MÉTODOS ÓPTICOS ELECTROQUÍMICOS Y CROMATOGRÁFICOS

Interacciones moleculares y su

importancia en los procesos

cromatográficos.

INTEGRANTES:Alma Basto Jessica Chi

Ángel Canul Fátima CanoIrvin Castillo

La afinidad relativa de un soluto en las dos fases para un sistema cromatográfico determina la magnitud del

coeficiente de distribución (el coeficiente de distribución

deben ser grande).

Características

En la CG*, la retención y selectividad

depende de la fase estacionaria.

En CL** La retención y selectividad

depende de la fase móvil (proporciona interacción con el

analito) y estacionaria (reduce

el coeficiente de distribución).

*Cromatografía de gases** Cromatografía de líquidos

La fuerza de interacción

Fuerzas de interacción

Fuerzas de dispersión

Van Der Waals

Fuerzas de London

Fuerzas iónicas

Fuerza hidrofílica e hidrofóbica

Fuerzas polares

Dipolo-Dipolo

Puente de hidrógeno

Dipolo-Dipolo inducido

Fuerzas de dispersión

Van der WaalsSon aquellas que existen entre las moléculas de

un compuesto no polar, en el que cada átomo

tiene respecto a otro con el que no está unido,

un radio de Van der Waals.

LondonSon fuerzas de atracción débiles entre

moléculas que resultan de los pequeños

dipolos instantáneos, que se forman debido a

la variación en las posiciones de los

electrones en su movimiento alrededor del

núcleo (surge de las vibraciones de electrones

/ núcleos).

Figura 2. Alineación de las moléculas en estado sólido A y en estado líquido B.

Figura 1. Dipolos momentáneos

Fuerzas de dispersión en cromatografía

Cromatografía

Adsorción

Fase estacionaria (FE) : sólido

Fase móvil

Líquido, se llama CLS

Gas, se llama CGS

El analito interacciona con la FE por fuerzas de Van der Waals

Partición

Fase estacionaria (FE) : líquido

Fase móvilLíquido, se llama CLL

Gas, se llama CGL

En CFR la fase móvil empuja al soluto hacia la capa móvil hidrocarbonácea enlazada (C8 Y C18) por fuerzas de London.

Desventajas de las fuerzas de dispersión en cromatografía

Fuerzas de dispersión de London y de Van der Waals

Son fuerzas débiles, eficaces sólo a distancias cortas.

La energía requerida para romper los enlaces es pequeña.Provoca mayor eficiencia en la separación.La interacción del soluto con la fase estacionaria es temporal.

Desventajas Ventajas

Fuerzas Polares

• Tienen un dipolo o varios en distintas partes de la molécula.

Fuerzas polares

Dipolo-Dipolo Puente de hidrógeno

Dipolo-Dipolo inducido

Dipolo-Dipolo

CARACTERÍSTICAS DE LA FASE MÓVIL

Polaridad: La interacción total entre una molécula de fase móvil y una molécula de soluto es el resultado de las siguientes interacciones.

Cuanto mayor es la combinación de estas interacciones, mayor será la atracción entre moléculas de fase móvil y soluto.

La capacidad de una molécula de interactuar de acuerdo a estos mecanismos, es una medida de lo que llamamos “polaridad”. Así, los solventes "polares" disuelven preferencialmente moléculas "polares”.

Fuerzas Polares y su interacción en cromatografía

Cromatografía liquidaCuando la fase estacionaria es polar y la fase móvil no polar, se denomina sistemas normales. En estos sistemas la retención del soluto se incrementan generalmente con su polaridad. Si la fase estacionaria es menos polar que la móvil se denomina un sistema de fase inversa, las especies polares tienen poca afinidad por la fase estacionaria.

Interacción dipolo-dipolo

Cromatografía de reparto.

Tiene lugar cuando se utiliza un liquido como fase estacionaria. Para inmovilizar este liquido se utiliza un soporte solido de gran área superficial. Cromatografía líquido-líquido, para evitar que se mezclen las fases se utiliza como fase móvil y estacionaria con polaridad muy diferentes. Si el liquido es polar (etilen-glicon), la fase móvil será no polar (hexano). Los solutos polares son retenidos mas fuertemente que los no polares.

Cromatografía de gases

Fase móvil gas portador. Fase estacionaria polidimetilsiloxano: fase no polar de uso general para hidrocarburos, drogas y esteroides.

Puente de Hidrógeno

• Enlace de hidrógeno• Se forma cuando un átomo de H

unido a un átomo muy electronegativo es atraído simultáneamente por un átomo muy electronegativo de una molécula vecina.

• F, O y N cumplen los requerimientos para la formación del enlace de hidrógeno.

Puente de hidrógeno

Puente de hidrógeno entre bases nitrogenadas

Importancia de los puentes de hidrógeno en cromatografía

Fase estacionaria; La superficie del gel de sílice interacciona con

los compuestos orgánicos mediante interacciones de carácter

polar:-Puentes de hidrógeno

-Interacciones electrostáticas

Los compuestos más polares interaccionan más fuertemente con

la sílica.

Cromatografía de reparto en fase reversa

-Disolvente polar en fase móvil.

-Cadena hidrocarbonada ligada como fase estacionaria.

La selectividad se basa en las interacciones específicas entre el

soluto y la fase móvil

PUENTE DE HIDRÓGENO Ventajas:Reproducibilidad Tiempos de retención cortos

Dipolo-Dipolo inducido• Todos los compuestos que pueden exhibir interacciones polares

no necesitan contener dipolos permanentes.

Fuerza dipolo- dipolo inducido La atracción entre una molécula polar y un dipolo inducido (molécula no polar).Se llama dipolo inducido porque la separación de sus cargas positiva y negativa se debe a la proximidad de un ión o molécula polar.

Fuerza dipolo-dipolo inducido en cromatografía

Cromatografía fase normal NP-HPLC• Fase móvil no polar o poco polar • Fase estacionaria polar (gel de

sílice)•  La fuerza de adsorción aumenta a

medida que aumenta la polaridad del compuesto

• La interacción entre el compuesto polar y la fase estacionaria polar aumenta el tiempo de retención.

DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO Ventajas Separar los compuestos en base a su polaridad.

DesventajasFalta de reproducibilidad de los tiempos de retención

Tipos de interacciones iónicas

a)Carga-carga

b)Carga-dipolo

b)

Fuerzas iónicas• Son atracciones ente iones de carga opuesta,

es decir, la atracción de un ion cargado positivamente (catión) y ion cargado negativamente (anión).

Cromatografía de intercambio iónico.

• Consiste en separar las proteínas en función de su carga eléctrica en lugar de hacerlo por su tamaño y es eficazmente utilizada para la purificación de proteínas.Aplicación.

La separación se hace por medio de una fase estacionaria con sustituyentes ionizables que tiene como función retener las proteínas cargadas negativamente (rojo ) con el fin de que solo las proteínas cargadas positivamente y las neutras puedan pasar libremente a través de la fase y eluir por la columna.

Fuerza iónica en cromatografía de intercambio iónico

Interacción hidrofóbica e hidrofílica

Dependen de la solubilidad,

miscibilidad e interacción molecular

El carácter interactivo neta de una molécula grande se

compone de las contribuciones individuales de los diferentes grupos químicos (neta de una

molécula grande)

Cromatografía y la interacción hidrofóbica

HIC (Cromatografía de Interacción hidrofóbica)-Separa las proteínas en base a su hidrofobicidad superficial.

-Se caracteriza por la adsorción de las biomoléculas a la superficie débilmente hidrofóbica acuosa y su posterior elución mediante una gradiente salino negativo.

-No-desnaturaliza, ya que el contrario de la fase reversa (tiene gran fuerza hidrofóbica con el soporte) no requiere de modificador orgánico para la elución de las diferentes proteínas.

Analito

HIC, permitir mayor interacción hidrofóbica.

Cromatografía y la interacción hidrofílica

Conclusión

• Cada una de las interacciones moleculares y las fuerzas empleadas tienen una gran importancia en la cromatografía, es decir la interacción del analito con la fase móvil y la estacionaria esta dada por esa interacción, por el cual existe una técnica adaptada para cada analito dependiendo de la molécula o parte de ella que interaccione durante el proceso, entonces no hay cromatografía mejores que otras solo las adecuadas al analito de interés.

Referencias• Melo, V.; Cuamatzi, O. Bioquímica de los procesos metabólicos, 2 a ed.; Reverté: México,

2010; pp. 34.• Darrell, D. ; Ebbing, S. Química general, 9a ed.; Cengage Learning, 9a ed.; México, 2010;

pp. 437.• Reamigton, G.A. Farmacia, 20 a ed.; Panamericana: Buenos Aires, 2003; pp. 686,699 y 708.• Barquero, M. Mecanismo y aplicaciones de la cromatografía líquida de alto desempeño,

Editorial de la Universidad de Costa Rica: Costa Rica, 2004; pp. 35.• https://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r49999.PDF consultado en

marzo 2014• Chang, R. Química; 7ed.; McGraw Hill: Colombia, 2002, pp 420• Petrucci, R.; Harwood, W.; Herring, G. Química general, 8ed.; Pearson educación; Madrid:

2003,pp 502• Revista: Revisiones de la ciencia, tecnología e ingeniería de los alimentos; volumen 1,

numero 1: 2001; Universidad central del ecuador: Colombia. Pp 10 • Müller, W. Bioquímica; fundamentos para medicina y ciencia de la vida, Reverté;

España,2008:pp. 106-107.• Lodish, H. Biología molecular y celular. 5ª Ed. Panamericana: Buenos Aires, 2006: pp. 33