FASES ESTACIONÁRIAS DE LÍQUIDOS IÔNICOS EM CROMATOGRAFIA GASOSA: FUNDAMENTOS, AVANÇOS RECENTES E PERSPECTIVAS

Hantao, Leandro W.; Toledo, Bruna R.; Augusto, Fabio

doi:10.5935/0100-4042.20150177

Leandro W. Hantao ^**e-mail:leandro.hantao@lnnano.cnpem.br

Laboratório Nacional de Nanotecnologia, Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, 13083-100 Campinas - SP, Brasil

Bruna R. Toledo

Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, 13084-971 Campinas - SP, Brasil

Fabio Augusto

Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, 13084-971 Campinas - SP, Brasil

*e-mail:leandro.hantao@lnnano.cnpem.br

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Figura 1
Estrutura dos cátions mais utilizados no preparo de líquidos iônicos. Reimpresso de Ho. T. D.; Zhang, C.; Hantao, L. W.; Anderson, J. L. Anal. Chem. 2014 86 262. Copyright 2014 American Chemical Society

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Figura 2
Estrutura dos ânions mais utilizados no preparo de líquidos iônicos. Reimpresso de Ho. T. D.; Zhang, C.; Hantao, L. W.; Anderson, J. L.; Anal. Chem. 2014, 86, 262. Copyright 2014 American Chemical Society

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Figura 3
Alguns dos principais líquidos iônicos originalmente preparados e utilizados como fases estacionárias para cromatografia gás-líquido. A - 1-butil-3 -metilimidazólio pareado com os ânions cloreto, hexafluorofosfato e tetrafluorborato, B - triflato de 1-benzil-3-metilimidazólio, C - triflato de 1-(p-metoxibenzil)-3 -metilimidazólio, D - cátion 1-(trimetilamônio)-5-(3-metilimidazólio)pentano, E - cátion 1-(trimetilamônio)-5-(tripropilfosfônio)pentano, F - líquido iônico trigonal tricatiônico derivado de imidazólio, G - poli(cloreto de 1-vinil-3-metilimidazólio) e poli(bis(trifluorometilsulfonil)imidato de 1-vinil-3-metilimidazólio)

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Figura 4
Cromatogramas GC-FID de ésteres metílicos de ácidos graxos em uma coluna (A) tradicional polar SP-2560 e em uma coluna de IL comercial SLB-IL100. As separações foram realizadas empregando isotermas a 180 °C e 150 °C, respectivamente. Identificação: 1 -_C18:1Δ^6tr; 2 - C_18:1Δ^9tr; 3 - C_18:1Δ^11tr; 4 - C_18:1Δ^12tr; 5 - C_18:1Δ^6c; 6 - C_18:1Δ^7c; 7 - C_18:1Δ^9c; 8 - C_18:1Δ^11c; 9 - C_18:1Δ^12c; 10 -_C18:1Δ^15c; 11 - C_18:2Δ^9tr,12tr; 12 - C_18:2Δ^9c,12tr; 13 - C_18:2Δ^9tr,12c; 14 - C_18:2Δ^9c,12c; 15 - C_18:3Δ^{9tr,12tr,15tr}; 16 - C_18:3Δ^9tr,12tr,15c; 17 - C_18:3Δ^9tr,12c,15tr; 18 - C_18:3Δ^9c,12tr,15tr; 19 - C_18:3Δ^9c,12c,15tr; 20 - C_18:3Δ^9c,12tr,15c; 21 - C_18:3Δ^9tr,12c,15c; 22 - C_18:3Δ^9c,12c,15c. Reimpresso de Ragonese, C.; Tranchida, P. Q.; Dugo, P.; Dugo, G.; Sidisky, L. M.; Robillard, M. V.; Mondello, L.; Anal. Chem.2009, 81, 5561. Copyright 2009 American Chemical Society

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Figura 5
Representação simplificada de um instrumento moderno para cromatografia gasosa bidimensional de frações parciais (GC-GC)

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Figura 6
Representação de um sistema típico e simplificado para cromato grafia gasosa bidimensional abrangente

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Figura 7
Cromatogramas GC×GC-FID da separação de ésteres metílico de ácidos graxos empregando inúmeros conjuntos de colunas comerciais revesti dos com líquidos iônicos. Reimpresso de Nolvachai, Y.; Kulsing, C.; Marriott, P.; J. Anal. Chem. 2015, 87, 538. Copyright 2015 American Chemical Society

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Figura 8
Cromatogramas GC×GC-FID expandidos da separação de hidrocarbonetos alifáticos de querosene empregando dois conjuntos de colunas: (A) Rtx-5 × SUPELCOWAX 10 e (B) Rtx-5 × [P_6,6,6,14][FeCl₄]. As métricas de separação podem ser encontradas na Ref. 48. Reimpresso de Hantao, L. W.; Najafi, A.; Zhang, C.; Augusto, F.; Anderson, J. L.; Anal. Chem.2014, 86, 3717. Copyright 2014 American Chemical Society

