ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de

Azúcar

ISSN: 0138-6204

revista@icidca.edu.cu

Instituto Cubano de Investigaciones de los

Derivados de la Caña de Azúcar

Cuba

Santo Tomás, Julio F.; Reádigos, Ricardo; Mejias, Rebeca

Empleo de la cromatografía líquida de alta resolución en el estudio de la reacción de deshidratación

del sorbitol

ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, vol. XLI, núm. 1, 2007, pp. 18-21

Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar

Ciudad de La Habana, Cuba

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=223114967003

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ICIDCA No. 1, 200718

Julio F. Santo Tomás, Ricardo Reádigos, Rebeca Mejias

Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA)e.mail: julio.santotomas@icidca.edu.cu

RESUMEN

La isosorbida es el producto final que se obtiene de la reacción de deshidratación del sor-bitol, primera etapa para la síntesis del dinitrato de isosorbida, principio activo que esutilizado fundamentalmente por sus propiedades como vasodilatador coronario en laindustria médico-farmacéutica. La reacción de deshidratación del sorbitol es una reac-ción en serie, donde el sorbitol se transforma a 1,4 sorbitan y éste a isosorbida. Para loscálculos de un modelo matemático que describa el proceso de obtención de la isosorbi-da se hace necesario conocer la cinética de esta reacción. Se presentan los resultados porcromatografía líquida de alta resolución (CLAR), de la variación de la concentración enel tiempo del sorbitol, el 1,4 sorbitan y la isosorbida, los que se emplearon para el estu-dio cinético de la reacción de deshidratación del sorbitol. En las determinaciones se uti-lizó una columna Supelcosil LC-NH2 (250 mm x 4.6mm id) 5 m; y como fase móvil ace-tonitrilo:agua. Se emplearon patrones secundarios de isosorbida, sorbitol y 1,4 sorbitan.Los resultados de la separación y cuantificación de los analitos fueron satisfactorios.

Palabras clave: reacción deshidratación, sorbitol, CLAR

ABSTRACT

The isosorbide is the final product that one obtains of the reaction of dehydration of thesorbitol, first stage for the synthesis of the isosorbide dinitrate, active principle that is usedfundamentally by its properties like coronary vasodilatator in the industry medicalpharmaceutical. The reaction of dehydration of the sorbitol is a reaction in series, wherethe sorbitol transforms to 1,4 sorbitan and this to isosorbide. For the calculations of amathematical model that it describes the process of obtaining of the isosorbide it becomesnecessary to know the kinetics of this reaction.In this work the results are presented byliquid chromatography of high resolution (HPLC), of the variation of the concentration in

INTRODUCCIÓN

El sorbitol (D-glucitol) es un alcoholpolihídrico, que forma derivados anhídri-dos estables o éteres internos, por la pérdi-da de una o dos moléculas de agua, sobretodo cuando la reacción es catalizada conácidos inorgánicos. El mecanismo de reac-ción es por sustitución nucleofílica sn1 osn2 y los posibles anhidridos que puedenformarse son el monoanhidrido o el dianhi-drido del sorbitol.

La isosorbida (1,4-3,6-dianhidrosorbitol)es el producto final que se obtiene de lareacción de deshidratación del sorbitol quees la primera etapa para la síntesis del dini-trato de isosorbida, principio activo utiliza-do por la industria médico farmacéutica,fundamentalmente por sus propiedadescomo vasodilatador coronario (1).

La reacción de deshidratación del sorbi-tol (figura 1) es una reacción en serie, dondeel sorbitol se transforma a 1,4 sorbitan y éstea isosorbida. La reacción se realizó en unreactor batch a presión reducida, con ácidosulfúrico 0,1% como catalizador y la tempe-ratura de 170 °C.

Para la optimización del proceso deobtención de la isosorbida, se requiere deun modelo matemático que describa y sirvade herramienta para el posterior escalado.Para obtener el modelo matemático que lodescribe se hace necesario conocer la ciné-tica de esta reacción (2, 3, 4).

Para la separación de los analitos de lareacción se empleó una columna SupelcosilLC-NH2 5 μm, la cual es empleada en el aná-lisis de los carbohidratos en alimentos yotras matrices con resultados satisfactorios.(5, 6, 7).

En el trabajo se presentan los resultados,obtenidos por cromatografía líquida de altaresolución (CLAR), de la variación de laconcentración en el tiempo del sorbitol, el1,4 sorbitan y la isosorbida, con el objetivode profundizar en el estudio cinético de estaprimera etapa de la síntesis y para la obten-ción de las constantes cinéticas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Fase Móvil: Para la preparación de la fasemóvil se empleó acetonitrilo (grado HPLC)y agua bidestilada.

Patrones: Los patrones secundarios de isosor-bida, sorbitol y 1,4 sorbitan fueron sinteti-zados en el Laboratorio de Sucroquímicadel ICINAZ y suministrados al laboratoriode cromatografía líquida del ICIDCA.

