Mejore la eficacia de sus agentes secuestrantes mediante la mezcla ultrasónica

Un agente secuestrante es una sustancia química que se añade a una mezcla para eliminar o desactivar impurezas y subproductos perjudiciales. En muchas reacciones se utiliza un exceso de materiales de partida para llevar una reacción en fase de disolución hasta su finalización. La mezcla final está compuesta por el producto deseado y uno o varios productos secundarios no deseados. Una vez completada la reacción, debe eliminarse el producto secundario no deseado. Una técnica habitual para eliminar sustancias no deseadas de una mezcla de reacción es el secuestro químico. Los agentes secuestrantes suelen añadirse en cantidades excesivas para acelerar la eliminación de impurezas. La incorporación de los agentes secuestrantes a la mezcla de reacción mediante ultrasonidos de potencia proporciona una dispersión fina, de modo que el agente secuestrante se fragmenta en partículas o gotas muy pequeñas. Cuanto menor es el tamaño de las partículas o gotas, mayor es la superficie reactiva. Esto permite un uso más económico de los agentes secuestrantes y una eliminación más rápida de las impurezas o los subproductos no deseados.

Los agentes secuestrantes se utilizan con frecuencia en

• química: en la química combinatoria en fase de disolución, los agentes secuestrantes se utilizan con frecuencia para eliminar el exceso de reactivos no consumidos y/o los reactivos agotados.
• desarrollo y producción farmacéuticos: se requieren compuestos activos de gran pureza para que puedan ejercer plenamente sus efectos.
• industria del petróleo y el gas: por ejemplo, durante la desulfuración. Un ejemplo habitual es la eliminación del sulfuro de hidrógeno (H₂S) para evitar reacciones desfavorables (especialmente para controlar la corrosión).
• biología y biotecnología: por ejemplo, las nanopartículas actúan como captadores de radicales para proteger los tejidos frente a daños.

La potencia de la mezcla ultrasónica

Las ondas ultrasónicas de alta potencia introducidas en un medio líquido producen cavitación. Las fuerzas de cizallamiento generadas por la cavitación son muy eficaces para dispersar y emulsionar. La distribución de tamaños finos que se consigue mediante la mezcla ultrasónica de alta potencia puede controlarse con precisión, lo que permite generar fácilmente partículas o gotas de tamaño micrométrico y nanométrico. El tamaño diminuto de las partículas del agente secuestrante y su distribución uniforme proporcionan una gran superficie de partículas, es decir, una superficie muy activa para fijar las impurezas y eliminarlas de la mezcla de reacción.

Las ventajas del secuestro químico por ultrasonidos

La dispersión ultrasónica eficaz permite utilizar el agente secuestrante en cantidades reducidas. Las fuerzas ultrasónicas dispersan y distribuyen las partículas o gotas con un tamaño muy fino, de modo que se aprovecha todo el potencial de los agentes secuestrantes. Así se evita el uso excesivo de reactivos secuestrantes. Esto ahorra agente secuestrante y facilita la eliminación de los subproductos secuestrados.
El secuestro químico asistido por ultrasonidos permite realizar síntesis y purificación en paralelo con una alta capacidad de procesamiento. Esto aumenta la eficiencia del proceso y mejora la calidad del producto. Otra ventaja es que el secuestro químico constituye una alternativa importante a la cromatografía líquida y la extracción líquido-líquido, que requieren mucho tiempo.
La mezcla ultrasónica favorece el uso de todo tipo de agentes secuestrantes, tanto sólidos (por ejemplo, polvos, geles, polímeros secuestrantes y resinas secuestrantes) como líquidos.

Sonicación por lotes o sonicación en línea

Los procesos ultrasónicos pueden realizarse tanto por lotes como en un modo de flujo continuo. Especialmente para volúmenes pequeños, por ejemplo, para la sonicación de muestras y lotes de producción pequeños, el proceso de sonicación puede llevarse a cabo fácilmente en un vaso de precipitados o por lotes. Sin embargo, para caudales más elevados se recomienda la sonicación en línea a fin de garantizar resultados de proceso uniformes y constantes. Hielscher ofrece una amplia gama de reactores ultrasónicos con celda de flujo adaptados al caudal.

Etapas del proceso de secuestro químico asistido por ultrasonidos

• 1. Prepare la suspensión de reacción y deje que las sustancias reaccionen por completo. (Tenga en cuenta que los ultrasonidos favorecen las reacciones químicas. Puede resultar beneficioso sonicar la mezcla de reacción también durante la primera etapa.) Tras la reacción, la disolución contiene el producto final y los subproductos no deseados. Añada el agente secuestrante de su elección
• 2. Añada el agente secuestrante y prepare una suspensión o emulsión preliminar mediante premezcla. Una vez formada la suspensión o emulsión, sonique la mezcla.
• 3. Una vez completada la reacción de secuestro químico, los subproductos quedan fijados y pueden eliminarse o permanecer tal cual en la mezcla de reacción debido a su unión con el agente secuestrante. La purificación puede realizarse recuperando el producto puro mediante filtración o centrifugación, o retirando el sobrenadante con un cuentagotas o una pipeta.