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Publicação

Separation of nadolol stereoisomers by liquid chromatography using Chiralpak IA chiral stationary phase

dc.contributor.advisorPais, LuĆ­s S.
dc.contributor.advisorRibeiro, António E.
dc.contributor.authorArafah, Rami
dc.date.accessioned2016-03-22T16:46:49Z
dc.date.available2016-03-22T16:46:49Z
dc.date.issued2015
dc.description.abstractThe main objective of this work is to study the chiral separation of stereoisomers of nadolol by preparative liquid chromatography. In this report it is presented the state of the art and experimental results obtained for optimizing the methodology for preparative scale separation of nadolol stereoisomers using an immobilized chiral stationary phase (ChiralpakĀ® IA). The screening of the solvent composition is based on the best solvent or solvents mixture to perform the pseudo-binary separation (1+2+3/4) of the more retained stereoisomer using the simulated moving bed technology. The three least retained components (1, 2 and 3) co-elute in the raffinate outlet stream and the more retained component (4) will elute in the extract outlet stream. After the solvent composition optimization, 100%methanol:0.1%diethylamine solvent composition was selected to perform the experimental SMB separation. Experimental results also include adsorption equilibrium isotherm and breakthroughs measurements followed by SMB experimental operation. Using a 2 g/L total feed concentration, the more retained stereoisomer was totally recovered at the extract outlet stream with 100% purity, obtaining a system productivity of 0.31 gtarget product/(Lbed.hr) and requiring a solvent consumption of 27.71 Lsolvent/gtarget product. Another SMB run was performed using a considerable higher feed concentration of 10 g/L and an improvement in the performance parameters were observed. For the more retained stereoisomer in the extract outlet stream, a purity of 99.5%, and a recovery of 97.6% was obtained, with a productivity of 1.98 gtarget product/(Lbed.hr) and a solvent consumption of 3.13 Lsolvent/gtarget product. The extract and raffinate SMB outlet streams were collected and used to perform additional adsorption equilibrium isotherm and breakthroughs experiments. These results were used to evaluate the differences in the adsorption equilibrium dynamics for pure and racemic nadolol feed mixtures. This work introduced new alternative results for the separation of nadolol stereoisomers and contributed for a future objective of the complete separation of the four nadolol stereoisomers by SMB technology using different modes of SMB operation, adsorbents and solvent compositions.pt_PT
