DETERMINACIÓN DE CIERTAS AMINAS AROMÁTICAS DERIVADAS DE COLORANTES AZOICOS PRESENTES EN MATERIALES TEXTILES
L. Gelabert, G. Escobar, S. del Val INTI Textiles
lgelabert@inti.gob.ar
INTRODUCCION
Los Colorantes Azoicos son de importancia para la industria textil. Su estructura química se caracteriza por la presencia del grupo AZO (-R-N=N-R’-) y de dos anillos aromáticos (R y R’) que se conjugan con este para generar moléculas con alta absorbancia en el espectro visible. Algunos de estos colorantes pueden ser absorbidos por el cuerpo humano y posteriormente, sufrir la ruptura reductiva de la unión azo dando lugar a la formación de aminas aromáticas. Estas aminas pueden ser alergénicas, cancerígenas o nocivas por lo cual se ha regulado a nivel mundial la utilización de estos colorantes, y se ha limitado el uso de aquellos que puedan generar alguna de las 22 aminas publicadas en la lista MAK(1) de sustancias peligrosas.
OBJETIVO
El objetivo principal es reproducir el método establecido por la norma UNE-EN 143621:2012 para la determinación de las 22 aminas aromáticas generadas a partir del clivaje reductivo de ciertos colorantes azoicos. Una vez validado el método, se pretende la ampliación de la oferta tecnológica del centro INTI-Textiles y el establecimiento de mecanismos de control de productos textiles.
DESCRIPCIÓN
Se aplicó la norma UNE-EN 14362-1:2012 para la “Determinación de ciertas aminas aromáticas derivadas de colorantes azoicos”. En ella se establecen los procedimientos de extracción de los colorantes, el clivaje de las uniones azo para generar las aminas, el proceso de purificación de las mismas y el porcentaje mínimo de recuperación para cada caso. En un frasco con cierre hermético conteniendo 17 mL de solución Buffer Citrato pH=6 precalentado a 70ºC, se agregaron 2 mL de una solución de 15 g/mL de cada una de las 22 aminas reguladas más anilina y 1,4fenilendiamina, todas ellas de grado analítico. Se agitó manualmente y se llevó a estufa a 70ºC durante 30 min. Pasado este tiempo, se
adicionaron 3 mL de solución de ditionito de sodio (200 mg/mL), se agitó enérgicamente y se llevó nuevamente a estufa a 70ºC por otros 30 min. Posteriormente, el frasco se enfrió a temperatura ambiente, se agregaron 0,2 mL de NaOH 10% y se transfirió a una columna de tierras diatomeas (Merck, EXtrelut NT 20). Se dejó absorber por 15 min y se eluyó con 80
mL de MTBE (metil-t-butil éter). El extracto orgánico se concentró en evaporador rotatorio sin llegar a sequedad y se llevó a un volumen
final de 2 mL con MeOH. El análisis de esta solución se realizó mediante HPLC utilizando un cromatógrafo Agilent 1260 con detector de arreglo de diodos (240 nm; 280 nm; 305 nm; 380 nm). Se utilizó una columna
Eclipse Plus C18 (3,5 m; 100 x 4,6 mm) termostatizada a 32ºC y se eluyó con el sistema descripto en la Tabla 1. F. Móvil A: MeOH; F. Móvil B: 0,68 g dihidrógenofosfato de potasio en 1000 mL de agua + 150 mL de MeOH.
Tabla 1: Gradiente de Elución
Tiempo (min) 0,00 22,50 27,50 30,50 30,51 31,00
F. Móvil A (%) 7 55 100 100 100 100
Flujo (ml/min)
0,6 0,6 0,6 0,95 2,0 0,6
La comprobación del método se realizó sometiendo una mezcla de las aminas al proceso de clivaje reductivo y posterior purificación y se contrastó contra la misma solución sin tratar. Se obtuvo el siguiente cromatograma mostrado en la Figura 1. Para la evaluación de los porcentajes de recuperación se utilizaron los valores de área de cada amina obtenidos a 240 nm. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 2.
