Análise de Terpanos tricíclicos e pentacíclicos por CG-EM-EM em óleos da Bacia Sergipe-Alagoas

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Química Orgânica

Autores

Sousa, E.S. (UFPI) ; Santos, A.L.S. (UFPI) ; Rocha, M.S. (UFPI) ; Citó, A.M.G.L. (UFPI) ; Lopes, J.A.D. (UFPI) ; de Lima, S.G. (UFPI)

Resumo

Os biomarcadores (fóssil molecular) são moléculas derivadas de organismos que ocorrem em óleos, sedimentos como misturas complexas, muitas vezes em baixíssima abundância relativa e apresentando problemas de coeluição, o que dificulta a caracterização, usando parâmetros geoquímicos moleculares. O trabalho tem como objetivo a analise dos terpanos tricíclicos e pentaciclicos CG-EM-EM da fração saturada de óleos da Bacia Sergipe-Alagoas. Os óleos foram cromatografados em placas preparativas de sílica gel. Os resultados demonstraram que os óleos foram melhor caracterizados através de parâmetros moleculares de biomarcadores, e analisados em CG-EM-EM. Nestas amostras pôde-se observar ou distinguir duas séries de terpanos tricíclos (C28 – C36) e pentacíclicos (C27 – C36).

Palavras chaves

Biomarcadores; Terpanos; CG-EM_EM

Introdução

Os biomarcadores são compostos orgânicos que ocorrem como misturas complexas em petróleos, extratos de rochas e sedimentos. A presença, abundância relativa e até mudança de estereoquímica desses compostos em rochas e sedimentos funciona como uma impressão digital, pois fornece informações à respeito da matéria orgânica e rocha geradora, condições ambientais, a maturidade térmica sofrida pela rocha e óleos sofridas durante sedimentais e biodegradação (Peter et al., 2005) Neste trabalho, avaliamos duas amostras de óleos da Bacia Sergipe-Alagoas, localizada no nordeste do Brasil (Sousa Júnior et al., 2013; Rodrigues et al., 2000) com o objetivo de fazer uma análise geral através de alguns parâmetros moleculares clássicos, focando os terpanos tricíclicos (TT) e pentacíclicos (TP) por CG-EM-EM.

Material e métodos

Para a obtenção dos biomarcadores saturados e aromáticos, o óleo da bacia de Sergipe-Alagoas foi aplicado diretamente em placa preparativa de sílica impregnada com AgNO3 5% e eluídas com Hex/AcOEt, obtendo-se as frações P1 (compostos saturados) e P2 (compostos aromáticos). O Cromatógrafo utilizado foi o CG-EM-EM (Thermo Scientific TSQ Quantum XLS). Para cromatografia dos componentes foi empregada uma coluna Equity TM-1, tamanho 30 m × 0,25 μm, espessura do filme interno de 0,10 μm e Hélio como gás de arraste (1.0 mL min- 1.) e como gás de colisão o Argônio. As temperaturas do CG foram programadas para 70 °C (4 min.) - 20 °C min-1 - 150 °C – 1,5 °C min-1 – 300 °C (20 min.). A identificação dos biomarcadores foi feita por comparação do tempo de retenção e dos espectros de massas (50 a 650 Da, EI, 70 eV) e índice de retenção dos respectivos componentes com dados da literatura (Peters et al., 2005)

Resultado e discussão

Os perfis cromatográficos e/ou parâmetros geoquímicos da fração saturada do óleo em estudo indicam que ele não é biodegradado (TIC – Figura 1), têm níveis de maturação térmicas semelhantes (Tabela 01 – Figura 01), sob condições de salinidade caracterizada pela presença do gamacerano. No entanto, a UCM (Unresolved Complex Mixture – Mistura Complexa Não resolvida) proeminente nos perfis de GC sugere que, pelo menos, dois pulsos migracionais, como sugeridos pela presença de norhoapano. Os resultados possibilitaram observar diferença significativas entre os dados obtidos por CG-EM e CG-EM-EM. Muitos tricíclicos (C28 - C36) de alta massa molecular coeluem com os terpanos pentacíclicos (C27 – C35), tornando difícil a identificação das duas series e os cálculos dos parâmetros geoquímicos são mais confiáveis, embora tendam a uma mesma direção, quando avaliados por GC-EM-EM (Figura 02). Assim, nesta técnica foi possível observar a presença proeminente da série estendida destes compostos nestes óleos, o que sugere que organismos de precursores biológicos viviam em condições moderadas de salinidade, que é confirmada pelo índice de gamacerano calculado, informando de maneira específica sobre o ambiente deposicional da rocha- geradora, em que valores menores que 50, caracteriza um ambiente com baixa salinidade, enquanto que valores entre 50 e 60, média e maiores que 60, alta, o óleo apresentou resultado maior que 50 indicando um ambiente de média salinidade. A maturação da amostra pode ser confirmada pela razão Ts/(Ts+Tm), em que a medida que o óleo apresenta aumento na maturidade, a razão existente entre os dois isômeros também aumentam, o calculo desse parâmetro é prejudicado em analise no CG-EM pela coeluição desse isômeros com os terpanos tricíclicos.

Tabela de Parâmetros geoquímicos (A), perfis cromatográficos: (B) TIC; (C) RIC m/z 191.


Perfis cromatográficos MS/MS (M+. → 191; FM: fórmula molecular) para os terpanos tricíclicos e pentaciclicos.

Conclusões

A alta abundância relativa de n-alcanos (C10 a C35) e baixa abundância de norhopanos sugerem baixo nível de biodegradação. Alguns parâmetros geoquímicos ((Ts/Tm+Ts, baixa relaçã, Ts/Tm, índice de homohopano) foram melhor observados por CG-EM-EM do que por CG-EM, e sugerem que estes óleos apresentam evolução térmica mediana. Pôde-se identificar o os TT estendidos que coeluem na serie dos TP, podendo também diferenciar e observar os isômeros R e S que não são observados em analises RIC (CG-EM) na serie C31- C35.

Agradecimentos

ufpi,lago, cnpq e petrobras

Referências

RODRIGUES, D. C.; KOIKE, L.; REIS, F. D. A. M.; ALVES, H. P.; CHANG, H. K.; TRINDADE, L. A.; MARSAIOLI, A. J. Carboxylic acids of marine evaporitic oils from Sergipe-Alagoas Basin, Brazil. Org. Geochem., v. 31, p. 1209-1222, 2000.

SOUSA JÚNIOR, G.R.; SANTOS, A.L.S.; DE LIMA, S.G.; LOPES. J.A.D.; REIS, F.A.M.; SANTOS NETO, E.V.; CHANG, H.K. Evidence for euphotic zone anoxia during the deposition of Aptian source rocks based on aryl isoprenoids in petroleum, Sergipe-Alagoas Basin, northeastern Brazil. Organic Geochemistry, 2013.

PETERS, K. E.; WALTERS, C. C.; MOLDOWAN, J. M. The Biomarker Guide: Biomarkers and Isotopes in the Petroleum Exploration and Earth History. v 2, 2nd. Cambridge: University Press, 2005b. 1155 p.