università degli studi di napoli federico ii master ii ... 2013_2014... · tecniche analitiche –...
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Università degli Studi di Napoli Federico IIUniversità degli Studi di Napoli Federico IIMaster II livelloMaster II livello -- REACHREACH
Caratterizzazione delle sostanzeCaratterizzazione delle sostanzeDati spettraliDati spettrali
SergioSergio FasanFasan+39 366 6676601+39 366 6676601
[email protected]@gmail.com
Università degli Studi di Napoli Federico IIUniversità degli Studi di Napoli Federico IIMaster II livelloMaster II livello -- REACHREACH
Caratterizzazione delle sostanzeCaratterizzazione delle sostanzeDati spettraliDati spettrali
SergioSergio FasanFasan+39 366 6676601+39 366 6676601
[email protected]@gmail.com
IDENTIFICAZIONEIDENTIFICAZIONE E REGISTRAZIONE DELLE SOSTANZEE REGISTRAZIONE DELLE SOSTANZE
Reperimento e valutazioneReperimento e valutazioneINFORMAZIONI DISPONIBILIINFORMAZIONI DISPONIBILI
IDENTIFICAZIONEIDENTIFICAZIONEDELLE SOSTANZEDELLE SOSTANZE
DATI BIBLIOGRAFICIhandbook, database,
dati storicimodelli
QSPR/(Q)SAR
read-across / grouping
DATI NON SPERIMENTALI
Sergio Fasan
DATA GAP ANALYSISDATA GAP ANALYSISIntegrated Strategy of TestingIntegrated Strategy of Testing
DATI SPERIMENTALItest interni ed esterni
ADATTAMENTOADATTAMENTO
read-across / grouping
Documento di riferimento: RIP 3.3-2: Technical Guidance Document to Industry on the Information Requirements forREACH, (Final Draft), 4 parti, ca 1150 pagg., http://ecb.jrc.it/reach/rip/
INFORMAZIONIINFORMAZIONI DISPONIBILIDISPONIBILI -- DATIDATI SPERIMENTALISPERIMENTALI
- applicazione di sistemi di assicurazione qualità adeguati (BPL, ISO 17025)- applicazione di metodi ufficiali (se esistenti) in conformità all’art. 13(3): es. All. V Dir 67/548/CE,OECD, ASTM, ISO, ICCVAM, ECVAM, ecc.
- verifica incrociata con dati “non sperimentali” (QSPR, (Q)SAR, read-across, grouping)
RequisitiRequisiti
Fonti possibiliFonti possibili- test/studi effettuati internamente
- test/studi effettuati esternamente da laboratori accreditati (GLP, ISO 17025)
sistema AQ?
Sergio Fasan
- applicazione di sistemi di assicurazione qualità adeguati (BPL, ISO 17025)- applicazione di metodi ufficiali (se esistenti) in conformità all’art. 13(3): es. All. V Dir 67/548/CE,OECD, ASTM, ISO, ICCVAM, ECVAM, ecc.
- verifica incrociata con dati “non sperimentali” (QSPR, (Q)SAR, read-across, grouping)
CriticitàCriticità- i test/studi non effettuati secondo la BPL devono essere conformi ai requisiti dell’All. XI (§ 1.1)- i risultati ottenuti su sostanze monocomponente possono essere inficiati dalle impurezzepresenti nella sostanza
- l’affidabilità/adeguatezza dei dati devono essere valutate da personale esperto- scarsa rappresentatività dati sperimentali relativi a sostanze UVCB (variabilità)
TECNICHE ANALITICHETECNICHE ANALITICHE –– DATI SPETTRALI (1)DATI SPETTRALI (1)
Categoria MetodiSpettroscopia di
MassaMS (EI, CI, ESI, APCI, FAB, ecc)tandem MS (MSn)HRMSICP-MSTOF (ESI, MALDI)
Spettroscopiavibrazionale
Applicazione
sostanze organiche einorganiche
Sergio Fasan
Spettroscopiavibrazionale
FTIRATR-FTIRFluorescenza Vis-NIRRamanRaman confocale
sostanze organiche einorganiche
TECNICHE ANALITICHETECNICHE ANALITICHE –– DATI SPETTRALI (2)DATI SPETTRALI (2)
Categoria MetodiSpettroscopia
ElettronicaUV-VisFluorescenza
Analisistrutturale
NMR in stato solido o liquido divari nuclei:1H13C19F29Siin 1 o 2 dimensioni (COSY,NOESY ecc., se appropriato)
Applicazione
prevalentemente sostanzeorganiche
prevalentemente sostanzeorganiche
Sergio Fasan
NMR in stato solido o liquido divari nuclei:1H13C19F29Siin 1 o 2 dimensioni (COSY,NOESY ecc., se appropriato)
TECNICHE ANALITICHETECNICHE ANALITICHE –– COMPOSIZIONE / PUREZZA (1)COMPOSIZIONE / PUREZZA (1)
Categoria Metodi Tecniche
separative ecromatografiche
Gascromatografiaaccoppiata a detector FID, MS,MS/MS, ICP-MS, ecc.
Cromatografia Liquida (LC)accoppiata a detector UV-VIS,MS, MS/MS, NMR, RID, ELSD,ecc.
Cromatografia Ionicaaccoppiata a detector PAD, EC,UV-Vis, MS, ecc.
GPC/SEC (RID, ELSD, UV-Vis,MS, viscosimetrico, NMR)
Elettroforesi Capillareaccoppiata a detector UV-Vis, MS
Applicazionesostanze organiche (einorganiche) volatili esemivolatili
sostanze organiche (einorganiche)
Sergio Fasan
Gascromatografiaaccoppiata a detector FID, MS,MS/MS, ICP-MS, ecc.
Cromatografia Liquida (LC)accoppiata a detector UV-VIS,MS, MS/MS, NMR, RID, ELSD,ecc.
