صفحه 1:
صفحه 2:
Extraction of Maleic Acid and
Phthalic Acid by scCO,
Saturated with Trioctylamine
and Ahmad
Rahmanien
Chemistry Department
Isfahan University of Technology,
Isfahan, Iran
Barcelona, Spain, May 4 - 7, 2008
صفحه 3:
Outline
History
Reactive Exn
Experimental Section
VV V WV
Separation and Determination of Extracted
Samples
> Parameters Affecting the Exn
> Conclusion
صفحه 4:
Publications in the Field of SCF in Iran
ISI web
03 Scop
1990-2008 Vereen tall ae
e
Supercritical 03
نس es Se
Supercritical 116 78
carbon dioxide ©
صفحه 5:
۱
* When the extracting solvents are apolar, their
ability to extract the polar compounds such as
organic acids, amino acids, and phenols is low.
* About 30 years ago extraction with the help of a
chemical reaction or strong physical interaction
between the extracting solvent and the sample
was used to solve the problem in LLE.
* In this method usually a small amount of a
reactant is added to the extracting solvent to:
1) Increase solvent polarity
2) Have specific interactions with analyte
3) Increase the extraction selectivity
صفحه 6:
\_pplications of Reactive Extractions in LLE System:
1) Separation and purification of heavy metal ions
such as platinum, Ga (e.g. selective extraction of
Ga from coal), etc using organic ligands or
strong Lewis bases
nF Amberlite, ۰
۱ هو
2) Extraction of organic compounds from aqueous
solutions have also been extensively studied:
a) Separation of amino acids using bis(2-
ethylhexyl) phosphoric acids
b) Separation of Penicillin using Amberlite LA-2
9
صفحه 7:
fechanisms of Reactive Extraction of Organic Acid:
Using Amines
وا ما وج نطو مورا موب مان
مس
eaa ی و ی
an organic acid or its salt and extractant including an
پا + یه ی بلط + ,1800125
ل ل
aL ا ا
6 ما حمنصه عطا صقطا معطونط عم ا
مهس ل سيا
USNR eS age 1
ا Sn
000000
4 Solvation mechanism
صفحه 8:
active Extraction of Carboxylic Acids in a LLE syste
Organic extractants already used are divided into 3
major categories:
Hydrocarbons and oxygen containing extractants.
Solvents containing oxygen and phosphorous.
High molecular weight aliphatic amines
a) higher efficiency
b) cheaper than organophosphorous solvents
c) reversible reaction with carboxylic acids
۱۱۰۱۱۱۰۱۱۱
Use of amines in the reactive extraction is limited
to tertiary amines with long alkyl chain
*primary amines are water soluble
*secondary amines are changed into imines when
distilled or their pH is changed dramatically for
separation of amine from acid
صفحه 9:
Experimental Section
صفحه 10:
1st Time Reactive Exn of Carboxylic Acids
Using SCF Saturated from TOA
10
صفحه 11:
Microsampling Method Used
75۲
“Ul
oe "۱
صفحه 12:
a i aah i موم وم
extracted MA & PA
MA decomposes at 135 °C at the GC .1
injection port
2. TOA-acid ion-pair Boiling point is higher
than the injection port temperature
3. Direct determination of dicarboxylic acids
needs very high polar columns. Normal
columns leads to broadened and
asymmetrical peaks which is not good for
ل ات ل ا em ل PUA St
to compounds that could be easily
2270
صفحه 13:
Determination of Extracted Samples via
Derivatization
Methanolic BH,
Benzyl bromide
Acetic anhydride
TFAA & butanol
صفحه 14:
Butanoic Acid (Z)/Maleic cif)
Dibutyl Ester
C= ۳ ex ee + 2CF,COOH
۱ Ge
0۳ AL
0 وو 1 a + 2CF,COOH
0 ۲
1 ۱ i
ROH = Butanol
ae
صفحه 15:
صفحه 16:
Phthalic Acid Dibutyl Ester
ROH = Butanol
مه
we 1
o 6
(CR + 2x00 — eee
رع لك
00 5
oO
0 2
ب 08 سب 0 ا و
ae 2
3
9
صفحه 17:
صفحه 18:
رلا > 5ون تاعتترة 0
OV-1, 15 m capillary
مامه
Injection port temp. =
240 6
FID temp. = 250 °C
Temp. program; 1min at
70 °C with the rate of 10
°C/min to 250 °C for 5
min
صفحه 19:
Derivatization
In 70 pL glass capillary tubes.
