Modelo de Informe de Laboratorio

Centro de Nanociencias y NanotecnologaUniversidad Nacional Autnoma de MxicoLaboratorio de Qumica OrgnicaPractica # 9

Evaluacin de Compuestos Orgnicos Mediante Espectrometra UV-Vis

Autores (Alcal Vargas, Rubn &Czares Morales, Andrea)Grupo: 201 Fecha: 10/4/2015

_______________________________________________________________________Resumen: El trabajo realizado para esta prctica consisti en analizar, por espectrometra UV-visible, diez disoluciones de vacomicina, para establecer una curva de calibracin y as determinar el grado de absorcin de un polmero en una disolucin de vancomicina adicional. Adems, se realiz un anlisis por espectrometra UV-visible de disoluciones de aspirina, cafena y salicilato de metilo. Objetivos:El objetivo principal de esta prctica es la profundizacin en la tcnica de espectrometra UV-visible. Como objetivos especficos se encuentran el reafirmar la elaboracin de curvas de calibracin y el corroborar la composicin de ciertos compuestos.Palabras claves: Espectrometra UV-visible, vancomicina, aspirina cafena, salicilato de metilo

_________________________________________________________________________Introduccin:La espectrometra UV-visible es una tcnica utilizada para realizar anlisis qumicos y consiste en incidir una radiacin electromagntica de longitud de onda entre 250 nm y 700 nm (regin de la luz ultravioleta y visible). Este proceso se basa en el principio de orbitales moleculares, ya que, segn este, un electrn perteneciente a un orbital atmico o molecular slo puede pasar a un estado excitado si se le incide la energa exacta (por radiacin electromagntica). Aunado a esto, debido a las interacciones moleculares, la longitud de onda que excitar a un electrn variar segn el enlace o tomo que componga a la muestra que se est analizando. [1]Los equipos utilizados para este procedimiento (los espectrofotmetros) consisten en una lmpara que emite radiacin electromagntica en el espectro UV-visible (regularmente una combinacin de una lmpara halgena y una lmpara de deuterio), lentes pticos que concentren el haz de luz, un monocromador (el cual permite obtener una longitud de onda especfica) y un detector (el cual determina la cantidad de radiacin absorbida). [2]Para analizar una muestra con un espectrofotmetro de UV-visible, se realiza un barrido de la muestra con las distintas longitudes de onda de esta regin del espectro. Con la informacin obtenida se determinan los puntos en los cuales hubo absorbancia y, en relacin a la informacin de absorbancia de distintos enlaces y tomos que ya existe, se determina la composicin parcial o completa de la muestra analizada.La prctica realizada consisti en analizar distintas disoluciones por espectrometra UV-visible, sin embargo, se dividi en dos procesos distintos: el primero consisti en analizar varias disoluciones de vancomicina con concentracin distinta para determinar la capacidad de absorcin de un polmero y el segundo simplemente consisti en el anlisis de disoluciones de aspirina, cafena y salicilato de metilo para confirmar su pureza.La vancomicina es un glycopptido de gran tamao (vase Figura 1) con frmula qumica C66H75Cl2N9O24. Tiene una masa molecular de 1449.3536 gmol-1, es inodora, tiene un sabor amargo, es soluble en agua, moderadamente soluble en metanol y es caracterstica por inhibir el ensamblaje de paredes celulares bacterianas. Debido a esto, es considerada como un antibitico potente y es comnmente utilizada para tratar infecciones de staphylococcus con resistencia a la meticilina y como alternativa a la penicilina. Este compuesto presenta una mxima absorbancia de rayos UV o luz visible en la longitud de onda de 282 nm. [3]

Figura 1: Estructura de vancomicina.El polmero que se analiz en conjunto con las disoluciones de vancomicina fue poli (cido acrlico) el cual es un hidrogel. Los hidrogeles son polmeros entrecruzados que cuentan con grupos hidroflicos (en este caso un grupo carboxilo). Estas sustancias tienen la capacidad de absorber ms de quinientas veces su peso en agua, sin embargo, en disolucin con cationes, esta cifra disminuye. [4]La aspirina, o cido acetilsaliclico, analizada en la segunda parte de la prctica, es un compuesto orgnico con frmula qumica C9H8O4 (vase Figura 2). Tiene un peso molecular de 180.15742 gmol-1, es slida a temperatura ambiente, tiene una coloracin blanca cristalina, es inodora y es soluble en agua, cloroformo y ter. Es un analgsico utilizado tpicamente para tratar dolor moderado y como anti-inflamatorio, entre otras aplicaciones. En disolucin con metanol, este compuesto tiene mxima absorbancia de rayos UV en longitud de onda de 277 nm. [5]

Figura 2: Estructura de cido acetilsaliclico.Otra muestra analizada fue la cafena de proveniencia de t negro. La cafena es una metilxantina (una familia de los alcaloides) con frmula qumica C8H10N4O2 (vase Figura 3). Tiene peso molecular de 194.1906 gmol-1, es inodora, tiene coloracin blanca y forma cristalina de prisma hexagonal. Es utilizada principalmente en bebidas y agentes farmacolgicos por su efecto notorio de estimular al sistema nervioso. En espectrometra UV-visible, en solucin acuosa, este compuesto presenta mxima absorbancia a una longitud de onda de 273 nm. [6,7]