Cromatografia Ionicaaccoppiata a detector PAD, EC,UV-Vis, MS, ecc.
GPC/SEC (RID, ELSD, UV-Vis,MS, viscosimetrico, NMR)
Elettroforesi Capillareaccoppiata a detector UV-Vis, MS
macromolecole esostanze polimeriche
sostanze organiche einorganiche
TECNICHE ANALITICHETECNICHE ANALITICHE –– COMPOSIZIONE / PUREZZA (2)COMPOSIZIONE / PUREZZA (2)
Categoria MetodiAnalisi
elementareTecniche di combustioneICP-MSICP-OESAAS (fiamma, fornetto di grafite,FIAS)SEM-EDXXRF
Applicazione
sostanze organiche einorganiche
Sergio Fasan
Tecniche di combustioneICP-MSICP-OESAAS (fiamma, fornetto di grafite,FIAS)SEM-EDXXRF
TECNICHE ANALITICHETECNICHE ANALITICHE –– ALTRE INFORMAZIONI (1)ALTRE INFORMAZIONI (1)
Categoria MetodiAnalisi di chimica
umidaTitolazioni (volumetriche,potenziometriche,complessometriche, iono-selettive)Analisi gravimetricheAcqua Karl-Fischer
Applicazione
acidi e basi, ioniforme idrate (acqua K-F)
Microscopia SEMTEMInterferometria (surfaceprofiling)SPMAFMLMfluorescence microscopy
granulometria,caratteristiche superficialie distribuzione dellesostanze
Sergio Fasan
Microscopia SEMTEMInterferometria (surfaceprofiling)SPMAFMLMfluorescence microscopy
granulometria,caratteristiche superficialie distribuzione dellesostanze
TECNICHE ANALITICHETECNICHE ANALITICHE –– ALTRE INFORMAZIONI (2)ALTRE INFORMAZIONI (2)
Categoria MetodiAnalisi Termica TGA
DSC
Analisimorfologica
XRDTEM
Applicazione
punti di fusione e diebollizione (confermapurezza)
sostanze cristalline e/opolimorfiche
Analisi chirale PolarimetriaCromatografia enantioselettivaElettroforesi capillareNMR
sostanze chirali
Sergio Fasan
Analisi chirale PolarimetriaCromatografia enantioselettivaElettroforesi capillareNMR
sostanze chirali
Misura diproprietàbiologiche
Attività enzimaticaAmino Analyzer (profiloamminoacidico)
enzimi
TECNICHE ANALITICHETECNICHE ANALITICHE –– ALTRE INFORMAZIONI (3)ALTRE INFORMAZIONI (3)
Categoria Metodi ApplicazioneAnalisi dei
materiali e diproprietàchimico-fisichespecifiche
FormaDurezzaCapacità di rigonfiamentoDensitàArea superficialeIndice di rifrazionepunto di fusione e di ebollizioneMALLSCESECGranulometria laserDLS (Dynamic Light Scattering)
proprietà strutturali emorfologiche, proprietàchimico-fisiche specifiche
Sergio Fasan
FormaDurezzaCapacità di rigonfiamentoDensitàArea superficialeIndice di rifrazionepunto di fusione e di ebollizioneMALLSCESECGranulometria laserDLS (Dynamic Light Scattering)
Tutte le analisi devono essere effettuate sullo stesso lotto di materialepredisposto dal fabbricante (o deve essere fornita una giustificazione sesi procede in altro modo) nel caso di lotti omogenei, o su un campionerappresentativo (es. mix di più lotti) nel caso di lotti non omogenei (es.nel caso di sostanze UVCB)
Tutti i solventi/reattivi utilizzati per l'analisi dovrebbero esserespettroscopicamente puri
Gli strumenti utilizzati per le analisi devono essere calibratiperiodicamente secondo procedure adeguate preferibilmente codificate
Se una particolare tecnica di analisi non può essere utilizzata,bisognerebbe fornire una giustificazione valida
RACCOMANDAZIONIRACCOMANDAZIONI
Sergio Fasan
Tutte le analisi devono essere effettuate sullo stesso lotto di materialepredisposto dal fabbricante (o deve essere fornita una giustificazione sesi procede in altro modo) nel caso di lotti omogenei, o su un campionerappresentativo (es. mix di più lotti) nel caso di lotti non omogenei (es.nel caso di sostanze UVCB)
Tutti i solventi/reattivi utilizzati per l'analisi dovrebbero esserespettroscopicamente puri
Gli strumenti utilizzati per le analisi devono essere calibratiperiodicamente secondo procedure adeguate preferibilmente codificate
Se una particolare tecnica di analisi non può essere utilizzata,bisognerebbe fornire una giustificazione valida
GIUSTIFICAZIONE NEL CASOGIUSTIFICAZIONE NEL CASO DIDI MANCANZA DATI ANALITICI :MANCANZA DATI ANALITICI :Esempio 1 (CROMO IN LEGHE)Esempio 1 (CROMO IN LEGHE)
Sergio Fasan
GIUSTIFICAZIONE NEL CASOGIUSTIFICAZIONE NEL CASO DIDI MANCANZA DATI ANALITICI:MANCANZA DATI ANALITICI:Esempio 2 (ZOLFO)Esempio 2 (ZOLFO)
Sergio Fasan
CONCAWE - Guidance On Analytical Requirements For Sulfur - Completion Of ReachRegistration Dossiers
ESEMPIOESEMPIO DIDI STRATEGIASTRATEGIA DIDI TESTING PER SOSTANZETESTING PER SOSTANZEMONOCOSTITUENTIMONOCOSTITUENTI
Categoria Dati Spettrali
SostanzeOrganiche
- Spettro UV-Vis- Spettro IR- Spettro 1H-NMR(o 13C-NMR)- Spettro MSx sostanze polimorfe:- Spettro XRD
Purezza
- GC o LC (MS)(con eventualederivatizzazione)x sostanze chirali:- Analisi cromatograficaenantioselettivax sostanze idrate o insoluzione- Acqua K-F
Impurezze
x imp. organiche:GC o LC (MS)x imp. inorganiche:ICP-MS / AA...