Three parameters affect the derivatization:
1) The amount of derivatizing agent/g of samy
2) Derivatization temperature
3) Derivatization time
These stages were optimized using the
GC peak area of the reaction products to
the IS (dibenzyl ether)
صفحه 20:
Effect of the Derivatization Reagent (TFAA) Volume
(uL) on the Peak Area of Derivatized Maleic Acid (m),
and Phthalic Acid (a), at 463 K and 20 min Reaction
حليينا
+ Maleicadd
+ Phihalic acid
eo
صفحه 21:
Effect of the Derivatization Reaction Temperature on
the Peak Area of Derivatized Maleic Acid (lm), and
Phthalic Acid (a), at 423 K.
صفحه 22:
Effect of Derivatization Reaction Time on the Peak
Area of Derivatized Maleic Acid (™), and
Phthalic Acid (4) at 190 °C
& Maldcadd
مه »لیب
صفحه 23:
Peak area maleic acid / Is
oa 06
g TOA pan solute
صفحه 24:
تم ۱۷۰۱2
a
3
8
3
4
a
g
a
4
4
3
g TOA panL solute
صفحه 25:
صفحه 26:
Parameters Affecting the Exn
of Maleic and Phthalic Acid
صفحه 27:
The Effect of Dispersing
Agent
rushed Glass Increases ts repeatability and Exn Y
creases the Contact Surface of the Solvent and Sa
educes Channeling
Crushed Glass/Sample = 70 %; Mesh 40-60, and
MA/PA = 1
و9
صفحه 28:
“the
pie te نومه ,موم
the solven
٠ The higher the static time the
higher the
interaction between scCO, and the
مهو
and the higher the exn efficiency
Static time of 30 min was chosen
صفحه 29:
Table 1
Amount of maleic acid and phthalic acid extracted in mole
fraction (y), in g acid per L of scCO, (S) at temperatures of 308
and 318 K and pressure range of (100-350) bar.
Phthalic acid
10 x S (g/L)
1.10 ۶ 8
1.17 + 0.09
4.02 ۶ 2
0
4.41 ۶ 1
4.37 £0.17
1.12 + 0.06
1.18 + 0.07
10: ۷ ۷
4.14
031
3.85 +
0.29
رما
068
12.95 +
0.80
12.73 +
0.61
12.31
Cie Si
4.03 +
0.32
A427 +
۳
Maleic acid
لک
(g/L)
۶ 1.32
0.11
2.01
تت
+ 2.78
009
PPP es
0.98
۳
0.59
+ 22.61
۱۳۵
+ 1.44
009
۳۹٩
0.12
و
+ 7.00
0.59
939 <
CUA te
12.18 +
0.39
94.46 +
Raid
91.17 +
۳
90.05 +
2.79
10.98 ع
0.69
۱۳۹
061
0 0
e (bar)
100
150
200
250
300
350
100
150
اننا
لل
ل
صفحه 30:
Table 2
٩۱ ener etc)
fraction (y), in g acid per L of scCO, (S) at temperatures of 55 °C
Phthalic acid
10 * 5
(g/L)
1.12 +
0.09
1.20 +
0.80
4.19 +
023
4.64 +
از
4.91 +
0.29
رک 4.95
0.18
105 ۲
4.52
0.72
4.93 +
0.33
14.79 +
0.82
15.35 +
0.99
15.49 +
0.92
15.07 +
0.55
mente n ets قصد
Maleic acid
Temperat PFess
ure (°C)
10xS ۳ صوص
(C7) 10
+149 17.394
UU ne 06 |
+161 13.514
0.09 شیر POON
+635 +31.89
er لك
ree eer Te
123 ی | ۳
rey Ry ee es
SUN as 153
Pec cree Es
3.19 0.79
صفحه 31:
Effect of Pressure on the Exn of Maleic
Acid in the Pressure Range of (100-
350) bar and Temperatures (°C) of 35
,(ه4) 45 )8(, 55 )©(
صفحه 32:
Effect of Pressure on the Exn of
Phthalic Acid in the Pressure Range of
(100-350) bar and Temperatures (°C) of
35 (A), 45 (i), 55 (@)
phthalic acid
و
a BC
صفحه 33:
Effect of Temperature on the Exn
of Maleic Acid in the Pressure
Range of (100-350) bar
times increase in exn of maleic acid 1.5
صفحه 34:
Effect of Temperature on the Exn
of Phthalic Acid in the Pressure
Range of (100-350) bar
times increase in exn of phthalic acid 0.8
ot
صفحه 35:
The Effect of scCO, Density on the Exn
Maleic Acid
ةا
صفحه 36:
&xn 0 ACid with LOA In
Comparison with its Solubility in Neat
scCO,
sclu, بح
صفحه 37:
Exn of rhthalic Acid with LOA in
Comparison with its Solubility in Neat
صفحه 38:
Selectivity of scCO,-TOA System for
the
Extraghional MA & PA
solubility
0۳90
Ww
ve
صفحه 39:
Variation of the Selectivity with Pressure at
Different Temperatures
صفحه 40:
ns 1
2.Max. extracted acids at 55 °C and 350
bar were 3.2 and 0.5 g/L for MA and PA,
respectively.
