Cromatografia gasosa-espectrometria de massas e derivatização assistida por micro-ondas na identificação de isômeros de glicose: uma prática para o ensino avançado em análise e caracterização de compostos orgânicos

Abstract

. This work reports a practical case based on the use of microwave-assisted derivatization and GC-MS for the analysis of glucose. Using two different methods for derivatization, one reference compound and the calculated dipole moment, all the isomers of glucose were identified. Identification was corroborated for the assignment of structures using the mass spectra. With this work, students are expected to associate different types of information to solve the complex problem of the analysis of glucose.Keywords: glucose; mass spectrometry; microwave derivatization. INTRODUÇÃOOs hidratos de carbono, sacarídeos, açúcares ou glicídios são compostos de fórmula empírica geral C n (H 2 O) n . De origem natural, são sintetizados pelas plantas no processo da fotossíntese, encontram-se naturalmente em diversos alimentos tais como a fruta, o leite, o mel, o grão, diversos cereais e, evidentemente, na cana-de-açúcar. Devido a sua larga presença em produtos naturais, e sendo que fazem parte da cadeia nutritiva de animais e humanos, eles são incorporados através de diversos processos bioquímicos nos organismos superiores. Essas características fazem aumentar sua expressão e dispersão pelos mais variados contextos, aumentando a importância do desenvolvimento de métodos analíticos, que permitam determinar, identificar e quantificar os açúcares presentes numa determinada matriz. 1No que se refere à identificação e quantificação de compostos orgânicos, as técnicas cromatográficas gasosas hifenadas com a espectrometria de massas são ferramentas de eleição, mas, no caso particular da análise de glicídios, revelam-se pouco úteis. A análise desses compostos através dessas técnicas é dificultada porque, sendo os glicídios e os seus derivados compostos polihidroxilados, apresentam elevada polaridade, baixa volatilidade e ausência de grupos cromóforos. A baixa volatilidade impede a análise direta por cromatografia de gases (CG) e a ausência de cromóforos dificulta a análise recorrendo à cromatografia líquida (CL), já que esses cromatógrafos estão habitualmente equipados com detectores de UV-Vis. Para realizar a análise de açúcares utilizando cromatografia líquida poderia utilizar-se um detector de índice de refracção, detector amperométrico pulsado ou recorrer a espectrometria de massas.2,3 Assim, ou se recorre a equipamentos menos usuais, mais dispendiosos e com menor capacidade de resolução ou se modificam as propriedades dos glicídios de modo a poder realizar a análise com os sistemas cromatográficos mais comuns num laboratório de análise tal como a cromatografia de gás.A derivatização de açúcares permite a modificação dos grupos funcionais da molécula, aumentando a sua volatilidade, diminuindo a polaridade e melhorando a sua estabilidade. O aumento da volatilidade pela derivatização do analíto no cromatógrafo de gases melhora a resposta do detector e aumenta a eficiência na separação dos picos cromatográficos. Assim, uma apropriada derivatização permitirá a sua análise por CG-EM, uma das mais importantes técnicas analíticas disponíve...

Development of a Fast, Low‐Cost, Conservative and Ecological Method for Quantifying Gallic Acid in Polymeric Formulations by FTIR Spectroscopy in Solution

“…Hyphenated methods as GC/MS, in addition to being destructive, for a better response of the detector front of the chromatographic system, require the mandatory synthetic step of GA derivatization …”

Uso de metodologias analíticas para determinação de compostos fenólicos em alimentos no Brasil: avanços e fragilidades

“…Entretanto, para possibilitar o uso da CG com estas inovações, é necessário que os componentes a serem isolados e identificados sejam voláteis e estáveis a altas temperaturas (Amorim, 2019). A termossensibilidade dos compostos fenólicos e sua baixa volatilidade geram uma necessidade de derivatização das substâncias para possibilitar a utilização da CG, processo que dificulta o uso desta técnica para identificação e quantificação de compostos FT ou isolados (Frias et al, 2014). A derivatização é um processo no qual substâncias de interesse analítico são submetidas a reações químicas que alteram sua estrutura, a fim de aumentar a sua volatilidade, diminuir a polaridade e melhorar a sua estabilidade, obtendo características físicoquímicas compatíveis com as técnicas de separação e quantificação, mas de modo que os componentes originais possam continuar a ser identificados pela relação entre a composição química original do analito e o produto oriundo da derivatização (Frias et al, 2014;Pacheco et al, 2014).…”

“…A termossensibilidade dos compostos fenólicos e sua baixa volatilidade geram uma necessidade de derivatização das substâncias para possibilitar a utilização da CG, processo que dificulta o uso desta técnica para identificação e quantificação de compostos FT ou isolados (Frias et al, 2014). A derivatização é um processo no qual substâncias de interesse analítico são submetidas a reações químicas que alteram sua estrutura, a fim de aumentar a sua volatilidade, diminuir a polaridade e melhorar a sua estabilidade, obtendo características físicoquímicas compatíveis com as técnicas de separação e quantificação, mas de modo que os componentes originais possam continuar a ser identificados pela relação entre a composição química original do analito e o produto oriundo da derivatização (Frias et al, 2014;Pacheco et al, 2014). Deste modo, apesar de todos os avanços nos métodos de CG, que possibilitaram análise de uma maior diversidade de compostos, HPLC ainda é o método cromatográfico mais difundido para separação, identificação e quantificação de fenólicos.…”

Metabolômica De Plantas: Métodos E Desafios

“…Já o aumento da volatilidade de açúcares e outros compostos polares para a análise em CG-EM pode ser realizado por reações de derivatização. 107 Muitos protocolos foram desenvolvidos nas últimas décadas, [107][108][109][110] principalmente reações de acilação, oximação, sililação e esterificação.…”

“…Dentre os agentes sililantes mais comuns estão o bis-(trimeltilsilil)trifluoroacetamida (BSTFA) e o N-metil-N-(trimetilsilil) trifluoroacetamida (MSTFA). 109,111 Na sililação, os efeitos de BSTFA e MSTFA são similares, embora os derivados de MSTFA possuam um menor ponto de ebulição e, consequentemente, um menor tempo de retenção comparado ao BSTFA. Isso é importante no momento da escolha das bases de dados para correspondência espectral e por tempo de retenção.…”