Mixto sobrepielesacabadas. 216 Xlll.2. Listadode Figuras Figura1.1. Etapasseguidasen la determinación de aminasaromáticasen azocolorantes o muestras teñidascon éstos. Figura11.1. Cortetransversal de una piel vacunafresca. 4 I Figura11.2. Esquemade la seccióntransversal de la piel de un animal adulto. 10 Figura11.3. Esquema de fabricación del cuero. 12 Figura11.4. Esquema del posibleenlacecromo-colágeno. 15 Figura11.5. Clasificación generalde loscolorantes. 17 Figura11.6. Clasificación generalde loscolorantes azoicos. 1B Figura11.7. Agentes acoplantes más comunes en azocolorantes. 19 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 la síntesis de Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Tablasy Figuras Figurall.B. Síntesis de loscolorantes Acid Orange7 y BasicOrange2. 249 21 Figura11.9. Oxidación metabólica de azocolorantes.C-Hidroxilación aromática. 25 Figura11.10. Oxidación metabólica de azocolorantes.N-Hidroxilación aromática. 25 Figura11.11. Reaccióndel compuestonitrenocon el DNA (guanosina)" 26 Figura11.12. Oxidaciónmetabólica de azocolorantes. Demetilación. 26 Figura11.13. Mecanismode la azorreducción microsomal. 27 Figura11.14. Liberaciónde 4-cloroanílina, trasel análisisdel PigmentRedB. 3B Figura11.15. Liberacíón de bencidina, del Acid Blue150. trasel análisis 38 Figura11.16. Liberaciónde ,4'4iaminodifenilmetano tras el análisisde materialesacabadoscon recubrimientode poliuretanoen base al 4,4' -metilendifeni Iisocianato. 39 Figura11.17. Liberaciónde la 2-naftilamina trasel análisisde azocolorantes sintetizados a partirdel ácido2-amino-1-naftalenosulfónico. 39 Figurall.1B. Liberaciónde arilaminatras el análisísde azocolorantes con amidasde ácidoacetacético. 40 Figura11.19. Liberaciónde arilaminatras el análisisde azocolorantes con heterociclosen su estructura. 40 Figura11.20. Formación de 4-amínobifeniloa partir de azocolorantes derivadosde anilina,trassu reduccióncon ditionitosódico. 41 Figura11.21. Síntesis del ácido2-amino-1-naftalenosulfónico. 43 Figura11.22. Síntesis del coloranteDisperseBlack9. 43 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Figura1f.23. Formacióndel 4,4'-nitrobifenilo a part¡rde la 4-nitroanilina, durantela síntesis del coloranteDisperseBlack9. 44 Figura 11.24. Especies formadasa partirde la diazoanilinatrasla pérdidade nitrógenosegúnrupturahomolíticay heterolítica. 44 Figura11.25. Procesode síntesis del coloranteAcid Creen114" 45 Figura11.26. Formaciónde 4-aminobifenilo durantela síntesis del colorante A c i dC r e e n1 1 4 . 46 Figurall.27. Formaciónde 4-aminobifenilo, 2-aminobifenilo, N-fenilanilina '1,3-difenilpartir y bifenilo a de la descomposición del triaceno. 47 FiguraV.1. FiguraV.2. FiguraV.3. FiguraV.4. FiguraV.5. FiguraV.6. Cromatograma(TlC)obtenido con CC/MS de la mezcla de arilaminas indicadaen la TablaV.2. 6B (SlM)obtenidocon CC/MS de la mezcla de Cromatograma arilaminasindicadaen la Tabla V.2, (A) según método 1, (B)segúnmétodo2V (Clsegúnmétodo3. 70 Espectros de los iones seleccionados en modo SIM para las -meti (A) arilami nas 4,4' Ienbis(2-cloroani Ii na), (B) o-dianisidi na y (C)3,3'-diclorobencidina. 71 Espectros de los iones seleccionados en modo SIM para las arilami nas(A) 4-cloro-2-meti lani Ii na y (B)2,4,S-frimeti lani Ii na. 72 Area de pico de cada una de las arilaminasindicadasen la TablaV.1, frentea la cantidadde muestrainyectada. 