Diseño de una planta piloto para la obtención de β metil umbelliferona (4-mu) por microondas mediante la reacción de pechmann-duisberg

Abstract

Resumen .- Se diseñó una planta piloto para la obtención de β Metil Umbelliferona por microondas, mediante la reacción de Pechmann–Duisberg. Se determinó que la zona de máxima incidencia de irradiación por microondas correspondió a la sección entre los radios de 8-15 cm. Se caracterizaron los reactivos y producto por espectrofotometría UV-VIS y se encontró que las longitudes de onda de máxima absorbancia para la β Metil Umbelliferona, el acetoacetato de etilo y el resorcinol, fueron 320, 270 y 275 nm, respectivamente. Para la síntesis convencional se obtuvo una conversión de 85,62 %, cuando se trabajó con 87,46 % mol de HCl y 45 min de calentamiento, mientras que para la síntesis por microondas se obtuvo una conversión de 59,54 %, cuando se trabajó con 48,18 % mol de HCl y 50 s de calentamiento. Se realizó un estudio de la catálisis homogénea y se determinó que los datos experimentales se ajustaban a una cinética de segundo orden y que la constante de velocidad de reacción tenía una relación lineal con respecto a la cantidad de catalizador. Se obtuvo un costo de producción de 255 556 USD y un TIR y VAN de 79 % y 38 032 USD, respectivamente. Abstract .- The design of a pilot plant for the obtention of β-Methylumbelliferone by microwave radiation through the Pechmann-Duisberg reaction was performed. It was determined that the zone of maximum incidence of microwave radiation corresponded to the section between the radius of 8-15 cm. The reagents and product were characterized by UV-VIS spectrophotometry, and it was established that the wavelengths of maximum absorbency for the β-Methylumbelliferone, the ethyl acetoacetate and the resorcinol were 320, 270 and 275 nm, respectively. For the conventional synthesis, a conversion of 85.62 % was obtained when worked with 87.46 % mol of HCl and 45 minutes of heating; while, for the microwave synthesis, a conversion of 59.54 % was obtained when worked with 48.18 % mol of HCl and 50 seconds of heating. A study of the homogeneous catalysis was performed, and it found that the experimental data adjusted to a second order kinetics, and the constant of reaction velocity had a linear relation with the quantity of catalyst. A production cost of 255 556 USD and values of IRR and NPV of 79% and 38 032 USD, respectively, were obtained.