Sergio Fasan
SostanzeInorganiche
- Spettro IR- Spettro UV-Vis (seapplicabile e pertinente)x sostanze cristalline:- Spettro XRD
- GC o LC (MS)(con eventualederivatizzazione)x sostanze chirali:- Analisi cromatograficaenantioselettivax sostanze idrate o insoluzione- Acqua K-F
TitolazioneAnalisi elementare: XRF,AA-Fiamma,ICP-OESx sostanze idrate o insoluzione- Acqua K-F
x imp. organiche:TOCx imp. inorganiche:ICP-MS / AAx anioni:IC (PO4
3-, SO42-, ecc.)
ISE (Br-, F-)...
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONOCOSTITUENTI INORGANICHECARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONOCOSTITUENTI INORGANICHEEsempio 2Esempio 2 –– Acido Cloridrico 40%Acido Cloridrico 40%
Sergio FasanFonte: CHLORIDE (HCl) – REACH CONSORTIUM, Recommendation on Analytical Methods for SubstanceIdentification & Determination of Composition / Purity of HCl (2010)
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI INORGANICHECARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI INORGANICHEEsempio 3Esempio 3 –– Analisi XRPD Gel di silice (CAS 112926Analisi XRPD Gel di silice (CAS 112926--0000--8)8)
L’analisi XRPD del gel di silice (figura sotto) può risultare utile per dimostrare che lasostanza in esame NON è cristallina:
Sergio Fasan
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI INORGANICHECARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI INORGANICHEEsempio 3Esempio 3 –– Analisi XRPD Quarzo (CAS 112926Analisi XRPD Quarzo (CAS 112926--0000--8)8)
Sergio Fasan
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHECARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHEEsempio 1Esempio 1 –– Analisi LCAnalisi LC--MS AcidMS Acid BlueBlue 6262
Sergio FasanFonte: A. Tapparo – Convegno REACH Chelab/Normachem (2010)
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHECARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHEEsempio 1Esempio 1 –– Analisi LCAnalisi LC--MS AcidMS Acid BlueBlue 6262
Sergio FasanFonte: A. Tapparo, Università degli Studi di Padova – Convegno REACH/CLP Chelab/Normachem (2010)
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHECARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHEEsempio 2Esempio 2 –– Analisi HPLCAnalisi HPLC--UVUV ReactiveReactive BlackBlack 55
Sergio Fasan
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHECARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHEEsempio 2Esempio 2 –– Analisi LCAnalisi LC--MSMS ReactiveReactive BlackBlack 5 (Criteri di5 (Criteri di SamenessSameness))
Sergio Fasan
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHECARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHEEsempio 2Esempio 2 –– Analisi HPLCAnalisi HPLC--UVUV ReactiveReactive BlackBlack 55
Sostanza di riferimento (LR)
Sergio Fasan
Sostanza in esame (registrante)
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHECARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTI ORGANICHEEsempio 2Esempio 2 –– Analisi HPLCAnalisi HPLC--UVUV ReactiveReactive BlackBlack 55
Sergio Fasan
In funzione della natura chimica e della complessità delle sostanzamulticostituente considerata è possibile adottare 2 strategie di testing:
1. Applicazione di tecniche accoppiate (“hyphenated”) per laseparazione ed analisi simultanea dei costituenti principali e delleimpurezzeEsempi: oli essenziali, derivati del petrolio
2. Analisi della massa di reazione senza separazione fisica deicostituenti
STRATEGIASTRATEGIA DIDI TESTINGTESTINGSOSTANZE MULTICOSTITUENTI E SVHCSOSTANZE MULTICOSTITUENTI E SVHC
Sergio Fasan
In funzione della natura chimica e della complessità delle sostanzamulticostituente considerata è possibile adottare 2 strategie di testing:
1. Applicazione di tecniche accoppiate (“hyphenated”) per laseparazione ed analisi simultanea dei costituenti principali e delleimpurezzeEsempi: oli essenziali, derivati del petrolio
2. Analisi della massa di reazione senza separazione fisica deicostituenti
TECNICHE ACCOPPIATETECNICHE ACCOPPIATE
TECNICHECROMATOGRAFICHE
TECNICHESPETTROSCOPICHE
TECNICHE ACCOPPIATE(“hyphenated”)
LC MS GC‐MS
GC UV‐Vis GC‐FTIR
CE FTIR LC‐MS
IC NMR LC‐NMR
Sergio Fasan
SPE ICP‐OES LC‐NMR‐MS
GPC LC‐ICP‐MS
IC‐MS
CE‐UV
CE-MS
GPC-MS
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MULTICOSTITUENTI/UVCBEsempio 1 – Ceneri da Carbone (componenti principali)
Sergio Fasan
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MULTICOSTITUENTI /UVCBEsempio 1 – Ceneri da Carbone (impurezze)
Sergio Fasan
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MULTICOSTITUENTI/UVCBEsempio 2 – Olio essenziale di cannella foglie
Sergio Fasan
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MULTICOSTITUENTI/UVCBEsempio 2 – Olio essenziale di cannella foglie
Spettro di massa del componente principale (eugenolo, RT 40,2’) aconfronto con lo spettro riportato nella libreria NIST
Sergio Fasan
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTIEsempio 3 – Analisi GC/MS di oli essenziali
Confronto tra profili cromatografici ottenuti mediante GC/MS relativi ad un olio essenzialedi coriandolo semi genuino (A) e un prodotto importato dichiarato “estratto dicoriandolo” (B) ma che è stato identificato come a linalolo di sintesi.
