RESUMEN
Resumen Se sintetizó el catalizador Cu/MCM-41 mediante impregnación húmeda incipiente y se caracterizó por DRX, XPS, TPD-NH3 y adsorción-desorción de N2. Se evaluó el efecto de diferentes condiciones de reacción (temperatura, tiempo, tipo de solvente y cantidad de catalizador) en la isomerización del epóxido de α-pineno para la obtención de aldehído canfolénico con el catalizador Cu/MCM-41, que no había sido reportado previamente para este tipo de reacción. Se partió de un diseño experimental central compuesto mediante análisis de superficie de respuesta. Se encontró que la mejor selectividad fue de 85% (5 mg de catalizador; 70 °C; 0,5 h y el uso de acetato de etilo como solvente). Adicionalmente, se determinaron los principales factores y sus combinaciones que tenían mayor significancia en la síntesis del aldehído ajustado a un modelo polinomial de segundo grado. Se encontró que los factores que tienen mayor influencia en la conversión son la cantidad de catalizador, tiempo de reacción, el tipo de solvente y el factor combinado entre la cantidad de catalizador y el tipo de solvente. En el caso de la selectividad hacia el producto deseado no se encontró ningún factor significativo.
Abstract The Cu/MCM-41 catalyst was synthesized by incipient wet impregnation and characterized by XRD, XPS, TPD-NH3, and N2 adsorption-desorption. The effect of different reaction conditions (temperature, time, type of solvent, and amount of catalyst) on the isomerization reaction of α-pinene epoxide was evaluated to obtain camphoric aldehyde with the Cu/MCM-41 catalyst, which had not been previously reported for this kind of reaction. The experiment was based on a central composite experimental design composed by response surface analysis. The best campholenic aldehyde selectivity was found to be 85% (5 mg of catalyst, 70 °C, 0.5 h and the use of ethyl acetate as a solvent). Furthermore, the main factors and their combinations that had the greatest significance in the synthesis were adjusted to a polynomial second order model. The factors with the main influence on conversion were the catalyst amount, reaction time, solvent type, and the combined factor between catalyst amount and the solvent type. In the case of campholenic aldehyde selectivity no significant factor was found.
Resumo O catalisador Cu/MCM-41, sintetizado pelo método de impregnação a umidade incipiente, foi caracterizado por DRX, XPS, TPD-NH3 e adsorção-dessorção de N2 e testado na reação de isomerização do epóxido de α-pineno. Diferentes condições de reação foram exploradas a partir de um desenho experimental central composto. A melhor seletividade de aldeído camfolênico encontrada foi de 85% (5 mg de catalisador; 70 °C; 0,5 h e acetato de etilo como solvente). Além disso, os principais fatores e as combinações entre eles que tiveram influência na síntese do aldeído camfolênico foram ajustados a um modelo polinomial de segunda ordem. Verificou-se que os fatores com a principal influência na conversão foram a quantidade de catalisador, o tempo de reação e o tipo de solvente e o fator combinado entre a quantidade de catalisador e o tipo de solvente. No caso da seletividade do aldeído camfolênico, não foi encontrado um fator significativo.
RESUMEN
Abstract Due to the health risks for both humans and living beings caused by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), the monitoring of these compounds in environmental matrices is mandatory. This work proposes an analytical method for analyzing anthracene (AN) and benzo[a]pyrene (BaP), two of the most representative PAHs, at ultra-trace concentrations in water, employing direct injection of large volumes of samples coupled with reversed-phase high-performance liquid chromatography. For this purpose, principal component analysis was used to examine the behavior of AN and BaP within the chromatographic system. Results showed that AN and BaP chromatographic behavior can be described by three models representing their identification, the quantification of AN and that of BaP, respectively. The factors affecting the obtained models, such as the injection volume, column temperature, flow rate, strength of the mobile phase, and the excitation and emission wavelengths, were examined and optimized by means of design of experiments. Finally, the analytical method was validated, obtaining promising limits of detection and quantification. The developed analytical method was demonstrated to be useful for a sensitive analysis of the target analytes in relatively clean natural water matrices.
