Laboratorio di preparazione estrattiva e sintesi dei farmaci

RISOLUZIONE

Esprime la capacità della TLC di fornire al termine dell’eluizione delle macchie ben separate. Dipende

dall’efficienza e dalla selettività.

Le macchie si considerano risolte se Rs è > 1.

EFFICIENZA

Esprime la capacità della TLC di tenere compatta la macchia evitandone l’espansione durante l’eluizione.

Dipende da:

- granulometria FS

- miscela eluente

- condizioni sperimentali

- impaccamento FS

CAPACITA’

Quantità di campione che può essere depositata sulla TLC per ottenere una buona separazione. Quantità eccessive

determinano infatti macchie di forma irregolare che possono rendere scarsa la separazione e/o equivoca l’identificazione

dei componenti della miscela.

EFFETTO BORDO

Salita non uniforme della fase mobile dovuta alla non uniformità della fase stazionaria o alla cattiva saturazione della

camera di eluizione.

Più la soluzione è diluita e più andremo incontro a macchie precise.

TLC bidimensionale

In presenza di miscele molto complesse (es. amminoacidi) è possibile

avvalersi di questa tecnica che consiste nel seminare un singolo spot in

un angolo di una lastrina quadrata (1) ed effettuare una prima

separazione utilizzando un opportuno eluente (2). Successivamente,

ruotando la lastrina di 90°, si possono eluire ulteriormente le macchie

ottenute con un eluente diverso (3).

In questo modo le sostanze che la prima eluizione non è stata in grado

di separare possono essere separate con la seconda.

TLC preparativa

Si presenta di una piastra di vetro. La deposizione non viene fatta a spot, ma viene fatta lungo tutta la riga.

Infatti la soluzione della miscela viene posta lungo tutta la riga fatta con la matita attraverso una pipetta.

Ogni banda colorata che si forma corrisponde ad una sostanza diversa. Una volta sviluppata, devo

recuperare la sostanza. Con un attrezzo scalfisco e prendo la sostanza; la metto in una beuta con del

solvente. Attraverso la filtrazione ottengo di nuovo la sostanza.

Si possono fare sviluppi multipli attraverso l’asciugatura della piastra per poi fare una seconda TLC.

Sono disponibili lastre(20x20cm) di vetro con strati di adsorbente più spessi nelle quali è possibile

seminare 15-100 mg di miscela a seconda dello spessore della fase stazionaria (0.5 – 2 mm).

La deposizione non va fatta in un punto ma lungo una linea tracciata a qualche cm dal bordo inferiore

della lastra.

Dopo lo sviluppo: lo strato di adsorbente contenente la sostanza desiderata viene asportato dal supporto di vetro e la sostanza recuperata

per estrazione con un opportuno solvente, successiva filtrazione ed evaporazione.

Possibili macchie

PUNTO DI FUSIONE

Il p.f. di una sostanza è la temperatura alla quale la fase solida si trova in equilibrio con quella liquida.

Il p.f. di una sostanza omogenea è una costante fisica che caratterizza la sostanza stessa, permettendone l’identificazione ed una valutazione

del grado di purezza.

Piuttosto che ad un punto di fusione preciso si fa generalmente riferimento ad un intervallo di fusione.

In laboratorio potrebbe capitare che la sostanza non abbia raggiunto il livello di purificazione sufficiente a far sì che il punto di fusione

corrisponda a quello dato con una sostanza pura.

Informazioni che derivano dal punto di fusione:

- Identificazione: le sostanze pure presentano un p.f. definito.

- Purezza: minime impurezze abbassano il p.f. ed allargano l’intervallo di fusione. Una sostanza si considera ad elevato grado di purezza

quando fonde in un intervallo di 0.5-1 °C.

- Stabilità al riscaldamento: determinando il p.f. di una sostanza è possibile stabilire fino a che punto è possibile riscaldarla senza che

questa si alteri.

- Entità delle forze che tengono unite le molecole nel reticolo cristallino (il calore fornito serve a vincere le forze di attrazione secondarie

che tengono unite le molecole nel cristallo).

Relazione fra p.f. e struttura molecolare.

Non tutte le sostanze pure hanno un punto di fusione definito. Esistono miscele eutectiche che si

comportano come se fossero un solido puro.

Comportamento rilevabile durante la determinazione del p.f.

- Fusione: comparsa della prima goccia di liquido.

- Decomposizione: intensa colorazione e sviluppo di gas (può dipendere dalla velocità di riscaldamento). Nel manuale corrisponde a

‘dec’.

- Carbonizzazione: la sostanza annerisce senza fondere. La sostanza rimane sempre solida e poi carbonizza. Non è una caratteristica della

sostanza stessa.

- Rammollimento e contrazione del solido: molto spesso le sostanze sono state a contatto con alcuni solventi che devono essere

allontanate prima di fase il p.f. Nel caso in cui abbiamo ancora presenza di solventi o altre sostanze, allora avremo il rammollimento o

contrazione del solido.

- Sublimazione: solidi ad elevata tensione di vapore. Determinazione del p.f. in capillare chiuso.

Tutte le volte che sintetizzeremo o isoleremo una sostanza solida, l’esercitazione terminerà con la determinazione del suo p.f. Questo ci

consentirà di affermare che la sostanza è effettivamente quella aspettata (identificazione) e di valutarne il grado di purezza.

Determinazione del p.f. in capillare: apparecchio a blocco riscaldante

Sono raggiungibili temperature anche di 300°C e possibilità di impostazione del gradiente di temperatura.

