la quinina

TRABAJO PRÁCTICO
FLUORESCENCIA MOLECULAR:
DETERMINACIÓN DE QUININA EN AGUA TONICA
Objetivos
 Introducir conceptos básicos de fluorescencia molecular.
 Determinar la concentración de quinina en una muestra comercial de agua tónica a
través de las técnicas de agregado patrón.
 Discutir las diferencias observadas en la concentración de quinina en el agua
tónica y las ventajas que presenta la metodología empleada.
Introducción
En los métodos ópticos de luminiscencia molecular, entre los cuales se encuentra la
fluorescencia y la fosforescencia, las moléculas de analito se excitan para dar una especie
cuyo espectro de emisión suministra información para el análisis cualitativo y cuantitativo.
La medida de la intensidad de fotoluminiscencia permite la determinación cuantitativa de
un conjunto de especies inorgánicas y orgánicas importantes, a niveles traza. Uno de los
aspectos más atractivos de la luminiscencia es su inherente sensibilidad, con límites de
detección característicos del orden de partes por billón. Otra ventaja de los métodos
fotoluminiscentes radica en sus amplios intervalos de linealidad. En general los métodos
luminiscentes se aplican menos que los métodos de absorción en los análisis cuantitativos
debido a que el número de especies que absorben radiación ultravioleta/visible es mucho
mayor que el de especies que presentan fotoluminiscencia tras la absorción de radiación
en esta región del espectro. Para el caso de la molécula estudiada en este trabajo
práctico, la quinina, su espectro de absorción se muestra en la Figura 1, desde este
puede estimarse la longitud de onda de excitación del compuesto.
Figura 1: Espectro de absorción una solución de QUININA 80 ppm.
2.0
1.8
Absorbancia (U.A.)
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
280
300
320
340
360
380
400
Longitud de onda (nm)
PARTE EXPERIMENTAL
Materiales
 Espectrofotómetro Shimadzu RF-5301 PC.
 Solución patrón de quinina 18,00 ppm.
420
440
460








Solución de H2SO4 0,5 N.
Agua destilada.
6 matraces aforados de 10,00 mL.
Pipetas aforadas de 1,00 2,00 y 5,00 mL.
Pipeta graduada de 5,00 mL calibrada cada un mililitro.
Pipeta graduada de 5,0 mL y de 1,0 mL.
Cubeta de cuarzo para fluorescencia.
3 Muestras de agua tónica previamente degasificadas.
Procedimiento
1- Curva de calibración de adición de estándar: Preparar soluciones de las muestras
de agua tónica con diferentes adiciones de la solución patrón de quinina.
Agua
Tónica
H2SO4
(0.5N)
Quinina
(18.00 ppm)
H2O
c.s.p.
0.00 mL
2.00 mL
2.00 mL
2.00 mL
2.00 mL
2.00 mL
1.00 mL
1.00 mL
1.00 mL
1.00 mL
1.00 mL
1.00 mL
0.00 mL
0.00 mL
1.00 mL
2.00 mL
3.00 mL
4.00 mL
10.00 mL
10.00 mL
10.00 mL
10.00 mL
10.00 mL
10.00 mL
Concentración
adicionada de
quinina
Intensidad
Fluorescencia
2- Realizar barrido de excitación y de emisión con una de las soluciones (Modo
Espectro).
3- Seleccionar los parámetros óptimos para la determinación cuantitativa.
 excitación:
 emisión:
4- Con los parámetros seleccionados, leer la intensidad de fluorescencia de cada una
de las soluciones preparadas (Modo Cuantitativo).
5- Construir la curva de calibración en Excel, aplicar la función estimación lineal y
calcular los parámetros correspondientes. Indicar, además, la concentración de
quinina en las muestras.
Cuestionario
1- ¿Por qué la espectroscopia de fluorescencia es potencialmente más sensible que la
espectroscopia UV-Visible?
2- ¿Por qué es necesario trabajar en medio ácido para la determinación de quinina?¿Por
qué no se utilizó HCl?
3 - ¿Qué pasaría si la calibración se hubiese realizado sin incluir la muestra de agua
tónica?
4- ¿Es posible determinar la concentración de quinina en agua tónica utilizando
espectroscopía UV-Visible? En caso afirmativo, describa el experimento (tenga en cuenta
que el agua tónica contiene benzoato de sodio, agregado como conservante).
Bibliografía
General de Fluorescencia Molecular
 Skoog, Holler, Nieman “Principios de Análisis Instrumental”, quinta edición,
Mc.Graw-Hill (2000), capítulo 15.