dc.description.abstractO principal objetivo deste trabalho consiste no estudo da separação quiral dos estereoisómeros do nadolol por cromatografia lĆ­quida preparativa. Neste relatório apresenta-se o estado da arte assim como alguns resultados obtidos da otimização da composição do solvente para a separação Ć  escala preparativa utilizando uma fase estacionĆ”ria quiral (ChiralpakĀ® IA). O estudo da composição do solvente Ć© baseado na seleção do solvente ou mistura de solventes mais apropriada para realizar a separação pseudo-binĆ”ria (1+2+3/4) dos estereoisómeros do nadolol utilizando a tecnologia de leito móvel simulado. Os trĆŖs componentes menos retidos (1, 2 e 3) co-eluem na corrente de refinado e o componente mais retido Ć© recuperado na corrente de extrato. Na fase inicial, realiza-se uma comparação dos resultados experimentais obtidos com a fase estacionĆ”ria ChiralpakĀ® IA com os resultados obtidos com a fase estacionĆ”ria ChiralpakĀ® AD. Para este estudo, empacotaram-se duas colunas com dimensƵes preparativas, com estas fases estacionĆ”rias e repetiram-se algumas anĆ”lises cromatogrĆ”ficas com a fase estacionĆ”ria ChiralpakĀ®AD. Após a otimização da composição do solvente, foi selecionada a mistura 100%methanol:0.1%diethylamine para realizar a separação preparativa utilizando a tecnologia de leito móvel simulado. Os resultados experimentais incluem a determinação experimental de dados de equilĆ­brio atravĆ©s da medição e modelização de isotĆ©rmicas de equilĆ­brio de adsorção assim como mediƧƵes experimentais e a modelização de experiĆŖncias de cromatografia frontal (breakthroughs). Finalmente, apersentam.se os resultados experimentais obtidos das experiĆŖncias de separação pseudo-binĆ”ria dos estereoisómeros de nadolol utilizando um sistema de leito móvel simulado (SMB). Utilizando uma concentração da solução de alimentação de 2 g/L, o estereoisómero mais retido foi totalmente recuperado na corrente de extrato com uma pureza de 100%, obtendo-se uma produtividade de 0.31 gtarget product/(Lbed.hr) sendo necessĆ”rio um consumo de solvente de 27.71 Lsolvent/gtarget product. Uma outra experiĆŖncia de SMB foi realizada utilizando uma concentração da corrente de alimentação de 10 g/L, tendo-se obtido um aumento