Determinación del contenido del triptófano de lana mediante hidrólisis sulfúrica breve.

De e minación del con enido de ip ó ano de la lana median e hid ólisis sul ú ica b e e'') Po P o . José Cega a Sánchez D . Joaquín Gacén Guillén Ins i u o de In es igación Tex il y de Coope ación Indus ial Escuela Técnica Supe io Ingenie os Indus iales Ta asa (España) 1. In oducción Se han ealizado bas an es abajos con el obje o dc poii: a pun o écnicas que pe mi an d z mina el con enido de ip ó ano de las p o iínas. cspccialmen c dc la lana. Casi odas las écnicas ienen en común la necesidad dc hid oliza la p o eína y el empleo dc un aldehído que al eacciona con el ip ó ano da luga a un compues o colo eado. Los di e en es mé odos di ie en en e sí en lo que se e ie e al medio hid o- lizan e, du ación de la hid ólisis, necesidad o no de acele a el desa ollo de la eacción con ni i o sódico, esul ados ob enidos y ep oducibilidad de los misn~os. Respec o al medio hid olizan e, lógicamen e debe ía se alcalino, habida cuen a de la ines abilidad del ip ó ano en medio ácido. No obs an e, ac ualmen e la hid ólisis alcalina pa ece desechada debido a que en es as condiciones se p e- sen an in e e encias (1). Así pues, es no mal el empleo de ácidos como agen es hid olizan es. El mé odo de G aham y S a ham (2) es á basado en el empleo de ácido sul ú ico como medio hid olizan e, mien as que en los de Mazingue, Dec oix y Van O e beke (3) po una pa e y Mi ó (4) po o a, se hace uso de ácido clo hí- d ico concen ado. En lo que se e ie e a los aldehídos u ilizados pa a p oduci una colo ación po eacción con el ip ó ano, los más empleados han sido la ainillina y el p-dime il- aminobenzaldehído (7, 8 y 9). El p ime o iene el incon enien e de que en el caso de lanas al e adas pueden p esen a se colo aciones secunda ias, po lo que la mayo pa e de los abajos se han cen ado en el uso del p-dime ilan~inobenzaldehído. Spies y Chambe s (l), G aham y S a ham (2) y Mazingue y col., en su mé odo simpli icado, emplean ni i o sódico pa a acele a la eacción colo eada. La du ación de la hid ólisis según los p ocedimien os de G aham y S a ham (2) y de Mazingue y col. (3) es de 7 días, según el mé odo modi icado de es os ú1- inios 4 días y según el mé odo de Mi ó 2 ho as. Los esul ados exp esados en an o po cien o de ip ó ano son los siguien es: Mi ó 0,57 yc (4), Mazingue y col. 0,53 0/, (3), Robson y Co iel 0,95 yc, Sim- l monds 2,l 0/,, Block y Boiling 1,5 0/, (5), T aill 0,7 (6) y G aham y S a ham 038 0/, (2). Desde el pun o de is a de la ep oducibilidad, podemos deci que los esul- ados ob enidos po el mé odo de Mi ó son ep oducibles, hemos enido aplicán- dolo y nues os esul ados concue dan o almen e con los que indica en su abajo. (*) Es e a iculo ha sido publlcadd en dou nal o The Socle y g Dye s and Colou is s.. - 10 - En alguna ocasión, hemos hecho uso ambién del de G aham y S a han~ (13), pe o la ep oducibilidad hallada no ha sido buena. Resul a in e esan e que la hid olisis clo híd ica, ya sea len a (Mazingue y Col.), ya sea ápida (Mi ó), conduce a esul ados bas an e bajos (OS3 yc) y (057 01,), en an o que la hid olisis sul ú ica da esul ados bas an e más ele ados (del o den del 1 7,. G ahan y S a ham). Es a obsc ación nos condujo a es udia un mé odo de de e minación del con- enido ip ó ano de la lana empleando como agen e hid olizan e el ácido sul ú ico y haciendo uso de una empe a u a supe io a la ambien e, con el in de aco a el iempo necesa io pa a disol e la lana, lo que a la ez supond ía una disminu- ción del iempo eque ido pa a la de e minación del con enido de ip ó ano. Como quie a que an o la hid ólisis clo híd ica b e e como la hid ólisis