Purification of pharmaceuticals and nutraceutical compounds by sub- and supercritical chromatography and extraction

La purificación de los productos farmacéuticos y nutracéuticos compuestos por Sub- y supercrítica cromatografía y extracción

Los métodos de extracción supercrítica han tomado mucha fuerza durante los últimos años. Se basan en usar compuestos por encima de su punto crítico, en el cual las fases no se distinguen; el cambio de densidades hace que sea posible extraer compuestos con altísima efectividad, ya que se afecta la solubilidad de un compuesto en un solvente determinado. Asi mismo, su separación es sencilla cuando se pierden las condiciones críticas por la pérdida de solubilidad del compuesto. Este método se ha usado bastante en la extracción de aceites esenciales de alto valor agregado y que requieren poco volumen de producción; esto último es uno de los limitantes para la aplicación de este método, ya que para llegar las condiciones críticas de un gran número de compuestos se necesitan altas temperaturas y presiones, haciéndola muy costosa. Sin embargo, algunos compuestos no requieren condiciones tan extremas, y por esto se aumenta el potencial de aplicabilidad.

Se ha podido establecer que algunos productos farmacéuticos también pueden ser separados por este método. Se analizaron varios aspectos para lograr una eficiencia alta de producción. Una de ellas es el volumen de producción, donde cada una de las etapas está sujeta a un proceso de optimización de variables; debido a los altos costos es necesario establecer esto, o no se tendría un proceso rentable.

La gran mayoría de los ensayos fueron realizados en planta piloto, donde se pudieron definir condiciones criogénicas y supercríticas de alta presión y bajas temperaturas con niveles de recuperación sumamente importantes para el desarrollo del estudio. Para cada uno de los compuestos se estableció la curva de extracción, determinando a nivel laboratorio las condiciones de la extracción y la eficiencia para cada etapa. También se analizó el proceso en continuo y por lotes, comparando los resultados al determinar las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. Cada condición es diferente, dependiendo de la estructura del compuesto farmacéutico; las condiciones especiales de cada uno hacen que los efectos encontrados sean sumamente diversos. El compuesto más adecuado para este tipo de extracciones fue el dióxido de carbono (CO2), y esto era de esperarse porque ya se ha utilizado como fluido supercrítico, sus condiciones críticas son fáciles de alcanzar a nivel industrial sin una exigencia extrema, y gran número de compuestos muestran alta solubilidad a estas condiciones.

Biodegradación y toxicidad de tensoactivos comerciales

Biodegradability and toxicity of commercial surfactants

Los factores de regulación ecológica hacen que los detergentes cada vez requieran más estudio y que sea posible someterlos a diversos factores operacionales; esto a su vez aumenta la capacidad investigativa para lograr mejores compuestos y mayor rentabilidad. Los compuestos que poseen son altamente contaminantes y se encuentran en grandes cantidades en las aguas residuales. La gran mayoría de estos detergentes incluyen hidróxido de sodio e hidróxido de potasio; reforzadores que normalmente son grupos fosfato; los agentes secuestrantes, que normalmente son cationes metálicos; el silicato de sodio, los fosfonatos, los polímeros acrílicos, entre otros más. Y los efectos ambientales más importantes causados por estos efluentes son los siguientes:

Elevada alcalinidad de las aguas residuales causada por la sosa y la potasa; pH superior a 12.

Altos niveles de fósforo, causando eutrofización.

Alta formación de espumas indeseadas.

La presencia de estos detergentes disminuye la capacidad de absorción de oxigeno del agua.

La sosa puede causar un poder corrosivo sobre la maquinara de tratamiento y erosionar algunas superficies.

Compuestos como el EDTA pueden llevar consigo iones pesados como el plomo o mercurio, que causan malformaciones y son difíciles de eliminar en el proceso de tratamiento.

Los altos niveles de cloro afectan el ecosistema de manera significativa llevando consigo efectos de tipo carcinogénico.

Todavía se conoce muy poco del efecto a largo plazo de estos detergentes; las investigaciones siguen su camino para establecer productos más seguros.

Por estas características especiales, en esta tesis doctoral se propone un análisis de biodegradabilidad de agentes tensoactivos no iónicos de amplio uso comercial y basado en los estándares ambientales exigidos en la actualidad, estudiando desde el efecto cinético de la degradación para cada uno de los grupos específicos hasta llegar a su análisis toxicológico. Las características físicas y químicas de cada uno de los compuestos de un grupo respectivo hacen que se requieran unas condiciones especiales para cada uno, buscando un marco de evaluación y análisis operacional que funcione de manera coherente para cada uno de ellos.