Oczyszczanie związków.docx

(26 KB) Pobierz

Oczyszczanie związków - krystalizacja

wykorzystanie różnicy rozpuszczalności związków i zanieczyszczeń w odpowiednio dobranym rozpuszczalniku lub mieszaninie rozpuszczalników

Etapy krystalizacji:

- rozpuszczenie substancji na gorąco w odpowiednio dobranym

rozpuszczalniku

- sączenie gorącego roztworu - oddzielenie od części

nierozpuszczonych, zanieczyszczeń mechanicznych, substancji odbarwiających

- pozostawienie przesączu do krystalizacji

- oddzielenie kryształów od roztworu

- suszenie kryształów

zbadanie czystości oczyszczonego związku

nie może reagować z oczyszczanym związkiem

Oczyszczanie związków – krystalizacja

Dobór rozpuszczalnika

związki organiczne rozpuszczają się najlepiej w rozpuszczalnikach

o takich samych lub podobnych właściwościach chemicznych

i fizycznych

-rozpuszczalność związku w miarę przesuwania się w szeregu

homologicznym zbliża się coraz bardziej do rozpuszczalności węglowodoru, z którego dany związek można wyprowadzić

-związki o charakterze polarnym rozpuszczają się lepiej

w rozpuszczalniku polarnym, niepolarne - w niepolarnym (podobne rozpuszcza się w podobnym)

-możliwość wykorzystania dwóch rozpuszczalników: bardzo dobrze

rozpuszczającego dany związek (do rozpuszczenia) oraz bardzo słabo rozpuszczającego danych związek (dodawany później - zmętnienie - dodatek pierwszego rozpuszczalnika w celu rozpuszczenia - pozostawienie do krystalizacji), np. alkohol i woda, alkohol i aceton, toluen i eter naftowy, aceton i eter naftowy, eter i eter naftowy

 

Cechy dobrego rozpuszczalnika

-              duża zdolność rozpuszczania krystalizowanej substancji

na gorąco, a mała na zimno

-              zdolność rozpuszczania zanieczyszczeń: albo bardzo

dobrze, albo w bardzo małym stopniu

-              sprzyjanie powstawaniu czystych kryształów

-              łatwy do usunięcia

-              łatwo dostępny (tani) oraz w miarę możliwości jak najmniej

toksyczny i niepalny

nie może reagować z oczyszczanym związkiem

 

 

Oczyszczanie związków - sublimacja

Wykorzystanie dwóch następujących po sobie przemian fazowych:

(1) sublimacji, (2) resublimacji

(1)              stały związek w wyniku ogrzewania przechodzi bezpośrednio w stan

ga zowy (z pominięciem stanu ciekłego), pary związku ulegają skondensowaniu pod wpływem oziębienia , bezpośrednio do czystego związku stałego

Liofilizacja - usunięcie wody z preparatów wrażliwych na ogrzewanie: najpierw zamrożenie preparatu (suszonego) <-40°C, wytworzenie próżni, sublimacja wody (ciepło do sublimacji dostarczane w sposób kontrolowany), usuwanie (wymrażanie) powstałej pary wodnej Preparaty liofilizowane: duża powierzchnia — dobra rozpuszczalność, często - silnie higroskopijne

Chromatografia

 

Metoda rozdziału mieszanin substancji na poszczególne składniki wykorzystująca

różnice w zachowaniu się tych składników w układzie dwóch faz: fazy nieruchomej (stacjonarnej) oraz fazy ruchomej

Faza stacjonarna - ciało stałe lub ciecz w postaci cienkiej warstwy osadzona (naniesiona) na powierzchni obojętnego nośnika

Faza ruchoma - do transportu mieszaniny rozdzielanych substancji: ciecz lub gaz

Podział w zależności od mechanizmu rozdziału:

-              chr. adsorpcyjna

-              rozdzielcza –jonowymienna

-              żelowa

Chromatografia adsorpcyjna

-              Wykorzystanie niejednakowej zdolności składników

mieszaniny substancji organicznych do adsorpcji fizycznej lub chemicznej na powierzchni ciała stałego

-              adsorbent (w kolumnie lub na płytce) - faza stacjonarna:

najczęściej Al203, żel krzemionkowy;

rzadziej węgiel aktywny, krzemiany naturalne lub

syntetyczne,

niekiedy adsorbentu organiczne: sacharoza, skrobia, celuloza, polimery

-              faza ruchoma - rozpuszczalniki polarne lub niepolarne,

także gaz (H2, N2, Ar)

Chromatografia adsorpcyjna

Wymagania wobec absorbentów

-              niereagowanie z substancjami rozdzielanymi

-              jak największa powierzchnia czynna

-              nie mogą absorbować nieodwracalnie

-              zróżnicowana selektywność i aktywność adsorpcji

w odniesieniu do rozdzielanych substancji

-              jasna barwa

Podział absorbentów ze względu na polarność

-              polarne (np. żel krzemionkowy, Al203)

-              słabo polarne (np. MgO, CaC03)

niepolarne (np. węgiel aktywny, celuloza, skrobia, talk)

Chromatografia adsorpcyjna

Wymagania wobec eluentów

-              dobry rozpuszczalnik dla składników rozdzielanej mieszaniny

-              powinien być adsorbowany przez adsorbent -• zdolność

rugowania substancji zaadsorbowanych

-              lotny - ułatwienie rozdzielenia od substancji w nim rozpuszczonej

-              nie powinien reagować ani z adsorbentem, ani z substancją

adsorbowaną

Podział rozpuszczalników: polarne, niepolarne

Zdolność eluowania zaadsorbowanych substancji - zależy od polarności tych substancji i od adsorbenta

Chromatografia rozdzielcza (podziałowa)

Rozdział składników mieszaniny w wyniku ciągłego procesu ekstrakcji pomiędzy dwoma fazami, wykorzystuje się różnicę współczynników podziału Nernsta cA/cB = K = const

-              układ faz: 2 ciecze (lub ciecz i gaz)

-              jedna ciecz (naniesiona na odpowiedni nośnik) - faza

stacjonarna, druga ciecz (lub gaz) - faza ruchoma

-              faza stacjonarna (np. olej silikonowy, olej parafinowy) -

osadzona na obojętnym nośniku (adsorpcja składników mieszaniny na nośniku jak najmniejsza) przykłady nośników: żel krzemionkowy, ziemia okrzemkowa, celuloza, skrobia ziemniaczana

Chromatografia jonowymienna

-              Różna zdolność składników rozdzielanej mieszaniny do wymiany jonów z wymieniaczem jonowym (stanowi fazę stacjonarną

-              wymieniacze jonowe: najczęściej syntetyczne żywice - jonity, rzadziej zeolity

-              faza ruchoma: woda lub roztwór elektrolitu

-              służy do rozdziału kationów na kationitach i anionów na

anionitach

Chromatografia żelowa (sitowa, sączenie molekularne)

• Różnice w zdolności substancji do dyfundowania do żelu wynikające z wielkości - rozdział zachodzi na skutek różnicy mas cząsteczkowych rozdzielanych związków

-              stosowana jest do rozdziału białek różniących się masą cząsteczkową

lub do oddzielania białek od składników niskocząsteczkowych np. sole (odsalanie)

Teoria filtracji żelowej

-              cząsteczki o określonych rozmiarach dyfundują w głąb

ziaren żelu tylko na określoną głębokość

-              większe cząsteczki są eluowane wcześniej niż mniejsze

(cząsteczki o najmniejszej m. cz. mają do pokonania najdłuższą drogę i dlatego wypływają najpóźniej z kolumny)

-              faza nieruchoma - ziarna o średnicy około 0,1 mm, o zdefiniowanej wielkości porów,

zbudowane z nierozpuszczalnego polimeru (typu: dekstran, agaroza) lub poliakrylamidu

