Ekstrakcja w układzie

ciecz - ciecz

Techniki ekstrakcyjne

Wśród metod przygotowania próbek techniki

ekstrakcyjne stanowią dominującą grupę.

Opierają się one na procesach przebiegających na

granicy faz :

• Gaz – ciecz czy gaz – ciało stałe ( HS )
• Ciecz – ciecz ( LLE )
• Ciecz – ciało stałe ( SPE )

Przed przystąpieniem do analizy materiału

biologicznego należy wykonać szereg czynności
wstępnych. Polegają one na :

• Przygotowaniu materiału biologicznego do

ekstrakcji

• Ekstrakcji trucizn organicznych rozpuszczalnikami

organicznymi lub innymi metodami

• oczyszczeniu

Przygotowanie materiału biologicznego

do ekstrakcji :

*Odbiałczanie
- metoda siarczanowo – amonowa
- wolframowa
* Odtłuszczanie
* Hydroliza

Odbiałczanie

Stosuje się różne substancje :
-

kw. wolframowy

-

kw. nadchlorowy

-

kw. trichlorooctowy

-

alkohol etylowy

-

mieszaninę alkoholu etylowego i kw. winowego

-

Siarczan amonowy

-

Alkaliczny roztwór siarczanu cynku

* Temp 60 – 100 C

Metoda siarczanowo - amonowa

• W temp. wrzenia wody
• 50 g próbki + siarczan amonowy i za pomocą 1 M kw.

siarkowego do ph 4

• Mieszaninę ogrzewa się do wrzenia i w tej temp utrzymuje

przez 3 min, sączy na gorąco

• Osad na sączku przemywa się wrzącą wodą do uzyskania

ok. 500 ml przesączu

Metoda wolframowa

• do odbiałczania materiału biologicznego, zawierającego

trucizny o charakterze kwaśnym i obojętnym

• 1 część materiału biologicznego homogenizuje się z 1

częścią 25% roztworu wolframianu sodowego i 1 częścią
wody

• Mieszaninę przenosi się do kolby, homogenizator

przepłukuję się 4 częściami wody

• Po podaniu 1 części 50% roztw. disiarczanu sodowego

ogrzewa się ją na łaźni wodnej, aż przestanie ciemnieć,
sączy lub wiruje

• przesącz ekstrahuje się rozp. org. - chloroform, eter , octan

etylu

Hydroliza

* Przeprowadza się w celu rozbicia połączeń z kwasem
glukuronowym oraz siarkowym
* Połączenia z kwasem siarkowym hydrolizowane są już w czasie
kilkunastominutowego ogrzewania z rozcieńczonymi kwasami
* Glukuroniany hydrolizują po ogrzaniu ze stężonymi kwasami w
proporcji 1:1 w temperaturze powyżej 100°C
* Glukuroniany mogą też ulec rozłożeniu pod wpływem
glukuronidazy. Metodę tę stosuje się do oznaczania środków
uzależniających, np.: morfiny, pochodnych benzodiazepiny,
metakwalonu, trójpierścieniowych leków przeciwdepresyjnych,
salicylanów
* W stosunku do leków zasadowych, takich jak amitryptylina,
chloropromazyna, pochodnych benzodiazepin, można używać też
enzymu bakteryjnego - proteazy alkalicznej

Ekstrakcja w układzie ciecz -

ciecz

Proces przenoszenia subst. rozpuszczonej w jednej fazie ciekłej do drugiej,

nie mieszającej się z pierwszą. Jedną fazą ciekłą jest na ogół roztwór

wodny, drugą odpowiedni rozpuszczalnik organiczny, trudno mieszający się

z wodą. W celu względnie szybkiego osiągnięcia stanu równowagi między

fazami należy zwiększyć i odnawiać powierzchnię zetknięcia faz przez

ręczne lub mechaniczne wytrząsanie całości

• Zależność tę określa prawo podziału Nernsta, zgodnie z którym substancja

wprowadzona do dwu nie mieszających się cieczy dzieli się między nie w

ten sposób, że w stanie równowagi stosunek stężeń substancji

rozpuszczonej w tych dwu cieczach jest stały w stałej temp. I nie zależy od

ogólnego stężenia tej substancji.

