RENATA CRISTIANO NOME PREPARAÇÃO DE FASES … · 2018. 8. 26. · Elisa Helena da Costa Morais,...

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RENATA CRISTIANO NOME

PREPARAÇÃO DE FASES ESTACIONÁRIAS PARA CROMATOGRAFIA

LÍQUIDA DE ALTA EFICIÊNCIA EM FASE REVERSA A PARTIR DA IMOBILIZAÇÃO

TÉRMICA DO POLI(METILTETRADECILSILOXANO) SOBRE SÍLICA ALUMINIZADA

CAMPINAS

2014

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

INSTITUTO DE QUÍMICA

RENATA CRISTIANO NOME

PREPARAÇÃO DE FASES ESTACIONÁRIAS PARA CROMATOGRAFIA

LÍQUIDA DE ALTA EFICIÊNCIA EM FASE REVERSA A PARTIR DA IMOBILIZAÇÃO

TÉRMICA DO POLI(METILTETRADECILSILOXANO) SOBRE SÍLICA ALUMINIZADA

ORIENTADORA: PROFA. DRA. CAROL HOLLINGWORTH COLLINS

TESE DE DOUTORADO APRESENTADA AO

INSTITUTO DE QUÍMICA DA UNICAMP PARA

OBTENÇÃO DO TÍTULO DE DOUTORA EM CIÊNCIAS.

ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA POR RENATA

CRISTIANO NOME, E ORIENTADA PELA PROFA. DRA. CAROL HOLLINGWORTH COLLINS.

______________________

Assinatura da Orientadora

CAMPINAS

2014

vii

Dedico este trabalho aos meus pais, Glória e Jair, aos meus irmãos, Adriana, Fernando e Leonardo.

Também dedico este trabalho aos meus filhos Guilherme, Julie e ao meu marido pela paciência,

com preensão, apoio, carinho, amor que muito contribuíram para o meu sucesso.

Obrigada.

ix

"A persistência é o menor caminho do êxito" (Charles Chaplin)

xi

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer primeiramente a professora Carol H. Collins

por quem tenho muito carinho e admiração.

Agradeço os membros da banca, professores: Anízio M. de Faria,

Carla B.G. Bottoli, Isabel C.S.F. Jardim, Ivo M.R. Junior, Fabio Augusto,

Lúcia M.L.A. Auler e Maria Eliana L.R. de Queiroz

Aos técnicos e funcionários do departamento de química da

Unicamp: Isabel, Miguel, Gabriela, Gustavo, Anderson, Raquel, Márcia,

Mário, Cláudia, Daniel, Fabiana e Renata.

Aos amigos do LabCrom: Elisa, Luana, Claudio, Lucília, Elias, Karen,

Carla, Renata, Fernanda, Daniele, Cristiane e Liane.

Rene e meus filhos Guilherme e Julie por toda paciência,

compreensão pelo tempo que tive que ficar longe deles.

A toda minha família: mãe, pai, meus irmãos (Adriana, Fernando e

Leonardo), sobrinhos (Marina, André, Carolina, Gustavo, João e José),

meus afilhados (Ulysses, João Paulo e Rogério) meus primos, tios,

cunhados, sogro e sogra.

Todas as pessoas que mencionei me ajudaram de uma forma ou

outra e agradeço de coração, obrigada.

xiii

CURRICULUM VITAE 2014

FORMAÇÃO ACADÊMICA / TITULAÇÃO

1997 – 2001 - Bacharel em Química, Universidade Federal de Santa Catarina,

UFSC, Florianópolis, SC, Brasil.

2001 – 2002 - Mestrado em Química Analítica, “Uso de um novo método de

agitação para micro-extração em fase sólida - SPME - na determinação de fenóis em

água”, Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, Florianópolis, SC, Brasil.

ATIVIDADES PROFISSIONAIS

2001 - Assistente de professor de química analítica, Departamento de química,

Universidade Federal de Santa Catarina, (UFSC), Florianópolis, SC, Brasil.

Treinamento para alunos de pós-graduação de química no instrumento de

cromatografia gasosa.

2004 – 2009 - Assistente de professor, teaching assistant, Química geral

Biological, Chemical and Physical Sciences Department, (IIT), Chicago, IL, EUA

2005 – 2009 - Pesquisadora associada, Argonne National Laboratory, (ANL),

Argonne, IL, EUA

2009 – 2010 - Revisora, Journal of the Brazilian Chemical Society (JBCS),

Campinas, SP, Brasil.

PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA

Artigos Publicados

1. M. Ishaque Khan, Renata C. Nome, Naga Ravikanth Putrevu, James H.

McNeely, Brant Cage, Robert J. Doedens, Inorganica Chimica Acta, 363, 4307-

4312, (2010).

2. Khan, M. Ishaque, Nome, Renata C., Deb, Sangita, McNeely, James, H., Cage,

Brant, Doedens, Robert J., Crystal Growth & Design, 9(6), 2848-2852 (2009).

xiv

3. M. Ishaque Khan, Elizabeth Yohannes, Renata C. Nome, Samar Ayesh, Vladimir

O. Golub, Charles J. O’Connor, Robert J. Doedens, Chemistry of Materials, 16,

5273-5279 (2004).

4. Nome, Renata C, and Carasek, E., Chromatographia, 59(5-6), 387-391, (2004).

Trabalhos Resumidos em Eventos

1. Elisa Helena da Costa Morais, Renata Cristiano Nome, Carol Hollingworth

Collins, Isabel Cristina Sales Fontes Jardim, 5º Congresso BrMass – Campinas, SP,

Dezembro, 07 - 11 de 2013.

2. Carol H. Collins, Fernanda R. Begnini, Isabel C.S.F. Jardim, Renata C. Nome,

17o ENQA, Belo Horizonte, MG, Outubro 06 - 09, 2013.

3. Renata C. Nome, Carol H. Collins, HPLC 2013, Amsterdam, Junho 16 - 20,

2013.

4. Renata C. Nome, Carol H. Collins, 36ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira

de Química, Águas de Lindóia – SP, Maio 25 - 28, 2013.

5. Renata C. Nome, Carol H. Collins, COLACRO XIV, Florianópolis, SC, Outubro

01 - 05, 2012.

6. Renata C. Magueta, Elisa H. C. Morais, Renata C. Nome, Isabel C. S. F. Jardim,

Roy E. Bruns, 16º Encontro nacional de química analítica, Enqa, Campos do Jordão,

SP, Outubro, 23 - 26 de 2011.

7. Renata C. Nome, Robert J. Doedens, M. Ishaque Khan, The 233rd ACS National

Meeting, Chicago, IL, March 25 - 29, 2007.

8. Renata C. Nome, Robert J. Doedens, M. Ishaque Khan, The 36th ACS Great

Lakes Regional Meeting, Peoria, IL, Outubro, 17 - 20, 2004.

http://oasys2.confex.com/acs/233nm/techprogram/index.htmlhttp://oasys2.confex.com/acs/233nm/techprogram/index.htmlhttp://acs.confex.com/acs/36glrm/techprogram/MEETING.HTMhttp://acs.confex.com/acs/36glrm/techprogram/MEETING.HTM

xv

RESUMO

Preparação de fases estacionárias para cromatografia líquida de alta eficiência

em fase reversa a partir da imobilização térmica do poli(metiltetradecilsiloxano)

sobre sílica aluminizada.

Autor: Renata Cristiano Nome

Orientadora: Profa. Dra. Carol Hollingworth Collins

Com o objetivo de estender a aplicabilidade da cromatografia para análise de compostos

básicos, este trabalho apresenta o desenvolvimento de fases estacionárias (FE) para utilização em

Cromatografia Líquida em Alta Eficiência em Fase Reversa (CLAE-FR). As novas FE foram preparadas a

partir da sorção e imobilização de poli(metiltetradecilsiloxano) (PMTDS) sobre suportes de sílica

metalizada com alumínio. O preparo dos suportes de sílica aluminizada e a sorção/imobilização do

PMTDS sobre o suporte por tratamentos térmicos foram otimizados com planejamento experimental.

Uma reação de capeamento com trimetilclorosilano e hexametildisillazano foi realizada para o preparo de

FE capeadas. Os suportes, bem como as FE capeadas e não capeadas foram caracterizadas por

técnicas físico-químicas e cromatográficas. Observou-se que para os suportes a base de sílica

aluminizada apresentarem características de suportes adequados para a cromatografia, os mesmos

devem ser constantemente agitados por vortex. As FE não capeadas (Si-Al(PMTDS)) submetidas a um

planejamento de experimentos foram avaliadas com o objetivo de determinar a temperatura e tempo

necessário de imobilização do polímero que resultasse em melhor desempenho cromatográfico.

Observou-se que, independente do modo de imobilização, as novas FE apresentaram eficiências baixas

de aproximadamente 30000 pratos por metro, porém as colunas recheadas apresentaram boa

separação, com picos simétricos para compostos apolares. A presença de alumínio em novas FE não

capeadas (Si-Al(PMTDS) foi confirmada pelo baixo desempenho na separação de compostos básicos, os

quais apresentarem alto fator de retenção. Por outro lado, as FE capeadas (Si-Al(PMTDS)ec) mostraram-

se mais adequadas para separação de compostos de caráter ácido ou básico, apresentando picos mais

simétricos para o composto N,N-dimetilanilina (pKa > 9,0). O aumento da estabilidade química das novas

FE ((Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec) a base de sílica modifica com alumínio foi confirmada pelo uso

prolongado de fases móveis em condições drásticas de pH (pH < 2,0 e pH > 10,0) quando comparado

com FE sem modificação metálica. As novas FE foram testadas na separação de uma ampla série de

fármacos (pKa > 9,0) e agrotóxicos e os resultados indicaram que podem ser utilizadas nestas

separações.

xvii

ABSTRACT

Synthesis of stationary phase for reverse-phase high-performance liquid

chromatography based on thermal immobilization of PMDTS-

(polymethyltetradecylsiloxane) onto aluminized silica.

