Università degli Studi di Napoli Federico II Master II ... 2013_2014... · TECNICHE ANALITICHE –...

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


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


TECNICHE ANALITICHETECNICHE ANALITICHE –– COMPOSIZIONE / PUREZZA (2)COMPOSIZIONE / PUREZZA (2)

Categoria MetodiAnalisi

elementareTecniche di combustioneICP-MSICP-OESAAS (fiamma, fornetto di grafite,FIAS)SEM-EDXXRF

Applicazione


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


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


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 MONOCOSTITUENTIEsempio 1 – Urea

Sergio Fasan

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


Sostanza di riferimento (LR)

Sergio Fasan

Sostanza in esame (registrante)


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


Sergio Fasan


CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE MONCOSTITUENTIEsempio 4 – Analisi LC/UV-ESI/TOF colorante Acid Black 194


Sergio Fasan


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:



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)



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

ANALISI GC IDODERIVATI (LINEARI)ANALISI GC IDODERIVATI (LINEARI)

C12

C14

Sergio Fasan

C16

ANALISI GC IODODERIVATI (RAMIFICATI)ANALISI GC IODODERIVATI (RAMIFICATI)

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)

DETERMINAZIONE GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIODETERMINAZIONE GRADO DI ETOSSILAZIONE MEDIO

Sergio Fasan

CONCLUSIONICONCLUSIONI

Sergio Fasan

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

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


Sergio Fasan

KI / DMF

AnidrideTrifluoroacetica


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


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


- 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


- 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

CASE STUDY 7:RISULTATO FUORI SPECIFICA

SOSTANZA REGISTRATA: ESTRATTO SECCO VEGETALE

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.)

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)

Università degli Studi di Napoli Federico II Master II ... 2013_2014... · TECNICHE ANALITICHE –...

Documents

Transcript of Università degli Studi di Napoli Federico II Master II ... 2013_2014... · TECNICHE ANALITICHE –...