74 (SlM)obtenidocon GC/MSde lasarilaminas(A) Cromatograma 2-amino-4-nitrotolueno y 4-amino1-naftilamina, 2-naftilamina, bifenilo, (B) 2-cloroani Iina, 3-cloroani Ii na, 4-cloroani Iina, o-to' luidina,m-toluidinay p-toluidinay (C) las mismasque en B pero con d iferentescondicionescromatográf icas. 76 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Tablasy Figuras FiguraV.7. FiguraV.B. FiguraV.9. Variaciónde la relaciónentre el ion M*-1 (i06) y el ion molecularM* (107)obtenidacon CC7MS,parala o-toluidina, p-toluidinay m-toluidina. 7B Variación (A) del factor de capacidady (B) del factor de selectividadobtenidos con HPLCTDAD,en función del porcentaje de metanol. B2 Variación (A) del factor de capacidady (B) del factor de selectividadobtenidos con HPLCTDAD,en función del porcentaje de acetonitri lo. B4 FiguraV.10. Variacióndel factorde capacidadobtenidocon HPLC/DAD, paradiferentes en función de la relaciónmetanol/acetonitrilo (B)48%y (C)55%. porcentajes de tampónfosfato:(A)32o1", FiguraV.ll. 251 Variacióndel factorde capacidadobtenidocon HPLCTDAD, para un en función de la relación metanol/acetonitrilo porcentaje de tampónfosfatodel 55%. B6 B7 FiguraV.12. Variaciónde la resolución entrela 3,3'-diclorobencidina y la 4,4'-metilenbis(2-cloroanilina) obtenidacon HPLC/DAD,en funcióndel tiempoy del tipo de gradiente. B9 FiguraV.13. Cromatogramas obtenidoscon HPLC/DADcorrespond¡entes a la mezclade lasarilaminas indicadas en la TablaV.4 (A)a 288 nm y (B) a 360 nm, en las siguientes condiciones:mezcla inicial de tampón/metanol/acetonitrilo 55/35/10durante 13 '13 minutos,y gradientelineal en m¡nutoshastaobteneruna composición 25/67/8,que semantiene durante14 minutos. 90 FiguraV.14. Cromatogramas obtenidoscon HPLODAD correspondientes a la mezclade las arilaminas indicadas en la TablaY.4 a 2BB nm, en las mismascondiciones:que la FiguraV.13 pero utilizandouna mezclainicialde tampón/metanol/acetonitrilo (A)de s3/37110 y (B)de 55117128. 92 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. F i g u r aV . 1 5 . Variaciónobtenidacon HPLCTDAD(A) entre el porcentaje relativode bencidinaparadiferentesmezclasde éstay 4-aminobifenilo en función de la relación de absorbancias y (B) entreel porcentajede la 2-amino-4-ni(2}Bnm/240nm), trotoluenoparadiferentesmezclasde éstay 2-metoxi-5-metilanilina, en función de la relación de absorbancias (288nm/24On m) y (288nm/250nm). 94 FiguraV.16. (A) Variaciónobtenidacon HPLC/DADde la altura de pico medidaa 360 nm, a la 2-amino-4-nitrotolueno correspondiente de ésta y en función de la relaciónentre concentraciónes (B)Relación obtenidacon HPLC/DAD 2-metoxi-5-metilanilina. entre la concentraciónreal y la calculadapara la 2-amino-4medidaa 360 nm. nitrotolueno, 98 de capafina de los colorantes(a)DirectRed28, F i g u r aV l l . 1 . Cromatografía (b) Acid Red 114, (c) Direct Blue 35 y (d) Rcid Red 128, empleando como eluyente la mezcla cloroformo/iso11311. propanol/agua 121 FiguraVll.2" Variacióndel porcentajede bencidinafrente a la relación ditionito/colorantepuro, para el colorante Direct Red 28, partiendode los PHi (') 2.4, (t) 5.0, (r) B'0 y (r) 11'0' TemPeratura:28 "C. 124 FiguraVll.3" Variación del porcentajede arilaminafrente a la relación puro' PHi:5' Temperatura:28oC' (o) ditionito/colorante o-tolidina(Acid Red 114), (o) bencidina(Acid Red 114), t l u e3 5 ) . ( r ) o - d i a n i s i d i n( D a i r e cB 125 +-=-t> izquierdo' al eje de ordenadas : Valorcorrespondiente derecho' al eje de ordenadas : Valorcorrespondiente FiguraVll.4. Variación del área normalizada(a.n.) frente a la relación ditionito/colorantepuro, para el colorante Acid Red 114. p H ¡ : 5 , T e m p e r a t u r a : 2o8C . ( ' ) a . n .d e o - t o l i d i nxa 1 0 - 6 , ( r ) a.n.debencidinax 10a,(o) a.n. del pico con tR36 minutosx 10-s. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 126 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Tablasv Figuras 253 FiguraVll.s. Influenciadel pHi sobreel porcentaje de arilamina,para los (A) (B) Acid Red 1 14, (C) Direct colorantes Direct Red 28, oC. Blue35. Temperatura:28 130 FiguraVll.6. Variacióndel área normalizada(a.n.)frente al pH¡, para el oC.(o) a.n. coloranteAcid Red 1'14.pH¡:5, Temperatura:28 de o+olidinax 10{, (r) a.n. de bencidinax 10-s,(o) a.n. del picocon ts 36 minutosx 10-6. 131 FiguraVll.7. Variacióndel pH de reduccióndel DirectRed28, partiendode distintospH; y tomandolasrelaciones dilcol (A) 24, (ü 2.a y oC. (C)1.4.Temperatura:28 132 FiguraVll.8. Variacióndel pH de reduccióndel Acid Red 114, (A) empleando distintasrelacionesdit/col y (B) partiendo d e oC. pH'.Temperatura:28 distintos 133 FiguraVll.g. Variacióndel pH del medio acuosofrente al tiempo, en presencia de 500 mg de ditionitosódico,con y sin la adición de 49.8 mg del coloranteDirectRedZg. Temperatura:28oC. 134 FiguraVll.10. Variación del porcentajede arilamina frente al tiempo. Temperatura:28oC.(o) bencidina(DirectRed 2B),(o¡ o-tolidina (Acid Red 114), (.) bencidina(Acid Red 114), (r) o-dia(DirectBlue nisidina(DirectBlue35, pH¡:5), (O)o-dianisidina 3 5 ,p H ' : 1 2 ) . 136 <---> : Valorcorrespondiente al eje de ordenadas izquierdo. : Valorcorrespondiente al eje de ordenadas derecho. FiguraVll.11. Variacióndel área normalizada(a.n.)frente tiempo, para el coloranteAcid Red 114, tomandocomo relacióndit/col (A) 1 3 . 8y ( B )3 4 . 5 .P H i - 5 , T e m p e r a t u r a : 2' 8C . ( o ) a . n . d e o - t o (r) a.n.debencidina x 10-s,(o) a.n.del pico con tR lidinax 10-s, 3 6 m i n u t o xs 1 0 - s . Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 137 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. FiguraVl¡.l2. Variacióndel porcentajede arilaminafrentea la temperatura. (o) bencidina(Direct Red28),(o) pH¡:5, Tiempo: 15 minutos. o-tolidina (Acid Red 114), (r) bencidina (Acid Red 114), (r) o-dianisidina (DirectBlue35). <--+ 139 al eje de ordenadasizquierdo' : Valor correspondiente al eje de ordenadasderecho. : Valor correspondiente frentea la relación de o-dianisidina FiguraVll.l3. Variacióndel porcentaje dit/col, para el colorante Acid Red 128' PH¡:5, temperatura:28oC. 143 FiguraVll.14. lnfluenciadel pH y del medio sobre el porcentajede odianisidina obtenido, para el colorante Acid Red 128. TemPeratura:28oC- 143 Red1' del coloranteDisperse FiguraVlll.1. Síntesis 161 SolventYellow14' del colorante FiguraV¡11.2.Síntesis 161 FiguraVlll.3. Colorantesintetizadoa partir de anilina contaminadocon libre y combinado,y bifenilo,4-aminobifenilo N-fenilanilina, librey combinado 2-aminobifenilo 164 sódico, bajo FiguraVlll.4. Desulfonacióndel 2-amino-1-naftalenosulfonato condicionesreductivas 171 de capafina de los colorantes(a) Negro Carbón Cromatografía y (b) NegroP, empleandola fasesuperiorobtenidacuandose en la proporción411/5. mezclan-butanol/etanol/agua, 179 de bencidinaobtenidatrasaplicarcadauno de Figura1X.2. Concentración sobrela piel teñidaPT 5 (0.23%en los ensayospreliminares, NegroCarbón). 1Bs de la bencidinaaparecido ultravioletadel interferente Figura1X.3. Espectro de la piel blanco. trasel análisis 187 Figura|X.1. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index Qstadode Tablasy Figuras ¿55 Figura1X.4. Recuperaciones de arilaminaobtenidastras aplicarcada uno de los métodossobre las pieles patrón (A) PPA (0.11% en NegroCarbón)y(B)PPC(0.21o/. en Acíd Red114). 189 Figura1X.5. Recuperaciones de arilaminaobtenidastras aplicarcada uno de los métodossobre las pieles patrón (A) PPG (1.12o1. en (B) (1.25"1. DirectBlue35)y PPI en Acid Red128). 191 FiguraX.1. FiguraX.2. FiguraX.3. FiguraX.4. Pico cromatográficode la o-toluidina y espectroscorrespondientesal máximode pico, a la máximaimpurezay al patrón de la amina,obtenidatrasaplicarlos métodos(A) generaly (B) DIN sobrela piel acabadaA-1. 217 Picocromatográficode o-tolidinay espectroscorrespondientes al máximo de pico, a la máximaimpurezay al patrónde la amina,obtenidatrasaplicarlos métodos(A) generaly (B) OtN sobrela piel acabadaA-4. 219 Pico cromatogriáfico de la 4-aminobifeniloy espectroscorrespondientesal máximo de pico, a la máxima impurezay al patrón de la amina, obtenida tras aplicar los métodos (A) generaly (B)DIN sobrela piel acabadaA-5. 22O (TDl),y del Estructuras molecularesdel 2,4-toluendiisocianato (MDl). 4,4'-metilendifenilisocianato 221 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. y Arilaminas XlV. Listadode Azocolorantes Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 2s9 Listadode Azocolorantesv Arilaminas XlV.1. Listadode Azocolorantes A continuaciónse recogenlas estructurasmolecularesde todos los colorantesazoicos empleadosen estamemoria. Azocolorantesinsolublesen medio acuoso J @**-@q[ ^\, 1F\_*rcH2-cH3 t-V-'*t"r,-"r,"* **-{$-":* \\-// Orange25,11227 Cf: Disperse (PM:326.36) / ,4, -J"" "zCHz-CHa CHz-CHzOH cl Cl: DisperseRed13, 1 1 1 1 5 (PM:348.79) ,cH2-cH3 Cl: SolventYellow 14,12055 (PM:248.29) Red1, 11110 Cl: Disperse (PM:314.35) -J" cl-b Cl: SolventYellow 3, 1'1660 (PM:225.30) -' *"-1S/-t:"-V-*'"r,-"r,o, --t 1ll\-¡u¡rJf)\-¡¡t VV Cl: SofventYellow 2, 11620 (PM:225.30) **-1S/-": cFb *\- G-*+**Q Cl: SolventRed24, 26105 (PM:380.45) Oto Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 -¿n" ""\- ""{Q}*:'iQ Cl: SolventOrange7, 1214A (PM:276.34) Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 260 CapítuloXtV Azocolorantessolublesen medio acuoso SO3Na Cl: Direct Red28, 22120 (PM:696.68) Cl: Acid Red114, 23635 (PM:830.83) SO3Na Cf.: DirectBlue35, 24145 (PM:860.72) Cl.:Acid Red128, 24125 (PM:862.80) Cl: Direct Black168 (PM:899.76) Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Azocolorantesy Arilaminas zot Cl: Acid Green114 (PM:884.75) Cl: Acid Blue 29, 20460 (PM:616.5) Cl: Acid Orange10,16230 (PM:452.38) Cl:Acid Yellow11, 18820 (PM:380.36) Cl: Acid Orange7, 15510 (PM:350.32) SqNa Cl: Acid Red44, 16250 (PM:502.44) Cl: Acid Red4, 14710 (PM:380.36) Ct: Acid RedB, 14900 (PM:480.43) Cl: Acid Blue193, 15707 (PM:416.38) Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Cl: Direct Violet 51, 2790s (PM:719.711 Cl: Acid Violet 5,18125 (PM:678.63) JI (e!':-{O ",F q SQNa Cf: Acid Orange61,19320 (PM:351.31) Cl: Acid Violet 56, 16055 (PM:400.76) Cl: Acid Black82, 20265 (PM:581.87) /PH oF{ ,-\\ ( ( ) )-N:N--íA-N:N >/ / Na03S t( t*oH )l Cl: Acid Brown83, 20250 (PM:496.38) Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. listado de Azocolorantesy Arilaminas 263 Cf: Acid Brown 75,34905 ( P M :8 1 1 . 