Sergio Fasan
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTIEsempio 4 – Analisi HPLC-UV colorante Acid Black 194
Sostanza di riferimento (LR)
Sergio Fasan
Sostanza in esame (registrante)
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTIEsempio 4 – Analisi LC/UV-ESI/TOF colorante Acid Black 194
Sostanza di riferimento (LR)
Sergio Fasan
Sostanza in esame (registrante)
CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTIEsempio 4 – Analisi HPLC colorante Acid Black 194 (verifica sameness)
Sergio Fasan
OBIETTIVO: Determinazione distribuzione stereoisomericaIDENTIFICAZIONE SOSTANZA:Nome sostanza: AllethrinEC#: 209-542-4CAS#: 584-79-2Formula molecolare: C19H26O3
Purezza: >97% p/p (somma di isomeri cis e trans)Peso Molecolare Relativo: 302.41Formula di struttura:
CASE STUDY 1:CASE STUDY 1:ANALISI CHIRALE SOSTANZA MULTICOSTITUENTEANALISI CHIRALE SOSTANZA MULTICOSTITUENTE
(D(D--Alletrina)Alletrina)
Sergio Fasan
OBIETTIVO: Determinazione distribuzione stereoisomericaIDENTIFICAZIONE SOSTANZA:Nome sostanza: AllethrinEC#: 209-542-4CAS#: 584-79-2Formula molecolare: C19H26O3
Purezza: >97% p/p (somma di isomeri cis e trans)Peso Molecolare Relativo: 302.41Formula di struttura:
CASE STUDY 1:CASE STUDY 1:ANALISI CHIRALE SOSTANZA MULTICOSTITUENTEANALISI CHIRALE SOSTANZA MULTICOSTITUENTE
(D(D--Alletrina)Alletrina)
La d-Alletrina è una sostanza multicostituente costituita da una
miscela di 4 componenti (esteri) principali (stereoisomeri) ottenuti per
reazione dell’acido (1R, trans)- e (1R, cis)-crisantemico in rapporto
80/20 e del (R,S)-alletrolone.
Dal momento che nella molecola della alletrina sono presenti 3 centri
stereogenici, la sostanza presenta 8 stereoisomeri pertanto la d-
Alletrina commerciale può contenere gli altri 4 stereoisomeri come
impurezze derivanti dalla reazione dell’acido crisantemico (1S,
trans/cis) con il (R,S)-alletrolone.
Sergio Fasan
La d-Alletrina è una sostanza multicostituente costituita da una
miscela di 4 componenti (esteri) principali (stereoisomeri) ottenuti per
reazione dell’acido (1R, trans)- e (1R, cis)-crisantemico in rapporto
80/20 e del (R,S)-alletrolone.
Dal momento che nella molecola della alletrina sono presenti 3 centri
stereogenici, la sostanza presenta 8 stereoisomeri pertanto la d-
Alletrina commerciale può contenere gli altri 4 stereoisomeri come
impurezze derivanti dalla reazione dell’acido crisantemico (1S,
trans/cis) con il (R,S)-alletrolone.
STEREOISOMERI DELL’ALLETRINA (8)
CASE STUDY 1:CASE STUDY 1:ANALISI CHIRALE SOSTANZA MULTICOSTITUENTEANALISI CHIRALE SOSTANZA MULTICOSTITUENTE
(D(D--Alletrina)Alletrina)
Sergio Fasan
DD--ALLETRINA: SPECIFICHE WHOALLETRINA: SPECIFICHE WHO –– IDENTIFICAZIONE SOSTANZAIDENTIFICAZIONE SOSTANZA
Sergio FasanFonte: WHO Specifications And Evaluations For Public Health Pesticides – D-allethrin (2002)
DD--ALLETRINA: SPECIFICHE WHOALLETRINA: SPECIFICHE WHO –– COMPOSIZIONE SOSTANZACOMPOSIZIONE SOSTANZA
Sergio FasanFonte: WHO Specifications And Evaluations For Public Health Pesticides – D-allethrin (2002)
Colonna silice Alltech® (200 mm x 4.6 i.d.)Esano/tert-butil metil etere 96/4 (v/v) 1 ml/min
ANALISI BIDIMENSIONALE - Diasteroisomeri CIS/TRANS
Sergio Fasan
ANALISI BIDIMENSIONALE – RISOLUZIONE CIS
Colonna: CHIRALCEL® OJ-H (250 mm x 4.6 i.d.)Esano/isopropanolo 99.8/0.2 (v/v) 0.5 ml/min
Sergio Fasan
Colonna: CHIRALCEL® OJ-H (250 mm x 4.6 i.d.)Esano/tert-butil metil etere 90/10 (v/v) 0.8 ml/min
ANALISI BIDIMENSIONALE – RISOLUZIONE TRANS
Sergio Fasan
ANALISI CIS/TRANS (ACHIRALE)
Pompa isocraticaColonna di
silice
Pompaquaternaria Colonna chirale
Sergio Fasan
Pompaquaternaria Colonna chirale
Rivelatore
min0 5 10 15 20 25
mAU
0
25
50
75
100
125
150
175
VWD1 A, Wavelength=225 nm (11110401.D)
CIS
TRANS
Fonte: F.Mancini et al.,Stereoselective determination of allethrin by two-dimensional achiral/chiral liquidchromatography with ultraviolet/circular dicroism detection, J.Chrom.A, 1046 (2004) 67-73
CARICAMENTO
Pompa binariaColonna di silice
Pompaquaternaria
Sergio Fasan
Rivelatore
Colonna chirale
min0 5 10 15 20 25
mAU
0
25
50
75
100
125
150
175
VWD1 A, Wavelength=225 nm (11110401.D)
ANALISI CHIRALE
Pompa isocraticaColonna di silice
Pompa quaternaria
Sergio Fasan
Rivelatore
Pompa quaternariaColonna chirale
Gli alcoli etossisolfati (AES) sono prodotti mediante solfatazione dialcol etossilati (AE) che sono sintetizzati per addizione catalitica diossido di etilene (EO) a miscele di alcoli alifatici derivati dal petrolio oda oli vegetali.Gli AE commerciali sono miscele complesse di catene alchilichelineari e/o ramificate con un numero di atomi di C variabile tra 6 e 18 eun grado di etossilazione variabile tra 1 e >25, anche se solo gli AEcon basso grado di etossilazione (EO 1-3) vengono generalmentesolfatati per ottere gli AES.