mAU
500
500
DAD: Signal A, 240 nm/Bw:4 nm Ref 550 nm/Bw:100 nm
Muestra M1
450
450
400
400
350
350
25.697
2-Naftilamina 17.792
300
300
1.640
250
250
21.117
24.258
4,4'-Metilen-bis-(128-.C9l7or0o-Anilina)
17.010
22.663
3,4-3'A-Dmiicnloorbiofbeeninlzoidina20.590
15.790 4-4Cl,o4'r-o1-M6oe.-ti2Tl10eo6l8.nui3did4-i3on-aToluidina
op--DiCraenisisidid4in,n4a'a-Tiodianilina14.648 14.175 15.057
200
200
4-Cloroanilina
10.707
2,4,5-Trimetilanilina 17.463
4,4'-1M1.et2il9e0ndianilina 5-Nitro-o-Toluidina
4.048
150
150
4,4'-bi-o-Toluidina
o-Toluidi9n.a815 10.483
4,4-Oxidianilina
Anilina 6.807
3.395
24.500
22.332
Benozi-dAinniasidina
1.752
2,4-Diaminotolueno
100
100
2,4-Diaminoanisol
50
50
1.515
0
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
Minutes
Figura 1: Cromatograma a 240 nm. Solución de Calibración (azul) y Solución de Calibración sometida al proceso de clivaje reductivo y extracción (verde)
Tabla 2:
Nº
Aminas Analizadas en la Solución Estándar
Recuperación (%)
Recuperación Mínima
Solicitada (%)
1,4-fenilendiamina
13
---
1 2,4-diaminoanisol (3)
0
20
2
2,4-diaminotolueno (4)
0
50
Anilina
59
70
3
Benzidina (5)
74
70
4
o-anisidina (5)
43
70
5 4,4'-oxidianilina (5)
83
70
6
o-toluidina (5)
110
50
7
4-cloroanilina
76
70
8 5-nitro-o-toluidina(6)
0
----
9 4,4'-metilendianilina
69
70
10
p-cresidina
76
70
11
o-dianisidina
90
70
12 4,4´-bi-o-toluidina
107
70
13 4,4'-tiodianilina
82
70
14
2-naftilamina
43
70
15 4-cloro-o-toluidina
81
70
16 2,4,5-trimetilanilina
0
70
17
4,4'-metilendi-otoluidina
95
70
18 4-aminobifenilo
88
70
19 3,3'-diclorobenzidina
99
70
20
4-aminoazobenceno (7)
0
---
21
4,4'-metilen-bis-(2cloroanilina)
100
70
22
o-aminoazotolueno (8)
0
---
(3) 2,4-diaminoanisol: No se obtienen los porcentajes de recuperación pedidos por la Norma debido a la pobre estabilidad de ésta amina. (4) 2,4-diaminotolueno: No se obtienen los porcentajes de recuperación pedidos por la Norma debido a la pobre estabilidad de ésta amina. (5) Se observa corrimiento en los tiempos de retención en estas señales. (6) 5-nitro-o-toluidina: Se reduce durante el procedimiento, generando 2,4-diaminotolueno. (7) 4-aminoazobenceno: Se reduce durante el procedimiento, generando Anilina y 1,4-fenilendiamina.
(8) o-aminoazotolueno: Se reduce durante el procedimiento, generando o-toluidina y 2,4-diaminotolueno.
RESULTADOS
Por medio de HPLC-DAD se ha logrado la separación e identificación de las 22 aminas reguladas. También se han conseguido resultados satisfactorios al aplicar los procesos de extracción y clivaje de los colorantes. Sin embargo, en algunos casos, se han obtenido factores de recuperación inferiores a los establecidos. Estos resultados se atribuyen, entre otras cosas, a la pobre estabilidad de ciertas aminas durante el proceso de purificación, a las condiciones del método utilizado para la concentración y a las demoras que se producen entre paso y paso hasta el momento de la separación y cuantificación(2). El valor de recuperación mayor al 100% obtenido para la o-toluidina se debe a que esa amina recibe el aporte del clivaje del oAminoazotolueno. En el caso de 4,4´-bi-otoluidina se observa un incremento en la incertidumbre de la cuantificación debido a las dificultades de integración, ya que en el cromatograma se observan múltiples señales provenientes de la degradación de alguna de las aminas.
CONCLUSIONES
En función de los resultados obtenidos, se comprobó que el 2,4-diaminoanisol y el 2,4diaminotolueno son extremadamente sensibles a las condiciones utilizadas en la técnica(2). Debido a que para algunas aminas no se han obtenido los resultados esperados, se considera que es necesario seguir avanzando en el desarrollo del método analítico para corregir algunos procesos que se encuentran fuera de control, como la evaporación y la variación del tiempo de retención de algunas señales. Asimismo, se considera que debido al elevado costo de las columnas de tierras diatomeas utilizadas para la purificación, es necesario llevar a cabo un análisis comparativo reemplazando este proceso por una extracción líquido/líquido.
BIBLIOGRAFÍA
(1) Lista MAK (maximum workplace concentration) de sustancias peligrosas emitida por el German Senate Committee for Testing of Occupational Hazardous Substances. (2) Norma UNE-EN 14362-1:2012 para la “Determinación de ciertas aminas aromáticas derivadas de colorantes azoicos”.
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