Cisz-permetrinsav diasztereomer sóképzésen alapuló reszolválása szuperkritikus szén-dioxidban Kémiai és Vegyipari

31 OTDK, Kémiai és Vegyipari Szekció, Kémiai technológia Tagozat.

Cisz-permetrinsav diasztereomer sóképzésen alapuló reszolválása szuperkritikus szén-dioxidban

Helyezés: 2

Hallgató: Varga Dániel
Szak: Vegyészmérnök, Képzés típusa: msc, Intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kar: Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Témavazető: Dr. Székely Edit - egyetemi docens, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Racém vegyületek enantiomerjeinek elválasztására hatékony és környezetkímélő eljárás a szuperkritikus szén-dioxidot (scCO2) oldószerként használó extrakciós reszolválás (SFE-R). Ekkor a reszolváló szert egy megfelelő oldószerben feloldják, és a módosított Pope–Peachy módszer szerint félekvivalens mennyiségben adják a racém anyaghoz. A jó reszolváló szer a vákuumbepárlás során szelektíven reagál az egyik enantiomerrel. Az oldószer elpárologtatása után visszamaradó szilárd minta kerül az extraktorba. A szén-dioxid az extrakció során az elreagálatlan enantiomert kioldja és a diasztereomer só a reaktorban visszamarad.

A cisz-permetrinsav (CPS) 2-benzilamino-1-butanollal (BAB) a diasztereomer só kristályosításával szerves oldószerben hatékonyan reszolválható. Az SFE-R módszerrel végzett korábbi CPS reszolválási kísérletek azt mutatták, hogy a CPS szuperkritikus extrakciós technikával (R)-feniletilaminnal (FEA) reszolválható, ezzel a technikával azonban BAB-bal nem értek el számottevő enantiomer megkülönböztetést.

TDK munkám során kísérleteimet CPS-BAB ill. CPS-FEA rendszereken végeztem állandó nyomáson és hőmérsékleten egy nagynyomású kevert reaktorban. Feladatom volt annak vizsgálata, hogy az SFE-R módszernél a hagyományosan alkalmazott vákuumbepárlásos minta előkészítéssel, illetve ennek a lépésnek az elhagyásával (a reszolváló szert és a CPS-t közvetlenül a reaktorba mérve be) milyen időbeli lefutást látunk. A kiértékelés során az enantiomer tisztaság (ee) értékek meghatározására királis gázkromatográfiás elválasztást használtam.

A vizsgált reakcióidő-tartományban (1–170 óra) FEA használatakor a vákuumbepárlással készült minták esetében látunk hatékony elválasztást (raffinátumban 83%, 44 óránál kevesebb reakcióidőnél), míg mintaelőkészítés nélkül hosszú idő után is igen csekély a reszolválás. Az elválasztás megvalósulásakor mért ee értékek azonban időben gyakorlatilag nem változnak, egy hosszabb lefutású kísérlet szerint még 170 óra elteltével is 25%-os enantiomer tisztaság a jellemző a szén-dioxid fázisban. BAB reszolváló szert használva, az extraktumban - adott nyomáson és hőmérsékleten – a legnagyobb enantiomer tisztaságot az oldószeres mintaelőkészítés alkalmazásával érhetjük el, a raffinátum enantiomer tisztasága 90% 20 óra elteltével. Habár CPS-BAB rendszer esetén a reaktorban megvalósított diasztereomer sóképzés során is létrejön elválasztás, az egyensúly beálltát később érjük el, illetve az egyensúlyban mérhető ee értékek valamivel alacsonyabbak, mint az atmoszférikus mintaelőkészítés módszerét alkalmazó reszolválási reakció során.