Student: Renata Cristiano Nome

Supervisor: Profa. Dra. Carol Hollingworth Collins

This work describes the development of stationary phases (SP) for Reversed Phase High

Performance Liquid Chromatography (RP-HPLC) through sorption and immobilization of

poli(methyltetradecylsiloxane) (PMTDS) over silica supports metalized with alumina. The preparation of

aluminized silica supports and PMTDS sorption/immobilization by thermal treatment were both optimized

by experimental planning. A capping reaction with trimethylchlorosilane and hexamethyldisiloxane was

performed to prepare capped SP. Supports, capped SP as well as non capped SP were all characterized

by physicochemical and chromatographic techniques. It was observed that constant vortex stirring of the

support was necessary to yield aluminized silica-based supports suitable for chromatographic

applications. The non capped SP (Si-Al(PMTDS)) were submitted to experimental planning to define the

temperature and time needed to immobilize the polymer and to lead to better chromatographic

performance. Regardless of the type of immobilization, it was observed that the new SP exhibited low

efficiency of approximately 30000 plates per meter. However, the resulting columns exhibited good

separation with symmetrical peaks for polar compounds. The presence of aluminum in the non capped SP

(Si-Al(PMTDS)) was confirmed by the poor performance in the separation of basic compounds, which

exhibited high retention. On the other hand, the capped SP (Si-Al(PMTDS)ec) were more suitable for the

separation of acidic or basic compounds, with more symmetric peaks for N,N-dimethylaniline (pKa > 9,0).

The increase in chemical stability of the new SP ((Si-Al(PMTDS) and Si-Al(PMTDS)ec) based on

aluminized silica was confirmed through the extended use of mobile phases in drastic pH conditions (pH <

2,0 and pH < 10,0) when compared with SP without metalic modification. The new SP were tested for the

separation of a wide range of pharmaceutical compounds (pKa > 9,0) and agrochemicals, and the results

indicate that the new SP may be potentially used for such separations.

xix

Sumário

Lista de Figuras.............................................................................................................xxiii

Lista de Tabelas..........................................................................................................xxxiii

1. Introdução.....................................................................................................................1

1.1. Classificação da cromatografia..................................................................................2

1.1.1. Classificação pela forma física do sistema cromatográfico.....................................2

1.1.2. Classificação pela fase móvel empregada..............................................................3

1.1.3. Classificação pelo mecanismo de separação.........................................................3

1.1.4. Classificação pela fase estacionária utilizada.........................................................3

1.2. Cromatografia liquida de alta eficiência - CLAE.........................................................3

1.3. Sílica...........................................................................................................................4

1.3.1. Propriedades químicas da sílica..............................................................................6

1.4. Fases estacionárias a base de sílica..........................................................................7

1.4.1. Fases estacionárias quimicamente ligadas - FEQL..............................................10

1.4.2. Fase estacionária imobilizada...............................................................................11

1.5. Estabilidade química das FE à base de sílica..........................................................13

1.6. Novos materiais inorgânicos como suportes cromatográficos.................................17

1.6.1. Misturas de óxidos inorgânicos como suportes cromatográficos..........................21

1.7. Escolha do polímero poli(metiltetradecilsiloxano) - PMTDS.....................................24

1.8. Caracterização de fases estacionárias.....................................................................25

xx

1.9. Avaliação das colunas cromatográficas...................................................................26

2. Objetivo geral..............................................................................................................31

2.1. Objetivos específicos................................................................................................31

3. Parte Experimental......................................................................................................32

3.1 Reagentes.................................................................................................................32

3.2. Compostos teste.......................................................................................................33

3.2.1. Agrotóxicos............................................................................................................33

3.2.2. Fármacos...............................................................................................................33

3.2.3. Filtros UV solares..................................................................................................34

3.2.4. Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos...............................................................34

3.3. Fases estacionárias comerciais...............................................................................34

3.4. Equipamentos...........................................................................................................34

3.5. Síntese do suporte de sílica aluminizada (Si-Al)......................................................35

3.6. Preparação da fase estacionária (Si-Al(PMTDS).....................................................37

3.7. Reação de capeamento da FE Si-Al(PMTDS).........................................................41

3.8. Preparação da FE Al2O3(PMTDS)............................................................................42

3.9. Recheio das colunas com a fase estacionária.........................................................42

3.10. Condicionamento da coluna...................................................................................44

3.11. Determinação das condições cromatográficas de análises para avaliação das

fases estacionárias..........................................................................................................44

3.12. Caracterizações físico-química do suporte de Si-Al e das FE Si-Al(PMTDS), Si-

Al(PMTDS)ec e Al2O3(PMTDS).......................................................................................47

xxi

3.12.1. Espectroscopia no infravermelho........................................................................47

3.12.2. Área superficial específica, volume específico e diâmetro de

poros................................................................................................................................47

3.12.3. Espectroscopia de fluorescência de raios X (FRX).............................................48

3.12.4. Análise termogravimétrica...................................................................................48

3.12.5. Microscopia eletrônica de varredura...................................................................48

3.12.6. Ressonância magnética nuclear de 29Si, 27Al e 13C............................................49

3.12.7. Análise elementar................................................................................................49

3.13. Avaliação cromatográfica.......................................................................................51

3.13.1. Misturas testes de LabCrom................................................................................51

3.13.2. Misturas teste de Tanaka....................................................................................52

3.13.3. Misturas teste de Engelhardt e Jungheim...........................................................52

3.13.4. Misturas teste de SRM870..................................................................................53

3.14. Avaliação da estabilidade química das fases estacionárias...................................54

4. Resultados e discussão...............................................................................................55

4.1. Preparação de sílica aluminizada e das fases estacionárias...................................55

4.1.1 Sílica aluminizada...................................................................................................55

4.1.2. Fases estacionárias...............................................................................................60

4.1.3. Otimização da imobilização por tratamento térmico..............................................62

4.2. Caracterizações físico-químicas das FE..................................................................68

4.2.1. Espectroscopia de absorção no Infravermelho.....................................................68

4.2.2. Ressonância magnética Nuclear...........................................................................71

xxii

4.2.3. Área superficial......................................................................................................75

4.2.4. Análise termogravimétrica.....................................................................................77

4.2.5. Caracterização por microscopia eletrônica de varredura do suporte

cromatográfico.................................................................................................................81

4.3. Caracterização cromatográfica das fases estacionárias otimizadas........................87

4.3.1. Mistura teste de Tanaka........................................................................................88

4.3.2. Mistura-teste de Engelhardt..................................................................................97

4.3.3. Mistura teste de SRM870......................................................................................99

4.4. Estabilidade química das fases estacionárias........................................................101

4.4.1. Estabilidade química da FE Si-Al(PMTDS) em meio ácido.................................101

4.4.2. Estabilidade química da FE Si-Al(PMTDS), Si-Al(PMTDS)ec em meio

básico............................................................................................................................104

4.5. Estudo de aplicações das fases estacionárias.......................................................107

4.5.1. Separação de agrotóxicos...................................................................................108

4.5.2. Separação de fármacos......................................................................................109

4.5.3. Separação de policíclicos hidrocarbonetos aromáticos......................................114

4.5.4. Separação de filtros solares................................................................................115

5. Conclusões................................................................................................................118

6. Referências Bibliográficas.........................................................................................120

7. Anexo I......................................................................................................................132

xxiii

Lista de Figuras

Figura 1. Estrutura da superfície da sílica........................................................................6

Figura 2. Reações para o preparo de fases estacionárias quimicamente ligadas.........10

Figura 3. Esquema de degradação química de FE em modo reversa a base de sílica A-

ataque básico (pH > 8,0) e B- ataque ácido (pH < 2,0)...................................................14

Figura 4. Instabilidade química da sílica em função do pH e forma da sílica.................15

Figura 5. Estrutura química do polissiloxano, PMTDS. m= número de monômeros......25

Figura 6. Cromatograma com as medidas empregadas na determinação dos

parâmetros cromatográficos. ..........................................................................................26

Figura 7. Cálculo do fator de assimetria.........................................................................29

Figura 8. Curva de van Deemter hipotética mostrando a relação entre eficiência e

velocidade linear média da fase móvel. .........................................................................30

Figura 9. Representação esquemática da reação de preparação do suporte

cromatográfico.................................................................................................................36

Figura 10. Representação esquemática da reação de preparação da FE Si-Al(PMTDS).