Preparación de las muestrasLa deshidratación del sorbitol se realizó

en un reactor batch a presión reducida, con-trolándose la presión en el reactor entre 40-60 mm Hg. Se utilizó como catalizadorácido sulfúrico 0,1 %, y la temperatura de170 °C. La isosorbida se separó de la mezclade reacción por destilación al vacío. Setomaron 12 muestras a diferentes tiemposdurante el transcurso de la reacción, cadamuestra fue tratada para la eliminación delcolor, diluidas a la concentración adecuaday posteriormente filtradas por filtros de 0.45micras antes de inyectarse en la columna.

CLAR (Cromatografía Líquida de AltaResolución)

El análisis de las muestras se realizó enun cromatógrafo líquido Knauer integrado

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the time of the sorbitol, the 1,4 sorbitan and the isosorbide, those that were used for thekinetic study.In the determinations a column Supelcosil LC-NH2 was used (250 mm x 4.6mm go) 5mm;and the phase mobile acetonitrile:water. secondary patterns of isosorbide, sorbitol and1,4 sorbitan were used. The results of the separation and quantification of the analiteswere satisfactory.

Key words: reaction dehydration, sorbitol, HPLC.

por una bomba analítica WellChrom K-500,un detector de índice de refracciónWellChrom K-2301. Se empleó una columnaSupelcosil LC-NH2 5 μm, (250 x 4,6 mm) conuna pre columna Supelcosil LC-NH2 5 μm y

una válvula de inyección Rheodyne, conlazo de 20 μL. Como sistema de solventese utilizó acetonitrilo-agua, a un flujo de1 ml/min. La adquisición y procesamien-to de los datos se realizó mediante el pro-grama BioCrom, (CIGB, La Habana,Cuba). La cuantificación se realizó por lacomparación de las áreas de los picos delas muestras y las áreas de los picos desoluciones patrones de sorbitol, 1,4 sor-bitan e isosorbida.

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Figura 2. Cinética de la reacción de deshidrata-ción del sorbitol

Figura 3. Cromatogramas a diferentes tiempos de reacción

Figura 1. Reacción de deshidratación del sorbitol

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La figura 2 muestra la cinética de la reac-ción de deshidratación del sorbitol. En elgráfico se observa la variación de la concen-tración del sorbitol, el 1,4 sorbitan y la iso-sorbida en el tiempo, de acuerdo con losresultados obtenidos por CLAR. Este gráficoes característico de las reacciones en seriecomo la que tiene lugar en la deshidratacióndel sorbitol. En el mismo se observa unaetapa inicial, hasta los 25 minutos, dondeno se han alcanzado las condiciones dereacción, tiempo a partir del cual ocurreuna rápida disminución de la concentracióndel sorbitol hasta los 85 minutos, tiempoque coincide con el aumento de la mismapara el 1,4 sorbitan, que alcanza su máximoen ese tiempo; observándose cómo a partirde ese tiempo se va incrementando la con-centración de la isosorbida hasta los 180minutos, donde se obtiene el 70 % de con-versión, mientras que el máximo de conver-sión se alcanza a los 240 minutos.

Los perfiles cromatográficos de la reac-ción de deshidratación del sorbitol de lascuatro muestras seleccionadas a los tiemposde 0, 17, 38 y 93 minutos para el experi-mento a 170 °C, se muestran en la figura 3.En esta secuencia se observa cómo dismi-nuye en el transcurso del tiempo la concen-tración del sorbitol hasta que no se observael pico correspondiente (TR 9.9 minutos) alos 93 minutos de reacción, así como la apa-rición del 1,4 sorbitan (TR 4,9 minutos) y laisosorbida (TR 2,5 minutos).

CONCLUSIONES

Se separaron y cuantificaron los analitosde la reacción de deshidratación del sorbitolempleando una técnica por cromatografíalíquida de alta resolución. Los resultados dela determinación de la variación de la con-centración en el tiempo de los analitos per-mitieron determinar el orden y la constantecinética de la reacción, así como el modelode la expresión cinética.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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6. Chen, Z., Lu J., Journal ofChromatographic Science, Vol. 40, No 1,pp. 35-39. 2002

7. Santo Tomás, J. F., Bermello, A., RevistaCubaAzúcar, Vol. XXXII, No.2, pp. 34-38.2003

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El Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivadosde la Caña de Azúcar (ICIDCA) y el Comité Cubano deCromatografía, le invitan cordialmente a participar en elVI Simposio de Cromatografía que se efectuará del 28 al 30de noviembre de 2007, en nuestras instalaciones.

Las temáticas a debatir estarán relacionadas con impor-tantes aplicaciones de la cromatografía líquida, la croma-tografía de gases y otras temáticas afines.

VI SSimposio dde CCromatografía

SIMCROM 2007