 Daniel C. Harris, “Quantitative Chemical Analysis”, séptima edición, W. H. Freeman
and Company, New York (2007).
Determinación de quinina en agua tónica por fluorescencia
 S. Pandey, T. L. Borders, C. E. Hernández, L. E. Roy, G. D. Reddy, G. L. Martínez,
A. Jackson, G. Brown, W. E. Acree Jr., J. Chem. Educ. 1999, 76, 85-87.
 J. E. O´Reilly, J. Chem. Educ. 1975, 52, 610-612.
 R. L. Duncan, J. W. Kierkpatric, R. E. Neas, J. Chem. Educ. 1972, 49, 550-551.
Construcción de la curva de calibración utilizando Adición de
estandar.
F = k.c
Parte de:
Define c para la adición de patrón:
c = (cM.VM/VTot) + (cT.VT/VTot)
F = k.[(cM.VM/ VTot) + (cT.VT/ VTot)]
Reemplaza y opera:
F = k.(cM.VM/ VTot) + k.(cT.VT/ VTot).(VM/VM)
F = k.(cM.VM/ VTot) + k.(cT.VT/VM).(VM/ VTot)
F = k.(cM.VM/ VTot) + k.(cT.VT/VM).(VM/ VTot)
Define c’ :
Reemplaza :
c’ = cT.VT/VM
F = b + m.c’
m = k.VM/ VTot
Siendo:
b = k.cM.VM/ VTot
0 = b + m.c’0
Luego :
c’0 = b / m
Opera y reemplaza:
b = k.cM.VM/ VTot
m = k.VM/ VTot
c’0 = (k.cM.VM/ VTot)/(k.VM/ VTot)
Queda:
c’0 = cM
R
Finalmente :
-4
-2
0
2
c'
c'0
4
6
Anexo
Odiada por unos, deseada por
otros, todos han tomado alguna
vez agua tónica...
Pero... ¿Alguien de ustedes
sabe que es el Agua Tónica???
El agua tónica es un refresco carbonatado al que se le agrega el aromatizante muy
amargo llamado quinina.
¿Qué es la Quinina?
La quinina es un alcaloide que se extrae de la corteza del árbol de la quina, y tiene
propiedades antipiréticas, analgésicas y antimalaria.
La bebida surgió con quinina al agua carbonatada como medida de profilaxis contra el
paludismo también llamado "malaria" siendo Schweppes la primera marca en
comercializarla. Su consumo inicial se redujo a las colonias inglesas de las zonas
tropicales de Asia y África; pero luego se extendió por todo el mundo.
Originalmente, la fórmula de la tónica sólo incluía agua carbonatada y quinina, con
grandes proporciones de esta última, lo que provocaba un sabor muy amargo. Con el
paso del tiempo la cantidad de quinina se ha reducido a cantidades insignificantes desde
el punto de vista médico, debido a los efectos secundarios que tienen altas dosis de esta
sustancia, por lo que ahora se usa sólo en cantidades equivalentes a una cuarta parte de
la dosis terapéutica y únicamente por su sabor.
LA QUININA
La quinina no es mas que un simple alcaloide natural blanco, cristalino y muuuuy amargo
que baja la fiebre, calma el dolor y sirve para tratar el paludismo.
Es un estereoisómero de la quinidina , un antiarrítmico de uso médico muy común!
Si bien fue reemplazada por otros medicamentos sintéticos más eficaces, todavía se
puede utilizar en el tratamiento de la malaria resistente, los calambres nocturnos en las
piernas y en la artritis.
El uso a gran escala de la quina como profiláctico tiene su origen en 1850, aunque su uso
se remonta, en Europa, y sin aislar ni purificar, al siglo XVII. La corteza del quino, que
contiene quinina, era conocida por sus propiedades curativas por los nativos americanos,
pero no se incorporó al acervo cultural europeo hasta que no fueron descubiertas sus
propiedades antimaláricas.
La fecha exacta de este descubrimiento es polémica: la malaria no existía en Sudamérica,
así que los nativos no podían por tanto conocer sus propiedades antimaláricas.
En 1638, las propiedades de la corteza de la quina fueron descubiertas por la Condesa de
Chinchón, cuando los curanderos nativos la emplearon para tratar su malaria, pero las
referencias a las propiedades curativas de la quinina y su exportación habían comenzado
dos siglos atrás.
El quino sigue siendo la única fuente útil de quinina.
No, este Quino no...
Este sí!!!