da produtividade e uma diminuição do consumo de solvente. Para o estereoisómero mais retido, obteve-se na corrente de extrato, uma pureza de 99.5% e uma recuperação de 97.6%, uma produtividade de 1.98 gtarget product/(Lbed.hr) e um consumo de solvente de 3.13 Lsolvent/gtarget product. As correntes de extrato e de refinado das operaƧƵes de SMB foram recolhidas e utilizadas para realizar experiĆŖncias adicionais de medidas de isotĆ©rmicas de equilĆ­brio de adsorção e experiĆŖncias de breakthrough de forma a avaliar a diferenƧa do comportamento de adsorção dos estereoisómeros quando presentes na mistura ou na forma ā€œpuraā€ (1+2+3 e 4). Este trabalho introduz novas alternativas para a separação dos estereoisómeros do nadolol, contribuindo para o objetivo futuro que serĆ” a separação completa dos quatro estereoisómeros do nadolol, utilizando diferentes modos de operação SMB, adsorventes e composiƧƵes de solvente.pt_PT
dc.description.abstract؄ن الهدف Ų§Ł„Ų±Ų¦ŁŠŲ³ŁŠ من هذا العمل Ł‡Łˆ ŲÆŲ±Ų§Ų³Ų© Ų¹Ł…Ł„ŁŠŲ© الفصل Ų§Ł„ŁƒŁŠŲ±Ų§Ł„ŁŠ للنظائر Ų§Ł„ŁŲ±Ų§ŲŗŁŠŲ© Ł„Ł…Ų±ŁƒŲØ Ų§Ł„Ł†Ų§ŲÆŁˆŁ„ŁˆŁ„ بواسطة Ų§Ł„ŁƒŲ±ŁˆŁ…ŲŖŲŗŲ±Ų§ŁŁŠŲ§ السائلة Ų§Ł„ŲŖŲ­Ų¶ŁŠŲ±ŁŠŲ©. نتطرق في هذا Ų§Ł„ŲŖŁ‚Ų±ŁŠŲ± ؄لى ŲØŲ¹Ų¶ الدراسات السابقة ؄ضافة لعرض النتائج Ų§Ł„ Ł… Ų­ Ųµ لة بهدف Ų§Ł„ŲŖŁˆŲµŁ„ ؄لى افضل Ł…Ł†Ł‡Ų¬ŁŠŲ© لفصل النظائر Ų§Ł„ŁŲ±Ų§ŲŗŁŠŲ© Ł„Ł„Ł†Ų§ŲÆŁˆŁ„ŁˆŁ„ ضمن النطاق Ų§Ł„ŲŖŲ­Ų¶ŁŠŲ±ŁŠ ŲØŲ„Ų³ŲŖŲ®ŲÆŲ§Ł… Ų§Ł„Ų·ŁˆŲ± Ų§Ł„ŁƒŁŠŲ±Ų§Ł„ŁŠ الثابت ) IA Ā®Chiralpak ) . ŁŠŲ³ŲŖŁ†ŲÆ فحص تركيب Ų§Ł„Ł…Ų°ŁŠŲØ على أفضل Ł…Ų°ŁŠŲØ أو Ų®Ł„ŁŠŲ· من Ų§Ł„Ł…Ų°ŁŠŲØŲ§ŲŖ Ų§Ł„ŲŖŁŠ تسمح ŲØŲ„Ų¬Ų±Ų§Ų” Ų¹Ł…Ł„ŁŠŲ© الفصل Ų§Ł„Ų«Ł†Ų§Ų¦ŁŠŲ© ( 1 + 2 + 3 / 4 ( Ł„Ł„Ł†ŲøŁŠŲ± Ų§Ł„Ų°ŁŠ ŁŠŁ…ŲŖŁ„Łƒ زمن البقاؔ Ų§Ł„Ų£ŁƒŲØŲ± ŁˆŲ°Ł„Łƒ ŲØŲ„Ų³ŲŖŲ®ŲÆŲ§Ł… ŲŖŁ‚Ł†ŁŠŲ© Ł…Ų­Ų§ŁƒŲ§Ų© Ų§Ł„Ų³Ų±ŁŠŲ± Ų§Ł„Ł…ŲŖŲ­Ų±Łƒ ( SMB (. Ų§Ł„Ł…Ų±ŁƒŲØŲ§ŲŖ الثلاثة Ų§Ł„ŲŖŁŠ ŲŖŁ…ŲŖŁ„Łƒ زمن بقاؔ أقل ) 1 , 2 و 3 ( ŲŖŁ…ŲŖŲ²Ų¬ Ł…Ų¹ Ų§Ł„Ł…Ų°ŁŠŲØ لتخرج Ł…Ų¹ Ų§Ł„ŲŖŁŠŲ§Ų± Ų§Ł„Ų«Ų§Ł†ŁˆŁŠ, أما Ų§Ł„Ł…Ų±ŁƒŲØ Ų§Ł„Ų£ŁƒŲ«Ų± بقا Ų” ) 4( يخرج Ł…Ų¹ تيار ال؄ستخلاص. ŲØŲ¹ŲÆ ال؄نتهاؔ Ł…Ų¹ Ų¹Ł…Ł„ŁŠŲ© ŲŖŲ­Ų³ŁŠŁ† تركيب Ų§Ł„Ł…Ų°ŁŠŲØ, 100% Ł…ŁŠŲ«Ų§Ł†ŁˆŁ„: % 0.1 داي Ų„ŁŠŲ«ŁŠŁ„ Ų£Ł…ŁŠŁ† Ł‡Łˆ Ų§Ł„Ł…Ų°ŁŠŲØ Ų§Ł„Ų°ŁŠ ŲŖŁ… Ų„Ų®ŲŖŁŠŲ§Ų±Ł‡ ل؄جراؔ Ų¹Ł…Ł„ŁŠŲ© الفصل ŲØŲŖŁ‚Ł†ŁŠŲ© SMB . النتائج Ų§Ł„ŲŖŲ¬Ų±ŁŠŲØŁŠŲ© تتضمن ال؄متزاز Ų§Ł„ŲŖŁˆŲ§Ų²Ł†ŁŠ عند ŲÆŲ±Ų¬Ų© Ų­Ų±Ų§Ų±Ų© Ų«Ų§ŲØŲŖŲ© ؄ضافة ؄لى ŲŖŲ¬Ų§Ų±ŲØ ال؄ختراقات أو Ł…Ų§ يعرف ŲØŲ§Ł„ŁƒŲ±ŁˆŁ…ŁˆŲŖŲŗŲ±Ų§ŁŁŠŲ© Ų§Ł„Ų£Ł…Ų§Ł…ŁŠŲ© (breakthrough) , في Ų§Ł„Ł†Ł‡Ų§ŁŠŲ© نعرض النتائج Ų§Ł„ŲŖŲ¬Ų±ŁŠŲØŁŠŲ© Ł„Ł…Ų­Ų§ŁƒŁŠ Ų§Ł„Ų³Ų±ŁŠŲ± Ų§Ł„Ł…ŲŖŲ­Ų±Łƒ SMB . ŲØŲ„Ų³ŲŖŲ®ŲÆŲ§Ł… 