clo híd ica p o- longada, dan con enidos de ip ó ano más bajos que la hid ólisis sul ú ica p olon- gada, pensamos que aquellos esul ados pod ían se ambién más bajos que en el caso de la hid ólisis sul ú ica b e e. Si es a suposición se con i mase y los esul ados ob enidos p esen asen una buena ep oducibilidad, supusimos que el desa ollo de un mé odo de de e minación del con enido de ip ó ano de la lana haciendo uso de una li~d ólisis b e e con ácido sul ú ico pod ía supone una con ibución al es udio dcl con enido del ip ó ano de la lana. 2. Pa e expe imen al 2.1. P oduc os y equipo 2.1 1. P oduc os Los p oduc os u ilizados han sido: T ip ó ano, Schucha d p-Dime ilaminobenzaldehído, pa a análisis, Schucha d Acido sul ú ico, pa a análisis. 2.12. Ma e ia Lana Cabo de 21p de inu a, en loca, la ada a empe a u a am- bien e con é e , alcohol, agua, alcohol y é e y secada a enipe a- u a ambien e. Tejido de lana no ope ado indus ialmen e, desp o is o de ma e- ias ex añas median e ex acción en apa a o soxhle con clo u o de me ileno y la ado pos e io con un de e gen e no iónico 2.13. Soluciones El p-dime ilaminobenzaldehído se ha p epa ado disol iendo 5 g del mismo en ácido sul ú ico al 10 7' has a un olumen o al de 100 ml. La solución de ip ó ano se ha p epa ado disol iendo 600 mg de es e aminoácido en ácido sul ú ico 0,03 N has a un olunien o al de 1.000 nil. Se ha conse ado en una bo ella colo opacio y al ab igo de la luz. Solución de ni i o sódico 0,01 M. Solución de ácido sul ú ico 18 N. 2.14. Apa a os Ul a e mos a o COLORA con una ~ ecisión de i O,l°C. Espec o o óme o BECKMAN DU. 2.2. Técnica de T abajo El esquema de los di e en es apa a ados es udiados es el siguien e: 2.21. In luencia de la empe a u a y concen ación del ácido sul ú ico en el iempo de disolución de la lana. 2.22. In luencia de la can idad de ni i o sódico y del iempo de des- a ollo en el desa ollo de la colabo ación. 2.24. In luencia del iempo en el desa ollo de la colo ación. 2.25. In luencia de la empe a u a en el desa ollo de la colo ación. 2.26. Cu a de calib ación. 2.27. Resumen del mé odo y alo es hallados en di e en es lanas. 2.21. in luencia de la empe a u a y de la concen ación de ácido sul- ú ico en el iempo de disolución de la luna. Se de e minó el iempo de disolución de 0,06 g de la lana Cabo en ácido sul ú ico de di e en es concen aciones a la empe a u a de 70°C, así como en ácido sul ú ico 18 N a a ias empe a u as. Los esul ados se exp esan en la Tablas 1 y 11. TABLA 1 Concen ación de ácido Tiempo ap oximado de disolución sul ú ico a 70° (minu os) TABLA 11 Tempe a u a Tiempo ap oximado de disolución O C en ácido sul ú ico 18 N (minu os) A la is a de es os da os se adop a on en p incipio las siguien es condiciones de hid ólisis: concen ación de ácido sul ú ico, 18 N, empe a u a, 70°C, y iempo, 2 ho as (con es e iempo la eacción pod á ealiza se en ase homogénea). En los ensayos con ip ó ano se p ocedió del siguien e modo: En un ma az a o ado de 50 m1 de capacidad se in oduje on po es e o den, 1 m1 de la solución de ip ó ano, 2 m1 de ácido sul ú ico 18 N, se agi ó el con enido del ma az. se añadió 1 m1 de la solución de p-dime ilaminobenzaldehído, se uni- o mó el conjun o y inalmen e se añadie on 11 m1 de ácido sul ú ico 18 N. Se apa on los ma aces, se coloca on en un sopo e y se in oduje on en un e mos a o p e iamen e egulado a 70°C, man eniendo es a empe a u a du an e 2 ho as. Pasado es e iempo, se en asa on los ma aces con agua des ilada. Se midie on las densidades óp icas en el espec o o óme o en cube a de 1 cm a la longi ud de onda de 605 mp. Las densidades óp icas ob enidas ue on muy bajas, po lo que se c eyó necesa io añadi ni i o sódico. P ime amen e se añadió 0,1 m1 de ni i o sódico 0,01 M con lo que se consiguió un aumen o muy g ande de la densidad óp ica; no obs an e, se obse ó que pos e io es adiciones de ni i o p odu- cían aumen os de la densidad óp ica y que és a aumen aba, al hace lo, el iempo de desa ollo. Ello condujo al es udio de la can idad de ni i o que da luga a una colo ación máxima y de la densidad óp ica en unción del iempo. 