CASE STUDY 2:CASE STUDY 2:IDENTIFICAZIONE E CARATTERIZZAZIONE ALCOL ETOSSISOLFATIIDENTIFICAZIONE E CARATTERIZZAZIONE ALCOL ETOSSISOLFATI
(AES)(AES)
Sergio Fasan
Gli alcoli etossisolfati (AES) sono prodotti mediante solfatazione dialcol etossilati (AE) che sono sintetizzati per addizione catalitica diossido di etilene (EO) a miscele di alcoli alifatici derivati dal petrolio oda oli vegetali.Gli AE commerciali sono miscele complesse di catene alchilichelineari e/o ramificate con un numero di atomi di C variabile tra 6 e 18 eun grado di etossilazione variabile tra 1 e >25, anche se solo gli AEcon basso grado di etossilazione (EO 1-3) vengono generalmentesolfatati per ottere gli AES.
CASE STUDY 2:CASE STUDY 2:IDENTIFICAZIONE E CARATTERIZZAZIONE AESIDENTIFICAZIONE E CARATTERIZZAZIONE AES
Dati Spettrali1. Spettro UV-Vis2. Spettro IR3. Spettro 1H-NMR4. Spettro 13C-NMR
Strategia di testing indicata dall’European Association of SurfactantProducers (CESIO)
Sergio Fasan
Dati Spettrali1. Spettro UV-Vis2. Spettro IR3. Spettro 1H-NMR4. Spettro 13C-NMR
Identificazione1. Analisi GC dopo idrolisi (grado di etossilazione)NB: applicabile per catene alchiliche ramificate
2. Analisi GC dopo idrolisi e derivatizzazione con HI (distribuzione catenealchiliche)
3. Analisi LC-ESI-MS (mod. negativa) del prodotto tal quale (grado dietossilazione nel caso di catene alchiliche)
CASE STUDY 2:CASE STUDY 2:IDENTIFICAZIONE E CARATTERIZZAZIONE AESIDENTIFICAZIONE E CARATTERIZZAZIONE AES
Purezza
Sergio Fasan
IDENTIFICAZIONE SOSTANZA:Nome sostanza: Alcohols, C12-14, ethoxylated, sulfates, sodium saltsEC#: 500-234-8 (NO LONGER POLYMER)CAS#: 68891-38-3Formula di struttura:
CASE STUDY 2:CASE STUDY 2:IDENTIFICAZIONE AESIDENTIFICAZIONE AES
(Alcol C12(Alcol C12--C14 Etossisolfato, sale di Sodio)C14 Etossisolfato, sale di Sodio)
Sergio Fasan
1. Analisi GC dopo idrolisi acida per la determinazione della distribuzionedegli alcoli liberi ed etossilati
Il metodo consente di distinguere gli alcol etossilati con catena alchilicalineare e ramificata aventi lo stesso numero di atomi di C
CASE STUDY 2:CASE STUDY 2:DETERMINAZIONE GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIODETERMINAZIONE GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIO
(Alcol C12(Alcol C12--C14 Etossisolfato, sale di Sodio)C14 Etossisolfato, sale di Sodio)
Sergio Fasan
H2SO4
CASE STUDY 2:CASE STUDY 2:DETERMINAZIONE GRADO DI ETOSSILAZIONE AESDETERMINAZIONE GRADO DI ETOSSILAZIONE AES
Statement consigliato nel caso di analisi che prevedono uno step diderivatizzazione:
Sergio Fasan
ANALISI GC DI AES A CATENA LINEARE DOPO IDROLISIANALISI GC DI AES A CATENA LINEARE DOPO IDROLISI
C12
C14 C12EO1
C14EO1
C12EO2
C12EO3
Sergio Fasan
C16
C14EO1
C16EO1
C14EO2
C12EO3
C16EO2
C14EO3
C12EO4
C16EO3
C14EO4
C12EO5
C14EO5 C12EO6
2. Analisi GC dopo idrolisi acida e derivatizzazione con HI per ladeterminazione della distribuzione degli alcoli
CASE STUDY 2:CASE STUDY 2:DISTRIBUZIONE CATENE ALCHILICHEDISTRIBUZIONE CATENE ALCHILICHE
H2SO4
Sergio Fasan
HI
ANALISI GC PRODOTTO IDROLIZZATO E DERIVATIZZATOANALISI GC PRODOTTO IDROLIZZATO E DERIVATIZZATO
Condizioni operative analisi GC
Sergio Fasan
DETERMINAZIONE GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIODETERMINAZIONE GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIO
EOm = %(Cn+1)i x mi / %tot (Cn+1)
dove:- %(Cn+1)i è l’area GC% del alcol etossilato iesimo riferibile allaframmento alchilico Cn+1 (analisi 1)- mi è il numero di frammenti etossilici presenti nell’alcoletossilato considerato (analisi 1)- %tot(Cn+1) è l’area GC% dello iododerivato riferibile alframmento alchilico Cn+1 (analisi 2)
Sergio Fasan
EOm = %(Cn+1)i x mi / %tot (Cn+1)
dove:- %(Cn+1)i è l’area GC% del alcol etossilato iesimo riferibile allaframmento alchilico Cn+1 (analisi 1)- mi è il numero di frammenti etossilici presenti nell’alcoletossilato considerato (analisi 1)- %tot(Cn+1) è l’area GC% dello iododerivato riferibile alframmento alchilico Cn+1 (analisi 2)
3. Analisi LC-ESI-MS del prodotto tal quale
Il metodo NON consente di distinguere gli alcol etossilati concatena alchilica lineare e ramificata aventi lo stesso numero diatomi di C.
