Procedimiento para la determinación de la distribución octanol-agua de una sustancia tensioactiva,

en particular un agente tensioactivo comercial, por medio de los pasos siguientes:

(1) equilibración de una solución o dispersión acuosa diluida de la sustancia con octanol

(2) evaporación de una parte alícuota de la fase acuosa y redisolución del residuo en agua o solución electrolítica

(3) medición de la tensión superficial de la solución del residuo redisuelto

(4) determinación de la concentración de la sustancia tensioactiva en la solución del residuo redisuelto por medio de una curva de calibración tensión superficial versus concentración

(5) utilización de la concentración de la sustancia tensioactiva en la solución del residuo redisuelto para calcular la concentración de equilibrio en la fase acuosa y, a partir del balance de masas, la concentración de equilibrio en la fase de octanol

(6) cálculo del coeficiente de distribución octanol-agua a partir de la relación de concentraciones en las fases de octanol y agua

Método para medir los coeficientes de distribución octanol-agua de los agentes tensioactivos.

Antecedentes de la invención

La distribución de las sustancias entre octanol y agua es ampliamente utilizada para ayudar a estimar sus propiedades, en particular los aspectos ambientales y toxicológicos. Se ha encontrado que el 1-octanol es un modelo útil para las grasas animales, por lo que el coeficiente de distribución es una indicación de la tendencia de la sustancia a introducirse y/o acumularse en los tejidos grasos. Usos comunes de los coeficientes de distribución octanol-agua son:

Los coeficientes de distribución octanol-agua se utilizan rutinariamente para predecir el potencial de bioacumulación. Estas predicciones pueden hacerse sobre la base de la bibliografía publicada o mediante algoritmos disponibles como software comercial. Estos algoritmos pueden utilizar el coeficiente de distribución sea solo o en combinación con características estructurales.

Para diversas áreas de regulación, se han ideado esquemas que clasifican las sustancias como bioacumulativas o no bioacumulativas basándose en el coeficiente de distribución octanol-agua, P. En muchos casos, una sustancia se clasificará como bioacumulante si su valor logP excede de un cierto límite. Típicamente se toma logP >3 como indicación de bioacumulación. Para tales propósitos es únicamente necesario demostrar que logP no excede del límite; no se requiere un valor más exacto.

Las medidas directas de la bioacumulación pueden realizarse únicamente para compuestos seleccionados, debido a que son costosas, técnicamente difíciles y requieren el uso de animales vivos.

El coeficiente de distribución octanol-agua se define como la relación de concentraciones en el sistema bifásico en equilibrio:

(1)P = C_octanol / C_agua

c_octanol = concentración de la sustancia en octanol

c_agua = concentración de la sustancia en agua

A menudo se utiliza el logaritmo de P, por lo que la distribución entre octanol y agua se caracteriza por el parámetro logP (denominado también logP_ow o logK_ow).

El perfil ambiental de un producto químico tiene a menudo una gran influencia sobre el potencial comercial de los productos que lo contienen. La ausencia de datos fiables sobre la distribución octanol-agua tendrá por regla general un efecto adverso en la evaluación ambiental. Como resultado, los coeficientes de distribución octanol-agua son comercialmente importantes para los fabricantes, distribuidores y usuarios de productos químicos.

Los agentes tensioactivos tienen muchas aplicaciones. En la industria del petróleo en mar abierto, por ejemplo, los mismos se utilizan como componentes de inhibidores de corrosión, dispersantes y demulsificantes. Con objeto de predecir la bioacumulación, se quieren valores de logP. Sin embargo, como se describe más adelante, los métodos actuales no permiten determinar fiablemente los valores logP de los agentes tensioactivos sobre una base rutinaria. Por consiguiente, existe gran incertidumbre en cuanto al modo de evaluar estos compuestos, y una necesidad correspondiente de mejores métodos para determinar logP.