3.At 300 bar and 45 °C, 41 times increase
in solubility of MA in scCO,-TOA
compared to neat scCO, was observed.
For PA this was 7 times .
4. At 300 bar and 45 °C, the selectivity for MA/PA
AG tise
صفحه 41:
0
Acknowledgme
Isfahan وه نون of Technology
Colleaques:
* Mohammad Yalpani
* Yukata Ikushima
* Lourdes Calvo MSc Students:
+ Mohammad
PhD Students: ات۱۱۱۹
٠ ۲و صعمصعو۱ ناش۸ Ber
+ Marzieh Rezayat eT el
۱ ام Kaboudvand | 51000
۱ en
Sst litem oy critter
BE Ketter tel)
* G. Bagherian نسم
صفحه 42:
oe
Thank you for your
attention
صفحه 43:
7
مالئتيك اسید
صورت بلورهاى سفيد يا به صورت يودر سفيد رنكه با بوى تحريك كننده سيستم تنفسى
ae Erne) ا ا 0
Cae serve eC ا ا ل آب)
در اتانولء استون؛ متانوله يرويانوله اسيد استیک یخسان؛ نسبتا حل مي شود
کمی در دیاتیل اتر و در کلرروضرم حل میشود
در بنزن و تتتراكلربدكرربن غير قابل حل مي باشد
57 مواد شيميايى كشاورزى
5253 در چسبها و پتونهها
RES 9
9
صفحه 44:
ee
Bron FOC! DE Oe OE Aye عرف
نقطه ذوب
۳
نقطه جوش
511 سراي حلول0/! مولز
0
06
افشار بخ
دانسيته
ل 0
g/mol 07.116
8 6" (در هميزهما هم ۱
2
CC 25 53) 1
66 25 (در 6
0 beel Ce ( RO) eeeee
Gory)
لد سف فا
صفحه 45:
۳
از
صورت پودر سفید رنگ میباشد
le ORES FRE BROIL A 1۱
در اتانول ء متانول و کمی در دیاتیل ات حل میشود
كلروفرم حل نموشود.
در سنتن
عطهای سنتزی
فتل فتالئين
رنكهاء داروها
فتالایمید
۳۳
rey
صفحه 46:
۱
نقطه ذوب
۳
فشار بحراني
دماي بحراني
1 براي محلو[ شياع (7/090 در [ك
ات
بع
فشار بخار
کی
۱
۳ g/mol 16.166
3950 (KPa)
Le)
71 (محاسياني)
2 در 6625
5 زمر 6625©
°C 191 ل 7 هر ammHg 86.5)
9/0591 (در 6615
صفحه 47:
Eds aN eae rs Nara SN Dae een PANDA PA ood
(4.0) 0.8) Prietykroice-Ocetic ond complex
صفحه 48:
در سال ۱۹۹۰ تامادا و کینگ مطالعات اسپکتروسکوپی مفصلی بر روی کمپلکس آمین-اسید دسته ای از
دیکرب و کسیلیک اسیدها از جمله فومار که مالتیک و سو کسینیک اسید انجام دادند
صفحه 49:
استفاده از اصلاحكرهاى واكنشى براى بهبود استخرراج در سيال فوق بحرانى
۱
۱
eee Very ا ام ل
مر یی سل را رد نید بل
ل ا دس یی مت سرا رد me
لفزلیشصلاحگر ب اعتفیر فعا (مُدنمکانهایفعا (رویتوده مادم میٌسود -
كمك حلالهاى غير قطبى براى اولين بار به عنوان اصالاحكى استفاده شدند
اشرى بس روی گرینش يذيرى نمى كذارد
eS eCis IEE aa ا ا 0
میدادگزینش پذیری نیز در آنها بهت می باشد
تترى اضزايش
0
صفحه 50:
هيل وهمكارانش در سال 1494 از استخراج با سيال فوق بحرانى در حضور اصلاحك. متانول و اصلاحك
واكنش دهنده (0 و0- بيس تترى متيل سيليل تترى فلثور واستاميد (608/1:0:03)) ببراى استخراج
0 م er ee iy
| STE SETI eT Serie Tae pear et)
۱ eine
وزن ملکولی
PCr)
رنگ
نقطه ذوب
نقطه جوش
حلالیت در آب
ضریب شکست (در ۸۹ نانومت)
مه
۳ گرم بر لیتر
لد تم مر
بع رق
89> درج هسانتيكراد
۷ درحه سانتیگراد
۰ گرم بر لیتر
۱
صفحه 51:
نوع سیال
meee Tor cient ney Pee rd ree Teese |
al Lt an ee Tia Bee ا لان
سیال فوق بحراني دماي بحراني(0 فشار بحراني(027 دانسیته