-              faza ruchoma - rozpuszczalnik przemieszczający się pomiędzy ziarnami żelu Czas retencji - małe cząstki > duże cząstki

czas retencji nie zależy od budowy chemicznej, wyłącznie od ich objętości hydrodynamiczne

 

Destylacja prosta

 

- stosowana w celu rozdzielenia substancji organicznych o niezbyt wysokich temperaturach wrzenia <200°C i dostatecznej trwałości chemicznej od substancji nielotnych

zwłaszcza ulegających rozkładowi w temp. wrzenia pod normalnym ciśnieniem

 

Destylacja pod zmniejszonym ciśnieniem

-              obniżając ciśnienie zewnętrzne można

obniżyć temp. wrzenia

-              obniżenie ciśnienia o połowę powoduje

obniżenie t. wrz. o około 15 "C

-              stosowana do cieczy wysokowrzących,

 

 

Zastosowanie węglowodorów w kosmetyce

Szczególna klasa węglowodorów o znaczeniu kosmetycznym - terpeny (izoprenoidy) - wzór (C5H8)n

Nazwa - od terpentyny (mieszanina terpenów, głównie

węglowodorów) otrzymywanej z żywicy sosnowej Zbudowane z wielu cząsteczek izoprenu, może tworzyć struktury łańcuchowe i cykliczne

Podział (w zależności od liczby jednostek izoprenoidalnych (n)

-              monoterpeny (n=2)

-              seskwiterpeny (n=3)

-              diterpeny (n=4)

-              triterpeny (n=6)

-               tetraterpeny (n=8)

Zastosowanie węglowodorów w kosmetyce

-  politerpeny (n>8)

terpeny (izoprenoidy) - wzór (C5H8)n Monoterpeny:

G,-mircen - liście laurowe, wosk owoców wawrzynu olejek wawrzynu

ocymen - w olejku bazylii Monoterpeny cykliczne

y-terpinen - cytryna

sylwestren - nadaje specyficzny aromat terpentynie

Zastosowanie węglowodorów w kosmetyce

terpeny (izoprenoidy) - wzór (C5H8)n Seskwiterpeny:

 

      a-farnezen – olejek cytronelowy

      zyngiberen – aromatyczne frakcje imbiru

      fi-kariofilen – olejek goździkowy Diterpeny

      cembren – olejek eteryczny sosny Triterpen

      skwalen - składnik nieulegającej hydrolizie frakcji tranu

Zastosowanie węglowodorów w kosmetyce

terpeny (izoprenoidy) - wzór (C5H8)n

Tetraterpen:

0,-karoten pomarańczowy barwnik marchwi

Inne przykłady:

              mentan - węglowodór macierzysty terpenów monocyklicznych; w przyrodzie nie występuje, jego pochodne, np. mentol (alkohol) w składzie wielu olejków eterycznych

              limonen - pochodna mentanu – zapach pomarańczy; w olejku pomarańczowym (do 90%), kminkowym (do 40%) i sosnowym

Węglowodory wielopierścieniowe:

 

Azulen - w syntezie chamazulenu i gwajazulenu

Chamazulen - w olejkach roślinnych kwiatów rumianku, krwawnika i piołunu

-              właściwości p-zapalne, p-alergiczne i regenerujące

-              w kosmetyce - w preparatach do pielęgnacji jamy ustnej (pasty do zębów, płukanki)

 

Gwajazulen - (niskotopliwa substancja stała) w olejku gwajakolowym, eukaliptusowym i gardenii

-              w temp. 30 C - przechodzi w niebieski olejek nierozpuszczalny

w wodzie, rozpuszczalny w EtOH, tłuszczach, węglowodorach, olejach; właściwości jak chamazulen

-              w preparatach do pielęgnacji jamy ustnej, kremach ochronnych

i przeciw oparzeniom słonecznym

 

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin