Isotermas de adsorción de 4-X-benzofenonas sobre una columna de ODS. Efecto de la composición de la fase móvil

MATIAS I. SANCHO; SONIA E. BLANCO; FERDINANDO H. FERRETTI; EDUARDO A. CASTRO

Tucumán Argentina

Congreso; XXVII Congreso Argentino de Química; 2008

Asociación Química Argentina, Universidad Nacional de Tucumán

Las Benzofenonas (BPs) son compuestos que poseen importantes propiedades químicas y biológicas, por lo que son muy utilizadas en diferentes procesos de interés industrial y farmacológico. Poseen la capacidad de absorber y disipar radiación ultravioleta, actúan como agentes antimicrobianos y son utilizadas en el diseño de materiales ópticos, entre otros usos. La caracterización de los procesos de adsorción de compuestos bioactivos, y de las distintas condiciones operativas que los afectan, constituye un importante campo de investigación en fisicoquímica y en ciencias farmacéuticas. Las isotermas de adsorción son muy útiles para una adecuada descripción y optimización de procesos separativos por HPLC. Por todo lo expuesto, en el presente trabajo se caracterizó el proceso de adsorción de dos benzofenonas sustituidas, 4-hidroxibenzofenona (4(OH)BP) y 4-metoxibenzofenona (4(MeO)BP), sobre una columna de fase reversa de HPLC y se estudió el efecto de la composición de fase móvil sobre las isotermas obtenidas. Las isotermas de adsorción de 4(OH)BP y 4(MeO)BP fueron registradas en un equipo de HPLC, donde la fase estacionaria de la columna cromatográfica se utilizó como adsorbente. El equipo utilizado consta de una bomba Gilson 322 series y un detector Gilson 152 UV-Vis, con un horno termostatizador de columna Phenomenex. La adquisición de datos se realizó con el software UniPoint v2.10 de Gilson. Se empleó una columna de fase reversa Luna C18 (250mm x 4.6 mm, 5 μm) de Phenomenex. El relleno de esta columna es de octadecilsilano (ODS), es decir, una superficie de sílice a la cual se le han unido químicamente grupos octadecilos (C18). Se utilizaron 5 composiciones de fase móvil para los estudios (40:60, 45:55, 50:50, 55:45, 60:40) todas ellas v/v de metanol:agua. Las distintas isotermas de adsorción fueron obtenidas utilizando el método de Análisis Frontal, el cual consiste en eluir a través de la columna soluciones del analito, hasta que se alcanza el equilibrio. La altura del plateau de la curva obtenida con el detector previamente calibrado, corresponde a la concentración del analito en el equilibrio (Ce), mientras que realizando el correspondiente balance de masa la concentración de analito adsorbida (q) se obtiene mediante la siguiente expresión:q = Ce (Veq - Vo)/Va                                                                             (1)Donde Veq es el volumen de elusión al tiempo teq, que es el tiempo correspondiente al punto de inflexión de las curvas obtenidas, V0 es el volumen muerto del sistema cromatográfico y Va es el volumen de la fase estacionaria. En la Figura 1 se detalla gráficamente el método utilizado.El modelo seleccionado para ajustar los datos obtenidos con la metodología descripta anteriormente fue el de la isoterma biparamétrica de Langmuir, la cual expresada en forma lineal adopta la siguiente forma:1/q = (1/a Ce) + b/a                                                                                 (2)Donde a es un coeficiente numérico proporcional a k0 (factor de capacidad a dilución infinita) y b es igual a la relación entra las constantes de velocidad de adsorción y desorción (b = kA/kD), es decir, es la constante de equilibrio del proceso de adsorción. La Figura 2 muestra las isotermas de adsorción obtenidas para 4(MeO)BP y en la Tabla 1 se detallan las constantes de adsorción obtenidas para 4(OH)BP y 4 (MeO)BP para las distintas composiciones de fase móvil utilizadas empleando este modelo.Se observa de la tabla que las constantes de adsorción son mayores para 4(MeO)BP que para 4(OH)BP, y que estas constantes aumentan a medida que aumenta la permitividad relativa del medio para ambos compuestos, si bien este efecto es ligeramente mas marcado para 4(MeO)BP. Este hecho indica que la presencia de un sustituyente poco ionizable y de polaridad moderada en la posición 4(MeO) favorece la adsorción frente a un sustituyente de mayor carácter polar (OH), como así también lo hace un aumento en la permitividad relativa del medio. Estos preliminares resultados sugieren que la adsorción de las 4-X-benzofenonas en la superficie de ODS transcurre con una orientación casi paralela de los anillos aromáticos y del carbonilo a la superficie; contrariamente a como sucede con compuestos similares sobre superficies polares, con el grupo carbonilo perpendicular a la superficie y apuntando hacia ella.