Edición 19 - MolLabs Quimiométricas · acreditación de laboratorios bajo la norma NTC ISO/IEC...

Edición 19

Cambio globaly soluciones

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Fundamentos químicos y físicos

Red Colombianade metrología

Global challengesChemistry solutions

Cronograma 2012Interlaboratorios

Nuevo año internacional de la química

REPRESENTANTES PARA COLOMBIA DE LA LINEA DE EQUIPOS: REPRESENTANTES PARA COLOMBIA DE LA LINEA DE EQUIPOS:

También somos Representantes para Colombia de otra línea de productos:

Cra 57A No. 5B-53 PBX: 261 2013 / Fax: 413 7848 /mail: [email protected] Bogotá D.C. - Colombia

Número de Certificado CO 231878

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Incubadoras de CO2Estufas (Hornos) Universales

Cámaras de HumedadIncubadoras

Esterilizadores Cámaras de clima constante

Estufas (hornos) de vacio Cámaras para pruebas climáticas

Incubadoras refrigeradas Baños de agua y baños de aceite

Reactivos - Biología molecularMicrobiología - CromatografíaKits analíticos para agua.

Vidrio refractario para laboratorioMaterial Volumétrico - probetas,Beakers - Erlenmeyer y Desecadores.

Platico para laboratorio Gradillas - ProbetasBeakers - micropipetas

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M

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Fundamentos de la Metrología Física

Avanzando con el programa de capacitaciones y formación para la Red Colombiana de Metrología, desde el 26 de septiembre hasta el 8 de octubre pasados se realizó el ciclo de cursos con el tema: “Fundamentos de la Metrología Física” por parte del experto internacional Arquímedes Ruiz, Coordinador Científico de la Dirección de Metrología Física del Centro Nacional de Metrología de México - CENAM.

Los temas tratados en este curso fueron:

1.1 Introducción a la metrología física

1.2 Importancia de las mediciones.

1.3 Términos básicos de metrología.

1.4 Sistema Internacional de unidades.

1.5 Características de los instrumentos de medición.

1.6 Trazabilidad, patrones de medición.

1.7 Estructura metrológica nacional e internacional.

Las memorias y presentaciones son accesibles en el sitio web: http://www.asistenciatecnicaalcomercio.gov.co/noticia.php?id=249#

http://www.asistenciatecnicaalcomercio.gov.co/noticia.php?id=245#

De la Red Colombiana de Metrología

Diseño: Germán Bonilla R.

Edición: Mol Labs Ltda.

Web: www.mollabs.com

E-mail: [email protected]

Diagramación e Impresión: Instituto San Pablo Apóstol

PBX: 2 027 919

mEq, la revista de la química útil, es una publicación de distribución gratuita en la cual encontrará notas analíticas de

interés y no vedades acerca de productos y servicios de la industria química.

Noticias nacionales. Pág. 4 y5Global challenges. Pág. 7 y 8

Análisis de grasa en alimentos . Pág. 10,11 y 12Premio Nobel de química 2011. Pág. 12 y 13Interlaboratorios 2012. Pág. 14 Materiales de referencia. Pág. 15

IUPAC Technical reports and recommendations. Pág. 16 y 17Reacciones del dimetil carbonato. Pág. 18,19, 20 y 21Vidrio “7.000 años de brillanteevolución”. Pág. 22Factor de protección solar. Pas. 24 y 25.

Fundamentos de la Metrología Química

Continuando con los cursos de formación para la Red Colombiana de Metrología, del 12 al septiembre se realizaron el ciclo del curso Curso Fundamentos de la Metrología Química a cargo de la experta internacional Judith Sainz Uribe, metróloga química del Centro Nacional de Metrología de México - CENAM.

Los temas tratados en este curso fueron:

Tema I.- Conceptos y comparabilidad de las mediciones

Tema II.- Buenas prácticas de laboratorio

Tema III.- Materiales de referencia certificados

Tema IV.- Trazabilidad en las mediciones químicas

Tema V.- Confirmación metrológica y calificación de equipo

Tema VI.- Validación de métodos

Tema VII.- Introducción a la estimación de incertidumbre de las mediciones químicas

Las memorias y presentaciones son accesibles en el sitio web:

http://www.asistenciatecnicaalcomercio.gov.co/noticia.php?id=245#

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Foro estado del arte y perspectivas de la gestión metrológica en ColombiaDe ONAC Organismo Nacional de Acreditación de Colombia

Con el ánimo de dar a conocer la situación actual de las acciones y disposiciones de la metrología en Colombia, el Organismo Nacional de Acreditación de Colombia – ONAC desarrolló, el día 7 de octubre pasado, el Foro “Estado del arte y perspectivas de la gestión metrológica”, en colaboración con el Ministerio de Comercio, Industria y Turismo – MCIT, la Superintendencia de Industria y Comercio – SIC y la Universidad Nacional de Colombia. El foro se dirigía a organismos de evaluación de la conformidad y a estudiantes de ingenierías, tecnológicas y técnicas, ciencias básicas y ciencias de la salud y del medio ambiente.