2.22. In luencia de la can idad de ni i o y del iempo de desa ollo en el desa- ollo de la colo ación. Se p ocedió a la adición de OS, 1, 1,5 y 2 m1 de ni i o sódico 0,01 M y se de e minó la densidad óp ica a di e en es iempos. Como no se llegó a un equilib io de la densidad óp ica, se hizo o o ensayo con 2, 2,5, 3 y 3,5 m1 de ni i o. Los esul ados es án ep esen ados g á icamen e en las igu as 1 y 2. Cada pun o co- 8 6 7 o ¿a S a 72 LV as % hou s Fig. 1. E olución de la densidad óp ica en unción del iempo y de la can idad de ni a o añadida. I 8 I6 7d 32 40 48 56 64 n 60 a9 % /o¿ hoo s Fig. 2. E olución de la densidad óp ica en unción del iempo y de la can idad de ni a o añadida. esponde el alo medio de cua o de e minaciones. De la igu a 2 se deduce que añadiendo 2 m1 de ni i o se consigue un máximo de densidad óp ica y que és a alcanza el equilib io con un iempo de desa ollo de 69 ho as. A las 3 h 30 minu os y 96 ho as de desa ollo, se de e mina on los espec os de abso ción pa a sabe si se p esen a un desplazamien o del máximo de abso ción, p o o- cado po las di e en es adiciones de ii i o, y a que longi ud de ip ó ano mucho más diluida, 100 mg/l en luga de 600 mg/l. La posición del máximo no a ió y és e se p esen ó a 585 mp. 2.23. In luencia de la empe a u a en la elocidd de desu ollo de la colo ación. Como quie a que a empe a u a ambien e el iempo necesa io pa a alcanza un alo cons an e de la densidad óp ica es muy ele ado, se p ocedió al es udio de la in luencia de la empe a u a en la elocidad de desa ollo. Los ensayos se hicie on a 40, 50, 60 y 70°C y los esul ados se exp esan en la igu a 3. Cada 0,3504 , , , , , , , , , I73L.5678 10 70 Fig. 3. In luencia de la empe a u a en el desa ollo de la colo ación. pun o de las g á icas ep esen a el alo medio de cua o de e minaciones. A 70°C, el desa ollo alcanza el máximo al cabo de 1 ho a, pe o, eniendo en cuen a la na u aleza de la cu a, se p e i ió adop a la empe a u a de 60°C y un iempo de desa ollo de 2 ho as. 2.24. In luencia del iempo en el desa ollo de la colo ación. Fijados la can idad de ni i o a añadi , 2 ml, y el iempo y empe a u a de desa ollo, 2 ho as y 60°C espec i amen e, se es udió la in luencia del iempo de con ac o con ácido sul ú ico 18 N a 70°C, de la solución de ip ó ano po una pa e y de lana po o a, en la densidad óp ica. Los esul ados se indican en las Tablas 111, IV y en la igu a 4. 1 P 3 Fig. 4. Densidad óp ica en unción del iempo de hid ólisis. TABLA 111 Densidades óp icas en unción del iempo de con ac o con ácido sul ú ico 18 N a 70°C (T ip ó ano) Tiempo 30' Ih Ih30' 2h 2h30' 3h 4h TABLA IV Densidades óp icas en unción del iempo de con ac o con ácido sul ú ico 18 N a 70°C ( e e idas a 0,06 g de lana seca) - Tiempo 30' Ih Ih30' 2h 2h30' 3h 4h En los ensayos con lana, se in oduje on 0,06 g de és a (el peso de la mues- a seca se de e minó po compa ación, poniendo o a mues a, pesada en el mismo momen o, en una es u a a 105°C y pe maneciendo en és a has a un peso cons an e) en un ma az a o ado de 50 m1 de capaicdad, se añadie on 2 m1 de ácido sul ú ico 18 N, 1 m1 de p-dime il-aminobenzaldehído (uni o mización), 11 m1 de ácido sul ú ico 18 N (nue a uni o mización) y se apa on los ma aces. Los ma aces, colocados en un