Αντιδραστήρια και υλικά:
Η φιάλη για την απόσταξη με ατμό γεμίζεται με P2P προς καθαρισμό και στη συνέχεια γεμίζει κατά το ήμισυ με ένα προπαρασκευασμένο διάλυμα ανθρακικού καλίου. Σχήμα 1
Συνδέεται ένας συμπυκνωτής ατμού και συναρμολογείται ολόκληρη η διάταξη για την απόσταξη με ατμό. Η ποσότητα ατμού από τον ατμοπαραγωγό πρέπει να είναι μεγαλύτερη από αυτήν που θα παραγόταν κατά τον κανονικό βρασμό του P2P στη φιάλη (δηλαδή, η φιάλη που περιέχει P2P πρέπει να είναι μικρότερη σε όγκο από τον ατμοπαραγωγό). Σχήμα 2
Η μάζα στη φιάλη απόσταξης ρυθμίζεται ώστε να επιτυγχάνεται ομοιόμορφος και σταθερός βρασμός χωρίς υδραυλικούς κραδασμούς (στη φιάλη προστίθενται μικρές πέτρες βρασμού από κεραμικό ή γυαλί για την αποφυγή προσκρούσεων- σε περίπτωση υδραυλικών κραδασμών κατά τον βρασμό, πρέπει να προστίθεται στη φιάλη μικρή ποσότητα αποσταγμένου νερού για την ομαλοποίηση της διαδικασίας βρασμού). Η απόσταξη συνεχίζεται έως ότου δεν υπάρχει περαιτέρω παροχή νερού με ελαιώδη σταγονίδια P2P στη φιάλη υποδοχής. Σχήμα 3
Εμφάνιση του P2P στη φιάλη απόσταξης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Σχ. 4
Στη φιάλη απόσταξης, οι βαριές αδιάλυτες ακαθαρσίες παραμένουν στον πυθμένα. Σχ. 5
Το νερό που αποστάζεται μαζί με το P2P. Σχ. 6
Παρασκευάζεται διάλυμα χλωριούχου νατρίου για να διευκολυνθεί η ανοδική επίπλευση του P2P και να ενισχυθεί η διαδικασία διαχωρισμού. Το απεσταγμένο νερό με το P2P χύνεται σε ένα μεγάλο διαχωριστικό χωνί και προστίθεται το παρασκευασμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου. Τα γαλακτώματα αφήνονται να κατακαθίσουν για ορισμένο χρονικό διάστημα (τουλάχιστον δύο ώρες). Στη συνέχεια, το κατώτερο υδατικό στρώμα στραγγίζεται επειδή περιέχει μια μικρή υπολειπόμενη ποσότητα γαλακτωματοποιημένης φαινυλακετόνης, η οποία μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για απόσταξη με νέες μερίδες P2P. Σχ. 7
Το στρώμα που περιέχει P2P στραγγίζεται σε δοχείο με silica gel για ξήρανση και περαιτέρω χρήση. Εικ. 8
Το P2P που λαμβάνεται είναι προϊόν με καθαρότητα τουλάχιστον 99%. Η διαδικασία απόσταξης διαρκεί 2 ημέρες και η απόδοση είναι 100,02 γραμμάρια, που αντιστοιχεί σε 68,98%. Σχ. 9
Το δισουλφιτικό παράγωγο του P2P λαμβάνεται με την προσθήκη βρώμικου P2P (χωρίς διαλύτες) σε ίσο όγκο πυκνού δισουλφιτικού νατρίου με πολύ έντονη ανάδευση μέχρι πλήρους κρυστάλλωσης. Εικ. 11
Το δισουλφιτικό παράγωγο του P2P είναι αδιάλυτο στον διαιθυλαιθέρα, γεγονός που καθιστά εύκολη την απομάκρυνση των προσμίξεων. Μπορεί επίσης να πλυθεί γρήγορα με βουτανόλη, στην οποία το διθειώδες παράγωγο του P2P είναι επίσης ελάχιστα διαλυτό. Ωστόσο, λόγω των όξινων ιδιοτήτων των αλκοολών, θα επέλθει αποσύνθεση με την απελευθέρωση του P2P, το οποίο θα πρέπει να διαχωριστεί εκ νέου από τα μητρικά υγρά. Μετά την πλύση, το διθειώδες παράγωγο του P2P προστίθεται σε διάλυμα ανθρακικού καλίου ή νατρίου, όπου απελευθερώνεται το P2P και μπορεί να διαχωριστεί από το αλκαλικό διάλυμα, να πλυθεί με υδατικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου, να διηθηθεί εάν είναι απαραίτητο και να ξηρανθεί με πηκτή πυριτίου. Σχήμα 12
- 145 ml μη εξευγενισμένου P2P που λαμβάνεται μέσω της αναγωγής του P2NP με βορειοϋδρίτη