Su objetivo general declarado, propiciar un espacio de información y socialización acerca del estado del arte en materia de gestión metrológica y los objetivos específicos de: Informar sobre los avances del ONAC en materia de acreditación en el país, explicar las nuevas políticas en materia de trazabilidad e intercomparaciones dadas por la Cooperación Internacional de Acreditación de Laboratorios – ILAC, la Superintendencia de Industria y Comercio – SIC y el ONAC, respectivamente; explicar el proceso técnico de acreditación de laboratorios bajo la norma NTC ISO/IEC 17025:2005; explicar el esquema de reconocimiento en Metrología e Informar sobre los avances en la constitución de la Red Metrológica Colombiana y del Instituto Nacional de Metrología fueron tratados en ponencias magistrales para cada tema del programa. Al final de cada exposición, una ronda de preguntas.

Sistemas de generación y liberación controlada de aromas (flavor)

“Flavor” se define como la sensación producida por los compuestos químicos presentes en un alimento cuando impresionan simultáneamente los sentidos del gusto, olfato y tacto durante la masticación.

Estos compuestos casi siempre están en contacto con la matriz del alimento, donde su liberación está influenciada química y físicamente por los componentes de dicha matriz. El proceso de encapsulación ha

sido utilizado con éxito en la industria de alimentos para producir aromatizantes en forma seca y proteger los compuestos volátiles de la influencia de los factores externos.

La liberación de los compuestos responsables del “flavor” de un alimento es un requisito esencial para su percepción. En este proceso están involucrados diferentes mecanismos, como por ejemplo las

interacciones matriz-flavor, la influencia de la textura (líquidos o sólidos) o la liberación de sustancias no volátiles.

Objetivos y alcance: Este curso se centra en dos temas de uso práctico para la industria de alimentos y/o aromas, (1) cómo se pueden fabricar aromatizantes de alta calidad y estables al almacenamiento prolongado, y (2) la creación y el control del flavor generado por reacciones químicas (Reacciones de

Maillard).

Info: Grupo GANAC, tel. 3165000, ext. 14472/14452.Coordinación de extensión, tel. 3165000, ext. 14482-14401 E-mail: [email protected]

Universidad Nacional de ColombiaDepartamento de química

Curso corto, Bogotá, D.C., 18 al 19 de octubre de 2011

• Competenciatécnica• Independenciaeimparcialidad• Procedimientosyrequisitos

globalmenteaceptados• Esquemadevigilancia• Evaluaciónporpares/

Reconocimientointernacional

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www.onac.org.co/contacto:[email protected] 34 No. 5-98 | Tels: (571) 320 1288 Fax: (571) 245 5112

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Confronting Climate Change: Part 2. The Quest for Permanent Solutions

As the quest for permanent solutions to global warming gains urgency, scientists are working to harness the chemical magic that plants use to produce hydrogen from sunlight and water. Hydrogen fuel produced in artifi cial photosynthesis units could replace some of the fossil fuels that now account for almost 70 percent of the carbon dioxide released in the United States every year. Scientists imagine cars with an artifi cial photosynthesis unit that converts water to non-polluting hydrogen fuel.

Our Sustainable Future

People are consumers. We consume energy, food, and thousands of other

essentials. Faced with concerns about petroleum supplies and environmental pollution, we must begin to consume in a new and more sustainable way. Simply put, sustainability means meeting the needs of people today without

compromising the ability of future generations to meet their own needs.

Scientists are responding to that challenge with innovations in “green

chemistry” and a range of exciting new processes and technologies.

Promoting Personal Safety & National Security

September 11, 2001, put a new topic on the radar screen for many people in the United States and other countries. That tragic day, and the anthrax attacks that followed, made us more aware of threats to personal safety and national security. Chemists and other scientists are responding to a host of threats that range from terrorist attacks to germs that collect on kitchen countertops. The response promises to improve our everyday health, safety, and peace of mind as individuals and as a nation.

Global Challenges Chemistry Solutions

In 2011, ACS poscast will focus on the four themes of the

International Year of Chemistry: health, energy, environment and materials.

The Crises in Clean Water: Water Purifi cation

From San Diego to Santiago to Seville to Sydney, billions of people are facing shortages of clean water. More than 1 billion people have no access to clean drinking water. And things are getting worse. World population is growing. Farms, factories, and cities are using more water. Demand for water is doubling every 21 years — and faster in some areas. Global climate change adds an unsettling element of uncertainly to what many experts term a global water crisis.

Water Desalination: Freshwater from the Sea

“Water, water, everywhere, nor any drop to drink.” So lamented Samuel Taylor Coleridge’s ancient mariner 210 years ago about the saltwater that surrounded his ship. Now scientifi c advances in water desalination promise to dramatically increase our ability to economically transform seawater into freshwater. If successful, the world’s oceans could become a drought- proof source of water for agriculture, industry, and 1.2 billion people locked in the embrace of a global water shortage.

Confronting Climate Change: Part 1. Stopgap Measures to Reduce Greenhouse Gas Emissions

Wagon trains of pioneers heading West to settle the American frontier encountered oceans of grass swaying in the wind in the prairies. This grass grew 7–10 feet high — almost to the second-story windows on a modern house. Much of that green ocean consisted of switchgrass. Today switchgrass looks greener than ever to new generations of pioneers. These chemists, chemical engineers, and other scientists are searching for solutions to the challenges of global warming.

• Competenciatécnica• Independenciaeimparcialidad• Procedimientosyrequisitos

globalmenteaceptados• Esquemadevigilancia• Evaluaciónporpares/

Reconocimientointernacional

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Maybe we should add a word at Thanksgiving for the scientifi c advances that are helping to keep our food supply safe from a host of threats that can really spoil a meal.

