FACULTAD DE CIENCIAS FARMACEUTICAS Y BIOQUÍMICA BIOQUÍMICA
PRACTICA Nº 5: QUÍMICAS DE MONOSACARIDOS CURSO: ORGÁNICA III MESA: 1
INTEGRANTES: HUARANGA FUERO, Cynthia FERNANDE A!TAMIRANO, Ca"#$n O!ANO HI!ARIO, %&'a" DOCENTE: Q(F MI!!A F!ORES, F$)i* H+-
REACCIONES
LIMA – PERU
INDICE I.
INTRODUCCIÓN........................................................................................ 3
II.
HISTORIA.................................................................................................. 3
III.
MARCO TEÓRICO...................................................................................4
IV.
TECNICAS..............................................................................................4
a) Aplicaciones de intercambio catiónico:...................................................5 b) Aplicaciones de intercambio aniónico:....................................................6 Equipo para cromatografía de intercambio iónico.......................................6 V. EE!E"#$% &A%'($%............................................................................... a) *ase estacionaria +*i,a)....................................................................... *ase Estacionaria:.................................................................................... -esinas..................................................................................................... #ipo de resinas usadas............................................................................. .................................................................................................................... b) *ase mó/il + %e despla0a )................................................................... *ase !ó/il:............................................................................................... #ampones................................................................................................. Elección del tampón 1 la fuer0a iónica..................................................... Etapas del proceso cromatogr2co............................................................. V'. VE"#AA% 7E%VE"#AA%.................................................................... Venta,as:..................................................................................................... 7es/enta,as:............................................................................................... V''. A8'(A('$"E%.................................................................................... 9 $tras aplicaciones.....................................................................................99 V'''. A8'(A(';" E" A '"7<%#-'A *A-!A(E<#'(A...................................99
I.
INTRODUCCIÓN
La cromatografía de intercamio i!nico e" #n m$todo %#e &ermite 'a "e&araci!n de mo'$c#'a" a"ada en "#" &ro&iedade" de carga e'$ctrica. Se com&one de do" fa"e"( 'a fa"e e"tacionaria o intercamiador i!nico) * 'a fa"e m!+i'. La fa"e e"tacionaria in"o'#'e ''e+a en 'a "#&erficie carga" e'ectro"t,tica" fi-a") %#e retienen contraione" m!+i'e" %#e &#eden intercamiar"e &or ione" de 'a fa"e m!+i') 'a c#a' "#e'e "er #na di"o'#ci!n ac#o"a con cantidade" moderada" de metano' # otro di"o'+ente org,nico mi"ci'e con ag#a %#e contiene e"&ecie" i!nica" genera'mente en forma de #ffer. Lo" ione" de $"ta com&iten con 'o" ana'ito" &or 'o" "itio" acti+o" de 'a fa"e e"tacionaria. II.
HISTORIA
Lo" m$todo" i!nico" an "ido #ti'i/ado" de"de 0123) c#ando H. Tom&"on * 4. T. 5a*) in+e"tigadore" de Ing'aterra) trataron di+er"a" arci''a" con "#'fato de amonio o caronato en "o'#ci!n &ara e6traer e' amoníaco * 'ierar ca'cio. En 0789) 'a &rimera co'#mna de /eo'ita minera' f#e #ti'i/ada &ara e'iminar ione" de ca'cio * magne"io %#e interferían en 'a "o'#ci!n) &ara determinar e' contenido de "#'fato de ag#a. La +er"i!n moderna de 'a IEC "e de"arro''! d#rante 'a $&oca de 'a g#erra de' :ro*ecto Manattan. Era nece"aria #na t$cnica &ara "e&arar * concentrar 'o" e'emento" radiacti+o" nece"ario" &ara acer 'a oma at!mica. Lo" in+e"tigadore" e'igieron a"orente" %#e &#dieran cerrar"e "ore e'emento" tran"#r,nido" cargado") * %#e &#dieran "er e'iminado" diferencia'mente. ;'timamente) #na +e/ de"c'a"ificado) e"ta" t$cnica" &#eden #ti'i/ar n#e+a" re"ina" IE &ara de"arro''ar 'o" "i"tema" %#e "e #ti'i/an a men#do o* en día &ara 'a &#rificaci!n e"&ecífica de &rod#cto" io'!gico" * de "#"tancia" inorg,nica". A &rinci&io" de 'o" <93) 'a cromatografía i!nica) f#e de"arro''ada &or Hami" Sma'' * "#" com&a=ero" de traa-o en Do> Cemica' Com&an* como #n no+edo"o m$todo de IEC #ti'i/a'e" en e' an,'i"i" a#tomati/ado. CI #ti'i/a re"ina"
i!nica" m," d$i'e" &ara "# fa"e e"tacionaria * #na n#e+a ne#tra'i/aci!n de "tri&&er) o "#&re"or de 'a co'#mna &ara e'iminar 'o" ione" %#itado" %#e "e de&o"itan en e' fondo. E" #na &odero"a t$cnica &ara determinar a-a" concentracione" de ione" * e" e"&ecia'mente ?ti' en e"t#dio" "ore e' medio amiente * 'a ca'idad de' ag#a) entre otra" a&'icacione". III.
MARCO TEÓRICO
La cromatografía de intercamio i!nico con"i"te en "e&arar e"&ecie" i!nica" de ig#a' "igno) en #na co'#mna cargada con #na re"ina intercamiadora con f#ncione" fi-a" de "igno contrario) a&ro+ecando 'o" diferente" coeficiente" de "e'ecti+idad. :ara e''o "e carga #na co'#mna con #na "#"&en"i!n ac#o"a de 'a re"ina) 'a %#e dee mantener"e &ermanentemente c#ierta de fa"e 'í%#ida @"e carga en "#"&en"i!n tota'mente idratada &ara e+itar e6&'o"i!n de 'a co'#mna &or incamiento de 'a re"ina * "e mantiene c#ierta de 'í%#ido &ara e+itar formaci!n de +ía" de aire. Benera'mente "e &rocede &or 'a t$cnica denominada e'#"i!n) en 'a %#e 'a introd#cci!n de 'a m#e"tra @"o'#ci!n %#e contiene 'o" ione" a "e&arar "e rea'i/a co'ocando #na fina anda de 'a mi"ma en 'a &arte "#&erior de 'a co'#mna. L#ego) 'o" ione" "on arra"trado" en "entido de"cendente mediante e' &a"a-e de #n e'#*ente adec#ado) en #na "erie de &roce"o" de intercamio. Si 'o" coeficiente" de 'o" ione" de 'a m#e"tra difieren "#ficientemente) cada ion +ia-ar, &or 'a co'#mna con diferente +e'ocidad * emerger, como #na anda di"tinta. IV.
TECNICAS
La cromatografía de intercamio i!nico "e ''e+a a cao con em&a%#e" de co'#mna %#e tiene gr#&o" f#nciona'e" cargado" #nido" a #na matri/ &o'im$rica. Lo" gr#&o" f#nciona'e" en'a/ado" &ermanentemente * a"ociado" con contraione" de carga o&#e"ta. E' mecani"mo de retenci!n m," com?n e" e' intercamio "im&'e de 'o" ione" de 'a m#e"tra * de 'a fa"e m!+i' con e' gr#&o cargado de 'a fa"e e"tacionaria. En e' ca"o de em&a%#e" cargado" negati+amente "ir+en &ara intercamiar e"&ecie" cati!nica". Lo" m," com#ne" "on 'o" "#'f!nico")
'o" c#a'e" "on f#ertemente ,cido" * tiene 'a" &ro&iedade" de 'o" ,cido" f#erte" c#ando e"t, en 'a forma H. 'o" em&a%#e" cargado" &o"iti+amente "e #ti'i/an &ara e' intercamio con e"&ecie" ani!nica". Lo" m," com#ne" "on 'a" amina" c#aternaria") 'a" c#a'e" "on f#ertemente ,"ica" * en "# forma OH &re"entan 'a" &ro&iedade" de #na a"e f#erte. Amo" gr#&o" f#nciona'e" e"t,n tota'mente di"ociado". A"í) "#" &ro&iedade" de intercamio "on inde&endiente" de' &H de 'a fa"e m!+i'. La cromatografía de intercamio i!nico &#ede efect#ar"e con a'g#no de 'o" +ario" ti&o" de em&a%#e". E' ti&o &e'ic#'ar con"i"te en #n rec#rimiento de re"ina) a'rededor de 08 m de e"&e"or) "ore #na
c#enta de +idrio con di,metro de 33 m. La" re"ina" "#&erficia'mente
&oro"a" "e otienen rec#riendo c#enta" de +idrio con #n 'eco de'gado de microe"fera" de "í'ice en e' %#e "e im®na o en'a/a #n intercamiador de ione". :ara amo" ti&o" de em&a%#e" 'a ca&acidad de intercamio e" a-a( 3.30 3.0 me%Fg. E' intercamiador &#ede tami$n e"tar en'a/ado a macro&artíc#'a" de "í'ice &or medio de reaccione" de "i'i'aci!n o &o'imeri/ado dentro de 'o" &oro" de #n ge' "#ficientemente &oro"o. E' &roce"o &rimario en 'a cromatografía de intercamio i!nico in+o'#cra 'a ad"orci!nFde"orci!n de materia'e" i!nico" cargado" en 'a fa"e m!+i' con #na fa"e e"tacionara &ermanentemente cargada" @de "igno contrario. E-em&'o) #na re"ina ioni/ada) inicia'mente en forma H) en contacto con #na "o'#ci!n %#e contiene ione" G) e6i"te #n e%#i'irio( re"ina) H G re"ina) G H La" diferencia" de retenci!n e"t,n goernada" e"encia'mente &or 'a" &ro&iedade" fí"ica" de 'o" ione" "o'+atado". La fa"e de re"ina &re"enta &referencia &or( 0. E' ion de carga ma*or. 8. E' ion con menor radio "o'+atado. . E' ion %#e tenga ma*or &o'ari/ai'idad.
a) Aplicaciones e in!e"ca#$io ca!i%nico& Lo" catione" inorg,nico" "e &#eden determinar en a'imento") ta'e" como 'o" a'imento" diet$tico" a-o" en "odio) * en m#e"tra" de orina.
$) Aplicaciones e in!e"ca#$io ani%nico& Se &#eden "e&arar 'o" ,cido" HCN) car!nico) "i'ícico * !rico de 'o" ,cido" fo"f!rico) "#'f?rico * c'orídrico. Lo" meta'e" %#e forman com&'e-o" c'or#ro * f'or#ro.
E'(ipo pa"a c"o#a!o"a*+a e in!e"ca#$io i%nico In"tr#mentaci!n( Un e%#i&o &ara an,'i"i" mediante cromatografía de intercamio i!nico @C.I.I. e"t, con"tit#ido ,"icamente &or 'o" com&onente" "ig#iente"( •
Un in*ector
•
Una +,'+#'a &ara 'a in*ecci!n
•
Un com&artimiento &ara 'a co'#mna
•
Una o +aria" co'#mna"
•
Una oma #n "i"tema de detecci!n cond#ctim$trico
•
Un "i"tema de regi"tro o de integraci!n
•
Un a#to m#e"treador
•
Un micro&roce"ador &ara a#tomati/ar o&eracione"
•
Un com&#tador &ara mane-ar * a'macenar informaci!n.
E' di"e=o de #n e%#i&o con e"ta" caracterí"tica") &ermite a&'icacione" ana'ítica" c#a'itati+a" *
c#antitati+a" r,&ida") "e'ecti+a" * "im#'t,nea"
&rinci&a'mente de e"&ecie" i!nica" inorg,nica" en e' rango de microgramo" &or 'itro en
m#e"tra" de ag#a") contaminante"
amienta'e") ind#"tria de a'imento") eida") &rod#cto" farmac$#tico") rec#rimiento") &rod#cto" agríco'a") 'aoratorio" c'ínico") 'aoratorio" de contro' de ca'idad * an,'i"i" en genera'. La" determinacione" de anione" * catione" m," frec#ente" "on( C'or#ro") rom#ro") f'#or#ro") nitrito") 8nitrato" ) "#'fato") fo"fato") orato") "#'focian#ro) "i'icato") 'itio) "odio) &ota"io) ca'cio) magne"io) e"troncio) ario) /inc) coa'to) mangane"o)
amonio) ,cido" caro6í'ico" @tartrato") 'actato) acetato * amina" @meti' amina) dimeti' amina) trimeti' amina.