Il pf. può essere influenzato da:

- Velocità di riscaldamento del campione

- Quantità di sostanza utilizzata per la determinazione

- Suddivisione del solido

(in questi tre primi casi non abbiamo distribuzione uniforme del calore)

Solidi cristallini o amorfi

Solido cristallino: distribuzione periodica ed ordinata nello spazio

delle molecole che lo compongono.

Solido amorfo: ordine assente o limitato delle molecole che

costituiscono il solido. Il punto di fusione non è indicativo.

- La fusione non avviene a temperatura costante

- Specie metastabile che può trasformarsi in cristallina in opportune

condizioni cinetiche e termodinamiche

Una stessa sostanza non ha sempre lo stesso p.f. a causa di:

- Presenza di solvente nel reticolo cristallino

- Fenomeni di polimorfismo: es. paracetamolo

Le forme polimorfe o pseudopolimorfe di un farmaco possono avere punti di fusione e solubilità talmente diversi da influenzare la velocità

di dissoluzione, biodisponibilità, stabilità chimica. Fino all’80% dei farmaci esistono nella forma polimorfa.

Pertanto non è solo il punto di fusione che cambia, ma cambiano anche molte altre cose di riflesso.

Punto di fusione in miscela

Permette l’identificazione di sostanze che presentano lo stesso punto di fusione.

Es. Acido benzoico

Se ho un solido che fonde a 122-123°C ma non sono certo che sia acido benzoico, si mescolano uguali quantità delle due sostanze e si

determina il p.f. che rimarrà inalterato se si tratta della stessa sostanza.

Inseriamo nel capillare due sostanze: una è la sostanza incognita e l’altra è quella standard che pensiamo che sia.

FATTORI SPERIMENTALI CHE INFLUENZANO IL DECORSO DI REAZIONI ORGANICHE

Realizzare una reazione chimica significa non solo mescolare reagenti opportuni, ma anche selezionare una serie di parametri sperimentali

che garantiscano la massima conversione nel prodotto atteso (resa) minimizzando eventuali reazioni collaterali (selettività); il tutto in

sicurezza.

La definizione di questi parametri sperimentali si ripercuote sulla progettazione dell’apparecchiatura di reazione.

Alcuni dei fattori (parametri) più importanti che debbono essere considerati per operare una trasformazione chimica correttamente sul

piano sperimentale:

- Purezza dei reagenti: bisogna fare reazioni con reagenti puri (grado di purezza sopra il 95%)

- Concentrazione: un ricercatore deve verificare se il fattore concentrazione è un parametro critico oppure no (la diluizione e la

concentrazione sono parametri critici)

- Mescolamento: anche questo è un parametro critico

- Solvente di reazione

- Temperatura

- Catalizzatori

Concentrazione

Una equazione chimica bilanciata fornisce esatte indicazioni sulla stechiometria, evidenziando i

rapporti molari con i quali i reagenti si combinano per dare i prodotti.

L’ambiente di reazione è un sistema dinamico in cui la concentrazione delle specie chimiche

coinvolte varia nel tempo.

E’ quindi evidente che il controllo della concentrazione delle specie chimiche deve

possibilmente riguardare non solo la fase iniziale della reazione ma deve durare durante tutto

il processo.

Già dopo 10 min che la reazione è partita, i due reagenti sono già in presenza del prodotto. Non si passa direttamente da reagenti a prodotti,

ma in un certo periodo c’è coesistenza tra reagenti e prodotti.

La concentrazione è direttamente legata agli aspetti cinetici.

Aspetti cinetici: la pressione parziale dei reagenti influenza fortemente la velocità di una reazione. Man mano che i reagenti diminuiscono,

diminuisce la pressione parziale e di conseguenza la reazione va sempre più a rilento. Se volessimo aumentare la velocità della reazione,

possiamo agire sulla pressione parziale di uno dei due reagenti (aumento la concentrazione di un reagente): ciò si fa soprattutto se uno dei

due reagenti non costa molto e poi si elimina facilmente.

Spostamento dell’equilibrio: principio di Le Châtelier. Questa è una classica reazione di equilibrio. Se mettiamo a reagire reagenti

e prodotti in quantità 1:1, allora c’è perfetto equilibrio.

Al di là della stechiometria, il fatto che la reazione sia reversibile permette

di spostare l’equilibrio verso i prodotti. Si può fare ciò, ad esempio aumentando la quantità di HBr. Un’altra opzione è allontanare uno dei

due prodotti per sottrarlo all’equilibrio, avendo sempre lo stesso risultato.

La diluizione dei reagenti è determinante nella competizione tra reazioni intra- ed intermolecolari.

Sia la condensazione di Dieckmann che quella di Thorpe sono reazioni

intramolecolari. In particolare nella Thorpe abbiamo un attacco nucleofilo con la

formazione dell’immina, poi abbiamo l’idrolisi e otteniamo un alfa-chetonitrile.

La reazione lavora bene quando forma cicli a 5 o a 6 (stabilità del ciclo). Quindi per

fattori di entropia, il ciclo che si forma è stabile. Se però fossimo interessati ad avere

dei cicli di dimensioni maggiori, ci troviamo di fronte ad una reazione che entra in

competizione con quella intramolecolare: tale reazione che entra in competizione è la

reazione intermolecolare, ossia una molecola può reagire anche con un’altra molecola

di se stesso a dare sostanzialmente una condensazione. La reazione intermolecolare

avviene quando le di