Providing Nutritious Foods

Blueberries, raspberries, and grapes bursting with fl avor. A luscious, silky morsel of chocolate melting into a mouthful’s rush of pure pleasure. Fresh, ripe tomatoes. Years ago, people ate for that gratifi cation. Food also provided the calories for people to work, and drove away hunger pangs. Today, people in industrialized countries are selecting food not just for taste and sustenance, but also for its potential eff ects in promoting good health.

Promoting Public Health

Life expectancy in the 20th Century rose by about 30 years. Advances in protecting the public health were responsible for about 25 of those precious years. Vaccination programs. Improved sanitation to better control infectious diseases. The development of antibiotics. Better prenatal care. And much more. Scientists are making strides toward sustaining that progress by fostering continued improvements in the health of the population as a whole. with roasted turkey and other tradition.

Combating Disease

Despite all the revolutionary medical advances in the 20th century, great challenges lie ahead in our fi ght against disease. Heart disease. Cancer. Alzheimer’s disease and other chronic diseases of aging. Infection with the AIDS virus. Antibiotic-resistant microbes. And those are just a few of the challenges. Fortunately, chemists and other scientists are determined to launch new revolutions in medicine — revolutions that enable us to prevent disease more eff ectively, diagnose earlier, and cure more often.

New Fuels: Part 1. Biofuels

Concerns about high gasoline prices and global warming are fostering a world-wide scientifi c quest for new fuels. They are seeking alternatives to conventional petroleum, natural gas, and coal. At the head of the line are biofuels, fuels that can be produced in a sustainable fashion from plants. Future fuels include not-new sources of ethanol produced from biomass that do not require strain the food supply. And watch for esoteric new fuels like “green gasoline” and “designer” hydrocarbons.

New Fuels: Part 2. Fuels from Ice, Water, and Sunshine

Ice that burns? Yes, indeed. Gas hydrates are icy cages fi lled with methane, the main ingredient in natural gas. They are among a suite of new energy sources that may power society in the years ahead. Scientists are developing these new energy sources to supplement the coal and conventional natural gas now used to produce electricity for heating, cooling, and lighting. They hold special promise as sustainable energy sources that help combat global warming.

Providing Safe Foods

Every Thanksgiving, family and friends gather to celebrate round dinner tables heaped high with roasted turkey and other traditional dishes. There’s praise for the food, of course, and thanks for the year’s blessings. For good health. For the love and support of family and friends.

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Análisis de grasa en alimentos

Immer Mauricio Caicedo G.Interlaboratorios - Mol Labs Ltda.

Contraste de métodos: Soxhlet simple frente a hidrólisis ácida previa

Existen dos procedimientos para la determinación del contenido de grasa en alimentos mediante extracción con solventes Soxhlet. Uno es directo, por ejemplo con bencina, el otro añade como pre-tratamiento una hidrólisis ácida antes de la extracción. [1]

La hidrólisis es indispensable cuando los productos a analizar han sido tratados a altas temperaturas, debido a que los lípidos se ligan a las proteínas y/o carbohidratos para formar grandes moléculas insolubles. Otros casos son los productos lácteos, o cualquiera que contenga grasa enlazada por estructuras coloidales, también los casos en donde el contenido graso proviene de una fuente animal, o alimentos que contiene altos contenidos de gluten, carbohidratos especialmente almidón o proteínas. [2] [3]

Así, la hidrólisis ácida se emplea para degradar los complejos de la grasa con el propósito de conseguir mejor recuperación en la extracción.

La decisión sobre el procedimiento de análisis a emplear en cada caso depende de la historia de la muestra, algunas normas ordenan realizar el pre-tratamiento, caso en el cual conviene atender las indicaciones del procedimiento sin tomar atajos y en todo caso, para muestras de rutina la mejor posibilidad es asegurar el resultado mediante ensayos previos.

Este artículo registra los resultados de un ejercicio interlaboratorios para el análisis del contenido de grasa en una (la misma) muestra de concentrado animal extruido. El contraste permite comparar los resultados de los análisis realizados con y sin hidrólisis ácida y muestra con claridad los conceptos de precisión, exactitud y recuperación

Participaron once laboratorios que entregaron los resultados que se presentan en el gráfico 1. El valor asignado a la medida de grasa mediante extracción Soxhlet directa es 10,48% de grasa, con una desviación estándar robusta de ± 0,30% un coeficiente de variación de 2,8%. Para la medida tras hidrólisis ácida, los valores obtenidos fueron de 13,18 ± 1,08% de grasa, con un coeficiente de variación del 8,2%. [4]

Con claridad los datos obtenidos por un procedimiento no son satisfactorios en el grupo de datos del otro: son dos poblaciones de datos diferentes.

Trimiristina, un triglicérido usual en la grasa animal

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Gráfico 1 – Valores reportados por los laboratorios participantes

Gráfico 2 – % de recuperación de los analisis con base a un valor asignado de 13,18% de grasa

Las medidas simples, por Soxhlet directo, entregan resultados con un nivel bajo de grasa y excelente reproducibilidad. Las medidas con tratamiento previo adicional entregan resultados con un mayor nivel de grasa y reproducibilidad media, a causa del mayor número de pasos.