۹۵
VAS CO Fast 11 زرم
29 01374 تس 32210
Cn (ess 358 099/1
آرگون (تظ 222 نس 5310
ل 436 ل 24550
or م ل 3217 ع
و 0 7/150 WER) =
هیدروژن 0 ناتلا انلا رن ِ
مك (NH,) 4/132 2/113 2250
Bou) EP 151 لل
صفحه 52:
بوتانوئیک اسید (62) دی بوتیل استر (فوماریک اسید دی بوتیل استر ) :
صفحه 53:
مدلهاى مختلف ارائه شده براى |
0
مدل سه مرحلة اى
00 ren ET eae eel Penne emer een oc
بستگی دارد)
Ree Re eee Bo Meese ocr. ا hone ال
نر كونة در سال و شكل سس را ات ی نإ
0 bites
صفحه 54:
طرف بخشهای درونی سیال
نمونه به طرف ب
نهای فعال نمونه ب
00
: ابتدا
حله اول: اب ae
mee sees
شسته شود و خارج شود
سل استخراج»
ae
De nee ewe
: گونه جدا شده ده
مررحله دوم: گونه ج
صفحه 55:
تاریخچه
Ae eT aA eee D Cys as لحرت
ال ore eSy 1
سیستماتیکی را درباره حلالیت در سیال فوق بحرانی را شروع کردند.
در سال ۱۸۹؛ ویلارد توانست ید آلکانهاء اسید استئاریک و کافور را در اتیلن فوق
بحرانی حل کند.
اولین کارهای پنزوهشی و کاربردی جهت استخراج و خالصسازی مواد با دی ا کسید کرین
و و
9
دىاكسي دكربن فوق بحرانى براى استخراج مواد طبيحى استفاده كريد.
اولین کاریرد سیال دی اکسید کرربن فوق بحرانی در صنایع غذایی؛ استخراج کافئین از دانههای
سبر قهوه بود که طی سالهای ۱۹۷۵-۱۹۸۵ در مقیاس صنعتی تکمیل شد.
هه
صفحه 56:
۳
Bee OS م ل ات ل ey yey eae
Bee الل a er errs tice > Lene ten Loe tae
9 eye Eye ELUTE CPSs TPA TCL ED TPT)
دمای بحرانی دمایی است که یک گاز بالاتر از آن نمیتواند با افرایش فشار به مایع تبدیل شود.
ren es ire evel sr ا a See sled
Temperaturet‘C)
صفحه 57:
ویژگیهای سیال فوق بحراني
صفحه 58:
نتايج حاصل از جستجوى عبارت سيال فوق بحمرانى در منابع
لمتشا يوا
OE etl ad ل
oe سم يست محيطى
دس 796
تس
2456 1996
صفحه 59:
قابليت كنترل حلاليت سيال
000
41000 =
—=
HVS rs i سر
800 tk
600
بر دما و فشار است
409
ای عادی خواهد بود و
150 130 110 وو
pressure (bar)
اها الات (در يك دماى مشخص ) اذ
رایشی در دانسیته و قدرت حلالیت به وجود
میآیده در حالی که افزرایش دما در فشار ثابت منجر به کاهش دانسیته و در نتیجه قدرت حلالیت
9
صفحه 60:
سرعت افتقال جرم بالا
1 ا ee ena ۱۳
نسبت به حلالهاى مايع امكان يذيى مي كند.
| ا ل ا OCT enlace peers ond
الاب
er yen aoe yeeee ae ا ا ل انا
سرعت انتقال جرع بالا خاصیت قابل توجه و مهمی بوده به طوری که سرعت استخراج به وسیله این
Sey Sentry ا <= RP er Ceney 1۱
منتقل میشود.
موه
صفحه 61:
ویسکوزیته کم
سیالهای فوق بحرانی» ویسکوزیته کمتر از مایعات دارند سس نوعا ۱/۰ مایعات
6 =
این خاصیت اجازه میدهد تا سیال فوق بحرانی در بافتهای با نفوذ پذیری کم راحت تر از
.حلالهاى مايع نفوذ كند لهل
ا ا ا از سیستمهای مایع-مایع
Frey ل eee
صفحه 62:
اش عوامل مختلف بى استخراج ۱
ار ار ۳
زا را سس CRE TEA cSt NT
قرم
| و
افنرايش دما
POS toe ae —— ae 008 ۲
ا ۱ ار ب
اش فشار بخار و نيرروهاى بين مولكولى
اش بافت نمونه بر حلالیت
نوع سيال
صفحه 63:
Reaction of Carbon Dioxide with the Primary Amine
1 OH
SY
ج سم === 0-0-0 + رال را