Desarrollo de métodos de análisis de surfactantes y otros aditivos en formulados de productos de consumo y en muestras ambientales.

Resumen

El objetivo de esta tesis ha sido desarrollar y mejorar métodos analíticos para el control de calidad de productos de limpieza y para la evaluación de su impacto ambiental. Se ha prestado especial interés en el uso de los alcoholes grasos polietoxilados (FAEs), y a la caracterización de alquilpolifosfonatos (APPs), que son frecuentemente empleados como aditivos en productos de limpieza.Se ha llevado a cabo un estudio sistemático de los FAEs con el objeto de desarrollar y mejorar métodos para su caraterización y determinación en matrices industriales y ambientales, usando derivatización previa con anhídridos cíclicos, seguida de HPLC. Los objetivos fueron aumentar la velocidad y el rendimiento de la reacción de derivatización de FAEs con anhídridos, mejorar su reproducibilidad y la tolerancia de la reacción a la presencia de agua en las muestras, mejorar la resolución cromatográfica tanto entre las series hidrocarbonadas sucesivas como entre oligómeros dentro de una misma serie, nivelar los factores de respuesta de los oligómeros y reducir los límites de detección tanto en UV-Vis como en detección por MS. Se intentó primero la derivatización con anhídrido maleico (A. Micó-Tormos et al., J. Chromatogr. A 1180, 32-34, 2008). La reacción se completaba a 80 ºC en 15 min, y se observó que la adición de urea en suspensión en el medio de reacción proporcionaba rendimientos mayores. Para resolver los oligómeros solapados, se aplicó una deconvolución de los picos mediante un algoritmo genético asistido por el método local de Powell no restringido. El procedimiento se aplicó con éxito a muestras industriales y ambientales.A partir de la regularidad de los tiempos de elución, se predijeron los tiempo de retención de los oligómeros de los derivados de los FAEs de acuerdo con n y m. Se desarrollaron modelos que predicen los tiempos de retención en función del porcentaje medio de la concentración de ACN en cada punto del gradiente. Estos modelos fueron útiles para ahorrar tiempo en la optimización.A continuación, se estudio la esterificación de FAEs con anhídrido ftálico en 1,4-dioxano (A. Micó-Tormos et al., J. Chromatogr. A 1203, 47-53). La reacción se completó a 110 ºC en 60 min, también en presencia de urea molida en suspensión. En este caso, se describe un procedimiento sencillo para predecir de forma precisa las concentraciones de todos los oligómeros en las muestras descritas.Por ultimo, se ha introducido la derivatización con anhídrido difénico (A. Micó-Tormos et al., J. Chromatogr. A 1216, 3023-3030, 2009). El empleo de este reactivo se compara con el uso de los anhídridos maleico y ftálico. Se obtuvieron mejores parámetros cromatográficos que en los casos de los dos anhídridos anteriores, por lo que se escogió este anhídrido como óptimo.Más recientemente, se planteó el problema del solapamiento de los oligómeros monoetoxilados y no etoxilados (oligómeros con valores de m = 0 y 1 respectivamente) con los oligómeros más pesados dentro de las respectiva series hidrocarbonadas. Combinando la derivatización con anhídrido difénico con cromatografía 2D, se han obtenido las series bien ordenadas, con resolución total de los oligómeros dentro de cada serie.Por ultimo, se describen métodos para la rápida caracterización de APPs industriales mediante infusión en el espectrómetro de masas y electroforesis capilar zonal (CZE) con detección fotométrica indirecta (IPD) y detección mediante espectrometría de masas (MS) (V. Bernabé-Zafón, A. Micó-Tormos et al., Electrophoresis 28, 341-352, 2007).