การขยายขนาดเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนสำหรับการสังเคราะห์พาราโทลูอีนซัลโฟนิลไซโคลเด็กซ์ตริน

Abstract

พาราโทลูอีนซัลโฟนิลไซโคลเด็กซ์ตริน เป็นสารตั้งต้นใช้เชื่อมต่อกับพอลีเมอร์ ซึ่งสังเคราะห์จากปฏิกิริยาโดยใช้เบต้าไซโคลเด็กซ์ตรินและพาราโทลูอีนซัลโฟนิลคลอไรด์ทำปฏิกิริยาในระบบสารไม่เป็นเนื้อเดียว ในงานวิจัยนี้ศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมการสังเคราะห์พาราโทลูอีนซัลโฟนิลไซโคลเด็กซ์ตรินในถังปฏิกรณ์ 0.5 ลิตรที่มีสมมติฐานของการไม่มีผลของการกวนผสมเข้ามาเกี่ยวข้อง เพื่อทำความเข้าใจกระบวนการเกิดปฏิกิริยา โดยตัวแปรที่ศึกษา ได้แก่ อุณหภูมิ ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ และการเติมพาราโทลูอีนซัลโฟนิลคลอไรด์ ที่มีผลต่อร้อยละผลได้ของพาราโทลูอีนซัลโฟนิลไซโคลเด็กซ์ตรินและการแทนที่ของหมู่พาราโทลูอีนซัลโฟนิล จากการศึกษาพบว่า ผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็งที่ได้จากการตกตะกอนเกือบทั้งหมดมีค่าการแทนที่ ที่มีค่าน้อยกว่า 1 ซึ่งเกิดจากขั้นตอนการตกตะกอนจะมีแค่โมโนพาราโทลูอีนซัลโฟนิลไซโคลเด็กซ์ตรินเท่านั้นที่ตกตะกอนลงมา นอกจากนี้ยังพบว่าสภาวะให้ค่าร้อยละผลได้ของผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็งสูงสุด อยู่ที่ 15 องศาเซลเซียสและอัตราส่วนโดยโมลของเบต้าไซโคลเด็กซ์ตรินกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ 1 ต่อ 5 ผลของจำนวนการเติมพาราโทลูอีนซัลโฟนิลคลอไรด์ไม่มีผลต่อค่าร้อยละผลิตภัณฑ์ที่ได้ การขยายขนาดสำหรับปฏิกิริยาข้างต้นจะทำในถังปฏิกรณ์มาตรฐานที่ 2 และ 15 ลิตร ใบพัดแบบพิชเบลดชนิด 4 เบลด โดยศึกษาผลของความเร็วรอบและตำแหน่งของใบกวนในถังปฏิกรณ์ 2 ลิตรที่มีผลต่อร้อยละผลได้ของผลิตภัณฑ์ พบว่าที่ความเร็วรอบที่มากกว่า 500 รอบต่อนาที และตำแหน่งระหว่างใบกวนกับก้นถังต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของถังที่ 1 ต่อ 3 จะให้ร้อยละผลได้ของผลิตภัณฑ์ที่มีค่าเท่ากับผลที่ได้ในถังปฏิกรณ์ 0.5 ลิตร ที่เวลาเดียวกัน สำหรับถังปฏิกรณ์ 15 ลิตรให้ค่าร้อยละผลได้ของผลิตภัณฑ์เช่นเดียวกับ 2 ลิตรและ 0.5 ลิตร ที่ความเร็วรอบต่ำสุดที่ 220 รอบต่อนาที สรุปได้ว่าอัตราการละลายของอนุภาคพาราโทลูอีนซัลโฟนิลคลอไรด์มีผลต่อค่าร้อยละผลได้ของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นเทคนิคที่ใช้ในการขยายขนาดของถังปฏิกรณ์ในการผลิตพาราโทลูอีนซัลโฟนิลไซโคลเด็กซ์ตรินเป็นการทำให้การฟุ้งกระจายของพาราโทลูอีนซัลโฟนิลคลอไรด์เท่ากันเป็นตัวกำหนด