بررسي آزمايشگاهي و مدلسازي ترموديناميكي حلاليت 4-آمينو بنزوئيك اسيد در مخلوط دوتايي حلال ها

Experimental study and thermodynamic modeling of the solubility of 4-aminobenzoic acid in binary mixtures of solvents

انتخاب حلال مناسب در صنايع دارويي از اهميت زيادي برخوردار است. مخلوط حلال ها گاها داراي قدرت حلاليت بيشتري نسبت به حلال هاي خالص است. براي بررسي حلاليت در مخلوط حلال ها، مي توان از يك مدل پيشگويانه مانند مدل يونيفك استفاده كرد تا هزينه انجام آزمايش كاهش يابد. هرچند، براي اطمينان از نتايج مدل يونيفك بايد دقت اين مدل ارزيابي شود. در اين تحقيق، دقت مدل يونيفك در پيش بيني حلاليت 4-آمينوبنزوئيك اسيد در مخلوط حلال هاي اتانول، متانول، استون و آب مورد بررسي قرار مي گيرد. در ابتدا با استفاده از مدل يونيفك، حلاليت 4-آمينوبنزوئيك اسيد در مخلوط دوتايي حلال ها محاسبه مي شود و سيستم هايي كه در آنها، حلاليت 4-آمينوبنزوئيك اسيد بيشتر است را انتخاب كرده و سپس حلاليت 4-آمينوبنزوئيك اسيد در اين مخلوط ها در آزمايشگاه اندازه گيري مي شود تا با نتايج مدل مقايسه مي شود. داده هاي آزمايشگاهي نشان داد كه مخلوط هاي متانول-استون (با كسر مولي متانول برابر با 65/0) و اتانول-استون (با كسر مولي اتانول برابر با 20/0) به طور قابل ملاحظه اي حلاليت 4-آمينوبنزوئيك اسيد را افزايش مي دهند در حاليكه مدل يونيفك پيش بيني مي كند كه حداكثر حلاليت 4-آمينوبنزوئيك در مخلوط متانول-استون در كسر مولي متانول برابر با 38/0 و در مخلوط اتانول-استون در كسر مولي متانول برابر با 30/0 رخ مي دهد. لذا، از مدل يونيفك براي برآورد اوليه وجود يك ماكزيمم حلاليت در مخلوط حلال ها مي توان استفاده كرد اما اين مدل از دقت كافي براي پيش بيني دقيق حلاليت 4-آمينوبنزوئيك اسيد برخوردار نيست.

Selection of an appropriate solvent is of interest in the pharmaceutical industry. In some case, a mixture of solvents has a more solubility than the pure solvents. A predictive model such as the UNIFAC model can be employed to predict the solubility to reduce the cost of tests. However, the accuracy of the UNIFAC model should be evaluated to ensure the results of this model. In this work, the accuracy of the UNIFAC model is studied in predicting the solubility of 4-aminobenzoic acid in the binary mixtures of methanol, ethanol, acetone, and water. First, the UNIFAC model is used to predict the solubility of 4-aminobenzoic acid in the binary mixtures and then the binary mixtures whose solubility are high are selected to measure their solubility of 4-aminobenzoic acid and to compare with the results of the model. The experimental data showed that the solubility of 4-aminobenzoic acid in the binary mixtures of methanol-acetone (where the mole fraction of methanol is 0.65) and ethanol-acetone (where the mole fraction of ethanol is 0.2) is significantly higher than that of the pure solvents. However, the UNIFAC model predicted the maximum solubility of 4-aminobenzoic acid in methanol-acetone mixture where the mole fraction of methanol was 0.38 and, in the ethanol-acetone mixture where the mole fraction of ethanol was 0.3. Thus, the UNIFAC model can be used for an initial estimation of the maximum solubility in the mixtures; however, this model is not precise model for accurate prediction of the solubility of 4-aminobenzoic acid.