.........................................................................................................................................38

Figura 11. Representação esquemática do sistema de imobilização térmica das

FE....................................................................................................................................38

xxiv

Figura 12. Representação esquemática do sistema de extração do excesso de

polímero...........................................................................................................................40

Figura 13. Reação de capeamento da FE Si-Al(PMTDS)..............................................41

Figura 14. Representação esquemática do sistema de enchimento de colunas...........43

Figura 15. Cromatogramas de separação da mistura-teste I por uma fase Si-Al(PMTDS)

imobilizada termicamente a 100 oC por 12 h, empregando diferentes condições de fase

móvel. Condições cromatográficas: vazão de fase móvel: 0,3 mL min-1; volume de

amostra injetada: 5 L; detecção a 254 nm e temperatura de 25 oC. Compostos

analisados: (1) uracila, (2) benzonitrila, (3) benzeno, (4) tolueno e (5)

naftaleno..........................................................................................................................44

Figura 16. Cromatogramas de separação da mistura-teste I e mistura teste II por uma

fase Si-Al(PMTDS) imobilizada termicamente a 100 oC por 12 h. Condições

cromatográficas: FM 70:30 (v/v); vazão de fase móvel: 0,3 mL min-1; volume de amostra

injetada: 5 L; detecção a 254 nm e temperatura de 25 oC. Compostos: (1) uracila, (2)

benzonitrila, (3) benzeno, (4) tolueno, (5) naftaleno, (6) fenol, (7) N,N-dimetilanilina e (8)

acenafteno.......................................................................................................................45

Figura 17. Curva de van Deemter para uma fase Si-Al(PMTDS) imobilizada................46

Figura 18. Espectro de fluorescência de raios X típico..................................................57

Figura 19. Termograma do polímero poli(metiltetradecilsiloxano)..................................62

Figura 20. Cromatogramas da separação da misturas-teste II empregando a fase Si-

Al(PMTDS) imobilizada termicamente. Condições cromatográficas: vazão de fase

xxv

móvel: 0,3 mL min-1; volume de amostra injetada: 5 L; detecção: 254 nm e

temperatura: 25 oC. (1) uracila,.......................................................................................65

Figura 21. Cromatogramas da separação da misturas-teste II empregando a fase Si-

Al(PMTDS) imobilizada termicamente. Condições cromatográficas: vazão de fase

móvel: 0,3 mL min-1; volume de amostra injetada: 5 L; detecção: 254 nm e

temperatura: 25 oC. (1) uracila, (5) naftaleno, (6) fenol, (7) N,N-dimetilanilina e (8)

acenafteno.......................................................................................................................66

Figura 22. Gráfico de contornos e Superfície de resposta A- Eficiência do composto

naftaleno, B e C- Assimetria dos picos naftaleno e N,N-dimetilanilina,

respectivamente..............................................................................................................68

Figura 23. Espectros de absorção na região do infravermelho para os suportes de sílica

nua (SiO2), sílica aluminizada (Si-Al), sílica aluminizada imobilizada termicamente com

poli(metiltetradecilsiloxano) (Si-Al(PMTDS)) e sílica aluminizada imobilizada

termicamente com poli(metiltetradecilsiloxano) capeada (Si-Al(PMTDS)ec)

.........................................................................................................................................69

Figura 24. Espectros da região do infravermelho para os suportes de alumina Al2O3 e

alumina imobilizada termicamente com poli(metiltetradecilsiloxano) Al2O3(PMTDS).....71

Figure 25. Espectros de RMN de (A) 29Si da sílica nua, (B) 27Al da alumina nua, (C) 29Si

do suporte cromatográfico (Si-Al) e (D) 27Al do suporte cromatográfico (Si-

Al)....................................................................................................................................72

Figura 26. Espectros de RMN de 29Si das fases (A) Si-Al(PMTDS); (B) RMN 13C da fase

estacionária Si-Al(PMTDS)..............................................................................................73

xxvi

Figura 27. Espécies de silício presentes nos suportes e nas fases estacionárias, com

os valores de deslocamento químico. (R = C14)............................................................73

Figura 28. Espectros de RMN de 29Si da fase (A) Si-Al(PMTDS)ec e (B) RMN de 13C da

fase Si-Al(PMTDS)ec......................................................................................................74

Figura 29. Espectros de RMN de 27Al da fase (A) Al2O3-(PMTDS); (B) RMN 13C da fase

estacionária Al2O3-(PMTDS) ..........................................................................................75

Figura 30. A- Isotermas de adsorção-dessorção, com N2 a 77 K, obtidas para a FE Si-

Al(PMTDS), B-Distribuição de tamanho de poros da FE Si-Al(PMTDS).........................78

Figura 31. Curvas TG e DTG do suporte Si-Al...............................................................78

Figura 32. Curvas TG e DTG do A) Si-Al(PMTDS) e B) Si-Al(PMTDS)ec.....................79

Figura 33. Curvas TG e DTG do A) Al2O3 e B) Al2O3(PMTDS) .....................................80

Figura 34. Microscopia de Varredura Eletrônica da sílica nua com aumento de 0,5 k, 2,0

k, 7,0 k e 20 k vezes........................................................................................................82

Figura 35. A- Microscopia de varredura eletrônica da alumina nua Al2O3 (ampliação de

2,5 k vezes) ....................................................................................................................82

Figura 36. Microscopia de Varredura Eletrônica da sílica aluminizada (Si-Al) com (A e

B- ampliação de 0,5 e 2,0 k vezes, respectivamente), C- Espectro obtido por

microanálise de raios X característicos por EDS da sílica aluminizada (Si-Al) com

aumento de (região “1”) aproximadamente 16% alumínio e (região “2”)

aproximadamente 44% de alumínio e raios X característicos por EDS com

discriminação dos elementos analisado..........................................................................83

xxvii

Figura 37. Microscopia de varredura eletrônica da sílica aluminizada (referente Si-Al

sem agitação por vortex) com aumento de A) 0,5, 2, 7 e 20 K vezes, B) Espectro obtido

por microanálise de raios X característicos por EDS com tabela de discriminação dos

elementos analisado........................................................................................................85

Figura 38. Microscopia de varredura eletrônica da (A) Si-Al(PMTDS) antes; (B) Si-

Al(PMTDS) depois da análise cromatográfica (ampliações de 0,5 k, 2 k, 7 k e 20 k

vezes) .............................................................................................................................86

Figura 39. Microscopia de varredura eletrônica da Si-Al(PMTDS)ec (ampliações de 0,5

k, 2 k, 7 k e 20 k vezes) ..................................................................................................86

Figura 40. B- Microscopia de varredura eletrônica da FE Al2O3(PMTDS) (ampliação de

0,5, 2,0, 7,0 e 20 k vezes) ..............................................................................................87

Figura 41. Cromatogramas da separação da mistura-teste de Tanaka A pelas fases Si-

Al(PMTDS), Si-Al(PMTDS)ec e Al2O3(PMTDS). Condições cromatográficas: fase móvel

metanol:água (80:20, v:v); vazão de fase móvel: 0,3 mL min-1; volume de amostra

injetada: 5 L; detecção: 254 nm e temperatura: 40 oC. Compostos analisados: (1)

uracila, (1a) tioreia, (2) o-terfenil, (3) butilbenzeno, (4) pentilbenzeno e (5)

trifenileno.........................................................................................................................90

Figura 42. Cromatogramas da separação da mistura-teste de Tanaka B nas fases Si-

Al(PMTDS), Si-Al(PMTDS)ec e Al2O3(PMTDS). Condições cromatográficas: fase móvel


injetada: 5 L; detecção: 254 nm e temperatura: 40 oC. Compostos analisados: (1)

uracila, (1a) tioreia (2) cafeína e (3) fenol; (*) impurezas................................................92

Figura 43. Cromatogramas da separação da mistura-teste de Tanaka C nas fases Si-

Al(PMTDS), Si-Al(PMTDS)ec e A2O3(PMTDS). Condições cromatográficas: fase móvel

xxviii

metanol:KH2PO4/K2HPO4 20 mmol L-1 (30:70, v:v) pH 2,7; vazão de fase móvel: 0,3 mL

min-1; volume de amostra injetada: 5 L; detecção: 254 nm e temperatura: 40 oC.

Compostos analisados: (1) uracila, (2) fenol e (3) benzilamina......................................94

Figura 44. Cromatogramas da separação da mistura-teste de Tanaka D nas fases Si-

Al(PMTDS), Si-Al(PMTDS)ec e A2O3(PMTDS). Condições cromatográficas: fase móvel

metanol:KH2PO4/K2HPO4 0,02 mmol L-1 (30:70, v:v) pH 7,6; vazão de fase móvel: 0,3

mL min-1; volume de amostra injetada: 5 L; detecção: 254 nm e temperatura: 40 oC.

Compostos analisados: (1) uracila, (2) fenol e (3) benzilamina......................................96

Figura 45. Cromatogramas da separação da mistura-teste de Engelhardt e Jungheim

pelas fases Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec. Condições cromatográficas: fase móvel


injetada: 5 L; detecção: 254 nm e temperatura: 40 oC. Compostos analisados: uracila,

anilina, fenol, N,N-dimetilanilina, tolueno e etilbenzeno..................................................98

Figura 46. Cromatogramas da separação da mistura-teste de Engelhardt e Jungheim

pelas fases Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec. Condições cromatográficas: FM:

MeOH:K2HPO4/K2H2PO4 (80:20, v/v) pH 7,0, vazão de fase móvel: 0,3 mL min-1;

volume de amostra injetada: 5 L; detecção: 254 nm e temperatura: 25 oC. Compostos

analisados: uracila, tolueno, etilbenzeno, quinizarina e amitriptilina.............................100

Figura 47. Variação (A) da eficiência e (B) do fator de retenção pela fase estacionária

Si-Al(PMTDS) com a passagem da fase móvel metanol:0,020 mol L-1 KH2PO4/H3PO4 à

pH 1,7 (70:30, v/v); vazão 0,5 mL min-1; volume da amostra 5 L; temperatura: 50 oC;

detecção: 254 nm. Analito-teste: acenafteno................................................................102