2 g/L كتركيز ŁƒŁ„ŁŠ Ł„Ł„Ł…Ų­Ł„ŁˆŁ„ Ų§Ł„Ł…ŲŗŲ°ŁŠ, ŲŖŁ… ال؄سترجاع ŁˆŲØŲ“ŁƒŁ„ ŁƒŲ§Ł…Ł„ Ł„Ł„Ł†ŲøŁŠŲ± Ų§Ł„ŁŲ±Ų§ŲŗŁŠ Ų§Ł„Ų£ŁƒŲ«Ų± ؄حتفاظا من تيار ال؄ستخلاص ŁˆŲØŁ†ŁŲ§ŁˆŲ© ŁˆŲµŁ„ŲŖ ؄لى % 100 , ŲØŲ„Ł†ŲŖŲ§Ų¬ŁŠŲ© بلغت .hr)bed/(Ltarget productg 0.31 ؄ضافة ؄لى Ų„Ų³ŲŖŁ‡Ł„Ų§ŁƒŁŠŲ© Ų§Ł„Ł…Ų°ŁŠŲØ target product/gsolventL.27.71 ŲØŲ„Ų³ŲŖŲ®ŲÆŲ§Ł… تركيز أعلى Ł„Ł„Ł…Ų­Ł„ŁˆŁ„ Ų§Ł„Ł…ŲŗŲ°ŁŠ 10 g/L , ŲŖŁ…ŲŖ Ų¹Ł…Ł„ŁŠŲ© الفصل Ł…Ų±Ų© آخرى بواسطة ŲŖŁ‚Ł†ŁŠŲ© SMB حيث Ł„ŁˆŲ­Ųø تحسن في Ł…Ų¹Ų§ŁŠŁŠŲ± الأداؔ. Ł†Ł‚Ų§ŁˆŲ© Ų§Ł„Ł†ŲøŁŠŲ± Ų§Ł„Ų£ŁƒŲ«Ų± بقا Ų” الخارج Ł…Ų¹ تيار ال؄ستخلاص ŁˆŲµŁ„ŲŖ ؄لى 99.5% , و؄سترجع بنسبة 97.6% , Ų§Ł„Ų„Ł†ŲŖŲ§Ų¬ŁŠŲ© ŁˆŲµŁ„ŲŖ ؄لى .hr)bed/(Ltarget productg1.98 ؄ضافة ؄لى Ų„Ų³ŲŖŁ‡Ł„Ų§ŁƒŁŠŲ© Ų§Ł„Ł…Ų°ŁŠŲØ target product/gsolventL3.13 . ŲŖ Ł… جمع Ų¹ŁŠŁ†Ų§ŲŖ من تيارات ال؄ستخلاص ŁˆŲ§Ł„Ų±Ų“Ų§Ų­Ų© الخارجة من SMB لغرض Ų§Ł„Ł‚ŁŠŲ§Ł… ŲØŲÆŲ±Ų§Ų³Ų§ŲŖ ؄ضافية Ų­ŁˆŁ„ ال؄متزاز عند ŲÆŲ±Ų¬Ų© Ų­Ų±Ų§Ų±Ų© Ų«Ų§ŲØŲŖŲ© ŁˆŁƒŲ°Ł„Łƒ ŲŖŲ¬Ų§Ų±ŲØ Ų§Ł„ŲŗŲ±ŁˆŁ…Ų§ŲŖŁˆŲŗŲ±Ų§ŁŁŠŲ§ Ų§Ł„Ų£Ł…Ų§Ł…ŁŠŲ©. Ł„ŲŖŁ‚ŁŠŁŠŁ… Ų§Ł„ŁŲ±ŁˆŁ‚Ų§ŲŖ في ŲÆŁŠŁ†Ų§Ł…ŁŠŁƒŁŠŲ© ال؄متزاز Ų§Ł„ŲŖŁˆŲ§Ų²Ł†ŁŠ Ł„ŁƒŁ„Ų§ Ų§Ł„Ų­Ų§Ł„ŲŖŁŠŁ† Ł„Ł„Ł†Ų§ŲÆŁˆŁ„ŁˆŁ„ سواؔ ؄ن ŁƒŲ§Ł† Ł†ŁŁŠŲ§ أو ؄ن ŁƒŲ§Ł† ŁƒŁ…Ų±ŁƒŲØ Ų¹Ł†Ł‚ŁˆŲÆŁŠ. هذا العمل قدم نتائج ؄ضافية لفصل النظائر Ų§Ł„ŁŲ±Ų§ŲŗŁŠŲ© Ł„Ł…Ų±ŁƒŲØ Ų§Ł„Ł†Ų§ŲÆŁˆŁ„ŁˆŁ„ ŁˆŲ³Ų§Ł‡Ł…ŲŖ هذه النتائج في وضع الخطة Ų§Ł„Ł…Ų³ŲŖŁ‚ŲØŁ„ŁŠŲ© لفصل نظائر Ų§Ł„Ł†Ų§ŲÆŁˆŁ„ŁˆŁ„ ŲØŲ“ŁƒŁ„ ŁƒŲ§Ł…Ł„ ŲØŲ„Ų³ŲŖŲ®ŲÆŲ§Ł… ŲŖŁ‚Ł†ŁŠŲ© SMB ŲØŁ…ŲŖŁˆŲ§Ł„ŁŠŲ§ŲŖ مختلفة من طرق Ų§Ł„ŲŖŲ“ŲŗŁŠŁ„, ŁƒŲ°Ł„Łƒ الممتزات وأخيرا تراكيب Ų§Ł„Ł…Ų°ŁŠŲØ.pt_PT
dc.identifier.tid201456460
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10198/12816
dc.language.isoengpt_PT
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_PT
dc.subjectNadololpt_PT
dc.subjectChiralpakĀ® IApt_PT
dc.subjectPreparative liquid chromatographypt_PT
dc.subjectSimulated moving bed (SMB)pt_PT
dc.titleSeparation of nadolol stereoisomers by liquid chromatography using Chiralpak IA chiral stationary phasept_PT
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
person.familyNameArafah
person.givenNameRami
person.identifier.ciencia-idAB16-ECBF-B886
person.identifier.orcid0000-0002-7743-4988
person.identifier.scopus-author-id57151342900
rcaap.rightsopenAccesspt_PT
rcaap.typemasterThesispt_PT
relation.isAuthorOfPublication3cd4864a-8aa6-46a2-9415-767a7551ee62
relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscovery3cd4864a-8aa6-46a2-9415-767a7551ee62
thesis.degree.nameMestrado em Engenharia QuĆ­micapt_PT

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