El gráfico 2 presenta los porcentajes de recuperación para los grupos:

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En definitiva, la selección del método a emplear es determínate a la hora de entregar un resultado confiable, y siempre es mejor consultar la norma y el procedimiento adecuado para cada muestra en particular.

Apoyarse siempre en metodologías validadas, comprobar los resultados con materiales de referencia, y frente a ejercicios intercomparación, son las tres herramientas que brindan garantía de calidad de las medidas analíticas que permiten identificar y corregir sesgos en los resultados.

Es grato concluir que varios de los laboratorios participantes en este ejercicio mejoraron la calidad de sus resultados analíticos para contenido de grasa en los alimentos y ahora cuentan con mejores herramientas y conocimiento para acertar en todas sus medidas analíticas.

Bibliografía:

[1]http://es.wikipedia.org Consultas: Grasa, Hidrólisis, Soxhlet, Lípidos. Consultado el 3 de oct. 2011.

[2]Norma Técnica Colombiana – NTC 4969: Alimentos para animales determinación del contenido de grasa. ICONTEC, Bogotá, Colombia. 26/09/2001

[3]Official Methods of Analysis 954.02, AOAC 16th, Gaithersburg USA, 1998.

[4]Ejercicio interlaboratorios IA1011 – Mol Labs Ltda

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Premio Nobel de química 2011: Descubrimiento de los cuasi cristales

Shechtman, nacido en Tel Aviv hace 70 años, hizo el descubrimiento en 1982, trabajando en Estados Unidos durante un año sabático, en el NIST (U.S. National Institute of Standars and Technology): “En los cuasicristales encontramos los fascinantes mosaicos del mundo árabe reproducidos al nivel de átomos: patrones regulares que nunca se repiten a si mismo”, explica la Academia sueca. “Sin embargo la configuración descubierta en los cuasicristales se consideraba imposible y Shechtman tuvo que luchar una dura batalla contra la ciencia establecida”, añaden los académicos. El trabajo premiado alteró la concepción de los químicos acerca de la materia sólida.

Se creía que en la materia sólida los átomos estarían dentro de los cristales siguiendo un patrón simétrico que se repetiría periódicamente una y otra vez. Para los cíentíficos, se requería la repetición para obtener un cristal. Por ello, cuenta la Fundación Nobel que la imagen que surgió en el microscopio electrónico ante los ojos de Shechtman, en la mañana del 8 de abril de 1982, contradecía las leyes de la naturaleza.

Los átomos en el cristal de esa imagen formaban un patrón que no podía repetirse y que, en teoría, era imposible. El descubrimiento fue, por supuesto, muy controvertido, hasta el punto de que, ante la defensa insistente que hizo el hoy galardonado con la máxima distinción de la ciencia en su especialidad, se le pidió entonces que abandonara el grupo de investigación. Finalmente la comunidad científica tuvo que capitular ante la evidencia y reconsiderar el concepto que se tenía de la naturaleza de la materia.

“Cuando los científicos describen los cuasicristales de Shechtman, utilizan un concepto derivado de las matemáticas y del arte: el número áureo, que despertó el interés incluso de los matemáticos de la Antigua Grecia. En los cuasicristales, por ejemplo, la relación entre distancias entre átomos está relacionada con ese número áureo”, continúa la explicación del Premio Nobel.

Las figuras muestran las simetrías de cuatro .. (izq) y de seis… (der), que se repiten con facilidad y conducen a la formación de cristales. Y, en el centro, el impedimento de periodicidad marcado por los cinco ejes, que impide la cristalinidad

Daniel Shechtman, científico del Instituto de Tecnología Techion de Haifa (Israel), recibe este año el Premio Nobel de Química, en solitario, por el descubrimiento de los cuasicristales, según ha anunciado la Real Academia de Ciencias Sueca.

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Los primeros cuasicristales octaédricos fueron sintetizados en 1987 en el sistema ternario Fe-Cu-Al, al año siguiente se lograron muestras estables. El descubrimiento de cuasicristales de sistemas binarios Ca-Cd y Yb-Cd, menos desordenados, fue crucial en su función de proveer las muestras de alta calidad utilizadas para la elucidación de las estructuras.

Los cuasi cristales intermetálicos son materiales duros pero quebradizos, con muy baja energía superficial e inusual comportamiento en el transporte de carga y calor, un comportamiento más cercano al de un vidrio que al de un cristal: resistencia a la corrosión, a que otros materiales se adhieran y muy bajo coeficiente de fricción.

Como los primeros cuasicristales descubiertos por Shechtman, se ha demostrado que cientos de sistemas intermetálicos poseen estructura cuasicristalina. Además, dicha estructura se ha demostrado en casos de cristales líquidos de dendrímeros, copolímeros y nanopartículas y recientemente se han hallado muestras naturales en un rio de Rusia.

Con información contenida en Lidin S. “The Discovery of Quasicrystals”:

Descarga libre en:

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2011/

sciback_2011.pdf .

Estructura planar Al-Co-Ni, que permite intuir la una seudo periodicidad.

Modelo de seudo cristal previsto por Roger Penrose en 1970.