- 300-400 ml υδατικού διαλύματος 10% ανθρακικού καλίου
- 4 λίτρα απεσταγμένο νερό
- 500 ml (100 g χλωριούχου νατρίου) 20% υδατικού διαλύματος χλωριούχου νατρίου
- Φιάλες 1 λίτρου, 2 λίτρων, 500 ml και 250 ml
- Ποτήρια ζέσεως
- Χωνί
- Διαχωριστικό χωνί 2 λίτρων
- Συμπυκνωτής σε σχήμα σφαίρας
- Γυάλινοι προσαρμογείς
- Σωλήνας ατμού από τεφλόν
- Θερμαντήρας
Εκτέλεση της διαδικασίας καθαρισμού του P2P μέσω απόσταξης με ατμό
Η φιάλη για την απόσταξη με ατμό γεμίζεται με P2P προς καθαρισμό και στη συνέχεια γεμίζει κατά το ήμισυ με ένα προπαρασκευασμένο διάλυμα ανθρακικού καλίου. Σχήμα 1Συνδέεται ένας συμπυκνωτής ατμού και συναρμολογείται ολόκληρη η διάταξη για την απόσταξη με ατμό. Η ποσότητα ατμού από τον ατμοπαραγωγό πρέπει να είναι μεγαλύτερη από αυτήν που θα παραγόταν κατά τον κανονικό βρασμό του P2P στη φιάλη (δηλαδή, η φιάλη που περιέχει P2P πρέπει να είναι μικρότερη σε όγκο από τον ατμοπαραγωγό). Σχήμα 2
Η μάζα στη φιάλη απόσταξης ρυθμίζεται ώστε να επιτυγχάνεται ομοιόμορφος και σταθερός βρασμός χωρίς υδραυλικούς κραδασμούς (στη φιάλη προστίθενται μικρές πέτρες βρασμού από κεραμικό ή γυαλί για την αποφυγή προσκρούσεων- σε περίπτωση υδραυλικών κραδασμών κατά τον βρασμό, πρέπει να προστίθεται στη φιάλη μικρή ποσότητα αποσταγμένου νερού για την ομαλοποίηση της διαδικασίας βρασμού). Η απόσταξη συνεχίζεται έως ότου δεν υπάρχει περαιτέρω παροχή νερού με ελαιώδη σταγονίδια P2P στη φιάλη υποδοχής. Σχήμα 3
Εμφάνιση του P2P στη φιάλη απόσταξης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Σχ. 4
Στη φιάλη απόσταξης, οι βαριές αδιάλυτες ακαθαρσίες παραμένουν στον πυθμένα. Σχ. 5
Το νερό που αποστάζεται μαζί με το P2P. Σχ. 6
Παρασκευάζεται διάλυμα χλωριούχου νατρίου για να διευκολυνθεί η ανοδική επίπλευση του P2P και να ενισχυθεί η διαδικασία διαχωρισμού. Το απεσταγμένο νερό με το P2P χύνεται σε ένα μεγάλο διαχωριστικό χωνί και προστίθεται το παρασκευασμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου. Τα γαλακτώματα αφήνονται να κατακαθίσουν για ορισμένο χρονικό διάστημα (τουλάχιστον δύο ώρες). Στη συνέχεια, το κατώτερο υδατικό στρώμα στραγγίζεται επειδή περιέχει μια μικρή υπολειπόμενη ποσότητα γαλακτωματοποιημένης φαινυλακετόνης, η οποία μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για απόσταξη με νέες μερίδες P2P. Σχ. 7
Το στρώμα που περιέχει P2P στραγγίζεται σε δοχείο με silica gel για ξήρανση και περαιτέρω χρήση. Εικ. 8
Το P2P που λαμβάνεται είναι προϊόν με καθαρότητα τουλάχιστον 99%. Η διαδικασία απόσταξης διαρκεί 2 ημέρες και η απόδοση είναι 100,02 γραμμάρια, που αντιστοιχεί σε 68,98%. Σχ. 9
Μέθοδοι καθαρισμού του P2P
Κατά την παραγωγή του P2P, ιδίως όταν χρησιμοποιούνται μη εξευγενισμένα αρχικά αντιδραστήρια και διαλύτες, θα υπάρχουν συνεχείς προκλήσεις στη διεξαγωγή περαιτέρω συνθέσεων και, κυρίως, στην επίτευξη της επιθυμητής απόδοσης του προϊόντος. Για να επιτευχθούν τα επιθυμητά αποτελέσματα της σύνθεσης, είναι απαραίτητος ο καθαρισμός του αρχικού P2P από προσμίξεις.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι καθαρισμού του P2P από τις προσμίξεις του, όπως ο καθαρισμός μέσω του παραγώγου δισουλφίτη και η απλή απόσταξη με ατμό. Κάθε μία από αυτές τις μεθόδους είναι κατάλληλη για συγκεκριμένες συνθήκες εργασίας.
