Aplicación y modelación de líquidos iónicos para cristalizar ácido Acetil Salicílico (Aspirina) como alternativa para sustituir solventes orgánicos convencionales

Abstract

La presente investigación se realizó con el propósito de encontrar nuevas alternativas que sustituyan el uso de solventes tradicionales en la industria química, principalmente en el área farmacéutica, cosmética, alimenticia, entre otras, dedicadas a producir productos de consumo humano. Para realizar éste análisis se investigó el comportamiento que como solventes tienen, los compuestos químicos denominados “líquidos iónicos” los cuales, han tomado un auge reciente en varias disciplinas de la química, como en la nanotecnología, la electroquímica, fisicoquímica y catálisis. Los líquidos iónicos utilizados como solventes alternativos, tienen la ventaja de ser no volátiles, no inflamables, y no requerir gran cantidad de energía (calor) para disolver un compuesto, además que pueden ser reutilizados evitando altos costos por disposición de residuos. Los compuestos utilizados durante la investigación y la fase de experimentación fueron como soluto, la aspirina (ácido acetilsalicílico o ácido 2-(acetiloxi)-benzoico) y como solvente, el líquido iónico denominado “bmim Otf” (1-butil-3-metilimidazolio trifluorometansulfanato). El método de análisis matemático requirió de un moldeamiento previo para determinar la compatibilidad del soluto y del solvente, el cual consideró básicamente la energía libre de Gibss de mezclado en una solución, la ecuación que representa el modelo (fisicoquímica) de solubilidades y finalmente el uso de la metodología UNIFAC para determinar los coeficientes de actividad involucradas en una solución determinada. Mediante la experimentación se obtuvieron resultados de solubilidad y cristalización de la aspirina, lo cual permitió determinar los valores que se pueden utilizar como coeficientes en posteriores modelaciones, así mismo, parámetros reales de rendimiento, pureza y cristalización. Durante la experimentación se lograron obtener valores de solubilización de la aspirina en el líquido iónico de 0.21 a 0.49 g/ml en un rango de temperatura de 10 a 50 C y en soluciones con agua (50% v/v), solubilidades de 0.13 a 0.55 g/ml en el mismo rango de temperatura. La cristalización solo pudo observarse en soluciones con agua, obteniendo en cristalización rápida un rendimiento de 57% con una pureza de 80.2% de aspirina, mientras que en una cristalización lenta, se obtuvo un rendimiento del 52% con una pureza del 98.5% de aspirina. La fase de experimentación y el análisis de los resultados anteriores indican que el líquido iónico en solución es muy efectivo para su uso como solvente si comparamos los resultados obtenidos de solubilidad y energía libre de Gibss, contra los mismos parámetros de solventes orgánicos tradicionales para disolver aspirina (como la acetona), sin embargo, la posibilidad de mejorar los parámetros obtenidos en esta investigación puede ser mejorados con experimentación posterior.