Figura 48. Variação (A) e (C) da eficiência; (B) e (D) do fator de retenção nas fases

estacionárias Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec, respectivamente, com a passagem da

fase móvel metanol:50 mmol L-1 K2CO3/KHCO3 (70:30, v:v) pH 10,0; vazão 0,5 mL min-

xxix

1; volume da amostra 5 L; temperatura: 50 oC; detecção: 254 nm. Analito-teste:

acenafteno.....................................................................................................................104

Figura 49. Variação (A) e (C) da eficiência; (B) e (D) do fator de retenção nas fases

estacionárias Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec, respectivamente, com a passagem da

fase móvel metanol:50 mmol L-1 K2CO3/KHCO3 (70:30, v:v) pH 10,0; vazão 0,5 mL min-

1; volume da amostra 5 L; temperatura: 50 oC; detecção: 254 nm. Analito-teste:

acenafteno.....................................................................................................................105

Figura 50. Variação (A) início e (B) do final do teste de estabilidade pelas fase

estacionária Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec com a passagem da FM:

metanol:K2CO3/KHCO3 50 mmol L-1 (70:30, v:v) pH 10,0, vazão de 0,5 mL min-1,

detecção: 254 nm e temperatura: 50 oC. Mistura teste 2..............................................106

Figura 51. Variação (A) da eficiência e (B) do fator de assimetria pela fase estacionária

Al2O3(PMTDS) com a passagem da fase móvel metanol:50 mmol L-1 K2CO3/KHCO3

(50:50, v:v) pH 10,0; vazão 0,5 mL min-1; volume da amostra 5 L; temperatura: 50 oC;


Figura 52. Variação (A) da eficiência e (B) do fator de retenção pela fase estacionária

Al2O3(PMTDS) com a passagem da fase móvel metanol:20 mmol L-1 KH2PO4/H3PO4 à

pH 1,7 (50:50, v/v); vazão 0,5 mL min-1; volume da amostra 5 L; temperatura: 50 oC;


Figura 53. Cromatogramas da separação de uma mistura de agrotóxicos nas fases Si-

Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec. Condições cromatográficas: fase móvel acetonitrila:água

(50:50, v:v); vazão de fase móvel: 0,3 mL min-1; volume de amostra: 5 L; temperatura:

25 oC; detecção: 254 nm. Compostos: (1) imazetapir, (2) cianazina, (3) carboxim, (4)

atrazina, (5) diurom e (6) linurom..................................................................................108

xxx

Figura 54. Cromatogramas obtidos na separação de uma mistura de fármacos nas

fases Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec. Condições cromatográficas: fase móvel

metanol:20 mmol L-1 K2HPO4/ KH2PO4 (50:50, v:v), pH 10; vazão de fase móvel: 0,3 mL

min-1; volume de amostra: 5 L; temperatura: 25 oC; detecção: 254 nm. Compostos: (1)

paracetamol, (2) ibuprofeno, (3) lorazepan e (4) alprazolam........................................110

Figura 55. Cromatogramas obtidos na separação de uma mistura de 4 fármacos nas

fases (A) Si-Al(PMTDS); (B) Si-Al(PMTDS)ec. Condições cromatográficas: fase móvel

metanol:K2CO3/KHCO3 20 mmol L-1 (70:30, v:v) pH 12; vazão de fase móvel: 0,3 mL

min-1; volume de amostra: 5 L; temperatura: 25 oC; detecção: 254 nm. Compostos: (1)

diazepam, (2) fluoxetina, (3) nortriptilina e (4) amitripitilina...........................................111

Figura 56. Cromatogramas da separação de uma mistura de fármacos nas fases Si-

Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec imobilizada termicamente a 100 oC por 12 h. Condições

cromatográficas: fase móvel metanol:0,2% trietilamina e 0,2% ácido acético (20:80, v:v)

pH 4,5; vazão de fase móvel: 0,3 mL min-1; volume de amostra: 5 L; temperatura: 25

oC; detecção: 254 nm. Compostos: (1) paracetamol, (2) ácido acetilsalicílico e (3)

cafeína...........................................................................................................................112

Figura 57. Cromatogramas da separação de uma mistura de fármacos pela fase Si-

Al(PMTDS) imobilizada termicamente a 100 oC por 12 h. Condições cromatográficas:

(A) móvel metanol:água (70:30, v:v); (B) fase móvel metanol:K2CO3/KHCO3 20 mmol L-1

(70:30, v:v) pH 12; vazão de fase móvel: 0,3 mL min-1; volume de amostra: 5 L;

temperatura: 25 oC; detecção: 254 nm. Compostos: (1) tioréia, (2) propanolol e (3)

amitripitilina....................................................................................................................113

Figura 58. Cromatogramas da separação de uma mistura de fármacos ácidos pelas

fases Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec imobilizada termicamente a 100 oC por 12 h.

Condições cromatográficas: fase móvel acetonitrila:água (50:50, v:v); vazão de fase

xxxi

móvel: 0,3 mL min-1; volume de amostra: 5 L; temperatura: 25 oC; detecção: 254 nm.

Compostos: (1) metil-, (2) propil- e (3) butilparabeno....................................................113

Figura 59. Cromatogramas obtidos na separação de uma mistura de HPA na fase Si-

Al(PMTDS)ec. Condições cromatográficas: fase móvel metanol:20 mmol L-1 K2HPO4/

KH2PO4 (70:30, v:v) pH 10; vazão de fase móvel: 0,8 mL min-1; volume de amostra: 5

L; temperatura: 25 oC; detecção: 254 nm. Compostos: (1) acenafteno, (2) fenantreno,

(3) pireno, (4) benzo(a)pireno e (5) benzo(e)pireno......................................................115

Figura 60. Cromatogramas da separação de uma mistura de filtros UV pelas fases Si-

Al(PMTDS) imobilizada termicamente a 100 oC por 12 h. Condições cromatográficas:

fase móvel metanol:K2CO3/KHCO3 20 mmol L-1 (70:30, v:v) pH 10; vazão de fase móvel:

0,3 mL min-1; volume de amostra: 5 L; temperatura: 40 oC; detecção: 254 nm.

Compostos: (1) ácido fenilbenzimidazol sulfônico, (2) octocrileno e (3) benzofenona-3.

.......................................................................................................................................116

xxxiii

Lista de Tabelas

Tabela 1. Variáveis e níveis estudados para a otimização da aluminização da sílica.

.........................................................................................................................................37

Tabela 2. Matriz do planejamento composto central para as condições de tempo e

temperatura de preparação das fases Si-Al(PMTDS) ....................................................39

Tabela 3. Percentagens de alumínio incorporado de acordo com os experimentos do

planejamento fatorial fracionário 24-1. Determinação da porcentagem de alumínio por

FRX %Al: percentagem média de alumínio (n = 2). Si2: variância individual dos

experimentos...................................................................................................................58

Tabela 4. Efeitos das variáveis do planejamento factorial fracionário 24-1 e estimativa do

erro dos efeitos (S) .........................................................................................................59

Tabela 5. Diferentes condições de imobilização por tratamento térmico (tempo e

temperatura) avaliadas, a correspondente matriz dos parâmetros cromatográficos e

%PMTDS obtidos no estudo do planejamento composto central na avaliação do tempo

e temperatura da imobilização térmica...........................................................................63

Tabela 6. Área superficial específica, volume e diâmetro de poros da sílica pura,

alumina pura, sílica aluminizada, sílica aluminizada imobilizada com (PMTDS) e alumina

imobilizada com (PMTDS)...............................................................................................77

Tabela 7. Características cromatográficas das fases Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec

obtidas pelas misturas-teste de Tanaka..........................................................................89

xxxiv


obtidas pela mistura-teste de Engelhardt e Jungheim....................................................98


obtidas nas misturas-teste de SRM 870..........................................................................99

1

1. Introdução

A definição de cromatografia dada pela IUPAC em 1993 é: “cromatografia é o

método físico de separação no qual os componentes a serem separados se distribuem

entre duas fases, uma das quais é estacionária (fase estacionária, FE), enquanto a

outra (fase móvel, FM) se movimenta numa direção definida.”1 A descrição teórica da

separação cromatográfica mudou pouco desde o trabalho original de Tswett (1906).2

Uma mistura contendo diversos componentes é carregada pela fase móvel, interagindo

com a fase estacionária. Neste processo, a maioria das FE retém os componentes da

mistura, fazendo com que alguns sejam transportados mais lentamente pela fase

móvel, quando comparados com outros componentes que interagem mais fracamente

com a fase estacionária. A diferença de mobilidade permite a separação dos

componentes da mistura. A análise desta separação pode ser realizada de modo

qualitativo (por exemplo, por inspeção visual) ou de modo quantitativo (por exemplo, por

métodos espectrométricos).3

A técnica da cromatografia está sempre tentando melhorar o desempenho em

separações, aprimorando a eficiência para cada componente de um sistema

cromatográfico.4 Um exemplo relevante para esta tese é o desenvolvimento de novas

fases estacionárias para separações analíticas em cromatografia líquida de alta

eficiência (CLAE), o qual tem ocorrido de maneira extraordinária nos últimos anos. As

tendências estão centradas principalmente na obtenção de maior rendimento de

separação através de três estratégias: (i) eficiência da FE na coluna; (ii) permeabilidade

da FE na coluna; (iii) material da fase estacionária que permite separações em

condições desafiadoras de pH ou temperatura.5 A ênfase na FE se dá devido ao fato de

que a separação ocorre principalmente por causa dela. Neste sentido, diz-se que a FE

na sua própria coluna é o coração de um sistema CLAE.6 Embora a teoria da separação

em colunas cromatográficas não tenha mudado muito desde os tempos de Tswett, a

técnica vem sendo aprimorada continuamente. Por exemplo, as colunas de vidro

empregadas por Tswett foram substituídas e, nas últimas décadas, são preparadas em

tubos de aço inox. O carbonato de cálcio, fase estacionária mais usada por Tswett para

preencher as colunas, deu lugar a materiais baseados em sílica, alumina ou géis

2

poliméricos. Por fim, a FM explora solventes de diversas polaridades, acidez e

basicidade.2 Contudo, com o desenvolvimento da técnica de cromatografia

naturalmente ocorreu uma expansão e ramificação deste método de separação

resultando em várias modalidades de cromatografia conforme descrito a seguir.

1.1. Classificação da cromatografia

São vários os critérios usados para a classificação das diferentes modalidades

de cromatografia, sendo os mais comuns relacionados à técnica empregada, ao

mecanismo de separação envolvido e aos diferentes tipos de fases utilizadas.3 De

acordo com a IUPAC,1 as diferentes formas de cromatografia podem ser classificadas

considerando-se diversos critérios, sendo alguns deles listados abaixo:

1. Classificação pela forma física do sistema cromatográfico

2. Classificação pela fase móvel empregada

3. Classificação pelo modo de separação

4. Classificação pela fase estacionária utilizada

1.1.1. Classificação pela forma física do sistema cromatográfico

Em relação à forma física do sistema, a cromatografia pode ser subdividida em

cromatografia em coluna, na qual a FE é colocada em um tubo cilíndrico, e

cromatografia planar, na qual a FE é disposta sobre uma superfície planar. A

cromatografia planar resume-se à cromatografia em papel (CP) e à cromatografia em

camada delgada (CCD), enquanto a cromatografia em coluna se apresenta em diversos

sistemas e variações.

3

1.1.2. Classificação pela fase móvel empregada

Esta classificação leva em consideração o estado físico do fluido em que a FM se

encontra. Desta forma, tem-se a cromatografia gasosa (CG), a cromatografia líquida

(CL) e a cromatografia com fluido supercrítico (CSC). A cromatografia líquida, foco

desta tese, ainda pode ser subdividida em cromatografia líquida clássica (CLC) e

cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), nas quais o transporte da FM é

realizado por força da gravidade ou por bombas de alta pressão, respectivamente.

1.1.3. Classificação pelo modo de separação

O tipo de CLAE é geralmente definido pelo modo de separação ou pelo tipo de FE.

Estes incluem (i) absorção/partição ou cromatografia líquido-líquido e com fase ligada;

(ii) adsorção ou cromatografia líquido-sólido; (iii) troca iônica ou cromatografia por troca

iônica; (iv) cromatografia por exclusão por tamanho.

1.1.4. Classificação pela fase estacionária utilizada

As FE em cromatografia empregam um suporte sólido, mas podem ser

classificadas com base no componente do suporte que de fato influencia a retenção e a

separação. Neste caso, tem-se: (i) FE sólidas, nas quais o próprio suporte é a FE; (ii)

FE líquidas, nas quais se deposita uma camada líquida sobre o suporte; e (iii) FE

quimicamente ligada, nas quais o suporte é modificado quimicamente (ou por

imobilização de um líquido na sua superfície) para aumentar o desempenho

cromatográfico da FE.

1.2. Cromatografia liquida de alta eficiência - CLAE

CLAE ou Cromatografia Líquida de Alta Eficiência é uma das técnicas analíticas

de separação mais desenvolvida e popular, além de ser amplamente utilizada. CLAE

4

vem sendo usada em laboratórios de todo o mundo nos últimos 50 anos nas ciências

farmacêuticas, química clínica, análises ambiental e de alimentos, química sintética, etc.

A popularidade da CLAE se origina principalmente de sua confiabilidade (uso de fase

móvel líquida controlado por pressão) e versatilidade (possibilidade de ajuste da

composição de ambas as fases, estacionária e móvel).7

Os sistemas clássicos de separação baseados em sílica pura ou alumina pura –

denominados de cromatografia em fase normal – com fases móveis apolares não teriam

resultado na ampla variedade e simplicidade de métodos de separação, além da

reprodutibilidade encontrada no estado da arte em CLAE. Porém, modificações destas

fases constituem os carros-chefe da CLAE.8 Se por um lado, CLAE em fase normal

utiliza fases estacionárias mais polares e fases móveis menos polares, sistemas de

CLAE operando no modo de fase reversa (FR) consistem de uma fase estacionária de

menor polaridade e uma fase móvel de maior polaridade.3,9 A ascensão da CLAE-FR

como a ferramenta analítica de separação mais empregada origina-se, em parte, da

ampla variedade de seletividades, introduzida pelo enorme número de fases

estacionárias disponíveis. A grande maioria das fases reversas comumente

empregadas tem a sílica como material de suporte. Sua seletividade e eficiência

dependem das propriedades físicas e químicas do material base (sílica), bem como do

tipo e modo de ligação de grupos para sistemas em fase reversa. Sua diversidade

permite a seleção de colunas apropriadas para uma vasta gama de aplicações,

variando desde separações de hidrocarbonetos aromáticos, agrotóxicos e compostos

farmacêuticos até aplicações na separação de biomoléculas.10,11,12

1.3. Sílica

A sílica é o material mais comumente empregado como FE e como suporte,

devido às suas favoráveis propriedades mecânicas, químicas, térmicas e,

principalmente, eficiência em separações cromatográficas. A sílica foi empregada como

FE ou suporte desde o início do desenvolvimento da técnica CLAE, devido à estas

propriedades vantajosas.13 Além disto, diversos trabalhos vêm sendo realizados com o

objetivo de superar as limitações da sílica com relação às separações cromatográficas.

5

Por exemplo, as FE à base de sílica empregam partículas de sílica cada vez menores e

mais simétricas. Enquanto há 40 anos as partículas exibiam formas irregulares e

tamanhos da ordem de dezenas de micrômetros, hoje em dia é possível utilizar

partículas esféricas de alguns micrômetros, mais especificamente 5 m ou até mesmo

chegando a ordem de sub micrometros.14,15

Além da otimização da geometria da sílica, as propriedades químicas da sílica

também são alvo de intensa investigação.16,17 Em geral, a sílica para cromatografia

pode ser produzida via processo sol-gel, no qual silicatos dissolvidos são poli-

condensados via reação de hidrossilação, como mostra a equação 1,

lsOHH

aq ROHSiOORSi

2

,

4

2

, equação 1,

resultando em sílicas porosas e amorfas denominadas sílica do tipo A ou do tipo B.18 A

diferença entre estes dois tipos de sílica é o material utilizado como precursor. A sílica

do tipo A utiliza ácido silícico (R = H) e, na equação acima, observa-se que isto resulta

na formação de água como produto. Devido ao alto valor de pKa (9,8) do ácido silícico,

a base conjugada aniônica pode solvatar cátions metálicos, incorporando-os à rede de

polissiloxano e, consequentemente, resultando em produto contaminado com metais.

Por outro lado, a sílica do tipo B é preparada a partir de policondensação de

alcoxissilano destilado do tipo tetrametoxissilano (R = CH3) e tetraetoxissilano (R =

CH2CH3). Consequentemente, o sub-produto é composto de álcoois primário ao invés

de água. Devido à etapa de destilação menores quantidades de impurezas metálicas

serão incorporadas à sílica quando comparado com a sílica do tipo A. Desta forma,

atualmente processos envolvendo a reação de preparo de sílica do tipo B são mais

utilizados. O grande inconveniente de fases estacionárias a base de sílica do tipo A é

devido ao fato dessas FE apresentarem um aumento na acidez dos grupos silanóis (Si-

OH) provocado pela proximidade de átomos metálicos (Figura 1). Dessa forma, podem

causar alargamento substancial do pico cromatográfico, principalmente dos compostos

básicos, perda de resolução cromatográfica e reações indesejáveis.19

6

Figura 1. Estrutura da superfície da sílica. (adaptada da referência 20)

1.3.1. Propriedades químicas da sílica

A sílica é um produto poroso e amorfo de SiO2 contendo uma superfície recoberta

por grupos hidroxila ligados aos átomos de silício, onde estas superfícies de hidroxila

podem ser classificadas em grupos hidroxila livre e hidroxila ligada.21 Na Figura 1, os

três tipos distintos de Si-OH são apresentados: livres, geminais e vicinais, sendo que

cada tipo tem propriedades químicas diferentes, baseadas em suas reatividades: a)

silanóis livres, que ocorrem em baixa concentração e são o tipo mais ácido (pKa ~ 5,0,

sendo que a acidez depende de impurezas na superfície). Portanto, silanóis livres

podem atuar como trocadores catiônicos. Além disto, silanóis podem se ligar fortemente

a solutos básicos, com efeitos indesejáveis sobre o rendimento cromatográfico, como

aumento de retenção, alargamento de picos e aparecimento de caudas; b) silanóis

geminais, que são menos ácidos do que os livres, sendo o tipo mais reativo em reações

de derivatização e c) silanóis vicinais ou associados, ligados uns ao outros por ligação

7

de hidrogênio, sendo o tipo de silanol menos ácido (pKa ~ 8,5) e o mais abundante na

superfície da sílica.

Na literatura, há discussões extensas e, às vezes, controversas, sobre a

concentração total de grupos silanóis, bem como a distribuição de grupos isolados e

vicinais. De um modo geral, o consenso é que a concentração total de sílica

completamente hidroxilada está em torno de 8 ± 1 mol m-2.22 Siloxanos (Si-O-Si)

apresentados na superfície e interior da sílica, são inertes em termos de reatividade e

interação com analitos.23

Com relação às suas propriedades térmicas, o aquecimento da sílica abaixo de

400 K leva a perdas de moléculas de água adsorvidas fisicamente. Na faixa de

temperatura entre 400 K e 900 K, a superfície é primariamente desidroxilada pela

reação de vários grupos silanóis vicinais. Esta reação é reversível, pois, fervendo o

sistema desidroxilado com água, a superfície é re-hidroxilada, resultando em uma

distribuição mais homogênea de silanóis.21 Em temperaturas acima de 900 K, perde-se

ainda mais água, porém este processo é acompanhado de mudanças estruturais

irreversíveis (por exemplo, sinterização). Uma sílica totalmente des-hidroxilada

(aquecida a 1500 K) exibe somente grupos siloxanos na superfície (absorção no FTIR

entre 1250 – 1020 cm-1), é hidrofóbica e não pode mais ser hidratada pela água.

1.4. Fases estacionárias a base de sílica

O material de preenchimento (suporte) empregado em colunas para CLAE pode

ser dividido em três tipos: polímero orgânico, substâncias inorgânicas e materiais

híbridos.24 Atualmente, materiais inorgânicos, incluindo sílica, são amplamente

empregados em pesquisas básica e aplicada.25

Um suporte considerado ideal,26 no qual as propriedades das FE são determinadas,

deve apresentar as seguintes características:

reprodutibilidade na síntese (quando os suportes são sintetizados),

área superficial alta, para aumentar a capacidade de aceitação da amostra,

ser poroso, com diâmetro apropriado para o tamanho do analito e faixa estreita de

tamanho, para permitir alta transferência de massa da FM, e aumentar a eficiência,

8

estabilidade química, mecânica e térmica, para resistir às diferentes condições de

FM, às altas pressões e temperaturas utilizadas,

superfície homogênea e ter o máximo de grupos ativos em sua superfície, para

facilitar a adsorção do líquido estacionário,

não deve apresentar aumento na espessura (intumescimento) quando em contato

com FM.

A sílica vem sendo amplamente empregada como suporte para CLAE nas últimas

décadas.27 Isto se deve às suas propriedades altamente favoráveis para aplicação em

cromatografia.21 A elevada atividade química da superfície da sílica é desejável para a

interação com diversas moléculas de polaridade variadas, proporcionando FE de

diferentes seletividades. Por outro lado, problemas relacionados ao impedimento

estérico fazem com que grande número dos silanóis não seja quimicamente modificado,

resultando nos denominados silanóis residuais. Consequentemente, modificações

químicas das FE a base de sílica geralmente resultam em modos mistos de retenção:

hidrofóbico e hidrofílico.3

Atualmente, o modo de separação mais usado em CLAE é o modo em fase reversa,

o que corresponde à aproximadamente 80% das aplicações em áreas industriais e

acadêmicas, pois permite separações analíticas e preparativas eficientes para uma

ampla faixa de compostos.27 Exemplos típicos de fase estacionária para CLAE-FR são

organossilanos (C8, C18) ligados quimicamente à sílica; exemplos de fase móvel para

CLAE-FR incluem solventes relativamente polares como água, metanol, acetonitrila ou

tetraidrofurano. Neste modo de separação, a retenção dos analitos ocorre em uma

camada de líquido extremamente fina que está adsorvida ou quimicamente ligada na

superfície da sílica.8,28 Além do mais, a separação em fase reversa apresenta curto

tempo de equilíbrio entre análises, possibilitando o uso da eluição na forma de

gradiente e também o uso de fase móvel rica em componente aquoso.

O desenvolvimento rápido da teoria dos processos de retenção em cromatografia

tornou claro que a separação eficiente de vários compostos requer um conhecimento

aprofundado do impacto das características moleculares dos solutos e das fases móvel

e estacionária, e a ação combinada destes efeitos no nível molecular de retenção. A

aplicação bem fundamentada deste conhecimento facilitará enormemente o

9

planejamento racional de métodos ótimos de separação. Considerando que a química e

a físico-química da superfície do suporte determinam as características de retenção da

fase estacionária, várias ferramentas analíticas de caracterização de materiais têm sido

utilizadas para estudar fases estacionárias para cromatografia líquida: ressonância

magnética nuclear (RMN), espectroscopia no infravermelho com transformada de

Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura, (MEV), entre outras.

Na literatura, existem várias discussões sobre as propriedades necessárias para

uma fase reversa ótima.26 De acordo com Melander e Horvath,29 a fase estacionária

ideal para CLAE-FR deve ter as seguintes propriedades:

apresentar alta eficiência, permitindo análise rápida,

ter estabilidade química e térmica adequadas e tempo de vida longo, para permitir

separações cromatográficas em ampla faixa de condições de pH e temperatura.

permitir a modulação do comportamento de retenção sob ampla faixa de condições

de trabalho. Isto significa que a fase estacionária é inerte e não exibe interações

específicas com certos grupos funcionais de solutos com a vantagem concomitante

de cinética rápida de adsorção e dessorção. Fases ligadas bem preparadas e

contendo organossilanos devem ter propriedades que se aproximam destes

requerimentos, os quais correspondem a uma fase estacionária ideal,

estar disponível com diferentes tamanhos de poros, para permitir a separação

eficiente de analitos com diversos valores de massa molar,

ter homogeneidade, isto significa que a cinética e a termodinâmica associada ao

processo de retenção são as mesmas ao longo do leito cromatográfico.

Devido à necessidade de melhorar a confiabilidade e versatilidade de FE

comerciais, diversos métodos têm sido desenvolvidos para modificar a superfície da

sílica a partir de ligações covalentes, criando fases estacionárias quimicamente ligadas

(FEQL).30

10

1.4.1. Fases estacionárias quimicamente ligadas - FEQL

Reações de esterificação, nas quais álcoois reagem com grupos silanóis (Si-OH)

para formar uma monocamada orgânica na superfície da sílica (Figura 2A),

representaram os primeiros esforços no sentido de obter FEQL. Porém, com a

popularização de fases móveis aquosas, a baixa estabilidade hidrolítica das FE

esterificadas ficou evidenciada, tornando obsoleto o seu uso.

Si OH R OH Si OR+ + H2O

Si OH SOCl+ 2 Si Cl

MgBr

H2NCH2CH2NH2

Si

Si NCH2CH2NH2

H

A-

B-

Si OH +

ClSiR2R'

ROSiR2R'

ouC- Si O SiR2R'

Figura 2. Reações para o preparo de fases estacionárias quimicamente ligadas.

FEQL contendo ligações Si-C ou Si-N foram preparadas em duas etapas: reação

com cloreto de tionila com os grupos Si-OH, seguida de reação de Grignard ou pela

reação com aminas para formar Si-C ou Si-N, respectivamente (Figura 2B). Embora as

FEQL baseadas em Si-N tenham apresentado baixa estabilidade hidrolítica, as FEQL

contendo ligações Si-C representaram um avanço com relação às FE esterificadas no

que diz respeito à estabilidade hidrolítica. Porém, as novas FEQL de Si-C também

apresentaram diversas limitações que restringiram seu uso para CLAE-FR. O baixo

rendimento das reações de Grignard resultou em grande quantidade de silanóis

11

residuais e, consequentemente, em modos mistos de retenção, além de resultar em

sub-produtos de reação.

A reação de grupos Si-OH com organossilanos, resultando em ligações siloxano

(Si-O-Si-C) é, atualmente, o método mais popular na síntese de FEQL. Os agentes

silanos mono-, di- e tri-funcionais, RSi(CH3)3-nXn (n = 1 - 3; R = cadeias alquila de

comprimento C4, C8, C12, C18, C22, C30; X = Cl, OR’, H) podem ser ligados a

superfícies de óxidos metálicos e sílica, resultando em fases com características

cromatográficas bastante distintas. Os principais motivos da ampla utilização deste

método foram (i) maior estabilidade hidrolítica; (ii) maior transferência de massa e

eficiência de colunas recheadas com estas FEQL e (iii) baixa quantidade de grupos

silanóis residuais.

Outro fator importante para o sucesso das FEQL preparadas a partir de reações

de silanização foi a versatilidade deste método, pois o mesmo permitia preparar fases

com ligantes monoméricos ou poliméricos, dependendo da ausência ou presença de

água durante a reação, respectivamente, bem como uso de agentes silano mono-, bi-

ou trifuncionalizados (Figura 2C).

As FEQL monoméricas exibiram alta reprodutibilidade de síntese e eficiência na

separação. As FEQL poliméricas, por sua vez, exibiram maior estabilidade hidrolítica,

mas com menor reprodutibilidade na síntese devido à dificuldade de conter reações de

entre cruzamento, assim como controlar a espessura da camada resultante.9,31

1.4.2. Fase estacionária imobilizada

Vários estudos têm relatado que fases reversas quimicamente ligadas exibem

limitada estabilidade química.32 Consequentemente, surgiu o interesse em desenvolver

alternativas, tanto para suportes como fases estacionárias propriamente ditas. Uma

alternativa relativamente simples é a deposição/adsorção de macromoléculas, tais

como os polialquilsiloxanos, sobre a sílica. As primeiras publicações descrevendo esta

abordagem, realizadas por Schomburg et al.33 relataram fases estacionárias com

eficiência cromatográfica baixa, possivelmente devido à presença de um filme

polimérico que preenchia os poros da sílica. Isto, por sua vez, diminuía a transferência

12

de massa e, consequentemente, a eficiência da separação cromatográfica.

