Destilação de Fármacos

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INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
CURSO DE FARMÁCIA
ESTÁGIO
Destilação de Fármacos
Acetonitrilo
Isabella Vilela Lopes R. Alves – D869795
Orientador: Prof. Kátia Botelho
SÃO PAULO
2020
Introdução
A destilação é um processo físico de separação de misturas homogêneas. Essa técnica é uma das mais aplicadas em laboratórios e baseia-se na diferença de temperatura de ebulição entre as substâncias que compõem a mistura. Existem dois tipos de destilação que são usados de acordo com o tipo de mistura que desejamos separar a destilação simples e a destilação fracionada.
O ceitrilo, também conhecido como cianeto de metilo, cianometano ou etanonitrilo, é um líquido incolor e com um odor volátil. É uma substância química perigosa e rotulada como tal por todo o mundo. Porém, os seus perigos e as suas propriedades são bem conhecidos mas quando são seguidas todas as normas de segurança, o composto não representa risco algum. Alguns dos perigos primários incluem reatividade, inflamabilidade e toxicidade.
É incompatível com ácidos, bases, compostos azotados, compostos de azoto e flúor, oxidantes, percloratos e sulfatos. Quando em contato com fogo, o acetonitrilio pode libertar gases tóxicos tais como: cianeto de hidrogénio, óxidos de azoto e monóxido de carbono. Os vapores podem facilmente formar misturas explosivas no ar.
Propriedades químicas 
As reações químicas do acetonitrilo são principalmente focadas no grupo nitrilo (CN). Este composto pode ser usado para preparar aminas, amidas, amidinas, ácidos carboxílicos e ésteres, aldeídos, cetonas, iminas, ortoésteres e outros compostos. Porém, a principal utilidade industrial do acetonitrilo é como solvente. É ideal para análises químicas, purificações por extração e reações orgânicas e bioquímicas. É, por exemplo, utilizado como solvente na produção de insulina, antibióticos e pesticidas
No processo de produção industrial do acetonitrilo são utilizadas as seguintes unidades processuais e suas principais características:
1 - Reator de leito fluidizado: Promove uma distribuição uniforme da temperatura em todo o leito e tem a capacidade de repor o catalisador e regenerá-lo através de fluxos quentes de ar. 6 Nesta unidade processual, uma corrente uniforme de gases é alimentada através de uma placa distribuidora no fundo do reator, onde há uma suspensão de catalisadores que é pulverizada a partir de cima da corrente, acumulando-se no seu interior e formando uma camada que entra em contato com o fluído que é injetado de modo ascendente.
2 - Extrator Líquido-líquido com coluna de discos rotativos: Unidade processual em que ocorre a operação de extração (transferência de massa), onde os componentes da mistura são separados pela adição de um solvente líquido imiscível.
3 - Colunas de Destilação: Proporciona a separação por diferença de volatilidade entre os componentes de uma mistura, utilizando como princípio o equilíbrio Líquido/Vapor.
Operações processuais em cada unidade processual: 
1) Reator: Nesta unidade ocorre o processo da reação química onde os reagentes são convertidos e a catálise da reação. 
2) Extrator: Separação líquido-líquido: separação ocorre por diferença de miscibilidade e densidade entre os componentes da mistura. Utiliza-se normalmente um solvente orgânico para extração de componentes orgânicos que irão constituir a fase leve e sairão pela parte superior do extrator devido à baixa densidade. 
3) Destilador: Separação por diferença de ponto de ebulição entre os componentes da mistura, ou seja, separação pela diferença de volatilidade. 8 A tabela abaixo apresenta as propriedades dos componentes da mistura após a reação e demonstra quais compostos estarão presentes no produto de topo (rico em componentes mais voláteis) e produto de cauda (rico em componentes menos voláteis) das colunas de destilação.
Fases do processo Químico 
1) São pré-aquecidos o ácido acético 96% e o amoníaco à temperatura de 265˚C antes de entrarem no reator, onde está contido o leito de sílica-alumina (SiO2-Al2O3) aquecido a uma temperatura de 425˚C. Este procedimento de pré-aquecimento tem como objetivo evitar a formação de acetamida líquida que poderia diminuir a temperatura do catalisador no interior do reator. 
2) Com o processo da reação, o fluxo de saída do reator contém basicamente 5 componentes: acetonitrilo, acetona, água, carbonato de amónio e pequenas partículas de catalisador que são arrastados devido ao alto fluxo de gases. 
3) Após a passagem por um condensador, a mistura líquida passa por um decantador para a retenção dos sólidos residuais de modo a ser então armazenada num tanque.
 4) A partir do tanque de armazenamento, os componentes da mistura passam por um filtro e entram num extrator líquido-líquido com uma coluna de discos rotativos contendo xileno (mistura de orto, meta, para metil-tolueno) que promove a extração dos componentes orgânicos dessa mistura. A fase pesada do extrator, que sai pelo fundo (maior densidade), será composta por água e carbonato de amónio enquanto que a fase leve, que sai pelo topo, é composta pelos componentes de menor densidade, ou seja, xileno, acetonitrilo e acetona. 
5) Após a extração, a fase leve passa por uma coluna de destilação 1, onde o produto de topo 1, rico em componentes mais voláteis da mistura, é formado por acetona e pequenas quantidades de acetonitrilo enquanto o produto de cauda 1, rico em componentes menos voláteis, é formado por acetonitrilo e xileno.
6) O produto de topo 1 passa por uma coluna de destilação 2, onde será separada a acetona do acetonitrilo que será reposto no extrator enquanto que, o produto de cauda 1 passa pela coluna de destilação 3 para obtenção do produto final (acetontrilo) ao separá-lo do xileno que será introduzido novamente no extrator de forma a obter maior rendimento na extração de acetonitrilo.
A indústria farmacêutica é o maior uso final de acetonitrilo e usa-o como reagente, solvente de reação ou solvente de extração, é usado também como material de partida para sintetizar vitaminas, fármacos, além de ser usado como solvente para a síntese de DNA, produção de insulina e antibióticos. As empresas INEOS (Estados Unidos), Asahi Kasei (Japão) e CNPC Jilin Chemical Group (China) são as maiores produtoras globais de acetonitrilo. Estas três empresas, em conjunto, perfazem 64% da síntese do composto.
Anexos
 
Figura 1 – Reator de leito fluidizado Figura 2 – Extrator Liquido-liquido 
Figura 3 – Colunas de destilação
Referência Bibliográfica
INEOS®. Acetonitrile Brochure 2017; disponível em: https://www.ineos.com/globalassets/ineos-group/businesses/ineosnitriles/she/2007_acetonitrile_brochure.pdf.
Coimbra, F.-U.d. Separações e Operações Unitárias. 2017 [cited 2017 17 de outubro]; Available from: http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=6 3&Itemid=148. 
Markit, I. Chemical Economics Handbook - Acetonitrile. 2014 [cited 2017 17 de outubro].