Aguas Potables

Intralaboratorios




Agua potable Feb-12

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Abstract: This IUPAC study aims at formulating recommendations concerning the metrological traceability of a measurement result in chemistry. It is intended to provide the chemicalmeasurement community with a consistent view of the creation, meaning, and role of metrological traceability and its underpinning concepts. No distinction is made between measurement results obtained in “high metrology” and in the “field”. A description is given of thecalibration hierarchies needed in different circumstances to arrive at metrological traceability along a metrological traceability chain. Flow charts of generic calibration hierarchies are presented as well as a variety of examples. The establishment, assessment, and reporting of metrological traceability are discussed, including the provision of metrological references by a metrological institutional framework and the role of interlaboratory comparisons.

Abstract: A novel definition for the hydrogen bond is recommended here. It takes into account the theoretical and experimental knowledge acquired over the past century. This definition insists on some evidence. Six criteria are listed that could be used as evidence for the presence of a hydrogen bond.

Abstract: The objective of this report is to contribute to the potential applications of supplemented state diagrams for aqueous glass-formers, in order to describe the influence of water content, nature of vitrifying agents, and temperature on the physico-chemical properties of foods and biological and pharmaceutical products. These data are helpful to develop formulations, processing strategies, or storage procedures in order to optimize the stability of food ingredients and pharmaceutical formulations. Reported experimental data on phase and state transitions for several food and pharmaceutical systems were analyzed. Some methodological aspects and the effect of phase and state transitions on the main potential chemical reactions that can alter those systems during processing and/or storage are discussed.along a metrological traceability chain. Flow charts of generic calibration hierarchies are presented as well as a variety of examples. The establishment, assessment, and reporting of metrological traceability are discussed, including the provision of metrological references by a metrological institutional framework and the role of interlaboratory comparisons.

IUPAC Technical Reports and Recommendations

Metrological traceability of measurement results in chemistry: Concepts and implementationPaul De Bièvre, René Dybkaer, Aleš Fajgelj, and D. Brynn HibbertPure Appl. Chem., Vol. 83, No. 10, pp. 1873–1935, 2011.© 2011 IUPAC, Publication date (Web): 15 June 2011.

Definition of the hydrogen bond (IUPAC Recommendations 2011)IUPAC Task Group.Pure Appl. Chem., Vol. 83, No. 8, pp. 1637–1641, 2011.© 2011 IUPAC, Publication date (Web): 8 July 2011.

State diagrams for improving processing and storage of foods, biological materials, and pharmaceuticals. Pure Appl. Chem., Vol. 83, No. 8, pp. 1567–1617, 2011.© 2011 IUPAC, Publication date (Web): 7 March 2011.

Descarga libre desde: http://www.iupac.org/publications/pac/pdf/2011/pdf/8310x1873.pdf.

Descarga libre desde: http://www.iupac.org/publications/pac/pdf/2011/pdf/8308x1637.pdf

Descarga libre desde: http://www.iupac.org/publications/pac/pdf/2011/pdf/8308x1567.pdf

IUPAC

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Green Chemistry @ RSCEthyl lactate as a solvent: Properties, applications and production processesCarla S. M. Pereira, Viviana M. T. M. Silva and Alírio E. Rodrigues Green Chem., 2011, 13, 2658-2671.

Ethyl lactate is an environmentally benign solvent with effectiveness comparable to petroleum-based solvents. The worldwide solvent market is about 30 million pounds per year, where ethyl lactate can have an important share. It is considered a chemical commodity and has attracted much attention in recent years, since it is formed by the esterification reaction of ethanol and lactic acid, which can be generated from biomass raw materials through fermentation. In this work, an overview regarding the main properties and applications of ethyl lactate, as well as its synthesis and production processes, with a particular emphasis on reactive/separation processes, is presented.

Table of Contents

• Introduction

• ClassificationofSurfactants

• ToxicityofSurfactants

• ProblemsandChallengesPosedbytheAnalysisofSurfactantsinEnvironmentalSamples

• AnalyticalProceduresforDeterminingSurfactantsinEnvironmentalSamples

• LiteratureDataonConcentrationsofSurfactantsDeterminedinEnvironmentalSamples

• Summary

Chemical Reviews @ ACSAnalytics of Surfactants in the Environment: Problems and ChallengesEwa Olkowska*, Zaneta Polkowska, and Jacek NamiesnikChem. Rev., 2011, 111 (9), pp 5667–5700Publication Date (Web): July 11, 2011. Copyright © 2011 American Chemical Society.

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Las reacciones del dimetil carbonato

El dimetil carbonato (CH3)2CO3, es una molécula simple, hasta hace poco difícil de sintetizar, con sorprendentes propiedades como reactivo y como solvente. Con base en un artículo todavía actual [1], se presentan aquí algunas interesantes particularidades de esta molécula.

El dimetil carbonato, abreviado DMC, más bien un éster que una sal, es un líquido incoloro que ha ganado usos, paralelos a facilidades en su síntesis cada vez más amigable con el medio ambiente, como agente de metilación, solvente en pinturas y adhesivos y como oxigenante de combustibles El interés por el dimetil carbonato seguirá creciendo tras ser excluido, por la EPA [2], de la definición de compuestos orgánicos volátiles VOCs, que forman smog y potencialmente tóxicos, cancerígenos o que contienen cloro o bromo y por tanto afectan la capa de ozono. Es decir que hace parte de la nueva química verde.