5 7 ) XlV.2. Listadode Arilaminas A continuación se recogen las estructurasmolecularesde todas las arilaminas empleadasen esta memoria, así como los espectrosUV-visible y de masas correspondientes. GAminobifenilo (PM:169.22) Abundancia 169 9000 700ü ffi-* I I 5000 3000 170 1000 0 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 264 capíturoxtv 2-Aminobifenilo (PM: 169.22) 2?000 210n0 t60lt0 ?8000 nm t0000 32000 340n0 36000 toJ Abundancia ntt\- s000 QHO 7000 5000 3000 1000 0 tlu -1zs13s 41 !l JE¡ 155 Bencidina (PM: 184.24) 220110 ?1000 26000 28000 nm t0000 los ll1l7 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 32000 1 3 01 i [ 1 31000 360n0 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 265 Listadode Azocolorantesv Arilaminas 4-Cloro-2-meti lani li na (PM:141.60) 22000 21000 26000 2s000 trm 300m 3?000 3¿000 36000 320m 3¿0!0 3ó000 2-Naftilamina (Plvl¡143.18) 000 22000 2¿000 26000 28000 nm 30000 Abundancia 143 9000 ATtrNrL 7000 VV 5000 3000 1000 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 ralF Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 266 CaDítuIo XIV 1-Naftilamina 004 f (PM: 143.18) 003 00? 0t¡l ,3ono 1{000 26000 ?8000 nm 300.00 oó 12000 34000 36000 115 I Ir 17 126 o-Aminoazotolueno (PM:225.29) 21000 26000 28000 nm 30000 32000 31000 106 1000141 5J 0"-¡6 141153t65 1fl0 lss 29s Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 36000 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Azocolorantesv Arilaminas 267 2-Ami no-4-nitrotol ueno (PM:152.19 22000 210fro 26000 28000 nm 30000 32000 3¿010 t6000 152 Abundancia s000 oeN 7000 5000 3000 1000 0 4-Cloroanilina FM:127.5h 720D0 2¡000 26000 28000 30000 fttfl Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 32000 3¿0!0 36000 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 3-Cloroanilina 0tt (Pt\,+, 127.57) ? oro 0 288.7nm 0 220D0 l¿0n0 26000 ?8000 nm 30000 3m00 3¿0¡0 3ó000 127 Abundancia t'\- (QF-* 3000 1000 0*--¡6 110 12O 130¡¡2 0 2-Cloroanilina 0r5 4 (PM:127.57) olo 0I}5 --.- 000 00 260[0 2875nm 28000 nm 30000 3¿0!0 36000 127 Abundancia 9000 7000 5000 3000 1080 32000 ¿ r a FV 0 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Azocolorantesv Arilaminas 269 I 2,4-Diaminoanisol (PM:138.16) 3005nm --"-*---r- 26000 28000 nm 30000 32000 3t000 36000 123 9000 8000 OCHs 6000 5000 3000 2000 1000 0 0 4,4t-Di ami nodi feni I metano (PM:198.26) 22080 2a0l¡0 260!0 28000 nm 30000 320.00 3ür!0 36000 198 115 130 t+t17.2 lt8 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 140 160 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. .^^rtulo xlv 27n 313'-Diclorobencidina (PM:253.l3) 2200{1 24000 26000 t80r0 nm 30000 320n0 31000 ¡oono 320n0 31000 36000 o-Dianisidina 015 (PM:244.29J ? oro 005 000 22000 24000 260s0 28000 30000 TM Abundancia s000 7500 6000 4500 30ü0 1500 107 114 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Azocolorantesv Arilaminas 271 o-Tolidina 0t0 (PMr212.29) 0tt 010 005 000 26000 28000 nm 30000 32000 3¡000 3601t0 1f,! 11s 13013s 1154 r-se 3,3'-Dimetil-4,4'-diaminodifeniImetano Ft* 225.s2j t20I)0 2¡000 ?ó000 28000 30000 t?000 J4000 M Abundancia 3000 7000 l-bc \-J cFb ,cFb rrÉ 226 "-{O*"-(QFy, 5000 30ü0 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 360!0 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 0¿0 2-Metoxi-5-meti laniIi na (PM:137.18) 015 0t0 005 ?8T5nm ,--"-----\* 0 4, 4'-Meti lenbis(2-cloroaniIi na) (P¡vt267.15 f0 220no 2¿000 2ó000 28000 nm 30000 32000 ¿Jl Abundancia 9000 7000 5000 300ü I ?