• Stosunek ten wyraża współczynnik podziału

K = C

0

/ C

w

• Jeżeli K > 1 to jednorazowe wykłócenie
• Jeżeli K < 1 to kilkakrotne

Wydajność ekstrakcji zależna jest od:

* współczynnika podziału substancji pomiędzy fazą

wodną (analizowany materiał) a fazę organiczną
(rozpuszczalnik użyty do ekstrakcji)

* stanu elektrochemicznego izolowanych związków

Techniki ekstrakcji:

-prosta

• Wydzielenie zw org z jego roztworu lub zawiesiny w wodzie, przez

wytrząsanie z rozpuszczalnikiem org. , w którym dany związek jest
rozpuszczalny i który nie miesza się z wodą

• W rozdzielaczu kulistym lub gruszkowym ( poj rozdzielacza powinna być

dwukrotnie większa ), który umieszcza się w pierścieniu na statywie

• Do rozdzielacza wprowadza się roztwór przeznaczony do ekstrakcji i

rozpuszczalnik (1/3 objętości roztworu ekstrahowanego )

• Wytrząsa się
• Po dokładnym wytrząśnięciu umieszcza się rozdzielacz w pierścieniu, aby

mieszanina się rozdzieliła

• Dolną warstwę wodną spuszcza się , a eterową wylewa się górnym

otworem

• Wodny roztwór zawraca się

- Ciągła cieczy

• Stosowana w przypadku układów o małych współczynnikach

podziału, umożliwiając użycie małej ilości rozpuszczalnika

Ogólna zasada :

• Subst, w których przeważają gr hydrofobowe ( np. łańcuchy

alifatyczne, pierścienie benzenowe ) lepiej rozp się w rozp o
małej stałej dielektrycznej

• Subst z gr hydrofilowymi ( np. gr hydroksylowe,

karboksylowe, sulfonowe ) lepiej rozp się w rozp o dużej
stałej dielektrycznej

• Dobiera się rozp o odpowiedniej polarności, korzystając z

szeregu eluotropowego w myśl zasady „ podobne
rozpuszcza się w podobnym „

Rozpuszczalniki stosowane w

ekstrakcji :

• Najczęściej stosuje się :
- eter dietylowy
- eter diizopropylowy
- toluen
- dichlorometan
- benzynę lekką
• Przy wyborze rozpuszczalnika bierze się pod uwagę rozpuszczalność w nim

substancji ekstrahowanej oraz łatwość usunięcia go z ekstraktu. Najszersze
zastosowanie znajduje eter dietylowy

• Najlepiej rozpuszczalniki mało rozp w wodzie
• Zwraca się uwagę na gęstość rozp, temp wrzenia i palność
• Stosuje się również mieszaniny dwóch rozp lżejszych od wody np.. Eteru

dietylowego i alk pentylowego

• Dogodniejsze są mniej lotne

• Do rozpuszczalników organicznych przechodzą w trakcie ekstrakcji

substancje:

* obojętne
* kwasowe
*zasadowe

w formie niezdysocjowanej, bowiem nierozpuszczalne w wodzie,
lepiej rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, dzięki
czemu mogą być łatwiej ekstrahowane.

Związki organiczne – leki o charakterze słabych kwasów
lub zasad występują w fazie wodnej częściowo w formie
niezjonizowanej, częściowo zjonizowanej.

• Zmiana pH (alkalizacja bądź zakwaszanie) poddawanej ekstrakcji

fazy wodnej powoduje przeprowadzenie poszukiwanej trucizny w postać

niezdysocjowaną i zależnie od charakteru chemicznego umożliwia jej

wydajną ekstrakcję z odpowiednio dobranego środowiska.

* związki o charakterze kwasowym przeprowadza się w postać

niezdysocjowaną przez zakwaszenie kwasami : winowym, solnym,

fosforowym lub siarkowym

* związki o charakterze zasadowym przez alkalizację roztworami

NaOH, KOH, Na

2

CO

3

, NH

4

OH.

