Nikotinik asitin sulu çözeltilerden yeşil çözücülerle reaktif ekstraksiyonunun incelenmesi
Investigation of nicotinic acid recovery from aqueous solutions by reactive extraction using green solvents
Yazar: TURAL HASANOV
Danışman: PROF. DR. SÜHEYLA ÇEHRELİ ; DOÇ. DR. NİLAY BAYLAN GÜLSOY
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Niasin = Niacin ; Reaktif ekstraksiyon = Reactive extraction ; Çözücüler = Solvents ; İyonik sıvılar = Ionic liquids

Özet:
Nikotinik asit (piridin-3-karboksilik asit) suda çözünen bir vitamindir. Nikotinik asit, kimyasal, biyokimyasal ve terapötik alanlarda çok çeşitli uygulamalarda kullanılır. Nikotinik asit biyolojik olarak aktif bir moleküldür ve bu nedenle gıda katkı maddesi, yem, kozmetik sanayii ve bilim ve teknolojinin çeşitli alanlarında gittikçe artan kullanımı bulunmaktadır. Ayrıca dislipidemi tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve yüksek kolesterol seviyelerini kontrol etmeye ve azaltmaya yardımcı olan çok önemli bir polipidemik ilaç olarak kabul edilir. Gıda ve kozmetik alanındaki yaygın kullanım, nikotinik asitin fermentatif üretimine önem kazandırmıştır. İlaç endüstrisinin yüksek dozlarda kısmen arıtılmış veya arıtılmamış atık suları nikotinik asit içerebilir. Gerek üretim gerekse atıksu ortamından nikotinik asitin ayrılması çalışmaları önem kazanmaktadır. Karboksilik asitleri sulu çözeltilerden ayırmak için iyon değişim reçineleri, sıvı-sıvı ekstraksiyonu, membran bazlı ekstraksiyon ve membran elektrodiyaliz dahil olmak üzere çeşitli yöntemler uygulanabilir. Ayırma etkinliğini arttırmak amacı ile reaktan kullanılan reaktif ekstraksiyon yöntemi de yaygın olarak kullanılan bir diğer yöntemdir. Çevresel sorunlara gittikçe artan hassasiyet geleneksel çözücüler yerine alternatif ve çevre dostu çözücülerin araştırılması ve geliştirilmesi ihtiyacını doğurmuştur.  
Çalışmamızda sulu nikotinik asit çözeltisinin (0.1 mol/L) reaktif ekstraksiyonunda farklı seyreltici ve reaktanların ayırma etkinliği üzerine etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla seyreltici olarak yeşil çözücüler siklopentil metil eter (CPME), 1-butil-3-metilimidazolyum hekzaflorofosfat [BMIM][PF6],  1-butil-3-metilimidazolyum bis(triflomometilsülfonil)imid [BMIM][Tf2N] ve 1-hekzil-3-metilimidazolyum bis(triflomometilsülfonil)imid [HMIM][Tf2N] kullanılmıştır. Tributil fosfat (TBP tributil amin (TBA), trioktil amin (TOA) ve tridodesil amin (TDDA) ise ) taşıyıcı reaktan olarak kullanılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar ışığında nikotinik asitin sulu çözeltilerinden geri kazanımında incelenen yeşil çözücüler içinde CPME nin gerek d ve % E değerleri, gerekse incelenen iyonik sıvılara nazaran daha ekonomik oluşu ile seyreltici olarak tercih edilebileceği sonucuna varılmıştır. İncelenen iyonik sıvıların reaktan olarak TBP varlığında yaklaşık olarak aynı d ve % E değerlerine sahip oldukları; yeşil çözücü olarak CPME kullanıldığı durumda ise incelenen reaktanlar arasında TBA ile en yüksek d ve % E değerlerinin elde edildiği görülmüştür.

Abstract:
Nicotinic acid (pyridine-3-carboxylic acid) is a water-soluble vitamin. Nicotinic acid has broad applications in the chemical, biochemical and therapeutic fields. Nicotinic acid is a biologically active molecule and therefore has an increasing usage in the food additive, feed, cosmetic industry and various fields of science and technology. It is also widely used in the treatment of dyslipidemia and is considered a very important polypidemic drug that helps control and reduce high cholesterol levels. Widespread use in food and cosmetics has given importance to the fermentative production of nicotinic acid. High doses of partially treated or untreated wastewater from the pharmaceutical industry may contain nicotinic acid. Thus, studies on the separation of nicotinic acid from both production and wastewater are gaining importance. Various methods can be applied to separate carboxylic acids from aqueous solutions including ion-exchange resins,  liquid–liquid extraction, membrane-based extraction,  and membrane electrodialysis. Reactive extraction method, which uses reactants to increase separation efficiency, is another commonly used method. Increasing sensitivity to environmental problems has led to the need to research and develop alternative and environmentally friendly solvents instead of traditional solvents.
In our study, the effects of different diluents and reactants on the separation efficiency of the reactive extraction of aqueous nicotinic acid (of 0.1 mol/L) solution were investigated.  For this purpose, green solvents cyclopentyl methyl ether (CPME), 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate [BMIM][PF6], 1-butyl-3-methylimidazolium bis(triflomomethylsulfonyl)imide [BMIM][Tf2N] and 1-hexyl are used as diluents. -3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide [HMIM][Tf2N] was used. Tributyl phosphate (TBP tributyl amine (TBA), trioctyl amine (TOA) and tridodecyl amine (TDDA)) was used as carrier reactant. From the experimental results, it has been concluded that CPME can be preferred as a diluent among the green solvents studied, both with its d and % E values, and because of economical aspect. In the presence of TBP as the reactant, the investigated ionic liquids have approximately the same d and % E values; In the case where CPME was used as the green solvent, it was observed that the highest d and % E values were obtained with TBA among the investigated reactants.