Adsorção de Produtos Naturais (Ácidos Carboxílicos) em Resinas de Troca IÔnica:
Determinação da Cinética e da Isoterma de Equilíbrio
Amaro Gomes Barreto Júnior1(IC), Sergio Freire Carvalhaes 2(PQ)
Luiz Eduardo Martins Taddei 1(PQ) e Evaristo Biscaia 3(PQ)
1 Escola de Química /Universidade Federal do Rio de Janeiro
2 Instituto de Química/Universidade Federal do Rio de Janeiro
3 COPPE /Universidade Federal do Rio de Janeiro
Palavras-chave: Cromatografia, troca iônica, ácidos carboxílicos
Introdução: A separação e isolamento de frações ácidas de extratos de produtos naturais é, na maioria das vezes, efetuada através de extração líquido-líquido que leva a formação de emulsões, baixo rendimento devido a diferentes solubilidades dos sais de ácidos carboxílicos de diferentes pesos moleculares, extração de compostos não ácidos solúveis em água, etca. A cromatografia de troca iônica não apresenta os inconvenientes da extração líquido-líquido e permite o isolamento de frações isofuncionais ácidas diretamente dos extratos e óleos, conforme resultados preliminares obtidos com Copaífera multijugab e Croton cajucarac.
O aumento de escala de processos cromatográficos exige a determinação de parâmetros experimentais que expressem a relação adsorvente/adsorvato e a difusão dos componentes dentro da fase estacionária e ao longo da colunad.
Objetivos: Adsorção de ácido octadecanóico em resina aniônica para a caracterização da isoterma e cinética de adsorção, para avaliar variáveis que possam interferir na ampliação de escala do processo.
Métodos: A resina, Lewatit MP-64 (Bayer), é um copolímero de estireno e divinilbenzeno funcionalizado sob a forma de sal de amônio quaternário e aminas terciárias, com macroporos em torno de 500 Angstrons. Esta resina é purificada/ativada, através de percolação com HCl, água, NaOH, água, n-propanol-água (1:1), n-propanol e extração em Soxhlet com éter etílico e pentano. O ácido octadecanóico (teor 100,0 %), comprimentro molecular de 30 Angstrons, foi utilizado como adsorvato. O método utilizado foi o de banho finito, variando-se a massa de adsorvato em relação a uma massa fixa de adsorvente, com o objetivo de se determinar a cinética do processo (conc. do adsorvato com o tempo) e a isoterma de adsorção (através da concentração de equilíbrio de adsorvato e da massa de adsorvato fixado em cada banho). As amostras (esterificadas com diazometano), foram analisadas por cromatografia com fase gasosa (padrão interno -hexadecano, 100,0 %).
Resultados: Os parâmetros qm e Kd, da isoterma de Langmuir,
q=qm.Ceq/(Kd+Ceq)
determinados através da linearização, são respectivamente 256,41 mg/g e 0,69 g/mL, para um coeficiente de correlação entre os pontos de 0,93.
O parâmetro qm, expressa a capacidade máxima de adsorção. O valor obtido é correspondente a 0,90 meq/g. Para um ácido terpenóide de peso molecular igual a 500 g/mol, a capacidade máxima seria cerca de 450mg/g. É importante observar que esta projeção foi feita desconsiderando-se os possíveis impedimentos estéricos de carboxilas de difícil acesso. Os macroporos (500 Angstrons) da resina permitem o acesso de metabólitos de produtos naturais (geralmente de grande tamanho), conforme foi demonstrado no isolamento de ácidos di- e triterpenoides de Croton cajucara e Copaífera multijuga.O sistema adsorvente/adsorvato apresenta um processo de adsorção que atinge o equilíbrio em menos de 5 min, caracterizando-se um processo rápido de fixação do ácido.
a-Cechinel, V. F., Yunes R. A., Química Nova, Vol. 21, n° 1, 1998;b-Carvalhaes, S. F., Taddei, L. E. M., Barreto Jr., A. G., Coutinho, G. N., Veiga Jr., V. F. e Pinto, A. C, XV Simpósio de Plantas Medicinais do Brasil, Águas de Lindóia, S.P., pág. 164, 1998;c-Carvalhaes, S. F., Taddei, L. E. M., Barreto Jr, A. G., Coutinho, G. N., Maciel, M. A. M. e Arruda, A. C., 2nd Congress of Pharmaceutical Sciences "Trends on Pharmaceutical Sciences for the Next Century", Ribeirão Preto, pág. 1999.;d-Araújo,M.O.,Santana,C.C,Anais/ENENP, 1995