Appunti di Preparazione estrattiva e sintesi dei farmaci

ESTRAZIONE CON SOLVENTI

Che cos'è l'estrazione?

La tecnica più comune per separare il prodotto dalla miscela o dalla sua fonte naturale. Si tratta di un trasferimento della sostanza da una fase iniziale ad un'altra, in genere liquida in questo modo: con un primo contatto col solvente estraente, una successiva separazione del solvente estraente dalla fase estratta e il finale recupero dell'estratto x evaporazione del solvente.

Come può essere l'estrazione?

L'estrazione è Liquido-liquido quando la separazione avviene per distribuzione fra due fasi liquide immiscibili. Avviene invece un'estrazione Solido-liquido quando da una miscela si isolano i composti più solubili tramite un trattamento unico o ripetuto con solvente (es: percolazione, macerazione, infusione...).

In entrambi i casi l'estrazione può essere continua, con un'apparecchiatura che recupera il solvente puro e lo ricicla alla zona di contatto.

o discontinuo, quando ad ogni contatto si raccolgono le variefrazioni e si evapora il solvente. Dipende dai valori di coefficienti di ripartizione.

Come avviene l'estrazione liquido-liquido?

Le sostanze si ripartiscono in due liquidi immiscibili, di cui uno è in genere l'acqua, in funzione dellaloro affinità per ciascun solvente. In questo caso di soluzioni ideali con solventi immiscibili e soluzioniideali, vale la legge di ripartizione di Nerst.

Che cosa afferma l'equazione di Nerst?

"Il rapporto fra le conc. Di un composto in due solventi immiscibili è costante all'equilibrio e allatemperatura costante".

K=C_a/C_b dove K è caratteristico per ogni sistema ed è influenzato dalla temperatura, dagli equilibridi dissociazione di acidi o basi deboli (pH) e dalla forza ionica (presenza di elettroliti: salting-out effect).

È rappresentata in un grafico come una retta. L'estrazione sarà tanto più facile,

quanto più K è diversoda 1.

Che cos’è il fattore di separabilità?

Quando dobbiamo separare tramite estrazione due sostanze a carattere neutro in una fase acquosa, i loro K devono essere molto diversi fra loro: questo valore è rappresentato dal fattore di separabilità (beta)b = K1 / K2. Più le due k sono diverse, maggiore sarà la separazione (b<100 insoddisfacente, b>100 soddisfacente, se b=1 impossibile separare).

ESTRAZIONE LIQ-LIQ

In una estrazione liquido-liquido, se la K>1 allora la sostanza è maggiormente presente nel solvente estraente; anche aumentando la quantità di soluto la K rimarrà costante, così come con l’aumentare del volume del solvente (indipendente). L’efficienza estrattiva è dipendente da K e dal volume delle fasi estraenti:

Inoltre, se a parità di volume estraente impiegato, questo viene suddiviso in più aliquote.

L'estrazione risulterà più efficiente. Come si esegue l'estrazione liquido-liquido? È un processo di estrazione discontinuo nel quale si inserisce sia la soluzione acquosa da estrare che il solvente estraente. Si possono verificare due casi: in un caso il solvente in cui è disciolta la sostanza ha una densità inferiore al solvente per l'estrazione; nell'altro caso avviene il contrario. I solventi più comuni sono:

In base a cosa si sceglie il solvente per l'estrazione? Deve avere una solubilità reciproca con l'altro solvente trascurabile; deve avere densità diversa dall'altro solvente; dare una estrazione selettiva; avere un coefficiente di ripartizione più favorevole possibile; essere facilmente allontanabile dai componenti estratti; è conveniente usare un solvente chimicamente attivo.

Alcune classi di sostanze organiche solubili in solventi organici possono essere temporaneamente

hanno elevata affinità (k sfavorevole).

ESSICCAMENTO DI SOLVENTI/SOLUZIONI ORGANICHE

Quali tipi di essiccanti si usano?

Dopo un'estrazione liquido-liquido fra una fase acquosa e un solvente organico immiscibili, il solvente organico rimarrà comunque "umido", poiché l'immiscibilità non è mai completa: in questo caso si agirà con essiccamenti reversibili. L'acqua inoltre è presente come impurezza in tutti i solventi poiché questi sono in qualche misura sempre igroscopici: bisogna agire con essiccanti irreversibili per quelle reazioni dove non è ammessa la presenza di acqua.

Miscibilità dell'acqua con alcuni solventi: *g/100 ml di sol

Come avviene l'essiccamento di solventi organici?

Tramite l'uso di agenti essiccanti solidi scelti in base a: quantità di acqua da eliminare, grado di essiccamento desiderato, eventuali reazioni fra sostanza e agente essiccante, tempo a

disposizione.Come deve essere un agente essiccante?Non deve reagire con il solvente con sostanze in esso disciolte; deve essiccare rapidamente edefficacemente e deve essere economico e rimovibile.

Come agiscono gli agenti essiccanti reversibili?Interagiscono con l'acqua con processi di adsorbimento o assorbimento in maniera reversibile. Hannoun'efficienza limitata perché rimane dell'acqua nel sovente organico all'equilibrio. Esempi: CaCl2anidro (6 H2O), MgSO4 anidro (7H2O), Na2SO4 (10 H2O), CaSO4 anidro (2 H2O), K2CO3 (2 H2O).

L'essiccamento prevede l'aggiunta di una moderata quantità di essiccante reversibile alla soluzione,l'agitazione e la formazione di una soluzione limpida.

Come si classificano gli essiccanti reversibili?Possiamo identificare la loro efficienza con la % di H2O che rimane nel liquido in equilibrio conl'essiccante; la loro capacità con la quantità di H2O assorbita da una quantità data

L'evaporazione. Come avviene l'evaporazione del solvente? Avviene in condizione di non-equilibrio e richiede un continuo apporto di calore per reintegrare quello assorbito dal processo. La temperatura e la pressione più adatte si scelgono in base a solvente e soluto.

A cosa serve l'evaporazione? A concentrare tramite rimozione parziale del solvente o a evaporare a secco tramite rimozione totale del solvente e recupero del soluto.

Che cos'è l'evaporazione con flusso di aria o N2? È un'evaporazione dove piccole aliquote di solvente vengono allontanate sotto cappa con un flusso delicato di aria secca o di azoto sul liquido per evaporare velocemente. Il contenitore con la soluzione viene riscaldato per velocizzare ulteriormente.

Che cos'è il Rotavapor? È un evaporatore rotante per rimuovere rapidamente grandi quantità di solventi volatili da una soluzione. Può lavorare sia a pressione atmosferica per solventi bassobollenti,