Μέθοδος δισουλφίτη. Περιλαμβάνει την επιλεκτική αντίδραση του P2P με δισουλφιτικό νάτριο, σχηματίζοντας μια ένωση με τη μορφή κρυσταλλικής κρεμώδους μάζας. Εικ. 10
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι καθαρισμού του P2P από τις προσμίξεις του, όπως ο καθαρισμός μέσω του παραγώγου δισουλφίτη και η απλή απόσταξη με ατμό. Κάθε μία από αυτές τις μεθόδους είναι κατάλληλη για συγκεκριμένες συνθήκες εργασίας.
Μέθοδος δισουλφίτη. Περιλαμβάνει την επιλεκτική αντίδραση του P2P με δισουλφιτικό νάτριο, σχηματίζοντας μια ένωση με τη μορφή κρυσταλλικής κρεμώδους μάζας. Εικ. 10
Το δισουλφιτικό παράγωγο του P2P λαμβάνεται με την προσθήκη βρώμικου P2P (χωρίς διαλύτες) σε ίσο όγκο πυκνού δισουλφιτικού νατρίου με πολύ έντονη ανάδευση μέχρι πλήρους κρυστάλλωσης. Εικ. 11
Το δισουλφιτικό παράγωγο του P2P είναι αδιάλυτο στον διαιθυλαιθέρα, γεγονός που καθιστά εύκολη την απομάκρυνση των προσμίξεων. Μπορεί επίσης να πλυθεί γρήγορα με βουτανόλη, στην οποία το διθειώδες παράγωγο του P2P είναι επίσης ελάχιστα διαλυτό. Ωστόσο, λόγω των όξινων ιδιοτήτων των αλκοολών, θα επέλθει αποσύνθεση με την απελευθέρωση του P2P, το οποίο θα πρέπει να διαχωριστεί εκ νέου από τα μητρικά υγρά. Μετά την πλύση, το διθειώδες παράγωγο του P2P προστίθεται σε διάλυμα ανθρακικού καλίου ή νατρίου, όπου απελευθερώνεται το P2P και μπορεί να διαχωριστεί από το αλκαλικό διάλυμα, να πλυθεί με υδατικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου, να διηθηθεί εάν είναι απαραίτητο και να ξηρανθεί με πηκτή πυριτίου. Σχήμα 12
Το P2P που λαμβάνεται με τη μέθοδο αυτή πληροί τις εμπορικές προδιαγραφές που αναφέρονται στο δελτίο δεδομένων ασφαλείας (SDS).
Οι διεργασίες αλληλεπίδρασης του P2P με το δισουλφιτικό νάτριο και η αλληλεπίδραση του παραγώγου του δισουλφιτικού με το ανθρακικό άλας εξελίσσονται σύμφωνα με το σχήμα 1.
Οι διεργασίες αλληλεπίδρασης του P2P με το δισουλφιτικό νάτριο και η αλληλεπίδραση του παραγώγου του δισουλφιτικού με το ανθρακικό άλας εξελίσσονται σύμφωνα με το σχήμα 1.
Μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η προβληματική κρυστάλλωση, ιδίως για μεγάλους όγκους που υπερβαίνουν το 1 λίτρο. Επιπλέον, η λήψη δισουλφίτη νατρίου και η πλύση του παραγώγου που λαμβάνεται μπορεί να είναι δύσκολη όταν χρησιμοποιούνται αλκοόλες. Οι αποδόσεις κατά τη χρήση αλκοολών είναι 40-50% του καθαρού P2P, και απαιτεί επίσης επαναιώρηση από τα μητρικά υγρά.
Απόσταξη με ατμό. Η απόσταξη με ατμό είναι μια απλή αλλά χρονοβόρα μέθοδος για τον καθαρισμό ουσιών υψηλού βρασμού. Στην παρούσα μελέτη, το έντονα μολυσμένο P2P, που προέκυψε από το μη κρυσταλλωμένο P2NP μέσω αναγωγής με βοροϋδρίδιο του νατρίου, καθαρίστηκε με απόσταξη με ατμό. Η απόσταξη με ατμό του ανεπεξέργαστου P2P συνιστάται να διεξάγεται παρουσία ανθρακικού καλίου για πρόσθετη απομάκρυνση των προσμίξεων.
