Analisi dei medicinali II

ESTRAZIONE

Bisogna valutare la solubilità della sostanza da estrarre e anche le sue caratteristiche chimiche (es. idrofoba, lipofila…). Per eliminare l’acqua devo far bollire a 100°C (anche se ha PM=18, forma tanti legami a H)→ non tutte le sostanze organiche sono stabili a questa temperatura, per questo solitamente si utilizzano altri solventi organici non miscibili che hanno punti di ebollizione più bassi (es. etere a 36°C).

Si forma un equilibrio tra i due solventi a seconda della sostanza→ si può intervenire su questo equilibrio per spostare la sostanza nel nuovo solvente. Si utilizza un apparecchiatura specifica, l’imbuto separatore, che ha un’uscita chiusa da un rubinetto e un cono in alto che permette di inserire le sostanze.

Inserisco la soluzione acquosa fino ad un certo livello e poi aggiungo l’altro l’etere si stratifica sopra (il CHCl3 sotto), solvente (es. etere) in quantità minore, poi tappo.

l’imbuto e con il rubinetto chiuso scuoto i liquidi così da farli entrare in contatto e permettere il passaggio della sostanza in un altro solvente. Dopo aver avrò etere con un po’ di sostanza.sbattuto lascio riposare e le due fasi si separeranno di nuovo→ A questo e faccio scorrere finché non elimino tutta l’acqua.punto apri il rubinetto dopo aver messo sotto una beuta. Dopo metto un’altra beuta sotto il rubinetto e faccio uscire l’etere. La soluzione acquosa che ho prelevato nella beuta lo reinserisco nell’imbuto e aggiungo nuovo etere puro, eseguo nuovamente tutto il processo così da recuperare la maggior quantità possibile di sostanza nele ogni volta faccio uscire l’etere nella beuta utilizzata al primo processo. Nuovo solvente. Lo ripeto più volte. Conviene fare più estrazioni con volumi più piccoli piuttosto che un’estrazione sola con un volume più grande (meno preciso). Se lasostanza fosse particolarmente polare servirebbero tantissime estrazioni con l'imbuto→ si utilizzano quindi gli estrattori in continuo. A seconda che abbia una densità maggiore o minore il solvente rispetto all'acqua dovrò usare apparecchiature diverse. Se il solvente ha densità minore rispetto all'acqua si utilizza un provettone con un braccio laterale, in alto c'è un condensatore (refrigerante a bolle) e all'interno c'è un imbuto. Sotto al braccio laterale si posiziona una pallone con la riserva di etere e sotto di esso c'è una fonte di calore così che possa evaporare. L'etere sale lungo il refrigerante dove c'è una temperatura più bassa, si condensa e scende verso il basso gocciolando nell'imbuto. L'imbuto finisce con un piccolo foro→quando c'è abbastanza pressione da parte dell'etere permette che questo venga. Essendo

Meno denso risale verso l'altro e forma uno strato rilasciato nella soluzione in alto. Ogni gocciolina di etere estrae parte della sostanza. Se il solvente ha densità maggiore rispetto all'acqua si utilizza un'apparecchiatura simile, uno va verso il refrigerante, l'altro verso ci sono due tubicini che partono dal pallone → il fondo del provettone. Il meccanismo è lo stesso, ma è assente l'imbuto tanto passa attraverso la sostanza in ogni caso per stratificarsi sul fondo. Ogni goccina anche in questo caso estrae un po' di sostanza. Quando la pressione del solvente più pesante è tale da permettere il passaggio nel pallone si avrà un ritorno alla fase iniziale con evaporazione e poi condensazione. Se ho bisogno di estrarre da una sostanza solida si utilizza l'estrattore Soxhlet. Si può estrarre da radici, foglie... L'apparecchiatura prevede sempre il solito provettone e refrigerante e la solita riserva.

C'è una doppia uscita però dal tubicino che va verso la riserva ci sono due tubi laterali che vanno al provettone, uno in alto e l'altro in basso (tipo sifone). All'interno ci sarà un contenitore di carta con all'interno le cose da cui devo estrarre. Il solvente sale sia dal basso sia dal tubo laterale, le sostanze saranno a bagno nel solvente e vengono estratte. A questo punto il sifone scarica tutto all'interno della riserva così che continui in circolo il processo di estrazione. ESSICCAZIONE Una certa percentuale di acqua rimane nella soluzione dell'etere (circa 5%) per questo si utilizzano gli agenti essiccanti per poterla eliminare completamente. Un agente essiccante è una sostanza chimica che aggiungo alla soluzione etera con sostanza per eliminare l'acqua. Non deve reagire né con la sostanza né con il solvente. Solitamente si usano sali inorganici perché poi.

Essendo insolubili in solventi inorganici, sono facilmente eliminabili. Questi agenti non rimangono in acqua. I più usati sono i solfati di Ca, Mg e Na (anidri) che si idratano (quello di calcio assorbe mezza mole di acqua per mole di sale, quello di magnesio 7 e quello di sodio 10). Sono neutri, poco costosi e hanno azione rapida. Altri usati sono il CaCl, KCO, CaO e PO, questi hanno una reattività intrinseca; perciò, si usano solo se la sostanza non reagisce con questi. Si può utilizzare anche il Na metallico per eliminare l'acqua quando è fondamentale eliminarla tutta. Si fa bollire qualche ora su sodio la soluzione.