Resumen Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) causan problemas en la salud de los seres humanos y seres vivos, por lo que se requiere un monitoreo de estos compuestos en matrices ambientales. Este trabajo propone un método analítico para analizar el antraceno (AN) y el benzopireno (BAP), los hidrocarburos más representativos en concentraciones de ultra trazas en el agua, empleando inyección directa en grandes volúmenes en muestras acopladas a la fase inversa con cromatografía líquida de alto rendimiento. Por tal razón, se utilizó el análisis de componentes principales para examinar el comportamiento de AN y BAP en el sistema cromatográfico. Los resultados mostraron que el comportamiento cromatográfico de AN y BAP podría describirse por medio de tres modelos que representan su identificación, la cuantificación de AN y de BAP, respectivamente. Se examinaron los factores que afectan a los modelos obtenidos, como el volumen de inyección, la temperatura de la columna, la tasa de flujo, la fuerza de la fase móvil, y las longitudes de las ondas de excitación y emisión, y se optimizaron mediante el diseño de experimentos. Finalmente, se validó el método analítico, obteniendo límites de detección y cuantificación. Se demostró que el método analítico desarrollado fue útil para el análisis sensible de los analitos en matrices de agua natural relativamente limpia.
Resumo Devido aos riscos para a saúde tanto para humanos como para os seres vivos em geral causados pelos hidrocarbonos aromáticos policíclicos (HAPs), o monitoramento de estes compostos em matrizes ambientais é prioritário. Este trabalho propõem um método analítico para analisar antraceno (AN) e benzo[a]pireno (BaP), dois dos hidrocarbonos mais representativos, em concentrações de ultra traços em água, empregando injeções diretas de grandes volumes de amostra acoplada a cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa. Usando Análises por Componentes Principais e desenho experimental, foram avaliados os efeitos de diversos fatores que afetam o sistema cromatográfico, tais como o volume de injeção, a temperatura da coluna, fluxo, forca da fase móvel e comprimentos de onda de excitação e emissão. Os resultados demonstraram que o comportamento cromatográfico de AN e BaP pode ser descrito por meio de três que representam sua identificação, quantificação de AN e de BaP, respectivamente. Os resultados mostraram que o comportamento cromatográfico de NA e BAP poderia ser descrito por meio de três modelos que representam sua identificação, a quantificação de NA e de BAP, respectivamente. Examinaram-se os fatores que afetam aos modelos obtidos, como o volume de injeção, a temperatura da coluna, a taxa de fluxo, a forca da fase móvel, e as longitudes das ondas de excitação e emissão, e se otimizaram mediante o desenho experimental. Finalmente, se validou o m todo analítico, obtendo os limites de detecção e quantificação. O método analítico desenvolvido demonstrou ser útil para uma análise sensível para os compostos de interesse em matrizes de água natural relativamente limpas.
Asunto(s)
Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos , Contaminación Ambiental , AntracenosRESUMEN
SUMMARY As a potential beverage, coffee leaf tea may possess both qualities of brewed coffee and regular tea. Thus, making it an attractive beverage in years to come. One of the main qualities is the leaf's phenolic content, which is chiefly attributed with health benefits. However, the leaf's total phenolic content may be adversely affected by heat during the drying process. Coffee leaves were dried using a combined drying process, high-temperature short-time (HTST) and convective drying, to assess the optimal drying parameters for both total phenolic content preservation and drying time reduction. To reach conclusions, a central composite rotational design (CCRD) was employed. With both temperature and thickness as independent variables, a response surface using time as dependent variable was generated. The temperature ranged from 80°C to 110°C and the thickness from 1cm to 3cm. Results indicate that the HTST pretreatment significantly reduced the drying time without affecting the total phenolic content; that is, the CCRD analysis on the effect of the HTST pretreatment on the total phenolic content did not yield statistically significant results.
RESUMEN Como bebida potencial, el té de hojas de café posee cualidades, tanto de café preparado como de té regular, por lo tanto, será una bebida interesante en los próximos años. Una de las principales cualidades es el contenido fenólico de las hojas, a lo cual, se atribuyen beneficios sobre la salud; sin embargo, el contenido fenólico total (TPC), se puede ver afectado negativamente por el calor, durante el proceso de secado. Hojas de café fueron secadas usando un proceso de secado combinado, tiempo corto y alta temperatura (HTST) y secado convectivo, para establecer los parámetros óptimos de secado, tanto para la preservación del TPC como para la reducción del tiempo de secado. Para obtener conclusiones, un diseño de experimentos rotacional central compuesto (CCRD) fue aplicado. Usando como variables independientes la temperatura y el espesor, se generó una superficie de respuesta, empleando el tiempo, como variable dependiente. El rango de temperatura usado fue entre 80 y 110 y de espesor, entre 1 y 3cm. Los resultados indican que el pretratamiento de HTST redujo significativamente el tiempo de secado, sin afectar el TPC, es decir, el análisis del CCRD sobre el efecto del pretratamiento del HTST en el TPC no obtuvo resultados estadísticamente significativos.