Η διαδικασία απόσταξης μπορεί να εντατικοποιηθεί με τη χρήση ατμογεννητριών με μικρή τουλάχιστον πίεση και ογκομετρική χωρητικότητα. Για συνεχή και σταθερή παραγωγή, το αποσταγμένο νερό (εάν δεν υπάρχει αλλαγή χρώματος και δεν υπάρχουν ακαθαρσίες) που διαχωρίζεται από το P2P συνιστάται να ανακυκλώνεται πίσω στον κύκλο απόσταξης για την παρασκευή του διαλύματος ανθρακικού καλίου, μειώνοντας τις συνολικές απώλειες του ακριβού και σπάνιου P2P.
Κατά το σχεδιασμό μιας διάταξης απόσταξης με ατμό για μεγάλες ποσότητες P2P (5 λίτρα και άνω), πρέπει να εξετάζεται προσεκτικά η ικανότητα διέλευσης του συμπυκνωτή, ώστε να αποφεύγονται διακυμάνσεις της πίεσης από τη γεννήτρια ατμού που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε εκρήξεις.
Το P2P που λαμβάνεται με τη μέθοδο απόσταξης με ατμό έχει καθαρότητα τουλάχιστον 99%. Ηαπόδοση του P2P είναι 68%.
Όταν συνδυάζονται μέθοδοι με τη λήψη του παραγώγου δισουλφίτη, ακολουθούμενη από διάσπασή του με διάλυμα ανθρακικού καλίου και απόσταξη με ατμό, μπορεί να επιτευχθεί καθαρότητα P2P 99,9% ή υψηλότερη, αλλά η απόδοση του P2P είναι 40-50%. Αυτό επιβεβαιώθηκε με κατάλληλες αναλυτικές μεθόδους, όπως η TLC και η διαθλασίμετρος. Εικ. 13
Απόσταξη με ατμό. Η απόσταξη με ατμό είναι μια απλή αλλά χρονοβόρα μέθοδος για τον καθαρισμό ουσιών υψηλού βρασμού. Στην παρούσα μελέτη, το έντονα μολυσμένο P2P, που προέκυψε από το μη κρυσταλλωμένο P2NP μέσω αναγωγής με βοροϋδρίδιο του νατρίου, καθαρίστηκε με απόσταξη με ατμό. Η απόσταξη με ατμό του ανεπεξέργαστου P2P συνιστάται να διεξάγεται παρουσία ανθρακικού καλίου για πρόσθετη απομάκρυνση των προσμίξεων.
Η διαδικασία απόσταξης μπορεί να εντατικοποιηθεί με τη χρήση ατμογεννητριών με μικρή τουλάχιστον πίεση και ογκομετρική χωρητικότητα. Για συνεχή και σταθερή παραγωγή, το αποσταγμένο νερό (εάν δεν υπάρχει αλλαγή χρώματος και δεν υπάρχουν ακαθαρσίες) που διαχωρίζεται από το P2P συνιστάται να ανακυκλώνεται πίσω στον κύκλο απόσταξης για την παρασκευή του διαλύματος ανθρακικού καλίου, μειώνοντας τις συνολικές απώλειες του ακριβού και σπάνιου P2P.
Κατά το σχεδιασμό μιας διάταξης απόσταξης με ατμό για μεγάλες ποσότητες P2P (5 λίτρα και άνω), πρέπει να εξετάζεται προσεκτικά η ικανότητα διέλευσης του συμπυκνωτή, ώστε να αποφεύγονται διακυμάνσεις της πίεσης από τη γεννήτρια ατμού που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε εκρήξεις.
Το P2P που λαμβάνεται με τη μέθοδο απόσταξης με ατμό έχει καθαρότητα τουλάχιστον 99%. Ηαπόδοση του P2P είναι 68%.
Όταν συνδυάζονται μέθοδοι με τη λήψη του παραγώγου δισουλφίτη, ακολουθούμενη από διάσπασή του με διάλυμα ανθρακικού καλίου και απόσταξη με ατμό, μπορεί να επιτευχθεί καθαρότητα P2P 99,9% ή υψηλότερη, αλλά η απόδοση του P2P είναι 40-50%. Αυτό επιβεβαιώθηκε με κατάλληλες αναλυτικές μεθόδους, όπως η TLC και η διαθλασίμετρος. Εικ. 13
Spoiler.
Η δημοσίευση του βίντεο απόσταξης P2P με ατμό αναμένεται πολύ σύντομα! Το υλικό του βίντεο βρίσκεται ήδη υπό επεξεργασία!!!
Last edited by a moderator:
