Some numerical analyses on the solubility of vanillin in carbitol® + water solvent mixtures

Algunos análisis numéricos sobre la solubilidad de la vainillina en mezclas cosolventes carbitol® + agua

En esta comunicación se presenta la correlación de algunos valores de solubilidad de vainillina (componente 3) en mezclas 2-(2-etoxietoxi)etanol (Carbitol®, componente 1) + agua (componente 2) reportados previamente en la literatura a cinco temperaturas desde 298,15 hasta 313,15 K mediante el modelo de Jouyban-Acree combinado con las ecuaciones de van´t Hoff y de Apelblat. En el análisis se obtuvieron modelos de segundo orden respecto a la composición de las mezclas disolventes. Las desviaciones porcentuales promedio fueron cercanas al 6,0%. Por otro lado, mediante las integrales inversas de Kirkwood-Buff se demostró que la vainillina es solvatada preferencialmente por el agua en mezclas ricas en agua (con un valor mínimo de δx_1,3 igual a -4,29 x 10^-2 obtenido en la mezcla de composición x₁ = 0,05) pero preferencialmente solvatada por el cosolvente en mezclas con composiciones 0,12 < x₁ < 1,00 (con un valor máximo de δx_1,3 igual a 3,61 x 10^-2 obtenido en la mezcla de composición x₁ = 0,25). Se podría conjeturar que la hidratación hidrofóbica juega un papel relevante en el primer caso, mientras que en el segundo caso, la vainillina estaría actuando como ácido de Lewis frente a las moléculas de Carbitol®.

Introducción

La solubilización y desolubilización de solutos son necesarias en muchas aplicaciones industriales. A pesar de recopilar datos experimentales de solubilidad, los modelos matemáticos podrían emplearse para proporcionar herramientas de predicción y también derivar algunos parámetros termodinámicos para una mejor comprensión del fenómeno. La vainillina (Figura 1, 4-hidroxi-3-metoxibenzaldehído, número CAS 121-33-5) es un agente aromatizante que se utiliza comúnmente en varios alimentos industriales y formas farmacéuticas, así como una fragancia en algunos productos cosméticos (1,2). El Carbitol® o Transcutol® (también conocido como 2-(2-etoxietoxi)etanol, número CAS 111-90-0) es un cosolvente de uso común en algunas formulaciones farmacéuticas e industriales (1). Sullivan et al. (3) revisaron la seguridad del Carbitol® como excipiente farmacéutico. En un trabajo reciente, Shakeel et al. (4) informaron de la solubilidad experimental de un agente aromatizante, la vainillina (componente 3), en algunas mezclas de Carbitol® (componente 1) + agua (componente 2) a diferentes temperaturas, de 298,15 a 318,15 K, junto con algunos análisis de correlación numérica.