CASE STUDY 2:CASE STUDY 2:ANALISI LCANALISI LC--MS (GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIO)MS (GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIO)
Sergio Fasan
ANALISI LCANALISI LC--MS (GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIO)MS (GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIO)
Sergio Fasan
ANALISI LCANALISI LC--MS (GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIO)MS (GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIO)
Sergio Fasan
IDENTIFICAZIONE SOSTANZA:Nome sostanza: benzene sulfonic acid,
4-C10-13-sec-alkyl-derivatives sodium salt solutionEC#: 270-115-0CAS#: 68411-30-3Formula di struttura:
CASE STUDY 3:CASE STUDY 3:IDENTIFICAZIONE ALCHIL BENZEN SOLFONATO DI SODIOIDENTIFICAZIONE ALCHIL BENZEN SOLFONATO DI SODIO
Sergio Fasan
Analisi GC dopo derivatizzazione con Anidride Trifluoroacetica e KI inDMF
CASE STUDY 3:CASE STUDY 3:IDENTIFICAZIONE ALCHIL BENZEN SOLFONATO DI SODIOIDENTIFICAZIONE ALCHIL BENZEN SOLFONATO DI SODIO
Sergio Fasan
KI / DMF
AnidrideTrifluoroacetica
CASE STUDY 3:CASE STUDY 3:IDENTIFICAZIONE ALCHIL BENZEN SOLFONATO DI SODIOIDENTIFICAZIONE ALCHIL BENZEN SOLFONATO DI SODIO
Sergio Fasan
IDENTIFICAZIONE SOSTANZA:Classif. sostanza: massa di reazione di [costituente A] e [costituente B] (*)EC#: N/A (*)CAS#: N/A (*)Formula di struttura: N/A (*)
Descrizione sostanza come riportata dal fabbricante:“miscela di due isomeri in rapporto ca 1:1” (costituente principale 1 e 2)liquido viscoso con contenuto di sostanza solida pari al 70%p/p ca
CASE STUDY 4:CASE STUDY 4:CARATTERIZZAZIONE DI UNA SOSTANZA MULTICOSTITUENTE A BASECARATTERIZZAZIONE DI UNA SOSTANZA MULTICOSTITUENTE A BASE
DI GLICOSIDIDI GLICOSIDI
Sergio Fasan
IDENTIFICAZIONE SOSTANZA:Classif. sostanza: massa di reazione di [costituente A] e [costituente B] (*)EC#: N/A (*)CAS#: N/A (*)Formula di struttura: N/A (*)
Descrizione sostanza come riportata dal fabbricante:“miscela di due isomeri in rapporto ca 1:1” (costituente principale 1 e 2)liquido viscoso con contenuto di sostanza solida pari al 70%p/p ca
(*) informazioni riservate
CASE STUDY 4:STRATEGIA DI TESTING INIZIALE
Dati Spettrali
- Spettro MS
- Spettro IR
- Spettro 1H-NMR
- Spettro 13C-NMR
Purezza
- GC-MS(con derivatizzazione)
- Acqua K-F
Impurezze
- GC-MS
- HS-GC/FID(solventi residui)
Sergio Fasan
- Spettro MS
- Spettro IR
- Spettro 1H-NMR
- Spettro 13C-NMR
- GC-MS
- HS-GC/FID(solventi residui)
CASE STUDY 4:CASE STUDY 4:RISULTATI PRELIMINARIRISULTATI PRELIMINARI
Le analisi preliminari hanno evidenziato quanto segue:- Spettri NMR:Risulta presente in quantità significative (>0,1%) una sostanza organica nonidentificata di natura aromatica- Analisi GC/MS:La sostanza contiene quantità (>10%) significative di mono e disaccaridi e icostituenti principali non risultano presenti in quantità equivalenti
CONCLUSIONI
Sergio Fasan
- La sostanza NON può essere classificata come sostanza multicostituente abase di 2 costituenti principali ma verosimilmente come SOSTANZA UVCB (es.prodotto di reazione di [nome delle materie prime utilizzate per la sintesi])- Necessari test supplementari per caratterizzare completamente la sostanza- Cambio SIEF di riferimento?- Modifica C&L?
CASE STUDY 4:STRATEGIA DI TESTING FINALE
Dati Spettrali
- Spettro MS
- Spettro IR
- Spettro 1H-NMR
- Spettro 13C-NMR
Purezza
- GC-MS(con derivatizzazione)
- Acqua K-F
Impurezze
- GC-MS
- HS-GC/FID(solventi residui)
- CI-PAD(zuccheri liberi)
- TOCSY 2D(identificazione impurezzasconosciuta: PTSA)
- SPFT (UV-vis)(conferma identità equantificazione impurezzasconosciuta: PTSA)
Sergio Fasan
- Spettro MS
- Spettro IR
- Spettro 1H-NMR
- Spettro 13C-NMR
- GC-MS
- HS-GC/FID(solventi residui)
- CI-PAD(zuccheri liberi)
- TOCSY 2D(identificazione impurezzasconosciuta: PTSA)
- SPFT (UV-vis)(conferma identità equantificazione impurezzasconosciuta: PTSA)
CASE STUDY 5:SAMENESS FUORI SPECIFICA (MEG: Alfa/Beta-Methylglucoside)
SOSTANZA REGITRATA - LOTTO X
Sergio Fasan
Le analisi condotte sul campione in oggetto mediante analisi GC MS hanno confermato la NON conformità dellasameness del campione di LOTTO X con quello di LOTTO Y.
