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Orgânica Experimental: Cromatografia Líquida Prof. Jonas Santos 09/03/2022 Aspectos históricos (1903) Mikhael Semenovich Tswett, botânico russo: Separação de misturas de pigmentos vegetais em colunas recheadas com adsorventes sólidos e solventes variados. (1906) Cromatografia = chroma (cor) + graphe [escrever] (grego) Década de 30 – Kuhn e Ledere redescobriam e aperfeiçoavam a cromatografia de coluna. Izmailov e Shraiber – Cromatografia em camada delgada Era da “cromatografia moderna”: Prêmios Nobel -1937, 1938, 1939. Décadas de 60 e 70 – Karr, Jentoft, Gouwn, Hunber, Hulsman, Snyder e Kirkiland -cromatografia líquida de alta eficência 1941 Martin e Synge –cromatografia gasosa 1951 Martin e James – Cromatografia gasosa Tipos de cromatografia Cromatografia em coluna Cromatografia em gel Cromatografia em flash Cromatografia em camada fina / delgada (CCF ou CCD) Cromatografia em papel Cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) Cromatografia a gás (CG) Cromatografia a gás – espectrometria de massas (CG-MS) 09/03/2022 Cromatografia: modo de separação Mecanismos de transferências de soluto entre FM e FE 09/03/2022 09/03/2022 Cromatografia em Coluna Cromatografia em coluna Consiste na separação de componentes entre duas fases: Fase estacionária Fase móvel Fundamenta-se na diferença de solubilidade ou da adsortividade das substâncias em ambas as fases 09/03/2022 Adsorventes Técnica de partição sólido-líquido Baseia-se na adsorção e na solubilidade Sólidos mais comuns: Sílica-gel: SiO2●xH2O Alumina: Al2O3 ●xH2O São usados como pós de 200-400mesh (número de abertura por polegada linear de uma tela). 09/03/2022 Interações Sendo colocada em uma solução que contenha um composto orgânico, parte deste adsorve (adere) nas partículas do sólido. Interações intermoleculares van der Waals Dipolo-dipolo Ligação de hidrogênio Coordenação Formação de sal Quanto mais polar o grupo funcional, mais forte a interação com a alumina ou com a sílica 09/03/2022 Pavia, 2009 3/9/2022 A capacidade de um solvente lavar um composto adsorvido na alumina depende da polaridade do primeiro. Equilíbrio dinâmico e diferenças de adsorção são fundamentais para a separação em coluna 09/03/2022 O processo de equilíbrio permite que diferentes compostos movam-se ao longo da coluna com diferentes velocidades de acordo com a sua afinidade relativa pelo adsorvente e pelo solvente 09/03/2022 3/9/2022 3/9/2022 Importante: Tipo de adsorvente Sistema de solventes Em geral: Compostos apolares passam mais rapidamente pela coluna já que sua afinidade pelo adsorvente é menor 09/03/2022 3/9/2022 Aumento da polaridade e do “poder de solvente” em relação a grupos funcionais polares. Série eluotrópica Éter de petróleo Ciclohexano Tetracloreto de carbono Tolueno Clorofórmio Cloreto de metileno Dietil-éter Acetato de etila Acetona Piridina Etanol Metanol Água Ácido acético 09/03/2022 Aumenta-se a polaridade do solvente de forma progressiva para arrastar compostos de polaridade crescente. Conforme a polaridade do solvente aumenta, ele desloca as moléculas adsorvidas na fase estacionária e ocupa seus lugares na coluna. Assim, um solvente polar eluirá todos os tipos de compostos (polares e apolares) 09/03/2022 09/03/2022 Tamanho da coluna e quantidade de adsorvente. Usualmente recomenda-se: Quantidade de adsorvente é 25 a 30 vezes, por peso, a quantidade de amostra a ser separada. A coluna deve ter uma razão 8:1 (comprimento e diâmetro) Quantidade de amostra (g) Quantidade de adsorvente (g) Diâmetro da coluna (mm) Compriment o da coluna (mm) 0,01 0,3 3,5 30 0,10 3,0 7,5 60 1,00 30,0 16,0 130 10,00 300,0 35,0 280 Empacotamento da coluna Deve ser por igual, sem bolhas e sem irregularidades. 09/03/2022 Empacotamento da coluna Método a seco Método da lama – prepara-se a lama (sólido- solvente) separadamente em um Erlenmeyer Aplicação da amostra na coluna Aplica-se a amostra no topo da coluna, sem diluição ou diluído em quantidade muito pequena de solvente Começa-se sempre com um eluente menos polar que aquele que poderia ser usado 09/03/2022 Cromatografia em Gel Comparação entre os caminhos percorridos por moléculas grandes e as pequenas Fase estacionária – material polimérico com ligações cruzadas. As moléculas são separadas de acordo com o tamanho, conforme penetram (ou não) em uma estrutura cheia de canais. 09/03/2022 Sinônimos: Cromatografia por permeação em gel Cromatografia em peneiras moleculares Cromatografia de exclusão por tamanho Sephadex – usado para separar proteínas, ácidos nucléicos, enzimas e carboidratos. 09/03/2022 Cromatografia em Flash Modificação de uma coluna comum de cromatografia em coluna O adsorvente é empacotado em uma coluna relativamente curta e usa-se o ar sob pressão para forçar o solvente pelo adsorvente 09/03/2022 A pressão alta do ar força o solvente a uma velocidade maior do que se dependesse apenas da gravidade. Assim, o tempo de experimento diminui. 09/03/2022