Lipofilowe substancje o charakterze obojętnym
występuje w fazie wodnej w formie niezjonizowanej
mogą być izolowane ze środowisk o różnym pH (jeśli nie
ulegają rozkładowi pod wpływem kwasów lub alkaliów).

Metoda Stass – Otto

według Stass – Otto próbę poddaje się kolejnym ekstrakcjom różnymi rozp org

zmieniając ph próby

I gr
Subst eksrahuje się eterem z roztworu

kwaśnego ( ph 3-4 )

Np. kw salicylowy, aspiryna,

fenacetyna, barbiturowce, pestycydy

chloro- i fosfoorganiczne

II gr
Subst ekstrahuje się eterem ze

środowiska alkalicznego (NaOH ; ph 9

– 10 )

Większość alkaloidów i zw

syntetycznych o char. Zasadowym :

np.. Strychnina, papaweryna,

atropina, chinina, kokaina, poch

fenotiazyny

III gr
Trucizny ekstrahuje się eterem ze

środ. Amoniakalnego ( NH

4

OH ; ph 9 –

10 )

apomorfina

IV gr
Subst dające się ekstrahować

chloroformem z roztw amoniakalnego

( NH

4

OH ; ph 9 – 10 )

morfina

V gr
Subst pozostałe w roztw wodnym, nie

eksteahuje się wymienionymi rozp org

Wady metody :

   

  *

 długotrwały tok wyosabniania trucizny;

* mała wydajność uniemożliwiająca

niekiedy ilościowo oznaczenie

trucizny w badanym materiale;

*  uzyskiwanie ekstraktów

zanieczyszczonych ciałami balastowymi;

*  konieczność użycia dużej ilości

materiału;

*  zużycie znacznych ilości odczynników

do ekstrakcji;

* powstawanie emulsji w toku ekstrakcji;
*  niewystarczająca wykrywalność

.

Przykłady leków

Salicylany – char kwaśny
Kw salicylowy – ph przesączu po wytrząśnięciu
0,5 g subst z 50 ml wody – 2 – 3
Kw acetylosalicylowy – ph ,,, 1 g subst z 10 ml
wody 2,5 – 3,5
Salicylamid – ph roztw nasyconego 4,5 – 5,5
Salicylan sodu – ph 10 % roztw 5 - 7

Rozp w etanolu 95 ‘ i wodzie, nierozp w
chloroformie i eterze
Rozp w etanolu i 1M NaOH, chloroformie, eterze,
trudno w wodzie
Rozp w KOH, NaOH, NH

4

OH, roztw węglanów

alkalicznych, etanolu 95, słabo w chloroformie i
eterze, b.trudno w wodzie

Paracetamol
Ph roztw 20 mg subst w 1 ml wody 5,5 – 6,5

Rozp w etanolu 95, trudno w wodzie, nierozp w
eterze

Barbiturany
Kw barbiturowy – char mocnego kw
5,5- dipodstawione – b słabe kw

Rozp w etanolu 95, KOH, eterze, wrzącej wodzie,
słabo w chloroformie, trudno w zimnej wodzie
Sole Na – łatwo w wodzie, trudno w etanolu,
nierozp w chloroformie i eterze

Poch fenotiazyny –w postaci soliHCl,maleinianów
HCl promazyny – ph 4,2 – 5,4
HCl chlorpromazyny- ph 4 – 5,5
HCl tiorydazyny – ph 3,5 – 4,5

Rozp w wodzie, etanolu, chloroformie, nierozp w
eterze

Poch benzodiazepiny – 1,4 ph 9 – 10
( chlordiazepoksyd w postaci HCl ph 2 – 3 )

Chlordiazepoksyd – rozp w wodzie i etanolu,
nierozp w eterze i chloroformie
Diazepam – łatwo w eterze, rozp w chloroformie,
etanolu, nierozp w wodzie
Oksazepam – słabo w etanolu, eterze i
cloroformie, nierozp w wodzie

Dziękuję za uwagę 

D.M.