PURIFICAZIONE

La sostanza subisce un processo di cristallizzazione o semplice o frazionata. Per quanto riguarda la cristallizzazione semplice si utilizza un solvente scelto in base alle caratteristiche delle sostanze, la solubilità della sostanza aumenta con la temperatura e dipende anche dalla concentrazione di quest'ultima.

Serve un solvente in cui la sostanza si solubilizza bene a caldo, ma poco a freddo (temperatura ambiente) così elimino le impurezze del composto o perché sono più solubili o perché lo sono meno. Si prende un prodotto solido e lo sciolgo nel solvente, porto a ebollizione e poi filtro la soluzione calda → soluzione calda con sostanza andrà nella provetta, le impurezze insolubili rimangono nel filtro (se sono più solubili le impurezze invece mi precipitano nella beuta una volta che si è raffreddata la soluzione). Le acque madri sono ciò che rimane del solvente con le impurezze (se non rimangono nel filtro). Elimino poi le acque madri con le impurezze solubili, lavo con un solvente inerte e ottengo il prodotto purificato. Per quanto riguarda la cristallizzazione frazionata, in cui abbiamo due prodotti con solubilità abbastanza simile in vari solventi (ciò che vogliamo + impurezza) → un solo processo di cristallizzazione nonBasta per separarli. Si usa anche per separare diasteroisomeri (enantiomeri→ formano miscele racemiche), attraverso risolutore (chirale) si formano diasteroisomeri a partire dagli enantiomeri nella miscela racemica, RRe RS. I diasteroisomeri hanno caratteristiche chimico-fisiche diverse, tra cui la solubilità in un solvente. La differenza di solubilità è poca per questo servono più cristallizzazioni. Si parte da una miscela 1 in cui ci sono il 50% di A e il 50% di B, dove A è quello meno solubile, se eseguo una prima cristallizzazione avrò due prodotti: il solido cristallizzato (2) e le acque madri (3). Essendo A meno solubile il solido che ottengo sarà maggiormente formato da questo (A 75% e B 25%), mentre le acque madri avranno maggiori quantità di B (75% e A 25%). A questo punto eseguo una seconda cristallizzazione di 2 da cui otterrò nuovamente un solido (4) e delle acque madri (5). Il solido

sarà moltoricco di A 90% e poco di B 10%, mentre le acque madri avranno concentrazioni opposte (A 60% e B 40%).

Se eseguo una terza cristallizzazione su 4 otterrò un solido puro (A).

Se concentro 3 avrò un solido e delle acque madri residue, il solido ottenuto (6) sarà più ricco di A (40% e B 60%), nelle acque madri (7) ci sarà maggiormente B (90% e A 10%).

Se concentro 7 ottengo B puro in soluzione. dall’inizio.

Unendo poi 5 e 6 posso effettuare un nuovo processo di cristallizzazione.

Per effettuare una cristallizzazione è importante trovare il solvente giusto → si parte da solventi meno polari come CCl4 fino ad arrivare a quelli più polari.

In ordine di polarità abbiamo: CCl (tetracloruro di carbonio), etere di petrolio (idrocarburi con p.eb. 40-470°C), benzina (idrocarburi con p.eb. 70-100°C), ligroina (idrocarburi con p.eb. 100-140°C), toluene (idrocarburo aromatico con p.eb. 110°C), acetato di etile.

CHCl₃, diclorometano (CH₂Cl₂), alcoli (metanolo, etanolo, isopropanolo), dietilformammide (HCON(CH₃)₂), dimetilsolfossido (CH₃SOCH₃).

Si possono anche usare miscele di solventi in cui c'è un solvente vero e proprio in cui si scioglie la sostanza con un non solvente (→ diminuisce la solubilità del solvente vero e proprio e così la sostanza precipita). Tra queste abbiamo: alcol metilico/etilico + acqua, toluene + benzina, CHCl₃/CH₂Cl₂ + benzina o acetato di etile + benzina.

SUBLIMAZIONE
È possibile per solidi che hanno le caratteristiche necessarie per sublimare. A pressione ambiente più aumento la temperatura la sostanza invece che passare allo stato liquido passa direttamente allo stato gassoso. Se poi raffreddo il vapore questo torna allo stato solido (brinamento). Recupero il vapore della sostanza che sublima così da purificarlo dalle altre che invece non lo fanno.

Per effettuare una sublimazione posso utilizzare una capsula

di porcellana con dentro la sostanza che riscaldo con un bunsen con sopra una carta da filtro (per evitare schizzi di sostanze che passano allo stato liquido e anche per recuperare parte della sostanza) e sopra un imbuto "al contrario". La mia sostanza che brina nel caso cada dalle pareti arriva nell'imbuto che ha temperatura più bassa e sublima attraversa la carta da filtro, quindi la sostanza brina sulle pareti dell'imbuto. Altre sostanze sublimano a pressione più bassa (se il punto triplo è sotto la pressione ambiente) → sublimazione a pressione ridotta. In questo caso si utilizza un'apparecchiatura diversa. Si utilizza vetro smerigliato, porzione all'interno del provettone graduato che ha un rubinetto laterale a cui attacco una pompa da vuoto (abbassa la pressione all'interno del provettone). Sul fondo del provettone c'è la sostanza, sopra il bunsen raggiungerà la temperatura tale per cui sublimerà. Il

vetro