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Type: TESE
Title: Separação cromatografica dos enantiomeros do anestesico bupivacaina e projeto de condições de operação em leito movel simulado
Title Alternative: Chromatographic separation of the enantiometers of anesthetic bupivacaine and design of operating conditions in simulated moving bed.
Author: Silva Junior, Ivanildo Jose da
Advisor: Santana, Cesar Costapinto, 1948-
Abstract: Resumo: Este trabalho teve por objetivo a determinação de parâmetros cromatográficos envolvidos na separação dos enantiômeros do anestésico bupivacaína, visando sua utilização no projeto de uma unidade cromatográfica do tipo leito móvel simulado (LMS) com colunas quirais ,O'-bis[4-terc-buitilbenzoil]-N,N'-dialil-L-tartadiamida e exano/2- propanol/ácido acético/trietilamina (98/2/0,3/0,05 v/v) como fase móvel. Os experimentos para determinação dos parâmetros foram realizados em uma única coluna, divididos em dois conjuntos de ensaios utilizando soluções diluídas e soluções concentradas. Experimentos de pulsos com soluções diluídas dos traçadores e dos enantiômeros da bupivacaína foram realizados variando a vazão de 1,0 a 4,0 mL/min e às temperaturas de 25, 35 e 45 ºC. A detecção foi realizada no comprimento de onda de 270 nm com a finalidade de determinar as porosidades do sistema, as constantes de equilíbrio de adsorção sob condições lineares das isotermas (coeficientes de Henry), os coeficientes de dispersão axial e parâmetros de transferência de massa. Os cromatogramas mostraram que os perfis apresentam baixa dispersão e que a coluna apresenta uma alta eficiência de separação com valores de número de pratos superiores a 5000, para vazão de 1,0 mL/min. Os valores dos coeficientes de Henry foram maiores que a unidade para ambos enantiômeros, sendo que o enantiômero mais retido, S-(-)-bupivacaína, apresentou maior afinidade pela coluna quiral com maiores valores dos coeficientes de Henry. Parâmetros termodinâmicos confirmaram a maior afinidade da S-(-)-bupivacaína pela coluna com maiores valores negativos de entalpia de adsorção ( ?H0). Os coeficientes de transferência de massa globais apresentaram valores com alta ordem de magnitude aumentando com a elevação da temperatura. Os valores do coeficiente de transferência de massa foram superiores a 150 min-1 para temperatura de 25 ºC. A alta eficiência de separação deve-se, provavelmente, à rápida taxa de transferência de massa em que os processos convectivos são dominantes. Experimentos a altas concentrações (condições de sobrecarga) foram realizados com a finalidade de se determinar às isotermas competitivas não-lineares pelo método da análise frontal e também os perfis de eluição sob estas condições. As isotermas de adsorção competitivas apresentaram comportamento não-linear para a faixa de concentração utilizada e foram satisfatoriamente ajustadas ao modelo de Langmuir competitivo. Os parâmetros termodinâmicos de adsorção lineares e de transferência de massa foram utilizados para o projeto das condições operacionais da unidade LMS pela metodologia dos volumes de separação. As regiões de separação foram calculadas em que foram observadas reduções significativas nas regiões de separação com a imposição dos efeitos não-ideais. A predição de separação foi realizada pelas abordagens do leito móvel verdadeiro e do leito móvel simulado, a partir de soluções numéricas utilizando os modelos do transporte dispersivo e do equilíbrio dispersivo, respectivamente. Em ambas abordagens, os parâmetros de desempenho (pureza, produtividade e consumo de solvente) apresentaram resultados próximos

Abstract: The aim of this work was the determination of chromatographic parameters in the enantiomeric separation of anesthetic bupivacaine and design the chromatographic separation in a simulated moving bed (SMB), using 0,0'-bis[4-tert-butylbenzoyl]-N,N'- dialyl-L-tartadiamide as chiral columns and hexane/2-propanol/acetic acid/trietylamine (98/2/0,3/0,05 v/v) as mobile phase. The experiments were performed using a single column and were divided in two sets using dilute and concentrated solutions. Pulse experiments with dilute solutions of inert compounds and the bupivacaine enantiomers were accomplished at different flow rates (1.0 to 4.0 mL/min) and temperatures (25, 35 and 45 ºC). The peak responses were monitored at 270 nm. The integration of the responses gave information about the porosities, linear equilibrium adsorption constants (Henry constants), axial dispersion and mass transfer coefficients. The chromatograms showed low dispersion and high separation efficiency with 5000 plate number to the flow-rate of 1.0 mL/min.The more retained enantiomer, S-(-)-bupivacaine, has more affinity for the chiral column with higher values of Henry constants than the less retained enantiomer. Hermodynamics parameters confirm the major affinity of S-(-)- bupivacaine with high negative values of adsorption enthalpy ( ?H0). The overall mass transfer coefficient increased with increase in temperature and achieved values of high order of magnitude about 150 min-1 at 25 ºC. The high efficiency observed is probably due to the fast mass transfer which is dominating by convective effects. Experiments in overloaded conditions were realized in order to obtain the competitive equilibrium adsorption isotherms by frontal analysis, as well overload elution profiles. The competitive isotherms shown a nonlinear behaviour to the range of concentration investigated and the Langmuir competitive model represent satisfactorily the adsorption data. The linear equilibrium constants and mass transfer parameters were used to design the operating conditions in a SMB unit by separation volumes methodology. The separation regions were obtained concerning the resistances of mass transfer. It was observed a significant reduction in the separation region for different mass transfer coefficients and purity requirement. The prediction of the chromatographic SMB separation for linear conditions was performed using simulated moving bed approach and true moving bed approach (TMB). In SMB approach was used equilibrium dispersive mathematical model and for TMB approach the transport dispersive mathematical model. For these approaches, the performance parameters (purity, productivity and solvent consumption) showed practically the same values
Subject: Massa - Transferência
Adsorção
Cromatrografia liquida de alfa eficiencia
Enantiômeros
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2006
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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