¡ 1000 i95 II t. i94 0 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 214 3¿000 36000 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Azocolorantesy Arilaminas 273 0¡0 4-Aminofeniléter (PM:200.24) 0J0 0r0 0t0 22000 2¿000 020 2ó000 28000 nm 52000 34000 36000 4,4'-Tiodianilina (PM:216.30) 0I5 010 005 220n0 24000 2ó000 28000 nm 300110 12000 31000 Abúndancia 6000 4500 3000 1500 ÁE 41 52 6"3 0 40 60 1oB 1?4 '?o 171 | | lso lqs 140 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 160 3ó000 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. 274 CapítuloXtV o-Toluidina (PM:107.19 2816 nh 22000 2¡o!0 2é000 28000 nm 30000 520 3¡000 36000 106 _f'" (Q)*n, 0¡0 m-Toluidina (PM:107.15 030 0r0 0t0 000 22000 ?¡oo0 2ó000 28000 300I!0 320f10 34000 360110 nm Abundancia *t\- 9000 (Q)'n, 7500 5000 4500 7i7s 1500 41 0 40 53 rl s s 6:65 86 .J 70 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 80 aq -; 100 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Listadode Azocolorantesv Arilaminas 275 p-Toluidina 0 f < (PM:107.19 0r0 010 2975 nm ....,.'_ 000 28000 nm Abundancia 300It0 ,*-(ol*, 7500 6000 4500 3000 1500 53 |155 63 66 73 040 2,4-Diaminotolueno (PM:122.l6) 0 f, (o o20 0 22000 240[0 26000 28000 nm 10000 320n0 31000 3ó000 121 Abundancia s000 7500 NHz 6000 4500 3000 1500 0 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 120 mtz Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Volver al índice/Tornar a l'Index 276 c^oíruro xrv 0r5 2, 4r5-Trimeti Iani I i na (PM:135.20 ? 0r0 005 000 2?0!0 2¿000 26000 280f)0 nm cn00 fi000 3¡000 36000 3¿000 36000 120 Abundancia s000 7000 5000 3008 1000 0 Anilina (PM:93.12) 0¡0 0t0 220no 2$00 260n0 ?8000 nm 3m$0 Abundancia 9000 @'* 7500 6000 4500 3000 1500 40 4F 54 0 Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 320!0 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. XV. Abreviaturasy Nomenclatura Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998 Determinacion de Bencidina y otras aminas aromaticas de interes toxicologico... Francisco Planelles Tomás. Abreviaturas v Nomenclatura Volver al índice/Tornar a l'Index 279 y nomenclatura A continuaciónse indicanlas abreviaturas empleadas en el texto,por ordenalfabético. Abreviaturas CA CE DAD DCA ECD ED FD FID GC HFB HPIC MDI MS NPD PFP PFPI PM SIM TCD TDf TFA T¡C TLC UV Cloroacetamída Electroforesis capilar Detectorde fotodiodosUV-Visible Dicloroacetamida Detectorde capturaelectrónica Detecciónespectrofotométrica Detecciónfluorimétrica Detectorde ionizaciónde llama Cromatografía de gases Heptafluorobutiramida Cromatografía de líquídosde altaresolución 4,4'-Metilendifenilisocianato Detectorde espectrometría de masas Detectorespecífico de nitrógenoy fósforo Pentafluoropropionamida ilimidazol Pentafluoropropion Pesomolecular Detecciónmediante MS con registro de ionesselecionados Detectorde conductividad térmica 2,A-Toluendiisocianato Trifluoroacetamida DetecciónmedianteMS con registrode todoslos iones de capafina Cromatografía DetecciónUV-Visible Nomenclatura Ab Cl cv mlz Absorbancia Nombrey númerode Colorlndex Coeficiente de variación Relaciónmasa,/carga Tesis doctoral de la Universidad de Alicante. Tesi doctoral de la Universitat d'Alacant. 1998