Figura 3: Estructura de cafena.El ltimo compuesto analizado fue el salicilato de metilo, el cual es un compuesto orgnico con frmula qumica C8H8O3 (vase Figura 4). Comnmente conocido como aceite de gaultera, tiene un olor muy caracterstico, cuenta con una coloracin amarrillo-rojiza, tiene un peso molecular de 152.14732 gmol-1, es muy soluble en solventes orgnicos comunes y no soluble en agua. Diluido en alcohol, este compuesto presenta una mxima absorbancia de luz UV en la longitud de onda de 238 nm. [8]

Figura 4: Estructura de salicilato de metilo.Metodologa:A. Carga de frmaco Se adicionaron 30 mL de solucin acuosa de 0.4 mg/mL de vancomicida previamente preparada a un vaso de 50 mL. A esto se le agreg una pastilla de polmero y se dej en reposo; se tom la hora exacta en la que se adicion el polmero. Aproximadamente, una hora despus se determin la absorcin en UV con el espectrmetro Cary 60 UV-Vis de Agilent Technologies. Al realizar la muestra se registr la hora a la que se tom la muestra del medio. Esta prueba fue realizada por cuatro equipos de experimentadores a horas distintas. B. Curva de calibracin vancomicina en UVSe prepararon 50 mL de las disoluciones de 0.02, 0.04, 0.06, 0.08 y 0.10 mg/mL tomando como madre la disolucin de vancomicina 0.4 mg/mL. Cada una de las muestras se midi en el espectrmetro previamente mencionado. Esta misma prueba se volvi a realizar con otro grupo de experimentadores, tambin se repiti dos veces ms con las disoluciones 0.12, 0.14, 0.16, 0.18 y 0.20 mg/mL. Para la elaboracin de la recta de calibrado se tomaron en cuenta los valores registrados por los cuatro grupos. C. Determinacin de otros compuestos por UV-visa. CafenaSe prepar una solucin de 200 mL de solucin metanol-agua en proporcin 1:2. Se diluyeron 0.01 g de cafena extrada de t negro en otra prctica en 20mL de la solucin. Con una pequea muestra se hizo la espectroscopia, pero al saturarse el equipo se volvi a diluir la muestra. b. cido acetilsaliclicoFueron diluidos 0.01 mg de cido acetilsaliclico en 20 mL de la solucin metanol agua en proporcin 1:2. Se midi su absorbancia en UV. c. Salicilato de metiloSe diluyeron 0.01g de salicilato de metilo en 20mL de metanol y se midi su absorbancia en UV.Resultados y Discusiones:A. Carga de frmaco En la Tabla 1 se muestran los datos obtenidos por los cuatro grupos de experimentadores. Se puede notar que mientras pasa el polmero dentro de la disolucin la absorbancia de la muestra aumenta. Esto puede adjudicarse al hecho de que el polmero agregado es un hidrogel que absorbe agua, por lo que mientras ms tiempo pasa la concentracin de vancomicina en la muestra. As el espectrmetro registra una saturacin mayor que si no estuviera el polmero. Tabla 1. Resultados de absorcin y tiempo de carga de vancomicina en el polmero. GruposTiempo de carga (h)Absorbancia de la muestra

Grupo 1 (201)0.931,686

Grupo 2 (201)2.001,578

Grupo 1 (202)1,501

Grupo 2 (202)1,461

B. Curva de calibracin vancomicina en UVLas disoluciones de vancomicina a diferentes concentraciones mostraron diferentes absorbancias. Como se puede observar en la Tabla 2 mientras mayor es la concentracin mayos es su absorbancia. Lo cual es congruente con el experimento anterior. Tabla 2. Absorbancia UV de las disoluciones acuosas de vancomicina. Concentracin final [mg/mL]Absorbancia 1 a 280 nm (grupo 201)Absorbancia a 280 nm (grupo 202)

0.020.054- - -

0.040.1500.131

0.060.2140.214

0.080.2370.314

0.100.3090.390

0.120.5140.446

0.140.5700.615

0.160.6320.236

0.180.7840.822

0.200.8740.903

Con estos datos se obtiene la Figura 5, en la que se muestran los picos de absorcin a 280 nm. La curva de absorbancia se incrementa mientras mayor sea la concentracin vancomicina. Sin embargo todas tienen su mximo en 280 nm. Tambin se puede observar que la muestra est limpia ya que no se muestran otros picos. Con estos valores se obtuvo la recta de calibrado (Figura 6), en cual se graficaron los puntos de la Tabla 1 y 2. La lnea roja representa la aproximacin lineal de los puntos, tiene una pendiente de 4.2813. Se obtuvo que el error de las mediciones fue de 0.04853.

Figura 5. Absorbancia de vancomicina.

Figura 6. Recta de calibrado de vancomicina. C. Determinacin de otros compuestos por UV-vis

Conclusiones:

Referencias y Bibliografa:1. UV-visible Spectroscopy. Department of Chemistry, Michigan State University: Estados Unidos.2. Calle Aznar, S. (2011). Determinacin analtica de la cafena en diferentes productos comerciales. Departamento de Qumica Industrial, Universitat Politcnica de Catalunya: Espaa.3. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=14969.4. France, C. (2014). Products from Oil. GCSE Science: Reino Unido.5. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=2244.6. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=2519.7. Atomssa, T. & Gholap, A. V. (2011). Characterization of caffeine and determination of caffeine in tea leaves using uv-visible spectrometer. African Journal of Pure and Applied Chemistry, Vol. 5(1), pp. 1-8.8. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=4133.