sopo e, se in oduje on en el e mos a o egulado a 70°C du an e un iempo de e minado y se agi a on cada 15 minu os. Una ez anscu- ido el iempo, se en ia on, se añadie on 2 m1 de ni i o sódico 0,01 M, se en a- sa on con agua des ilada y se in oduje on en el baño e mos á ico p e iamen e calen ado y egulado a 60°C. T anscu idas las dos ho as que du a el desa ollo, se il ó e1 con enido de los ma aces en un embudo de placa il an e del núm. 3, se dejó en ia y se p ocedió a la lec u a de la densidad óp ica a una longi ud de onda de 585 mp. La baja densidad óp ica co espondien e al iempo de media ho a, se debe a que la lana no se disol ió comple amen e. Como se puede obse a , la e olución de la densidad óp ica en el caso del ip- ó ano solución y en el caso de la lana es muy semejan e. Al no p esen a se un má- ximo pa a un iempo de e minado, se conside ó bueno el iempo de hid ólisis p o- isionalmen e adop ado, ya que, si pa a un iempo de una ho a la densidad óp ica es más ele ada, la lana no se había disuel o o almen e, habiéndose obse ado, po o a pa e, que el iempo de disolución puede a ia de unas lanas a o as. Es o úl imo nos con i mó en la idea de man ene el iempo inicialmen e adop ado. 2.25. In luencia de h empe a u a en el desa ollo de la colo ación Se es udió ambién la in luencia de la empe a u a del a amien o con ácido sul ú ico 18 N en el desa ollo de la colo ación. Los ensayos se hicie on con solu- ción de ip ó ano y con lana. Los esul ados ob enidos se indican en las Tablas V y VI y en la igu a 5. Como puede obse a se, las densidades óp icas disminuyen de o ma sensiblemen e lineal al aumen a la empe a u a. La e olución de la densidad óp ica es bas an e simila en el caso del ip ó ano solución y en el -0- ip ó ano -0- lana a,?5017 50 60 70 40 &T en1pm u e Fig. 5. Densidad óp ica en unción de la empe a u a de hid ólisis. caso de la lana. Al no p esen a se un máximo de densidad óp ica a una empe a- u a de e minada, se conside ó buena la empe a u a de hid ólisis p o isionalmen e adop ada. TABLA V Densidades óp icas en unción de la empe a u a pa a iempos de 2 ho as ( ip ó ano) Tempe- 80°C a u a 50°C 60°C 70°C 80°C TABLA VI Densidades óp icas en unción de la empe a u a pa a iempos de 2 ho as ( e e idas a 0,06 g de lana cabo seca) Tempe- a u a 60°C 6S°C 70° C 7S°C 80°C 2.26. Cu a de calib ación A pa i de una solución de ip ó ano de una concen ación de 600 mg/l se p epa a on soluciones de 450, 225 y 100 mg/l. Los ensayos se hicie on po ipli- cado. Los esul ados medios se ep esen an g á icamen e en la ig. 6. Un segundo ensayo dio esul ados coinciden es. l Fig. 5. Cu a de calib acióii. 2.27. Resumen del mé odo y alo es hallados en di e en es lanas En el apa ado 2.24 se ha de allado el mé odo ope a o io, aquí sólo indica- emos las condiciones de hid ólisis y desa ollo: Medio hid olizan e: ácido sul ú ico 18 N. Tempe a u a de hid ólisis: 70°C. 4.14. Acción de la exposición en Fade-Ome e Mues as de un ejido de lana ue on expues as en un Fade-Ome e du an e a ios iempos. Los iempos de exposición ue on 10, 20, 30, 40, 60, 80 y 100 ho- as. Se eligió es e ipo de exposición po la iqueza en adiaciones ul a iole a de las adiaciones a que se some e una mues a en el Fade-Ome e . Los esul- ados se exp esan en la abla XI y en la igu a 10. Ag adecimien os Los au o es ag adecen al Pa ona o de la Esculea Técnica Supe io de In- genie os Indus iales de Ta asa la ayuda que ha hecho posible la ejecución del p esen e abajo. También desean ag adece al D . Ped o Mi ó, del Pa ona o de la Cie a (C.S.I.C.), sus aliosos comen a ios y a la seño i a Ana M.a Gil su ayuda en el abajo expe imen al. 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