SOSTANZA di CONFRONTO - LOTTO YImportato successivamente alla registrazione
CASE STUDY 6:VERIFICA CONFORMITA’ SAMENESS
ANALISI GC-MS
CONFRONTO SIP- RISULTATI GC-MS
Sergio Fasan
ANALISI GC-MS
Dati identificativi della sostanza: nome chimico e commerciale della sostanza nr. CAS/CE formula di struttura e formula bruta (se applicabili) provenienza (es. stabilimento UE o extra UE) numero di lotto eventuali identificatori specifici (es. codici interni del fabbricante,
codici internazionali, ecc.) ID campione assegnato dal laboratorio
Forma fisica e purezza in %p/p della sostanza in esame
Forma in cui è presenta il campione in esame (es. solido, liquido,soluzione, ecc.)
REPORTS:INFORMAZIONI MINIME – Identificazione della sostanza
Sergio Fasan
Dati identificativi della sostanza: nome chimico e commerciale della sostanza nr. CAS/CE formula di struttura e formula bruta (se applicabili) provenienza (es. stabilimento UE o extra UE) numero di lotto eventuali identificatori specifici (es. codici interni del fabbricante,
codici internazionali, ecc.) ID campione assegnato dal laboratorio
Forma fisica e purezza in %p/p della sostanza in esame
Forma in cui è presenta il campione in esame (es. solido, liquido,soluzione, ecc.)
Tipo di strumento utilizzato (nome del produttore e modello)
Condizioni di prova applicate: reattivi e solventi materiali utilizzati materiali di riferimento modalità di preparazione del campione di prova condizioni operative strumentali modalità di elaborazione dei dati (se pertinente) altre informazioni specifiche richieste dal metodo (es. OECD)
REPORTS:INFORMAZIONI MINIME – Procedura analitica
Sergio Fasan
Tipo di strumento utilizzato (nome del produttore e modello)
Condizioni di prova applicate: reattivi e solventi materiali utilizzati materiali di riferimento modalità di preparazione del campione di prova condizioni operative strumentali modalità di elaborazione dei dati (se pertinente) altre informazioni specifiche richieste dal metodo (es. OECD)
Calibrazione effettuata sulle apparecchiature (se pertinente)
Informazioni su eventuali standard di riferimento interni utilizzati (es.TMS nell’analisi H-NMR) e dove appaiono negli spettri o negli outputstrumentali (se pertinente)
Il numero delle prove in doppio eseguite e se il risultato riportato è unvalore medio (se pertinente)
REPORTS:INFORMAZIONI MINIME – Controlli di Qualità
Sergio Fasan
Calibrazione effettuata sulle apparecchiature (se pertinente)
Informazioni su eventuali standard di riferimento interni utilizzati (es.TMS nell’analisi H-NMR) e dove appaiono negli spettri o negli outputstrumentali (se pertinente)
Il numero delle prove in doppio eseguite e se il risultato riportato è unvalore medio (se pertinente)
CASE STUDY 8:CASE STUDY 8:ESEMPIOESEMPIO DIDI ERRATA VALUTAZIONE DELLA STRATEGIAERRATA VALUTAZIONE DELLA STRATEGIA DIDI TESTINGTESTING
DA PARTE DEL CONSULENTE (UREA)DA PARTE DEL CONSULENTE (UREA)
NMR 1H e 13C// FTIR UVVIS// LCMS XRD// XRF Questi sono stati suggeriti a noi dal nostro contatto REACH
Le analisi suggerite al Cliente da un consulente REACH ai fini della registrazionedella sostanza mono-costituente, UREA:- Spettroscopia NMR 1H e 13C- Spettroscopia IR- Spettroscopia UV-VIS- Cromatografia liquida LC-MS- Difrattometria XRD- Spettrofotometria XRF
Sergio Fasan
Le analisi suggerite al Cliente da un consulente REACH ai fini della registrazionedella sostanza mono-costituente, UREA:- Spettroscopia NMR 1H e 13C- Spettroscopia IR- Spettroscopia UV-VIS- Cromatografia liquida LC-MS- Difrattometria XRD- Spettrofotometria XRF
CASE STUDY 8:CASE STUDY 8:ESEMPIOESEMPIO DIDI ERRATA VALUTAZIONE DELLA STRATEGIAERRATA VALUTAZIONE DELLA STRATEGIA DIDI TESTINGTESTING
DA PARTE DEL CONSULENTE (UREA)DA PARTE DEL CONSULENTE (UREA)
Analisi necessarie per una valutazione quantitativa della sostanza, secondoproposta Chelab-Silliker per rispondere alle richieste dell’ECHA :
Titolo dell’UREA (80%-100%)Specifiche SIP per sameness: 80-100%Risultato: >99%
Determinazione del Biureto (impurezza principale)Specifiche SIP: <2%Risultato: <0.1%
Analisi quantitativa supplementare:Determinazione dell’alcalinità come Ammonio (impurezza)Specifiche SIP: <0.2%Risultato: <0.1%
Sergio Fasan
Analisi necessarie per una valutazione quantitativa della sostanza, secondoproposta Chelab-Silliker per rispondere alle richieste dell’ECHA :
Titolo dell’UREA (80%-100%)Specifiche SIP per sameness: 80-100%Risultato: >99%
Determinazione del Biureto (impurezza principale)Specifiche SIP: <2%Risultato: <0.1%
Analisi quantitativa supplementare:Determinazione dell’alcalinità come Ammonio (impurezza)Specifiche SIP: <0.2%Risultato: <0.1%
Un titolo e un numero di riferimento unico per tutti gli spettri. Tutti gliassi devono essere chiaramente etichettati e le scale specificate. Devonoessere segnalate eventuali espansioni di scala.
La data dell’analisi e codice identificativo (es. nome file)
Devono essere chiaramente identificati i segnali /picchi assegnati allasostanza per ciascuno spettro e/o tracciato cromatografico. Ciascunsegnale mancante o spurio deve essere giustificato .