COCl2 + 2 CH3OH → (CH3)2CO3 + 2 HCl

La reacción industrial de actualidad utiliza CuCl como catalizador:

2CO + O2+ 4 CH3OH →[CuCl] → 2 (CH3)2CO3 + 2 H2O

más suave con el ambiente, pero se espera sea reemplazada por:

2 CO2+ 4 CH3OH →[KOH] → 2 (CH3)2CO3 + 2 H2O

La primera síntesis del dimetil carbonato fue una de muchas basada en el fosgeno, COCl2, esa molécula terrible, utilizada por su toxicidad como arma en la primera guerra mundial y con todos los malignos efectos ambientales descritos antes para los VOCs:

Fórmula molecular

Masa molecular

Apariencia

Densidad

Punto de fusión

Punto de ebullición

Solubilidad en agua

Peligros.

C3H6O3

90,08 g/mol

Líquido transparente

1.069 - 1.073 g/ml

2 a 4 ºC (275 a 277 K)

90ºC (263 K)

13,9 g /100 mL

Inflamable.

Reacción definitiva, por ser simple y amigable con el ambiente. Las sucesivas síntesis muestran cómo, el avance de la química, resuelve las dificultades ambientales de sus primeros pasos.

Propiedades fisicoquímicas

Síntesis

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La reacción de carboximetilación, entrega productos de adición y eliminación y su mayor ventaja es que compite en reemplazo del tóxico fosgeno. La reacción de metilación entrega productos de adición y descomposición, su mayor ventaja es que compite en reemplazo de haluros de metilo y evita el impacto sobre la capa de ozono, para no hablar de la opción dura que es el más tóxico y peligroso dimetil sulfato.

De otra parte, los subproductos metanol y dióxido de carbono pueden ser reciclados, incluso hacia la producción del mismo dimetil carbonato. Hay subproductos y no son moléculas mas pesadas, en Daltons, con lo que no agregan valor económico al proceso… pero no todo es perfecto.

El dimetil carbonato ofrece ventajas cuando participa en procesos: funciona como solvente y reactivo en un mismo sistema, , el reciclaje de residuos es fácil y sin peligros al ambiente o a las personas y permite fácil control de las reacciones porque sus reacciones son apenas ligeramente exotérmicas.

Sus ventajas como componente de un sistema de síntesis dependen de su efecto catalítico, según el cual evita el consumo estequiométrico de bases. Así, la eficiencia atómica de estas reacciones suele ser favorable respecto de otros métodos de alquilación o carboxilación. Esto es, de nuevo, reacciones más sanas, de mínimo riesgo al ambiente y a las personas.

El dimetil carbonato debe su reactividad a puentes de hidrógeno, activación electrofílica incrementada por la presencia de iones que alteran la estructura del agua o de otros solventes al formar esos puentes de hidrógeno [3]. Así, el dimetil carbonato posee dos centros electrofílicos, el del carbonilo y el del metilo, de manera que las reacciones usuales son las del esquema de la izquierda, cuya diferencia fundamental está marcada por la temperatura.

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La tabla ilustra algunos ejemplos de reacciones de metilación con dimetil carbonato en presencia de carbonato de potasio a temperaturas mayores que 120ºC:

El procedimiento inicia con una solución 0,1M del sustrato WCH2 en dimetil carbonato y la cantidad estequiométrica del otro reactivo, puestos en un reactor autoclave de acero, que se lleva a la temperatura prevista en la cual se obtiene una presión autógena de entre 6 y 15 bar. Las reacciones suceden en el término de pocas horas y los productos se obtienen tras filtrar el carbonato de potasio sólido y separar el dimetil carbonato por destilación al vacío. De estas reacciones se obtienen precursores para fármacos antiinflamatorios no esteroidales de la clase denominada ácidos hidratrópicos, entre los cuales se encuentran ibuprofeno, naproxeno y cetoprofeno. El proceso ha sido escalado hasta los 250 kg.

Las reacciones de carboximetilación, siempre con aminas se orientan a la formación de carbamatos. en presencia de bases fuertes del tipo sodio metóxido que las aminas aromáticas o alifáticas forman los carbamatos cuantitativamente y en cuestión de minutos (las aminas alifáticas reaccionan antes que las aromáticas). La tabla 2 muestra algunas de las reacciones posibles:

Conditions: Reflux temperature. 908C; Amine/Base/DMC molar ratio: 1/1.2/40. After18 h, 73% of N-methyl carbamate. After 18 h, 87% of N-methyl carbamate.

After 0.5 h, 70% of N-methyl carbamate. After 6 h, 78% of N-methyl carbamate.

WCH2Z Selectividad Aislado

W (Raiz) Z (Función) WCHCH2Z

o-MeOC6H4 CN > 99% 85%

p- ClC6H4 CN > 99% 89%

p- FC6H4 CN > 99% 81%

C6H5 CO2CH3 92% 80%

6 metoxinaftil CO2CH3 99% 90%

C6H5O CO2CH3 94% 81%

C6H5O CO2H 94% 80%

C6H5 SO2Ph 92% 81%

C6H5 SO2CH3 96% 85%

Tabla 1: Metilaciones con dimetil carbonato

Reactante Base Condiciones Rendimiento

p- Anisidina Potasio butóxido Reflujo, 363 K, 0,5 h > 75%

p- Cloroanilina Potasio butóxido Reflujo, 363 K, 0,5 h > 80%

Benzilamina Potasio butóxido Reflujo, 363 K, 0,1 h > 96%

N Decilamina Sodio metóxido Reflujo, 363 K, 0,1 h > 96%

Hexano 1,6 diamina Sodio metóxido Reflujo, 363 K, 0,2 h > 96%

Octilamina Sodio metóxido Reflujo, 363 K, 0,1 h > 96%

Fenetilamina Sodio metóxido Reflujo, 363 K, 0,1 h > 96%

Tabla 2: reacciones de aminas con dimetil carbonato en presencia de bases

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Las reacciones de carboximetilación también se orientan hacia la formación de carbamatos, por la participación de catalizadores como Bi, Pb y Zn por lo general en forma de nitratos y/o acetatos, según contiene la tabla 3:

