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Zusammenfassung:
Die Kenntnis der s/l- Phasengleichgewichte von chiralen Substanzen ist wesentlich für die Auslegung kristallisationsbasierter Trennprozesse. Thermodynamische Daten der Einzelstoffe und die eutektische Zusammensetzung xeu im binären Phasendiagramm werden in der Regel über differenzkalorimetrische Messungen (DSC) von Reinstoffen und binären Mischungen gewonnen. Eine erste rechnerische Abschätzung von xeu ist über die vereinfachten Gleichungen von Schröder-van-Laar und Prigogine-Defay möglich. Diese Modelle sind dabei in Ihrer Genauigkeit limitiert und erfassen nicht den Einfluss von intensiven Zustandgrößen, wie z.B. der temperaturabhängigen Wärmekapazität cp(T). Im ternären System lässt sich unter der Annahme einer idealen Lösung die eutektische Zusammensetzung unabhängig vom verwendeten Lösungsmittel als eine Funktion der Temperatur darstellen (Wang et al.[1]).
In diesem Beitrag werden Stoffsysteme aus der Literatur sowie aus eigenen experimentellen Arbeiten hinsichtlich xeu(T) diskutiert. Die chirale Äpfelsäure wurde dazu zunächst binär und in einem zweiten Schritt ternär im Lösungsmittel Aceton, untersucht. Zwei HPLC Methoden mit chiralen Säulen dienten der quantitativen Auswertung der gesättigten Lösung bei verschiedenen Temperaturen. Dabei wurde insbesondere der Bereich des Eutektikums betrachtet. Für die Berechnung der theoretischen Verschiebung von xeu(T) wurden die Wärmekapazitäten cpi(T) der kristallinen Substanzen ermittelt. Die gemessene Änderung von xeu(T) ist in Abbildung 1 neben dem theoretisch ermittelten Verlauf aufgetragen. Der quantitative Einfluss der einzelnen intensiven Zustandsgrößen bzgl. xeu(T) soll in einer Sensibilitätsstudie ermittelt werden.
[1] Wang Y., Eutectic Composition of a Chiral Mixture Containing a Racemic Compound,
Org. Process Res. Dev., 9, 670-676, 2005
