Acidobazická extrakce - Acid–base extraction
Acidobazická extrakce je postup využívající sekvenční extrakce kapalina -kapalina k čištění kyselin a zásad ze směsí na základě jejich chemických vlastností.
Acidobazická extrakce se běžně provádí během zpracování po chemických syntézách a pro izolaci sloučenin a přírodních produktů, jako jsou alkaloidy ze surových extraktů . Výrobek je do značné míry prostý neutrálních a kyselých nebo zásaditých nečistot. Pomocí této jednoduché metody není možné oddělit chemicky podobné kyseliny nebo zásady.
Teorie
Základní teorií této techniky je, že soli , které jsou iontové , bývají rozpustné ve vodě, zatímco neutrální molekuly nikoli.
Přidání kyseliny do směsi organické báze a kyseliny povede k tomu, že kyselina zůstane nenabitá, zatímco báze bude protonována za vzniku soli. Pokud je organická kyselina, jako je karboxylová kyselina , dostatečně slabá, lze její samoionizaci potlačit přidanou kyselinou.
Naopak přidání báze do směsi organické kyseliny a zásady způsobí, že báze zůstane nenabitá, zatímco kyselina je deprotonována za vzniku odpovídající soli. Přidaná báze opět potlačí samoionizaci silné báze.
Proceduru acidobazické extrakce lze také použít k oddělení velmi slabých kyselin od silnějších kyselin a velmi slabých zásad od silnějších zásad, pokud je rozdíl jejich konstant pK a (nebo pK b ) dostatečně velký. Například:
- Velmi slabé kyseliny s fenolickými skupinami OH, jako je fenol , 2-naftol nebo 4-hydroxyindol (pK a přibližně 10) ze silnějších kyselin, jako je kyselina benzoová nebo kyselina sorbová (pK a přibližně 4–5)
- Velmi slabé báze, jako je kofein nebo 4-nitroanilin (pK b kolem 13–14) ze silnějších bází, jako je meskalin nebo dimethyltryptamin (pK b kolem 3–4)
Obvykle se hodnota pH upraví na hodnotu zhruba mezi pKa (nebo pKa b ) konstanty sloučenin, které mají být odděleny. Slabé kyseliny, jako je kyselina citrónová , kyselina fosforečná , nebo zředěné kyseliny sírové, se používají pro mírně kyselých hodnotách pH, a kyselina chlorovodíková nebo více koncentrované kyseliny sírové se použije pro silně kyselých hodnotách pH. Podobně, slabé báze, jako je amoniak nebo hydrogenuhličitan sodný (NaHCO 3 ), se používají pro středně základních hodnot pH, zatímco silnější báze, jako je uhličitan draselný (K 2 CO 3 ) a hydroxidu sodného (NaOH) se používají pro silně alkalických podmínek.
Technika
Směs se obvykle rozpustí ve vhodném rozpouštědle, jako je dichlormethan nebo diethylether (ether), a vlije se do dělicí nálevky . Přidá se vodný roztok kyseliny nebo zásady a pH vodné fáze se upraví tak, aby se požadovaná sloučenina dostala do požadované formy. Po protřepání a oddělení fází se fáze obsahující sledovanou sloučeninu shromáždí. Postup se pak s touto fází opakuje v opačném rozsahu pH. Pořadí kroku není důležité a proces lze pro zvýšení separace opakovat. Často je však vhodné nechat sloučeninu rozpustit v organické fázi po posledním kroku, takže odpařením rozpouštědla se získá produkt.
Omezení
Postup funguje pouze pro kyseliny a zásady s velkým rozdílem v rozpustnosti mezi jejich nabitou a nenabitou formou. Tento postup nefunguje pro:
- Zwitterionty s kyselými a zásaditými funkčními skupinami ve stejné molekule, např. Glycin, které bývají ve většině pH rozpustné ve vodě.
- Velmi lipofilní aminy, které se ve vodné formě ve své nabité formě nerozpouštějí snadno, např. Trifenylamin a trihexylamin .
- Velmi lipofilní kyseliny, které se ve vodné formě ve své nabité formě nerozpouštějí snadno, např. Mastné kyseliny .
- Nižší aminy jako amoniak , methylamin nebo triethanolamin, které jsou mísitelné nebo výrazně rozpustné ve vodě při většině pH.
- Hydrofilní kyseliny jako kyselina octová , kyselina citrónová a většina anorganických kyselin jako kyselina sírová nebo kyselina fosforečná .
Alternativy
Alternativy k acidobazické extrakci zahrnují:
- filtrování směsi přes zátku ze silikagelu nebo oxidu hlinitého - nabité soli obvykle zůstávají silně adsorbovány na silikagelu nebo oxidu hlinitém
- iontoměničová chromatografie může oddělit kyseliny, zásady nebo směsi silných a slabých kyselin a zásad podle jejich různé afinity ke kolonovému médiu při různém pH.
Viz také
- Chromatografie , silnější, ale složitější postup k oddělení sloučenin
- Extrakce
- Vícefázová kapalina
- Oddělovací trychtýř
Reference
externí odkazy
- Extrakce kyselé báze archivována 2016-03-03 na Wayback Machine