Finalmente reportar que, de acuerdo con ensayos recientes [6] el dimetil carbonato, gracias a su alto contenido de oxígeno, mejora el proceso del combustible Diesel (y biodiesel), de manera que consigue mejor eficiencia térmica y reducción de las emisiones de material particulado. Es así que se le considera una excelente promesa como aditivo de ese combustible Diesel.

Reactante Producto Condiciones Rendimiento

Anilina Metil N fenil amina Pb, 453K, 1h > 90%

Hexanodiamina Dimetilhexano, 1,6 dicarbamato Bi, 353K, 3h. > 80%

Alquilaminas Alquil carbamatos Pb, 423K, 2h > 80%

2,4 tolueno diamina Dimetiltolueno 2,4 dicarbamato Zn, 453K, 2h > 90%

4,4 difenilmetano diamina Dimetil 4-4 metillenodifenildicarbamato Zn, 453K, 2h > 90%

Tabla 3: reacciones de aminas con dimetil carbonato en presencia de metales

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Vidrio, 7.000 años de brillante evoluciónPor Sebastián Krieger

El vidrio es tan antiguo como la tierra misma: pudo haberse formado por primera vez durante una erupción volcánica o como efecto de un rayo o un meteorito. Sin embargo, el hombre convirtió la simple fundición de arena en procesos de alta tecnología que hoy producen vidrios con cualidades asombrosas.

Ya en el paleolítico –hace unos 100.000 años, se elaboraban cuchillos y adornos de obsidiana (vidrio volcánico natural), pero solamente hasta hace siete milenios que el pueblo fenicio descubrió que el vidrio se podía fabricar. Según relatos muy antiguos, unos mercaderes en Siria prendieron una fogata sobre arena y piedras con algún contenido de nitratos, que se fundieron con el calor y al enfriarse se transformaron en una sustancia vidriosa. 3.500 años después, los egipcios ya producían masivamente perlas de vidrio, probablemente para adornos; y luego, en Mesopotamia, se aprendió a recubrir trastos de cerámica con glaseados de colores. Por esa misma época en China, Grecia y algunas regiones de Europa, se comenzaron a fabricar recipientes de vidrio. Los romanos perfeccionaron la mezcla de arena, ceniza vegetal y tiza, y fueron los primeros en hacer ventanas de vidrio. También soplaron botellas con una técnica que sobrevive intacta para elaborar artículos de decoración.

Pero solamente en la revolución industrial se implementaron las bases tecnológicas para producir vidrio moderno, gracias a los alemanes Otto Schott, Carl Zeiss y Ernst Abbe, quienes en la ciudad de Jena aislaron sus componentes químicos e investigaron su reacción con otros elementos. Desarrollaron vidrio resistente al choque térmico (que permite calentarlo al rojo y sumergirlo violentamente en agua sin que se fracture), a la presión, a agentes químicos agresivos (sólo es atacado de manera importante por el ácido fluorhídrico) y a altas temperaturas, transparente y fuerte contra golpes. Adicionalmente, el vidrio moderno es uno de los mejores aislantes eléctricos y es reciclable, pues permite ser reprocesado infinitamente. Por estas cualidades, los vidrios especiales comenzaron a ocupar todos los sectores de la industria y la vida cotidiana, desde ampollas farmacéuticas y pantallas de televisores, hasta los telescopios y microscopios más poderosos.

Uno de los vidrios más sorprendentes es el de las laminillas cubre objetos de microscopía, pues es ultra delgado y totalmente nítido. Para su elaboración en la fábrica de Waldemar Knittel en Alemania –que produce 400 millones de láminas cada año, se usa la técnica de flotado, mediante la cual una masa derretida de vidrio óptico Schott (de alta pureza y libre de burbujas) se vierte desde el horno de fundición sobre una lámina plana de estaño y se estira continuamente antes de ser enfriado, pulido, lavado y cortado con láser. Todo con tal de que no interfiera con lo que se está observando en un microscopio.

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En algunas culturas la piel bronceada se considera como signo de salud, buena forma y juventud y contribuye con la mejora de la imagen social. Por otro lado, la exposición al sol posee acción terapéutica para diversas enfermedades y es coadyuvante en la formación de vitamina D. No obstante estos beneficios, es necesario una protección frente a la radiación solar pues tanto a corto como a largo plazo y con exposiciones más o menos prolongadas se pueden producir daños en la piel. En la actualidad nuestra civilización ha afianzado aún más sus lazos con el sol en tanto se utiliza de manera natural o artificial con fines terapéuticos o, sencillamente, cosméticos.