REPORTS:INFORMAZIONI MINIME – Output sperimentali
Sergio Fasan
Un titolo e un numero di riferimento unico per tutti gli spettri. Tutti gliassi devono essere chiaramente etichettati e le scale specificate. Devonoessere segnalate eventuali espansioni di scala.
La data dell’analisi e codice identificativo (es. nome file)
Devono essere chiaramente identificati i segnali /picchi assegnati allasostanza per ciascuno spettro e/o tracciato cromatografico. Ciascunsegnale mancante o spurio deve essere giustificato .
Il nome del laboratorio di analisi responsabile dell’effettuazione dellaprova e il nome dell'analista (e del Resp. di Laboratorio)
Eventuali accreditamenti e/o riconoscimenti del laboratorio di testinged eventuali standard di qualità applicabiti (es. BPL)
Tutti i riferimenti bibliografici appropriati che supportano le tecniche e imetodi utilizzati e/o che forniscono spettri di riferimento per il confronto deidati spettrali
REPORTS:INFORMAZIONI MINIME – Laboratorio di Analisi
Sergio Fasan
Il nome del laboratorio di analisi responsabile dell’effettuazione dellaprova e il nome dell'analista (e del Resp. di Laboratorio)
Eventuali accreditamenti e/o riconoscimenti del laboratorio di testinged eventuali standard di qualità applicabiti (es. BPL)
Tutti i riferimenti bibliografici appropriati che supportano le tecniche e imetodi utilizzati e/o che forniscono spettri di riferimento per il confronto deidati spettrali
INFORMAZIONIINFORMAZIONI DISPONIBILIDISPONIBILI -- DATIDATI BIBLIOGRAFICIBIBLIOGRAFICI
Fonti possibili- informazioni disponibili in azienda o c/o le associazioni di categoria-handbook (Merck Index, CRC, IUPAC, Sax’s, Beilstein Database,ecc.)
-bibliografia specialistica (fonti primarie, review, libri, atti diconvegni, ecc.)
-motori di ricerca online (es. ECB-ESIS, ChemFinder, TOXNET-HSDB,OECD-HPV, ecc.)
- IUCLID (NB: non sempre affidabili!)-dati (tox) storici sull’uomo (adeguatezza valutata secondo i criteridell’All. XI § 1.1.3)
expertise
Sergio Fasan
- informazioni disponibili in azienda o c/o le associazioni di categoria-handbook (Merck Index, CRC, IUPAC, Sax’s, Beilstein Database,ecc.)
-bibliografia specialistica (fonti primarie, review, libri, atti diconvegni, ecc.)
-motori di ricerca online (es. ECB-ESIS, ChemFinder, TOXNET-HSDB,OECD-HPV, ecc.)
- IUCLID (NB: non sempre affidabili!)-dati (tox) storici sull’uomo (adeguatezza valutata secondo i criteridell’All. XI § 1.1.3) expertise
expertise
expertise
INFORMAZIONIINFORMAZIONI DISPONIBILIDISPONIBILI -- DATIDATI BIBLIOGRAFICIBIBLIOGRAFICI
-utilizzare preferibilmente dati ottenuti da fonti primarie
-utilizzare fonti secondarie attendibili (Klimisch scores)
-valutare le diverse informazioni con il peso dell’evidenza (soprattutto
nel caso di dati storici o ottenuti da fonti secondarie)
-verifica incrociata con dati “non sperimentali” (QSPR, (Q)SAR, read-
across, grouping)
Requisiti
Sergio Fasan
-utilizzare preferibilmente dati ottenuti da fonti primarie
-utilizzare fonti secondarie attendibili (Klimisch scores)
-valutare le diverse informazioni con il peso dell’evidenza (soprattutto
nel caso di dati storici o ottenuti da fonti secondarie)
-verifica incrociata con dati “non sperimentali” (QSPR, (Q)SAR, read-
across, grouping)
INFORMAZIONIINFORMAZIONI DISPONIBILIDISPONIBILI -- DATI BIBLIOGRAFICIDATI BIBLIOGRAFICI
Criticità
- l’affidabilità/adeguatezza dei dati devono essere valutate dapersonale esperto
- scarsa disponibilità di informazioni per sostanze poco diffuse oUVCB o non phase-in
- necessità di verificare numerose fonti (time-spending)
Sergio Fasan
- l’affidabilità/adeguatezza dei dati devono essere valutate dapersonale esperto
- scarsa disponibilità di informazioni per sostanze poco diffuse oUVCB o non phase-in
- necessità di verificare numerose fonti (time-spending)
RICERCA ONLINE DATI BIBLIOGRAFICI (esempio)
Informazioni riportate da banche dati disponibili online per 2 esteri omologhidell’acido succinico
CASSMILEdati spettralipunto di fusionepunto di ebollizionedensità relativapressione di vapore
DIMETIL SUCCINATO106-65-0
COC(=O)CCC(=O)OCNIST (MS/IR)ChemFinderChemFinderChemFinder
PhysProp
DIISOPROPIL SUCCINATO924-88-9
C(C)(C)OC(=O)CCC(=O)OC(C)(C)NIST (MS/IR)ChemicallandChemicallandChemicalland
NA
Sergio Fasan
pressione di vaporetensione superficialeidrosolubilitàlog Kowpunto di infiammabilitàtemperatura di autoinfiammabilitàaltre proprietà chimico-fisichelog Kocidrolisi in funzione del pH
PhysProp
ChemFinderPhysProp
ChemFinderSigma-AldrichChemFinder
HSDBHSDB
NAChemicalland
NANA
NANANANANANA
NB: i dati disponibili per il DIS su banche date “ufficiali” sono molto scarse:paradossalmente sono più utili banche dati disponibili su siti “commerciali” (es.Chemicalland)