Study the Interphase Distribution of Nicotinic Acid in Extraction Systems Based on Poly-N-Vinylformamide

Abstract

Разработан способ извлечения никотиновой кислоты из водных растворов с применением водорастворимого полимера в качестве экстрагента. Исследовано комплексообразование в экстракционных системах с применением жидкостной экстракции. В качестве экстрагента синтезирован поли-N-винилформамид молекулярной массой 25 ∙ 103 г/моль. Для экстракции никотиновой кислоты применены высаливатели сульфат и хлорид аммония. Рассчитаны коэффициенты распределения – от 36 до 215 и степень извлечения аналита – от 87,8 до 98,8%. Эксперимент проводили при рН 6–7, в этих условиях никотиновая кислота находится в растворе в виде биполярного иона. Методом ИК спектроскопии изучено комплексообразование в экстракционных системах. Установлено, что цвиттер-ионы никотиновой кислоты образуют прочные комплексы с водой. На основании результатов ИК спектроскопии предложен механизм взаимодействия никотиновой кислоты с водой и поли-N-винилформамидом, позволяющий объяснить результаты межфазного распределения витамина в экстракционных системах. Установлены условия, при которых достигается практически полное извлечение никотиновой кислоты: рН водно-солевого раствора 6–7, концентрация полимера 0,2 г/см3 и высаливателя 20% масс. Проведено сравнение экстракционных характеристик, полученных с поли-N-винилформамидом и другими полимерами. Установлено, что применение в качестве экстрагента поли-N-винилформамида обеспечивает практически 99%-е извлечение никотиновой кислоты, что превышает этот показатель по сравнению с другими полимерами до 96% и органическими растворителями до 45%. Определение никотиновой кислоты в водном растворе проведено методами УФ спектрофотометрии по собственному поглощению при 262 нм или капиллярного электрофореза. A method for extracting nicotinic acid from aqueous solutions using a water-soluble polymer as an extractant has been developed. Complex formation in extraction systems using liquid extraction is investigated. Poly-N-vinylformamide with a molecular weight of 25 ∙ 103 g/mol was synthesized as an extractant. For the extraction of nicotinic acid, salting agents (ammonium sulfate and chloride) were used, distribution coefficients and the degree of analyte extraction were calculated. The distribution coefficients – from 36 to 215 and the degree of analyte extraction – from 87,8 to 98,8% were calculated. The experiment was performed at pH 6–7, under these conditions, nicotinic acid is in solution as a bipolar ion. Complex formation in extraction systems has been studied by IR spectroscopy. It was found that the zwitterions of nicotinic acid form strong complexes with water. Based on the results of IR spectroscopy, a mechanism for the interaction of nicotinic acid with water and poly-N-vinylformamide is proposed, which allows us to explain the results of interphase distribution of vitamin in extraction systems. The conditions under which almost complete extraction of nicotinic acid is achieved (the 6–7 pH of the water-salt solution, the polymer concentration are 0,2 g/cm3and the salting agent is 20% by weight) are established. The extraction characteristics obtained with poly-N-vinylformamide and other polymers were compared. It was found that the use of poly-N-vinylformamide as an extractant provides almost 99% recovery of nicotinic acid, which exceeds this indicator in comparison with other polymers by up to 96% and organic solvents by up to 45%. Determination of nicotinic acid in an aqueous solution was performed by UV spectrophotometry based on self-absorption at 262 nm and capillary electrophoresis.