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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/44303
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Title: Polímeros molecularmente impressos para extração seletiva de sacarina e triclosan
Authors: Dourado, Camila Santos
Orientador(es):: Dias, Ana Cristi Basile
Coorientador(es):: Braga, Jez Willian Batista
Assunto:: Polímeros Molecularmente Impressos (MIPs)
Sacarina
Triclosan
Issue Date: 20-Jul-2022
Citation: DOURADO, Camila Santos. Polímeros molecularmente impressos para extração seletiva de sacarina e triclosan. 2019. xviii, 130 f., il. Tese (Doutorado em Química) — Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Abstract: Polímeros Molecularmente Impressos (MIPs) são materiais com seletividade direcionada à uma espécie química de interesse. Para se alcançar altos níveis de separação seletiva são necessários estudos aprofundados acerca da compatibilidade química do material com o analito e matriz de estudo. Dessa forma, neste presente trabalho foram sintetizados diferentes MIPs com o objetivo de aplica-los em procedimentos de extração da sacarina (SAC) em amostras de bebidas dietéticas e de água superficial, e do triclosan (TCS) em amostras de água superficial. Para a SAC foram avaliadas duas rotas de sínteses para os MIPs, com base polimérica híbrida (orgânica-inorgânica), sendo elas o processo em massa (HMIP-B) e em suspensão (HMIP-S). Os materiais foram amplamente caracterizados e comparados de acordo com dados morfológicos, texturais, de estabilidade térmica, de adsorção e seletividade. As capacidades máximas adsortivas foram de 1,24 e 4,32 mg g-1 para o HMIP-B e HMIP-S, respectivamente. Foram obtidos fatores de impressão (FI) para os materiais de ~ 5,0. Em relação a seletividade, o HMIP-S apresentou parâmetros adequados mantendo ~ 80 % da sua capacidade adsortiva para a SAC frente a três espécies interferentes, com coeficiente de seletividade relativo em torno de 5,0. Assim, aplicou-se o HMIP-S para extrair a SAC em ensaios de fortificação de amostras de água superficial. Neste caso, foram obtidas recuperações > 80 % para as concentrações de 250 e 750 μg L-1, com performance de extração superior a realizada com a fase sólida comercial de HLB (balanço hidrofílico-lipofílico). Em procedimentos de extração em fase sólida da SAC em amostras de chá dietético, o HMIP-S demonstrou altas taxas de recuperação de 80 – 94 % com desvio padrões relativos < 5,0 % e fator de pré-concentração de 3 vezes. O método analítico final apresentou parâmetros adequados de exatidão e precisão que comprovaram a alta eficiência de extração do HMIP-S no preparo de amostra da SAC. Para o desenvolvimento do MIP para o TCS testou-se uma ferramenta computacional inovadora de estudos de seleção do monômero funcional (MF) no estágio pré-síntese. Os resultados sugeriram condições energéticas e termodinâmicas de complexação com valores físico-químicos pequenos, porém favoráveis para o ácido metacrílico (MAA) e menos favoráveis para a vinilpiridina (VP). Para atestar os resultados teóricos sintetizaram-se dois MIPs utilizando os dois MFs e etilenoglicol dimetacrilato (EGDMA) como reticulador. Os FIs dos MIPs apresentaram-se < 1,4 que indicaram baixa impressão do TCS nos materiais. A ferramenta computacional apresentou eficiência para se estimar energia de ligação do TCS aos MFs ao prever complexos com menor força de ligação que refletiu na baixa impressão constatada nos resultados empíricos.
Abstract: Molecularly imprinted polymers (MIPs) are materials with directed selectivity to a target chemical species. To achieve high levels of selective separation it is required deep research in the chemical compatibilities of the material with the analyte and the matrix. Thus, in this work, different MIPs were synthesized with the purpose of applying in extraction procedures of saccharin (SAC) in dietary beverages and surface water samples, and triclosan (TCS) in surface water samples. For SAC, two synthesis procedures for the MIPs were evaluated, with polymeric hybrid composition (organicinorganic), such as the mass process (HMIP-B) and suspension (HMIP-S). The materials were widely characterized and compared according to morphological, textural, thermal stability, adsorption and selectivity data. The maximum adsorptive capacities were 1.24 and 4.32 mg g-1 for HMIP-B and HMIP-S, respectively. Imprinted factors (IF) of ~ 5.0 were obtained for the materials. Regarding selectivity, HMIP-S presented more adequate parameters maintaining ~ 80% of its adsorptive capacity for SAC in relation to three interfering species, with relative selectivity coefficient around 5.0. Thus, HMIP-S was applied to extract SAC in surface water sample by fortification assays. In this case, recoveries > 80% were obtained for concentrations of 250 and 750 μg L-1, with extraction performance higher than the commercial solid phase of HLB (hydrophilic-lipophilic balance). For the solid phase extraction procedures of SAC in diet tea samples, HMIP-S demonstrated higher recovery rates of 80 - 94% with relative standard deviation < 5.0% and 3-fold preconcentration factor. The proposed analytical method presented appropriate parameters of accuracy and precision that proved the high extraction efficiency of HMIP-S for the SAC sample preparation. For the development of MIP for TCS, an innovative computational approach was tested for functional monomer (FM) screening in the pre-synthesis step. The results indicated complex energetic and thermodynamic conditions with smaller physicochemical values, but favorable for methacrylic acid (MAA) and less favorable for vinylpyridine (VP). To attest to the theoretical results, two MIPs were synthesized using both MFs and ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) as crosslinker. The IFs of the MIPs were <1.4, that indicated low impression of TCS in the materials. The computational approach showed efficiency in estimating TCS binding energy to the MFs by predicting complexes with lower binding force that reflected in the low impression presented in the empirical results.
Description: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2019.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF).
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