Subsequentemente, foi demonstrada a ligação química ou adsorção física, por

interações eletrostáticas ou mais fracas, à superfície do substrato, catalisada por

radiação gama ou tratamento térmico.34

A imobilização de um polímero orgânico sobre a sílica resulta em um compósito

contendo uma sinergia de propriedades desejáveis, incluindo a excelente estabilidade

mecânica da sílica com a seletividade do polímero.

Espera-se que a formação de uma camada homogênea de macromoléculas

imobilizadas sobre a superfície da sílica resulte em uma proteção efetiva de grupos

silanóis residuais, evitando que estes interajam com eluentes agressivos e/ou com

analitos iônicos por interação eletrostática.

A estrutura porosa da sílica evidentemente determinará a qualidade da

imobilização do polímero e das propriedades do compósito resultante. Neste sentido,

uma série de técnicas para imobilização de polímero podem ser classificadas de acordo

com a forma do polímero imobilizado ou de acordo com a rota de imobilização. Como

foi discutido e comparado no artigo de revisão de Petro e Berek, a imobilização de

polímeros sobre sílica gel como fase estacionária para cromatografia líquida é um

amplo tema de investigação.35

Devido à grande variedade de polímeros orgânicos, fases estacionárias para

praticamente todos os modos cromatográficos podem ser preparadas pela imobilização

de macromoléculas sobre suportes de sílica. Portanto, a escolha de um suporte de

sílica e a seletividade do polímero adequada, são muito importantes para a preparação

de fases estacionárias sílica-polímero com propriedades cromatográficas desejáveis.

Há mais de 25 anos o laboratório de pesquisa em cromatografia líquida (LabCrom)

tem direcionado esforços para o preparo de FE com polímeros sorvidos e imobilizados

por diferentes tratamentos sobre sílica, tanto em sua forma pura como sílica metalizada.

Os suportes investigados no LabCrom incluem sílica nua, sílica titanizada e sílica

zirconizada.36 Métodos de imobilização investigados pelo grupo incluem tratamento

térmico (TT),37,38,39 radiação gama (RG),40,41 e radiação de micro-ondas (RM).42,43 Os

materiais poliméricos para recobrimento incluem poli(metiloctilsiloxano) (PMOS),38,44

poli(metiloctadecilsiloxano) (PMODS),45 poli(metiltetradecilsiloxano) (PMTDS),41,46

13

polibutadieno (PBD),42,43 poli(2-fenilpropil)metilsiloxano (PFPMS)47 e poli(metil-3,3,3-

trifluorpropilsilano) (PMTFS).48 De um modo geral, o conjunto de resultados obtidos com

estas novas FE indicam que a sílica modificada com polímeros apolares tem

estabilidade aumentada em valores de pH maiores e praticamente não apresentam

interações silanofílicas com compostos fortemente básicos. Tais resultados são

possíveis de igualar e, em casos favoráveis, até mesmo superar a estabilidade e o

desempenho cromatográfico de colunas comerciais.49

Estas propriedades fazem com que tais materiais sejam adequados para

separação de agrotóxicos, fármacos e outros compostos com fases móveis alcalinas.

Através de espectroscopia de RMN foi confirmado um processo de “auto

imobilização” envolvendo ligações covalentes de polissiloxanos na sílica, as quais

ocorrem quando amostras de sílica com polímero adsorvido são mantidas em contato a

temperatura ambiente.38 Os espectros de RMN de 29Si das fases auto-imobilizadas à

base de sílica submetidas ou não a uma etapa de extração com solvente orgânico no

qual o polímero avaliado, PMOS, possui alta solubilidade foram comparados em função

do tempo de auto-imobilização. A presença de novas espécies de 29Si em ambas as

amostras é uma indicação clara de uma ligação covalente entre o polímero e os grupos

silanol presentes na superfície da sílica.50

1.5. Estabilidade química das FE à base de sílica

A limitação das aplicações da sílica gel em cromatografia deve-se, principalmente,

à baixa estabilidade química da sílica, tanto em altos valores de pH como em baixos

valores de pH.51 Especificamente, em pH da FM em meio básico, as colunas à base de

sílica tem baixa estabilidade química devido à sua dissolução acima de pH 7-8.

Em termos de desempenho cromatográfico, isto implica diminuição da eficiência,

número de pratos, bem como no entupimento da coluna pela perda da FE (ver Figura

3A). Por outro lado, em pH menor do que 2, a degradação da fase estacionária à base

de sílica está relacionada à estabilidade da ligação Si-C.52

14

(A)

(B)

Figura 3. Esquema de degradação química de FE em modo reverso a base de sílica. A- ataque básico (pH > 8,0) e B- ataque ácido (pH < 2,0). (adaptada da referencia 51).

Sendo assim, apesar das características de retenção de FE a base de sílica pura

serem excelentes, estes suportes também exibem deficiências, como a instabilidade

química da sílica (e sílica quimicamente modificada) em função do pH (Figura 4).53

Com base nas explicações mencionadas acima, compreende-se que a grande

limitação das FE a base de sílica como suporte cromatográfico é uma faixa estreita de

pH da FM permitida. Considerando a maioria das FE à base de sílica disponíveis

comercialmente, a faixa de operação está entre pH 2 e pH 8.

Além disto, outro aspecto importante é a longevidade de colunas em fase reversa

sob condições práticas de eluição e outras condições experimentais.

Consequentemente, durante as últimas décadas, vários pesquisadores tem

desenvolvido novas metodologias para melhorar tanto a estabilidade química como

15

térmica de fases estacionárias em fase reversa. Nestas pesquisas, o enfoque é

geralmente no desenvolvimento de novos suportes mais robustos para a FE.

Figura 4. Instabilidade química da sílica em função do pH e estrutura da sílica (adaptada da referência 53).

A determinação da estabilidade química de fases estacionárias em modo reverso

de operação envolve o acompanhamento de vários parâmetros cromatográficos, tais

como o número de pratos, fator de retenção, assimetria do pico de componentes de

misturas-teste padrão. No entanto, ainda não há um consenso com relação a estas

abordagens distintas, o que dificulta uma interpretação correta e objetiva entre as

abordagens empregadas. Por exemplo, o próprio tampão empregado pode afetar a

estabilidade química, como é o caso de tampões a base de carbonato ou de fosfato,

quando comparado com tampões borato ou glicina.36,49

Outro fator muito importante na estabilidade química de FE é a presença de

contaminantes metálicos, principalmente no caso de eluentes alcalinos. Por exemplo,

Kirkland et al.54 mostraram que a estabilidade de fases reversas de sílica do tipo A e B

exibem respostas diferentes frente a contaminação com metais, sendo que a tipo A é

mais estável do que a tipo B em eluentes alcalinos.

16

A modificação química de um substrato de sílica influencia substancialmente sua

solubilidade e, portanto, a estabilidade química resultante de eluentes neutros e

alcalinos. Um exemplo é o efeito da cadeia alquila, no qual se demonstrou que o

aumento da cadeia alquila melhorou a estabilidade química das FE em modo reverso

de operação. Outra tentativa de melhorar esta estabilidade é através da chamada

reação de capeamento, em que moléculas pequenas do tipo trimetilclorossilano (TMCS)

e/ou hexametildissilazano (HMDS) interagem com grupos OH em regiões estericamente

inacessíveis a grupos de cadeias longas de organossilanos.55 Portanto, grupos OH que

não reagiram provavelmente representam hidróxidos que são inacessíveis aos

reagentes por causa de considerações estéricas.56,57

A realização do capeamento de fases ligadas com silanóis mais reativos (como o

hexametildissilazano, HMDS) pode ajudar a reduzir a influência de silanóis residuais; no

entanto, não é possível fazer com que todos os silanóis reajam e excedam uma

concentração de grupos ligados igual a 4 mol m-2.26

Consequentemente, aproximadamente 50% dos grupos silanóis superficiais

ainda estão presentes, enquanto que o restante está totalmente blindado pelos grupos

alquilas e os grupos de capeamento (trimetilclorosilano, TMS). No entanto, a premissa

de que a sílica é uma superfície planar não é muito realística. Logo, é fácil demonstrar a

influência dos silanóis residuais superficiais e descrever sua contribuição para retenção

de analito e seletividade de separação, mas é extremamente difícil medir sua

concentração de modo exato.26

Além das considerações acerca de novas FE, o emprego de fases móveis de

baixo pH são essenciais para o sucesso de muitas aplicações, tais como separações de

biomoléculas ou de ácidos orgânicos.10 Por exemplo, peptídeos e proteínas são

separados em eluentes contendo ácido trifluoroacético em pequenas quantidades, o

qual resulta em pH baixo do eluente.

Outros trabalhos38 mostram que a reação de capeamento, antes da deposição do

polímero, resulta em um suporte pior para retenção do polímero, quando comparado

com o material preparado a partir de sílica não modificada. Uma provável explicação é

que sendo a reação de capeamento realizada antes da imobilização, grupos silanóis

que servem como pontos de ancoramento das cadeias poliméricas sobre a superfície

17

do suporte são significativamente reduzidos diminuindo portanto, a quantidade de

polímero imobilizado.

Esta limitação, somada à absortividade com relação à analitos básicos,

motivaram o interesse em preparo de novas FE capazes de utilizar as vantagens da

sílica e, ao mesmo tempo, super suas limitações. Neste sentido, novas pesquisas e

desenvolvimentos vêm sendo realizada com materiais alternativos. O foco principal

destes esforços é superar as deficiências da sílica sob certas condições experimentais

em CLAE.

