Estudo de alternativas de solventes para a extração de P3HB através do modelo termodinâmico COSMO-SAC

Abstract

No presente trabalho, o modelo COSMO-SAC (Conductor-like Screening Model) foi utilizado para avaliar alternativas de solventes não halogenados que possuem potencial de solubilizar o poli(3-hidroxibutirato) (P3HB). Uma análise do perfil de cargas aparentes induzidas na superfície das moléculas (perfil ) mostrou que os solventes halogenados mais usados para o processo de extração do P3HB, ou seja, o clorofórmio e o hexafluoroisopropanol (HFIP) têm cargas induzidas complementares às do biopolímero. O perfil de outros solventes, tais como dimetilacetamida, 1,2-propanodiamina e o álcool tetrahidrofurfurilo são muito parecidos ao do P3HB, o que indicaria uma possível solubilização, segundo a heurística “semelhante dissolve semelhante”. Porém, o alto teor de cristalinidade do P3HB é um fator importante a ser considerado. O cálculo do ESL (equilíbrio sólido-líquido) com a determinação do coeficiente de atividade do polímero na solução foi útil para se obter uma resposta qualitativa do modelo COSMO-SAC, a fim de testar o seu poder de predição para alguns dados experimentais de solubilidade da literatura para 24 solventes não halogenados: butirato de etila, propanoato de propila, acetato de butila, propanoato de butila, propanoato de metila, metil valerato, etil valerato, 1-butanol, 3-pentanol, álcool amílico, 1-hexanol, diacetato de etileno glicol, álcool tetrahidrofurfurilo, acetona, metil isobutil cetona, acetofenona, metil amil cetona, 1,2-propanodiamina, anidrido acético, alfa metil estireno, dimetil sulfóxido, 1,2,3-trimetil benzeno, dimetilacetamida, dimetilformamida. A resposta qualitativa do modelo COSMO-SAC se mostrou adequada quando comparada com os dados experimentais, que são escassos e com alto grau de incerteza. Para resultados quantitativos de solubilidade, uma calibração mais rigorosa do modelo seria necessária com base em dados experimentais confiáveis.