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Tabela 1
Solutos utilizados no sistema de classificação de Rohrschneider-McReynolds e suas propriedades de solvatação (descritores) segundo o modelo de solvatação de Abraham

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Tabela 2
Propriedades de solvatação de diversas colunas comerciais, segundo o sistema de classificação de Rohrschneider-McReynolds

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Tabela 3
Propriedades de solvatação exibidas por fases estacionárias, derivadas de líquidos iônicos e materiais não-iônicos, para cromatográfia gás-líquido

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Tabela 4
Propriedades de solvatação de algumas colunas comerciais da Supelco – uma divisão da Sigma-Aldrich –, segundo o modelo de Abraham

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Composto	Interação medida da fase estacionária	Descritor de Abraham
Composto	Interação medida da fase estacionária	E	S	A	B	L
benzeno (a' )	forças dispersivas (X' )	0,61	0,51	0	0,14	0,72
n -butanol (b' )	capacidade aceptora de prótons (Y')	0,22	0,44	0,34	0,52	0,69
2-pentanona (c' )	interações entre dipolos (Z' )	0,14	0,68	0	0,51	0,83
1-nitropropano (d' )	interações entre dipolos (U' )	0,24	0,93	0,05	0,27	0,70
piridina (e' )	capacidade doadora de prótons (S')	0,64	0,84	0	0,53	0,68

Coluna	X'	Y'	Z'	U'	S'	Σ^a a Valores obtidos a partir da soma das constantes de Rohrschneider-McReynolds. Os valores foram retirados da ref. 62	P.N.
SPB-Octyl	17	-20	6	19	6	28	1
Equity-1	11	10	33	60	16	130	3
SLB-5ms	33	30	55	91	42	251	6
SPB-20	76	79	104	167	109	535	12
Equity-1701	82	131	151	233	136	733	17
SPB-35	175	113	151	225	175	839	19
SPB-50	154	134	176	266	218	948	21
SP-225	233	342	342	501	375	1793	40
PAG	276	459	320	508	428	1991	45
Supelcowax 10	334	509	375	601	505	2324	52
SLB-IL59	338	505	549	649	583	2624	59
SLB-IL60	356	483	526	737	564	2666	60
SLB-IL61	361	547	523	692	582	2705	61
SLB-IL65	408	520	544	726	636	2834	64
SLB-IL69	406	697	609	757	657	3126	70
SP-2330	469	663	608	859	712	3311	75
SLB-IL76	456	690	643	845	745	3379	76
SP-2331	495	674	622	856	735	3382	76
SP-2340	510	724	652	913	773	3572	81
SLB-IL82	528	693	709	930	821	3681	83
TCEP	622	871	772	1072	957	4294	97
SLB-IL100	602	853	884	1017	1081	4437	100
SLB-IL111	784	975	981	1266	1144	5150	116

Constante do sistema	Fase estacionária
Constante do sistema	Líquido iônico	Não-iônico
e - interações que envolvem elétrons não ligantes e/ou elétrons π	-0,78 a 0,85	-0,46 a 0,39
s - interações entre dipolos	0,29 a 2,10	0,07 a 1,90
a - caráter básico quanto a formação da interação de hidrogênio	0,45 a 4,86	0 a 0,22
b - caráter ácico quanto a formação da interação de hidrogênio	0 a 2,74	0
l - forças dispersivas	0,22 a 0,62	0,45 a 0,65

Coluna	temperatura máxima de operação (ºC)	propriedades de solvatação
		modelo de solvatação de Abraham
		e	s	a	b	l	Temperatura (ºC)
SLB-IL59	300	-0,058	1,594	1,406	0,307	0,469	100
		0	1,515	1,278	0,284	0,420	120
		0	1,460	1,161	0,242	0,375	140
		0	1,373	1,016	0,227	0,328	160
SLB-IL76	270	0,073	1,711	1,593	0,382	0,422	100
		0,095	1,628	1,455	0,320	0,374	120
		0,116	1,555	1,288	0,307	0,329	140
		0,119	1,441	1,140	0,315	0,286	160
SLB-IL82	270	0,087	1,818	1,475	0,345	0,418	100
		0,155	1,783	1,386	0,348	0,351	120
		0,137	1,649	1,231	0,273	0,324	140
		0,144	1,538	1,108	0,280	0,282	160
SLB-IL100	230	0	1,980	1,742	0,606	0,442	100
		0,081	1,858	1,556	0,551	0,390	120
		0,117	1,758	1,377	0,510	0,343	140
		0,139	1,661	1,230	0,470	0,298	160

[1] *e-mail:leandro.hantao@lnnano.cnpem.br

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FASES ESTACIONÁRIAS DE LÍQUIDOS IÔNICOS EM CROMATOGRAFIA GASOSA: FUNDAMENTOS, AVANÇOS RECENTES E PERSPECTIVAS

IONIC LIQUID STATIONARY PHASES IN GAS CHROMATOGRAPHY: FUNDAMENTALS, RECENT ADVANCES, AND PERSPECTIVES