La comunidad médica dermatológica y fármaco-cosmética es consciente del efecto nocivo que la radiación solar puede determinar en la piel y, por lo tanto, considera que es prioritario comunicar la necesidad de la fotoprevención, término que abarca la Fotoeducación y Fotoprotección. Es decir, la prevención se ejercerá educando a la comunidad en general y a los profesionales de la salud sobre los efectos dañinos de las radiaciones sobre la piel e indicando las medidas adecuadas de fotoprotección, terreno donde la industria cosmética y farmacéutica se esfuerzan día a día en conseguir más logros.

La exposición controlada a la radiación solar y el uso correcto de fotoprotectores contribuye a evitar el daño solar.

El factor de protección solar o índice de protección solar es un indicador del tiempo que una persona puede estar expuesta al sol sin sufrir quemaduras. Dicho índice, que se refleja de forma numérica en el envase de los fotoprotectores que podemos adquirir en el mercado, es un multiplicador del tiempo que una persona puede estar tomando el sol sin quemarse.

Los fotoprotectores contienen sustancias químicas y/o físicas denominadas filtros cuya función es la de absorber o reflejar las radiaciones solares protegiendo la piel de sus efectos dañinos. Los fotoprotectores actúan frente a las radiaciones ultravioleta B (UVB), ultravioleta A (UVA) e infrarrojo (IR) pero presentan diferentes tipos de eficacia protectora frente a dichas radiaciones.

Protección UVB: El Factor de Protección Solar (FPS) o Índice de Protección (IP) indica el número de veces que el fotoprotector aumenta la capacidad de defensa natural de la piel frente al eritema o enrojecimiento previo a la quemadura; en este sentido se podría afirmar que este indicador arroja información acerca de la protección frente al UVB.

Metodologías:

La industria cosmética del mundo utiliza diferentes metodologías para determinar el factor de protección solar, por lo que, dependiendo de la procedencia de los cosméticos, podemos encontrar diferentes índices no comparables entre sí:

•FDA(FoodDrugandAdministration)oamericano, vigente sólo en Estados Unidos.

•DINoalemán,índicedeproteccióncuyovalores la mitad del valor anterior. Actualmente no es utilizado por la industria cosmética.

•SAA(StandardsAustralia) o australiano, es un intermedio entre FDA y DIN. Se utiliza en el continente australiano.

Factor de protección solar o índice de protección solarGrupo investigadores CECIF

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•COLIPA(Asociacióneuropeadefabricantesdecosméticos y perfumería), metodología creada en 1962 en Bruselas o método europeo, aceptado por casi todos los fabricantes de cosméticos europeos, aunque no de aplicación obligatoria. Es el más ampliamente utilizado en la actualidad por casi todos los centros de análisis de cosméticos del mundo.

EL CECIF

El Centro de la Ciencia y la Investigación Farmacéutica CECIF (www.cecif.org), también utiliza la norma COLIPA y para implementar esta metodología nuestro Centro de Investigaciones posee toda la infraestructura científico tecnológica requerida, es decir, contamos con el personal científico idóneo, con un equipo simulador solar de 6 sondas, el mismo que se utiliza en los laboratorios que hacen estudios de SPF en el mundo, además tenemos los equipos complementarios, los procedimientos y protocolos de estudios desarrollados y estandarizados, y el área adecuada para tales fines.

Las tendencias actuales, utilizando el método COLIPA, clasifican los productos en varios tipos o categorías en función del factor de protección solar (FPS):

Estudios de resistencia al agua:

Otra propiedad muy importante que pueden presentar los fotoprotectores y que está directamente relacionada con su eficacia es la de ser resistentes al agua.

El área clínica del CECIF realiza, de acuerdo con lo anterior, las siguientes determinaciones:

• Waterresistant:(Resistentealagua):Cuando el fotoprotector no ha perdido su capacidad protectora tras 40 minutos de natación continuada (2 inmersiones de 20 minutos cada una).

• Waterproof:(Apruebadeagua):Eltérmino “a prueba de agua” ha sido reemplazado por el de “muy resistente al agua”. Cuando supera los 80 minutos (4 inmersiones de 20 minutos cada una).

Realizamos además estudios con un Simulator (in sílico) que es una herramienta que nos permite la estimación del factor de protección de sol (SPF), así como diversos índices de UV-A. Esta herramienta nos sirve para:

1.- Ayudar al formulador (fabricante) en la selección de la composición de ingredientes activos de la formulación del protector solar.

2.- Verificar en una muestra enviada por un cliente si la composición puede reflejar una protección acorde con el valor esperado antes de someter a humanos a las pruebas con el simulador solar garantizando así su total integridad.

Asesoramos a nuestros clientes completamente gratis. Póngase en contacto con nosotros en la siguiente dirección: www.cecif.org y [email protected].

Área: Destinada en el CECIF para Estudios de SPF.

Fuente: Guía de Protección Solar. Ministerio de Sanidad y Consumo; España.

Para llevar a cabo nuestros estudios empleamos, en términos generales, la técnica universal denominada COLIPA. A partir de dicha metodología, para calcular el FPS se valora la dosis mínima de radiación ultravioleta que produce la primera reacción eritemática (o enrojecimiento) perceptible en la piel humana, mínima dosis eritemática (MED).

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Edición 19 - MolLabs Quimiométricas · acreditación de laboratorios bajo la norma NTC ISO/IEC...

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