Evaluación de la solubilidad de Cannabinoides y Terpenos contenidos en aceite de Cannabis en CO2 supercrítico usando métodos de contribución de grupos para la estimación de sus propiedades
Evaluation of the solubility of Cannabinoids and Terpenes contained in Cannabis oil in supercritical CO2 using group contribution methods to estimate their properties
Contenido principal del artículo
Resumen
En este estudio se presenta la estimación de propiedades críticas de dos terpenos (Mirceno y α-Pineno) y tres cannabinoides (Δ9-THC, CBD, CBN) mediante el uso de métodos de contribución de grupos. También se modela la solubilidad en CO2 supercrítico de los cannabinoides mediante propiedades de fusión. Se evaluaron tres métodos de contribución de grupos para determinar las propiedades críticas y usarlas en el modelamiento de la solubilidad en CO2 supercrítico. El método de contribución de grupos más efectivo fue el de Marrero-Gani presentando %0.74 de desviación frente a la literatura. Se realizó la estimación de parámetros de interacción binaria (kij) mediante el uso de un modelo teórico que depende de solo un parámetro (volumen crítico) para comparar con los reportados en literatura, ya que este es un parámetro intrínseco en la solubilidad, siendo una de las formas de comparar la solubilidad experimental frente a lo modelado. Se observa que a temperaturas menores la estimación de las interacciones binarias es aproximada a la experimental, pero a temperaturas altas aumenta la desviación. Esto se debe a que la interacción binaria estimada depende de un solo parámetro, en cambio en la literatura se determina por correlaciones de datos experimentales a cada temperatura a través de un método numérico, siendo esta una estimación más precisa. Finalmente se infiere que el modelamiento de la solubilidad en CO2 supercrítico con propiedades críticas estimadas con métodos de contribución de grupos fue adecuado a pesar de la falta de datos experimentales.
Palabras clave:
Descargas
Detalles del artículo
Referencias (VER)
G. E. Ángeles-López, F. Brindis, S. Cristians-Niizawa, R. Ventura-Martínez, “Cannabis sativa L., una planta singular,” Rev. Mex. Cienc. Farm., vol. 45, no. 4, pp. 1-6, 2014.
J. López Moncholí, “Diseño de un sistema de extracción de aceite de Cáñamo para su uso en la industria farmacéutica y cosmética” Ph.D. Thesis Dissertation, Universitat Politècnica de València, Valencia, Spain, 2021, https://riunet.upv.es/handle/10251/163467
I. J. Flores-Sanchez, R. Verpoorte, “Secondary metabolism in cannabis,” Phytochem. Rev., vol. 7, no. 3, pp. 615-639, 2008, 10.1007/s11101-008-9094-4.
N. M. Kogan, R. Mechoulam, “Cannabinoids in health and disease,” Dialogues Clin. Neurosci., vol. 9, No. 4, pp. 413, 2007, 10.31887%2FDCNS.2007.9.4%2Fnkogan
S. Vera-Torres, SD. Y. Álvarez Vanegas, “Evaluación de la viabilidad técnico-financiera para la obtención de terpenos partiendo del cannabis mediante una revisión del arte,” B.S. Thesis, Fundación Universidad de América, Bogotá, Colombia, 2021, https://hdl.handle.net/20.500.11839/8294
J. V. Pastrana-Cotrina, “Diseño de una planta para la fabricación de derivados de Cannabis en el mercado emergente colombiano y evaluación del layout propuesto,” B.S. Thesis, Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá, Colombia, 2020, https://repository.unimilitar.edu.co/handle/10654/36809
H. Perrotin-Brunel, M. C. Kroon, M. J. Van Roosmalen, J. Van Spronsen, C. J. Peters, G. J. Witkamp, “Solubility of non-psychoactive cannabinoids in supercritical carbon dioxide and comparison with psychoactive cannabinoids,” J. Supercrit. Fluids., vol. 55, no. 2, pp. 603-608, 2010, DOI: 10.1016/j.supflu.2010.09.011
M. Viguera-Sáenz, “Influencia de los parámetros de operación y de la condición del sólido en el proceso de extracción con CO₂ supercrítico,” en “Aplicación en el desarrollo de procesos sostenibles de interés comercial”, 2019 https://eprints.ucm.es/id/eprint/56621/
H. Perrotin-Brunel, P.C. Perez, M. J. van Roosmalen, J. van Spronsen, G. J. Witkamp, C. J. Peters, “Solubility of Δ9-tetrahydrocannabinol in supercritical carbon dioxide: Experiments and modeling,” J. Supercrit. Fluids., vol. 52, no. 1, pp. 6-10, 2010, DOI: 10.1016/j.supflu.2009.12.001.
