TRABAJOS CIENTIFICOS
Plantas medicinales, aromáticas y tintóreas.
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Anales de SAIPA - Sociedad Argentina para la Investigación de Productos Aromáticos
V REUNIÓN TÉCNICA NACIONAL SOBRE ESPECIES Y PRODUCTOS AROMÁTICOS Y MEDICINALES.
Volumen VII - Castelar - 29 y 30 de Septiembre de 1982 - Páginas 98 a 101.
La División Química Aplicada del Departamento de Química del INTI, trabaja en el aprovechamiento de recursos naturales renovables, particularmente en la industrialización de esencia de trementina y colofonia, productos obtenidos de la resina de pino.
Desde 1977, ha encarado una serie de trabajos relacionados con el tema, siendo el primero de ellos el de la obtención de aceite de pino a partir de trementina. Utilizando un procedimiento de catálisis ácida, fueron obtenidas las condiciones convenientes para la transformación de hidrocarburos terpénicos en alcoholes terpénicos. El trabajo consistió en ensayos a nivel de laboratorio y nivel piloto . Se estudiaron la influencia de variables: temperatura, agitación, tiempo de reacción, sobre la calidad y rendimiento del aceite de pino obtenido. Este trabajo fue realizado a solicitud de un industrial de plaza, así como el que se realizó a continuación, de purificación de "trementina sulfato".
La "trementina sulfato" se obtiene como desecho de la transformación de la madera de pino en pulpa de papel por el proceso sulfato, en fabricación de papel kraft. En cuanto a los componentes terpénicos, es muy semejante a la trementina común, obtenida de resina de pino, pero presenta un olor muy desagradable, debido a compuestos de azufre, principalmente mercaptanos y disulfuros, unido a un marcado color pardo.
El objetivo fue obtener un producto que permitiera la producción de aceite de pino de buena calidad, para lo cual fue necesario someterla a un tratamiento para disminuir el olor debido a los componentes azufrados, así como para lograr un producto de color claro. Existen varios métodos para lograr el fin propuesto: algunos hacen uso de oxidantes demasiado enérgicos que modifican la molécula orgánica, dando compuestos indeseables, otros involucran métodos operativos dificultosos y otros utilizan reactivos costosos, no comunes, ni fáciles de conseguir locálmente.
Luego de un estudio detallado de los diversos métodos y de ensayos a nivel de laboratorio, se logró finalmente un método sencillo y económico adecuado a las instalaciones y posibilidades de la firma que solicitó el trabajo. Con el producto resultante de la purificación, fue obtenido aceite de pino de características semejantes al obtenido a partir de trementina común, permitiendo así la transformación de un desecho sin valor comercial en una materia prima aprovechable. Se encaró luego la obtención de resinas politerpénicas a partir de trementina.
Las resinas terpénicas son polímeros termoplásticos, muy pegajosos, estables al calor y a la luz ultravioleta, no son modificadas por los ácidos o los álcalis, tienen propiedades adhesivas y son atóxicas; todo esto hace que su uso sea indicado en la fabricación de adhesivos, pinturas y barnices, tintas, recubrimientos, goma de mascar, ceras para pisos, etcétera.
Las de punto de ablandamiento mas altos, que son las preferidas en la industria de los adhesivos, se producen polimerizando β-pineno, aunque también es posible producir resinas a partir de α-pineno y limoneno o dipenteno. Todos estos terpenos se obtienen por destilación fraccionada de la trementina.
El objeto de nuestro trabajo fue obtener resinas terpénicas a partir de trementina de composición conocida, de producción nacional. La ventaja que brinda el polimerizar directamente trementina, sin separar los hidrocarburos que la componen, se basa en la dificultad de contar en la industria con el equipo de destilación fraccionada adecuado para separar con éxito compuestos con puntos de ebullición tan próximos entre sí:
El proceso de obtención de resinas terpénicas se basa en una reacción de polimerización catiónica en solución, a bajas temperaturas, utilizando catalizadores del tipo de Friedel y Crafts.
Se estudiaron diversas variables de proceso:
El control del producto fue realizado por medición de color, utilizando colorímetro Gardner, y de punto de ablandamiento. Controlando las variables de proceso fue posible obtener resinas politerpénicas de puntos de ablandamiento deseables.
Fueron realizadas, por una firma de adhesivos de plaza, pruebas de uso de resinas obtenidas, con punto de ablandamiento de 108° C. Las mismas fueron ensayadas en formulaciones de adhesivos, reemplazando a resinas de importación, con resultados satisfactorios.
Otros de los trabajos realizados, ya dentro del tema de industrialización de colofonia, fue la modificación de esta resina con la finalidad de hacerla apta para ciertos usos.
La colofonia es un material sólido, resinoso, compuesto de una gran porción de ácidos monocarboxílicos con grupo hidrofenantreno del tipo del ácido abiético. Estos ácidos poseen un sistema conjugado dienoico muy activo que hace a la resina colofonia muy susceptible a la degradación oxidativa cuando se la expone al aire. La disproporcionación es una reacción intermolecular consistente en la dehidrogenación simultánea, en este caso aplicada a los ácidos resínicos.El uso principal de la colofonia disproporcionada es cuando transformada en jabones de sodio o potasio, actúa como emulsionante en la polimerización en emulsión del butadieno y estireno, para la obtención de los cauchos "SBR" La reacción para disproporcionar el ácido abiético se lleva a cabo a temperaturas altas y catalizadores adecuados. Se ensayaron como catalizadores: ioduro de potasio sobre carbón, óxido férrico y paladio sobre carbón.
Se estudió la influencia de variables de proceso: temperatura y tiempo de reacción, sobre el rendimiento de la reacción de disproporcionación.
Se siguió la marcha del proceso por espectrometría en el ultra violeta, relacionando las absorbancias de las bandas atribuíbles a los ácidos abiético y dehidroabiético.
La importancia de la disproporcionación radica en que transforma a la colofonia en un producto menos susceptible a la oxidación, mejorando sus propiedades de uso.
En la actualidad, en nuestro laboratorio, se ha comenzado a trabajar en una reacción de isomerización: la transformación de α-pineno en β-pineno.
La reacción consiste en un reordenamiento de las dobles ligaduras entre estos dos hidrocarburos.
Se logra mediante el uso de catalizadores adecuados y condiciones de trabajo críticas. La principal dificultad estriba en los bajos rendimientos de reacción por lo cual se trabaja generalmente con tiempos de proceso muy prolongados.
La evolución de la reacción es seguida por cromatografía en fase gaseosa.
Este trabajo se encuentra aun en su etapa inicial. Hemos reunido bibliografía que se está estudiando y se realizan ensayos orientativos en el laboratorio utilizando un catalizador de paladio sobre alúmina. Dichos ensayos dieron la pauta de las dificultades que se deberán solucionar antes de llegar a obtener resultados convenientes.
Se espera superar las mismas y poder contar en un tiempo relativamente breve con un método de laboratorio adecuado que permita la transformación de α-pineno en β-pineno.
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