Técnica anterior

Una técnica muy utilizada para determinación directa del valor logP es el método del matraz de sacudidas de acuerdo con la Directriz de la OECD para el Testado de Productos Químicos No. 107 (1995). Esto implica agitación de las fases de agua y octanol hasta alcanzar el equilibrio, seguido por análisis de las concentraciones en las dos fases.

Para sustancias hidrófobas, se utiliza a menudo un método de batido lento a fin de prevenir los errores debidos a emulsionamiento de la fase de octanol en el agua de acuerdo con J. de Bruijn, F. Busser, W Seinen, J Hermens, Environmental Toxicology and Chemistry, 8, 449 (1989).

Otro método utilizado comúnmente es la HPLC de acuerdo con la Directriz de la OECD para el Testado de Productos Químicos No. 117 (1989). Este método está basado en correlaciones entre los tiempos de retención y los valores logP medidos por métodos directos. Existen también varios esquemas para el cálculo de logP a partir de la estructura química. Dichos esquemas implican algoritmos basados en correlaciones entre las características estructurales y los valores experimentales.

Para los agentes tensioactivos, las determinaciones de logP son difíciles debido a los problemas siguientes:

La Directriz de la OECD 107 reconoce que el método del matraz de sacudidas es inadecuado para los agentes tensioactivos y recomienda estimar sus valores logP a partir de la relación de las solubilidades en agua y octanol. Sin embargo, dichas estimaciones dan, en el mejor de los casos, sólo una orientación grosera debido a las limitaciones intrínsecas del método y el comportamiento complejo de solubilidad de los agentes tensioactivos.

El método de batido lento ha sido propuesto para los agentes tensioactivos como método para equilibración de las fases de agua y octanol sin emulsionamiento. S. W. Morall, R.R. Herzog, P. Kloepper-Sams, M. J. Rosen, Proc. 4th World Surfactant Congr. (Barcelona), Vol. 3 p. 220-227 (1996) determinaron la concentración de agente tensioactivo cromatográficamente. US-2003 0 213 069 describe el uso de dispersión de la luz o detectores espectroscópicos de masas para este propósito.

La tensión superficial dinámica ha sido descrita como método para determinar la concentración de agente tensioactivo de las lejías de lavado como se describe en la Patente US 20030213069 y T. Müller-Kirschbaum, E. J. Smulders, SÖFW-Journal, 118, 427-434 (1992).

Existía necesidad de un proceso de determinación de P que no presente las desventajas reseñadas anteriormente.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento para determinar el coeficiente de distribución P octanol-agua de una sustancia tensioactiva por medio de los pasos siguientes:

La presente invención ofrece un método mejorado para medida de logP de una sustancia tensioactiva soluble en agua o dispersable en agua. El método es adecuado para testar agentes tensioactivos comerciales sobre una base rutinaria. En algunos casos, en particular agentes tensioactivos muy hidrófilos, el método puede dar solamente un límite superior para logP; como se explica anteriormente,...

1. Procedimiento para la determinación de la distribución octanol-agua de una sustancia tensioactiva, en particular un agente tensioactivo comercial, por medio de los pasos siguientes:

2. Procedimiento para la determinación de la distribución octanol-agua de una sustancia tensioactiva, en particular un agente tensioactivo comercial, por medio de los pasos siguientes:

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, en el cual la equilibración se lleva a cabo por batido lento del sistema bifásico.

4. Procedimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-3 por el cual la reacción en volumen de octanol a agua está comprendida entre 1:10 y 10:1, con preferencia entre 1:2 y 2:1.

5. Procedimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-4, por el cual la solución electrolítica utilizada para redisolución es una solución de KCl con una concentración comprendida entre 0,05 y 0,5 mol/l.

6. Procedimiento para determinación de la distribución octanol-agua para un agente tensioactivo no micelar por medio de los pasos siguientes:

7. Procedimiento para determinación de la distribución octanol-agua para un agente tensioactivo no micelar por medio de los pasos siguientes:

8. Uso de un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores para determinar el coeficiente de distribución octanol-agua a fin de estimar o predecir el potencial de bioacumulación de una sustancia tensioactiva.