B. E. Poling, J. M. Prausnitz, J. P. O'connell, “The properties of gases and liquids” Vol. 5, New York: Mcgraw-hill, 2001, https://www.accessengineeringlibrary.com/content/book/9780070116825
K. G. Joback, R. C. Reid, “Estimation of pure-component properties from group-contributions,” Chem. Eng. Commun., vol. 57, no. 1-6, pp. 233-243, 1987, DOI: 10.1080/00986448708960487
J. Marrero, R. Gani, R. “Group-contribution based estimation of pure component properties,” Fluid Phase Equilib., vol. 183, pp. 183-208, 2001, DOI: 10.1016/S0378-3812(01)00431-9
S. Garnier, E. Neau, P. Alessi, A. Cortesi, I. Kikic, “Modelling solubility of solids in supercritical fluids using fusion properties,” Fluid Phase Equilib., vol. 158, pp. 491-500, 1999, DOI: 10.1016/S0378-3812(99)00151-X
E. Neau, S. Garnier, L. Avaullée, “A consistent estimation of sublimation pressures using a cubic equation of state and fusion properties,” Fluid Phase Equilib., vol. 164, no. 2, pp. 173-186, 1999, DOI: 10.1016/S0378-3812(99)00251-4
L. F. Cardona-Palacio, “Nueva correlación generalizada para estimar la presión de vapor.” Rev. Cient., vol. 2, no. 25, pp. 280-289, Ago. 2016, DOI: 10.14483/udistrital.jour.RC.2016.25.a10
L. Constantinou, R. Gani, “New group contribution method for estimating properties of pure compounds,” AIChE J., vol. 40, no. 10, pp. 1697-1710, 1994, DOI: 10.1002/aic.690401011
E. Sanjari, M. Honarmand, N. Afshar, R. S. Esfahani, “A new general correlation for the prediction of the boiling vaporization enthalpy of hydrocarbons,” Thermochim. Acta., vol. 556, pp. 30-33, 2013, DOI: 10.1016/j.tca.2013.01.012
J. S. Chickos, C. M. Braton, D. G. Hesse, J. F. Liebman, “Estimating entropies and enthalpies of fusion of organic compounds,” J. Org. Chem., vol. 56, no. 3, pp. 927-938, 1991, DOI: 10.1021/jo00003a007
D. Y. Peng, D. B. Robinson, “A new two-constant equation of state,” Ind. Eng. Chem. Fund., vol. 15, no. 1, pp. 59-64, 1976, DOI: 10.1021/i160057a011
J.D. van der Waals, “Over de Continuiteit van den Gas- en Vloeistoftoestand,” Ph.D. Thesis Dissertation, University of Leiden, Netherland, 1873. 10.1021/cr60137a013
J. A. Coutinho, G. M. Kontogeorgis, E. H. Stenby, “Binary interaction parameters for nonpolar systems with cubic equations of state: a theoretical approach 1. CO2/hydrocarbons using SRK equation of state,” Fluid Phase Equilib., vol. 102, no. 1, pp. 31-60, 1994, DOI: 10.1016/0378-3812(94)87090-X
A. T. T. Immirzi, B. Perini, “Prediction of density in organic crystals,” Acta Crystallogr. Sec. A., vol. 33, no. 1, pp. 216-218, 1997, DOI: 10.1107/S0567739477000448
T. M. Lovestead, T. J. Bruno, “Determination of cannabinoid vapor pressures to aid in vapor phase detection of intoxication,” Forensic Chem., vol. 5, pp. 79-85, 2017, DOI: 10.1016/j.forc.2017.06.003