Os objetivos dos desenvolvimentos mais recentes em CLAE são o

desenvolvimento e aplicação prática de suportes mais estáveis do que sílica e sílica

modificada. A incorporação de outros compostos, tais como zircônia,58 titânia59 e

alumina,60,61,62,63 à matriz de sílica têm atraído atenção considerável para aplicações em

condições mais extremas de temperatura e pH.

1.6. Novos materiais inorgânicos como suportes cromatográficos

Como descrito anteriormente, suportes para FE a base de sílica foram

aprimorados, resultando em propriedades ótimas com relação a os desempenhos

cromatográficos. Desta forma, obtiveram-se tamanhos de partículas cada vez menores,

bem como volumes e distribuição dos poros bem estabelecidos. Mesmo assim, as FE a

base de sílica ainda apresentam instabilidade com respeito à temperatura e ao pH. A

busca por novos materiais que reúnam propriedades desejáveis como estabilidade

química, elevada área superficial, tamanho da partícula reduzido, estreito do tamanho

da partícula e reatividade, é de extremo interesse contemporâneo para a cromatografia.

Óxidos metálicos, tais como zircônia (Zr), titânia (Ti) e alumina (Al), e/ou mistura

dos mesmos, têm sido estudados por vários investigadores, uma vez que existem

muitas aplicações como materiais avançados na indústria ótica e cerâmica, como

catalisadores e como materiais de suporte para fases estacionárias em sorção e

separação.64 Óxidos de (Zr), (Ti) e (Al), a princípio, deveriam apresentar propriedades

cromatográficas similares às da sílica. Além disto, FE operando em modo de fase

reversa ou normal, baseadas em óxidos de (Zr), (Ti) e (Al), foram introduzidas com o

18

propósito de obtenção de excelente estabilidade química e/ou térmica destes metais,

quando comparadas com FE exclusivamente a base de sílica.49 Desta forma, FE à base

de zircônia têm sido exploradas como um suporte alternativo com desempenho

cromatográfico superior a FE a base de sílica. As características mais úteis de FE a

base de zircônia estão relacionadas com a estabilidade em ampla faixa de temperatura

(até 200 oC) e extensa faixa de valores de pH (1 – 14).65,66 As outras vantagens de

colunas baseadas em zircônia estão relacionadas com sua seletividade quando

comparadas com FE baseadas em sílica. Isto, por sua vez, permite sua utilização em

condições brandas. As colunas baseadas em zircônia são adequadas para análise de

ácidos carboxílicos, além de analitos básicos. As interações fortes com ácidos de Lewis

na superfície da zircônia podem ser reduzidas com a adição de bases de Lewis na fase

móvel, evitando o aparecimento de caudas cromatográficas. Hoje em dia, FE à base de

zircônia em modo de fase reversa estão disponíveis comercialmente, cada uma com

suas propriedades de retenção características.67,68

Outro óxido metálico que pode ser usado como ponto de partida para FE para

CLAE é o TiO2.69 Suas propriedades e utilidade em cromatografia têm sido

investigadas, entretanto ainda faltam estudos mais sistemáticos descrevendo a

aplicabilidade da técnica para fins de separação. No entanto, sabe-se que FE baseadas

em TiO2 recobertas com polietileno foram desenvolvidas para separações em modo

reverso. A camada de polímero causa um decréscimo de interações ácido-base de

Lewis, melhorando a forma do pico. Esta FE a base de óxido de titânio imobilizada com

poli(butildieno) (Ti(PBD)) possui propriedades similares ao Zr-polibutadieno (Zr-PBD), o

qual permite sua utilização como uma alternativa, quando a separação sobre Zr-PBD é

insatisfatória.67,69

Finalmente, a alumina é um óxido metálico amplamente empregado como um

adsorvente polar em cromatografia clássica. A isoterma de adsorção do analito,

dependerá da área superficial específica do sólido adsorvente, da natureza do

adsorvente e do pH do meio. Para óxidos anfóteros como a alumina, as propriedades

da superfície dependem fortemente do valor do pH do meio. O valor do pH no qual a

carga líquida da superfície é zero é conhecido como ponto isoelétrico (PI). O PI da

alumina é de 9 ± 0,1, e a carga da alumina varia quando se vai de pH 7 a 9, ou seja, a

19

superfície é carregada positivamente em valores de pH em meio ácido (pH < PI) e

negativamente em valores de pH em meio básico (pH > PI). Sendo assim, o grau de

polarização da superfície da alumina irá depender de valores de pH do meio.70,71

A aplicação da alumina como fase sólida em cromatografia líquida surgiu pela

descoberta de que ela pode ser empregada em modo de troca iônica de maneira similar

à sílica não modificada, com a vantagem adicional de ser estável em uma faixa mais

ampla de pH, desde pH 1 até pH 13.72 Além disto, devido ao seu caráter anfotérico, a

alumina se comporta como um trocador catiônico (como a sílica)73 em soluções neutras

ou básicas, ou como um trocador aniônico (ao contrário da sílica) em soluções ácidas,

permitindo portanto a realização de separações cromatográficas tanto de ânions como

de cátions.74

Heinemann et al.75 descreveram que fases de troca iônica baseadas em sílica,

obtidas por silanização, têm estabilidade química limitada e não podem ser utilizadas

com fases móveis em pH acima de 8. Em geral, todas as fases a base de sílica usadas

para troca aniônica exibem degradação rápida, já na etapa de armazenamento, desde

que o enchimento da coluna seja preenchido por fase móvel aquosa. Caso contrário,

trocadores aniônicos baseados em alumina são muito estáveis sob condições similares

de armazenamento, sendo, desta forma, utilizados sem problemas para separações

analíticas no modo de fase normal em fase móvel com pH entre 2 e 13.

Kritz et al.76 investigaram as propriedades de retenção em alumina de 46

alquilbenzenos com estruturas moleculares correlacionadas. A utilidade da alumina

reside na separação de compostos que diferem em seus sistemas de elétrons pi, ou

seja, compostos mais aromáticos são mais fortemente retidos.

Apesar do considerável uso da alumina no modo de fase normal, como

mencionado anteriormente, existem poucos trabalhos descrevendo materiais à base de

alumina em modo de fase reversa. Os aspectos cromatográficos das características da

superfície da alumina como FE não têm sido estudados tão profundamente como

suportes baseados em zircônia ou titânia.77 A atividade é afetada por dois fatores

principais: (i) a natureza química da superfície, que envolve o número de grupos

hidroxila e de sítios ácidos na superfície, bem como a morfologia do sólido, e (ii) a

20

disponibilidade de reagentes alcançar em um sítio ativo, que depende do tamanho e

distribuição dos poros.

A cromatografia de adsorção clássica, usando colunas de vidro com base em

óxidos de alumínio, foi extensivamente usada na separação da classe de compostos

hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA), os quais estão presentes em misturas

complexas.78 Embora muitas separações de HPA tenham sido realizadas com sucesso

empregando colunas tubulares abertas de sílica ou alumina através de cromatografia de

adsorção, esta técnica apresenta duas desvantagens: (i) primeiramente, a alta retenção

destes materiais pode resultar em adsorções irreversíveis, picos com caudas

possibilitando a sobreposição de compostos; (ii) características de separações podem

ser alteradas pela adsorção de moléculas de água, causando separações com baixa

repetibilidade.

Porém, para preparar FE reversas a base de alumina, ainda não existem rotas

sintéticas que sejam bem detalhadas para a incorporação de polímero com intuito de

preparar FE em modo de fase reversa. De fato, FE reversas a base de alumina não são

amplamente disponíveis comercialmente. Inclusive, faltam informações relacionadas à

estrutura do material de recobrimento e seu desempenho cromatográfico.79 Por outro

lado, estes materiais têm excelente estabilidade frente a FM em uma ampla faixa de

valores de pH.

Knox e Pride80 foram os primeiros a descreverem em modificações da alumina

para posterior utilização em CLAE-FR. Estas fases foram sintetizadas utilizando a

química convencional de organo-silanos para FE monomérica e polimérica. Outra

possibilidade envolve o recobrimento físico da alumina com polímeros tais como

poliestireno-divinilbenzeno, polibutadieno ou poli(octadecilsilano). Porém, as FE a base

de alumina frequentemente exibem forte retenção, valores altos de back pressure

devido ao intumescimento em certos solventes, além de baixa eficiência cromatográfica

quando comparada a FE quimicamente ligadas a base de sílica.81

Recentemente, Paek et al.82 mostraram a preparação e evolução de alumina

recoberta com carbono como FE, a qual apresentou alta área superficial. A FE a base

de alumina foi comparada com FE a base de zircônia recoberta com carbono que exibe

alta estabilidade química e térmica porém baixa área superficial. A FE a base de

21

alumina exibiu seletividade comparável a fases de carbono e, como esperado, a

retenção foi melhor do que em FE a base de zircônia com carbono.

Outra alternativa para suportes mais estáveis termicamente e quimicamente é o

uso de sílica recoberta com um óxido metálico, uma possibilidade que vem sendo

estudada pelo LabCrom. A estratégia neste caso é manter as propriedades apropriadas

da sílica, como estabilidade mecânica, morfologia e estrutura mesoporosa, combinada à

estabilidade química dos óxidos metálicos a serem incorporados.

1.6.1. Misturas de óxidos inorgânicos como suportes cromatográficos

Vários artigos recentemente publicados pelos pesquisadores do LabC

RENATA CRISTIANO NOME PREPARAÇÃO DE FASES … · 2018. 8. 26. · Elisa Helena da Costa Morais,...

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