Sin embargo, en tiempos de guerra, se intensificaron los esfuerzos para lograr su síntesis
total.
IMAGINATE: PODER CRUZAR ZONAS LLENAS DE MALARIA SIN PELIGRO ALGUNO
ERA CLAVE EN LA GUERRA!!!
Desde 1944 se han conseguido otras síntesis totales más eficaces, pero ninguna de ellas
puede competir a nivel económico con las técnicas de aislamiento y purificación del
alcaloide a partir de fuentes naturales.
EFECTOS ADVERSOS DE LA QUININA
El uso de la quina a dosis terapéuticas puede provocar cinchonismo (intoxicación con
quinina). Y en dosis altas o casos raros, puede ser incluso letal, debido a un edema
pulmonar agudo y fulminante. A dosis muy elevadas puede provocar aborto
espontáneo. Además, la quinina es considerada un teratógeno de categoría X por la FDA
estadounidense, lo cual significa que puede causar defectos de nacimiento
(especialmente sordera) si es tomada por mujeres durante el embarazo.
La quinina se usa como potenciador del sabor en el agua tónica, confiriéndole su
característico sabor amargo. Debido a los efectos secundarios de altas dosis de quinina,
su concentración se ha limitado por la FDA estadounidense a un máximo de 83 ppm. Este
valor es aproximadamente un cuarto del empleado terapéuticamente.
Los colonos británicos presentes en la India, según la tradición,
mezclaron el agua tónica empleada por los hindúes con ginebra,
para compensar con su sabor dulce el amargor del agua tónica,
dando lugar al conocido cóctel gin-tonic.
YA SABEN QUE ES EL AGUA TÓNICA...
..PERO... Y
LA PASO DE LOS TOROS? DE DONDE VIENE?
En el centro geográfico de Uruguay, por donde pasa el Río Negro,
existían "baquianos que ayudaban a las carretas y a las tropas a
cruzar el río, muy peligroso cuando la corriente era grande. Por su
valor personal y fuerza, a estos baquianos se los llamaba hombres
toros".
Así explica Pedro Armúa, en su Historia de Paso de los Toros, el origen del nombre de la
ciudad uruguaya homónima.
Y, claro, fue en esa tierra de hombres toros donde, en una tarde sartreana, se originó la
popular gaseosa tónica.
Su inventor es Rómulo Mangini, un descomunal montevideano de más de 100 kilos,
practicante asiduo de lucha grecorromana y estudiante de química. Corría 1924 cuando
Mangini se instaló en el pueblo con una pequeña fábrica de soda, que desde 1926
elaboró gaseosas. Ahí cerca, en el club 25 de Agosto, conoció a Jorge Jones, "amante de
la buena vida y exquisito bebedor", que –orgulloso de las populares tónicas británicas–
desafió a Mangini a fabricar un agua tónica de calidad semejante.
Mangini aceptó el reto, y siguieron meses de pruebas, fórmulas fallidas, y diversas
combinaciones de agua y extractos vegetales. Con cada nueva combinación iba Mangini
al club a ver a Jones, donde ambos la degustaban, esperando un dictamen favorable.
Llegó finalmente el día (en 1929, según la mayoría de las versiones) en el que Jones dio
su visto bueno: según su exigente paladar, la tónica uruguaya superaba a las importadas
de Londres.
El éxito fue vertiginoso!!!
Enseguida empezaron a despacharse botellas a la localidad de
Durazno y, luego, a Montevideo. Mangini tuvo que conseguir nuevos
socios y, en 1947, se sumaron Frank Marshall y Adolfo Caorsi. Así,
se fundó la Sociedad Anónima Agua Tónica Paso de los Toros y se
empezaron a vender acciones en el pueblo. Diez pesos cada una.
Un día llegaron a Paso de los Toros unos representantes de Pepsi
Cola que ofrecían comprar las acciones de la fábrica. Mucha gente las tenía olvidadas en
los roperos, y fue un revuelo, todo el mundo buscándolas. Pepsi las pagaba muy bien y
todos las vendieron, locos de la vida. Hasta que, el 14 de febrero de 1955, la compañía
norteamericana logró la mayoría absoluta. Un golpe duro para Mangini, que murió en
1957.
Hoy, la ciudad lo recuerda con una calle llamada Rómulo
Mangini, sobre la que está la fábrica. Para los lugareños,
todavía hoy grandes bebedores de esta gaseosa, hay dos
próceres locales: Mario Benedetti –nacido allí–, y Rómulo
Mangini, un montevideano que mereció ser un hombre toro.