,-
ELEMENTOS BASICOS a) Fase es!aciona"ia .Fi/a) Fase Es!aciona"ia& In"o'#'e) ''e+a en 'a "#&erficie carga" e'ectro"t,tica" fi-a" %#e retienen contraione" m!+i'e" %#e &#eden intercamiar"e &or ione" de 'a fa"e m!+i'. La fa"e e"tacionaria e" norma'mente #na re"ina de intercamio i!nico %#e contiene gr#&o" f#nciona'e" cargado" %#e interaccionan con gr#&o" cargado" de "igno o&#e"to de' com&#e"to %#e "e %#iere retener. :#ede "er( 0. Intercamiador de ione" cargado &o"iti+amente @intercamiador de anione") %#e interacciona con anione" 8. Intercamiador de ione" cargado negati+amente @intercamiador de catione") %#e interacciona con catione"
Resinas I. Re"ina" de &o'ie"tireno entrecr#/ada" II. Re"ina" a"ada" en Caroidrato" @Caroidrato" :o'im$rico") Agaro"a) de6trano) ce'#'o"a E"&ecia'mente #"ado" en 'a "e&araci!n de iomo'ec#'a". III. So&orte" a"ado" en 'a Sí'ice
Tipo e "esinas (saas
$) Fase #%0il . Se espla1a ) Fase M%0il& Di"o'#ci!n ac#o"a con cantidade" moderada" de metano' # otro di"o'+ente org,nico mi"ci'e con ag#a %#e contiene e"&ecie" i!nica" en forma) genera'mente de #ffer. Lo" ione" de 'a fa"e m!+i' com&iten con 'o" an,'ito" &or 'o" "itio" acti+o" de 'a fa"e e"tacionaria.
Ta#pones :ara e"to" intercamiadore" "e "#e'en #"ar. Hi"tidina @&Ga )02) imida/o' @9)3) trietano'amina @9)99) Tri" @1)0) dietano'amina @1)1 * otro". :or 'a mi"ma ra/!n) &ara 'a cr. i. cati!nico "e dee #"ar #n tam&!n ani!nico) como ac$tico @&Ga )9) cítrico @)9) Me" @)02) fo"fato @9)8) He&e" @9)22 * otro".
Elecci%n el !a#p%n 2 la *(e"1a i%nica A&arte de' &H de 'a fa"e mo+i') en 'a &#rificacion de #n "o'#toF&roteina a* %#e tener en c#enta e' ti&o de tam&!n %#e "e #"a * 'a f#er/a i!nica o concentracion "a'ina en 'a %#e tiene '#gar 'a interaccion con e' intercamiador. Re"&ecto a' ti&o de tam&on) 'a forma cargada de' mi"mo no dee interferir con e' &roce"o de intercamio de ione") &or 'o %#e no dee act#ar como contraion * com&etir con 'a &roteina &or 'a #nion a 'a f. e"tacionaria) &or%#e e''o de"+irt#aria "# e%#i'irio @* adema" "e crearia #n gradiente de &H en 'a co'#mna. :ara e''o) e' com&onente i!nico de' tam&!n dee de tener 'a mi"ma carga %#e 'a fa"e e"tacionaria.
E!apas el p"oceso c"o#a!o"34co 0. La &roteína %#e contiene en ma*or &orcenta-e carga" negati+a") "e +e rodeada &or ione" &o"iti+o". E"ta &roteína interaccionar, con #na matri/ %#e &o"ea carga" &o"iti+a". 8. Se &rod#cen interaccione" e'ectroe"t,tica" entre 'a &roteína * 'a matri/) &or 'o c#a' "e de"&'a/an 'o" ione" &o"iti+o" * negati+o" %#e "e encontraan interaccionando tanto con 'a &roteína como con 'a matri/. . Una +e/ %#e 'a &roteína e" ad"orida en 'a matri/ "e 'a+a 'a co'#mna con #n #ffer %#e &ermita e'iminar 'o" contaminante" %#e no e"t,n ad"orido". . :o"teriormente "e e'#*e 'a &roteína ad"orida en forma diferencia' mediante camio"( de f#er/a i!nica
&H de 'a "o'#ci!n e'#*ente 2. Jina'mente "e reacondiciona 'a matri/ &ara iniciar #n n#e+o cic'o. De&endiendo de' materia' "e &#eden rea'i/ar a"ta 033 cic'o".
,I- ,ENTA5AS Y DES,ENTA5AS ,en!a/as& •
A'ta ca&acidad
•
A'ta re"o'#ci!n.
•
:a"o concentrador( Se &#ede "emrar #n gran +o'#men &ara '#ego e'#ir'o en #n menor +o'#men.
•
Con #na mi"ma co'#mna "e &#ede #ti'i/ar a diferente" &H * otener di+er"o" &erfi'e" de e'#ci!n.
Des0en!a/as& •
La" m#e"tra" deen e"tar de"a'ini/ada" ante" de "er a&'icada" a e"te ti&o de cromatografía
,II- APLICACIONES Como a&'icacione" de 'a cromatografía i!nica e"t, e' an,'i"i" de droga" * "#" metao'ito") "#ero") con"er+ante" de a'imento") me/c'a" &ara +itamina") a/?care") * &re&aracione" farmac$#tica". E' intercamio i!nico "e #ti'i/a am&'iamente en 'a" ind#"tria" de a'imento" * eida") idrometa'?rgica) acaado de meta'e") %#ímica * &etro%#ímica) farmac$#tica) a/?car * ed#'corante") ag#a "#terr,nea * &ota'e) n#c'ear) a'andamiento ind#"tria' de' ag#a) "emicond#ctore") energía) * otra" m#ca" ind#"tria". En io%#ímica e" am&'iamente #ti'i/ado &ara "e&arar mo'$c#'a" cargada") ta'e" como &roteína". Un ,rea im&ortante de a&'icaci!n e" 'a
e6tracci!n * &#rificaci!n de "#"tancia" de origen io'!gico) ta'e" como &roteína" @amino,cido" * ADNFARN. Un e-em&'o m#* im&ortante e" e' &roce"o :UREK @:'#toni#mURani#m EKtraction &roce"") &roce"o de e6tracci!n de &'#tonio#ranio %#e "e #ti'i/a &ara "e&arar e' &'#tonio * e'#ranio entre 'o" &rod#cto" &re"ente" en e' com#"ti'e ga"tado de #n reactor n#c'ear) * &oder e'iminar 'o" &rod#cto" de de"eco. De e"te modo) e' &'#tonio * e' #ranio e"t,n di"&oni'e" &ara "er em&'eado" como materia'e" re'acionado" con 'a energía n#c'ear) como n#e+o com#"ti'e de reactor * arma" n#c'eare". Se #ti'i/a tami$n &ara "e&arar otro" con-#nto" de e'emento" %#ímico" m#* "imi'are") ta'e" como circonio * afnio) %#e &or cierto "on tami$n m#* im&ortante" &ara 'a ind#"tria n#c'ear. E' circonio e" &r,cticamente tran"&arente a 'o" ne#trone" 'ire") * "e #ti'i/a en 'a con"tr#cci!n de reactore") &ero e' afnio e" #n a"orente de ne#trone" m#* f#erte) #"ado en 'a" arra" de contro' de' reactor. Se #ti'i/an en e' re&roce"amiento de' com#"ti'e n#c'ear * e' tratamiento de 'o" re"id#o" radiacti+o".
O!"as aplicaciones
En ciencia de' "#e'o) 'a ca&acidad de intercamio cati!nico e" 'a ca&acidad de intercamio i!nico de 'o" "#e'o" &ara 'o" ione" de carga &o"iti+a. Lo" "#e'o" &#eden "er con"iderado" como
intercamiadore" nat#ra'e" de catione" d$i'e". En 'a faricaci!n de g#ía" de onda &'ana") e' intercamio i!nico "e
#ti'i/a &ara crear 'a ca&a g#ía de índice de refracci!n "#&erior. De"a'ca'ini/aci!n) o e'iminaci!n de 'o" ione" a'ca'ino" de 'a "#&erficie
de #n +idrio. :rod#cci!n de Vidrio end#recido %#ímicamente) &rod#cido &or e' intercamio de ione" Na &or G en 'a" "#&erficie" de cri"ta' #"ando GNO f#ndido.
E6tracci!n * &#rificaci!n de ,cido" n#c'eico" :#rificaci!n de ag#a
:#rificaci!n de' firin!geno de 'a 'ece Determinaci!n de anticon+#'"ante" en e' "#ero de"&#$" de 'a
e6tracci!n de 'a fa"e "!'ida. An,'i"i" de antii!tico" de &o'i $ter. Determinaci!n de &e"ticida". Identificaci!n de ,cido" org,nico" en 'a fr#ta * en e' -#go. Detecci!n de deri+aci!nf'#ore"cencia &o"tco'#mna &ara an,'i"i"
&ara +ario" ti&o" de &e"ticida" agríco'a". Determinaci!n de metao'ito" de Tri&t!fano en e' "#ero #mi'ica'.
,III- APLICACI6N EN LA INDUSTRIA FARMACEUTICA
