Solvent dumanlarına maruz kalmayı önlemek için tüm adımları çeker ocakta gerçekleştirin.
1. Bir Çözücü Seçme
- 50 mg numuneyi (N-bromosüksinimid) bir Erlenmeyer şişesine koyun.
- 0,5 mL kaynar çözücü (su) ekleyin. Numune tamamen çözülürse, soğuk çözücü içindeki çözünürlük, iyi bir yeniden kristalleştirme çözücüsü olamayacak kadar yüksektir.
- Numune soğuk çözücü içinde çözünmezse, çözücü kaynayana kadar test tüpünü ısıtın.
- Numune bu noktada tamamen çözünmediyse, katının tamamı çözünene kadar damla damla daha fazla kaynar çözücü ekleyin. Numunenin sıcak çözücü içinde çözülmesi 3 mL'den fazla sürerse, bu çözücüdeki çözünürlük muhtemelen onu iyi bir yeniden kristalleştirme çözücüsü yapmak için çok düşüktür.
- İlk çözücü seçimi iyi bir yeniden kristalleşme çözücüsü değilse, diğerlerini deneyin. Çalışan tek bir çözücü bulunamazsa, iki çözücülü bir sistem deneyin.
- Uygun bir tek solvent sistemi bulamazsanız, bir solvent çifti gerekli olabilir. Bir çözücü çiftini tanımlarken, göz önünde bulundurulması gereken birkaç önemli husus vardır: 1) İlk çözücü katıyı kolayca çözmelidir. 2) İkinci çözücü, 1st çözücü ile karışabilir, ancak çözünen madde için çok daha düşük bir çözünürlüğe sahip olmalıdır.
- Genel bir kural olarak, "beğeniler çözülür, beğeniler", polar bileşiklerin polar çözücülerde çözünür olma eğiliminde olduğu ve polar olmayan bileşiklerin genellikle daha çözünür polar olmayan bileşikler olduğu anlamına gelir.
- Ortak çözücü çiftleri (Tablo 1)
- Çözücünün kaynama noktasının en az 40 °C olduğundan emin olun, bu nedenle kaynayan çözücü ile oda sıcaklığındaki çözücü arasında makul bir sıcaklık farkı vardır.
- Çözücünün kaynama noktasının yaklaşık 120 °C'nin altında olduğundan emin olun, böylece kristallerden son çözücü kalıntılarını çıkarmak daha kolaydır.
- Ayrıca, çözücünün kaynama noktasının bileşiğin erime noktasından daha düşük olduğundan emin olun, böylece bileşik, çözünmeyen bir yağ yerine katı kristaller olarak oluşur.
- Safsızlıkların ya sıcak çözücüde çözünmez olduğunu (böylece bileşik çözüldükten sonra sıcak filtrelenebilirler) ya da soğuk çözücüde çözünür olduğunu (böylece tüm süreç boyunca çözünmüş halde kalabilirler) onaylayın.
2. Numunenin sıcak çözücü içinde çözülmesi
- Yeniden kristalleştirilecek bileşiği bir Erlenmeyer şişesine yerleştirin. Bu, bir beherden daha iyi bir seçimdir, çünkü eğimli kenarlar solvent buharlarını yakalamaya ve buharlaşma hızını yavaşlatmaya yardımcı olur.
- Çözücüyü (suyu) ayrı bir Erlenmeyer şişesine koyun ve düzgün bir şekilde kaynamasını sağlamak için kaynar cips veya karıştırma çubuğu ekleyin. Bir ocak gözünde kaynayana kadar ısıtın.
- Bileşiği küçük porsiyonlar halinde içeren oda sıcaklığında bir şişeye sıcak çözücü ekleyin, her eklemeden sonra bileşik tamamen çözülene kadar döndürün.
- Çözme işlemi sırasında, çözeltiyi de ocak gözü üzerine koyarak her zaman sıcak tutun. Gerekenden daha fazla sıcak çözücü eklemeyin - sadece numuneyi çözecek kadar.
- Katı maddenin bir kısmı çözülmüyor gibi görünüyorsa, daha fazla sıcak çözücü eklendikten sonra bile, bunun nedeni muhtemelen çok çözünmeyen safsızlıkların varlığıdır. Böyle bir durumda, solvent eklemeyi bırakın ve devam etmeden önce sıcak bir filtreleme yapın.
- Sıcak bir filtreleme yapmak için, bir parça filtre kağıdını yivli bir koni şekline katlayın ve cam sapsız bir huniye yerleştirin.
- Prosedürde buharlaşmaya izin vermek için sıcak çözeltiye% 10-20 fazla sıcak çözücü ekleyin.
- Çözeltiyi kağıda dökün. İşlem sırasında herhangi bir zamanda kristaller oluşmaya başlarsa, bunları çözmek için küçük bir miktar ılık çözücü ekleyin.
3. Çözeltinin Soğutulması
- Çözünmüş bileşiği içeren şişeyi, bir tezgah üzerine yerleştirilmiş bir kağıt havlu gibi ısıyı çok hızlı iletmeyen bir yüzeye yerleştirin.
- Buharlaşmayı önlemek ve çözeltiye toz düşmesini önlemek için soğurken şişeyi hafifçe örtün.
- Matarayı oda sıcaklığına soğuyana kadar rahatsız edilmeden bırakın.
- Kristaller oluştuktan sonra, maksimum miktarda kristal elde edildiğinden emin olmak için çözeltiyi bir buz banyosuna yerleştirin. Çözeltiler, buz banyosunda 30 dakika ila 1 saat boyunca veya bileşiğin çözeltiden tamamen kristalleşmiş gibi göründüğü zamana kadar bozulmadan bırakılmalıdır.
- Kristal oluşumu belirgin değilse, şişenin iç duvarlarını bir cam çubukla çizerek veya aynı bileşiğin küçük bir tohum kristali eklenerek indüklenebilir.
- Bu hala işe yaramazsa, muhtemelen çok fazla çözücü kullanılmıştır. Çözeltiyi tekrar ısıtın, çözücünün bir kısmının kaynamasına izin verin, ardından soğutun.
4. Kristallerin İzole Edilmesi ve Kurutulması
- Yeni oluşan kristalleri içeren soğuk şişeyi bir tezgah üzerine yerleştirin.
- Buharlaşmayı önlemek ve çözeltiye toz düşmesini önlemek için şişeyi hafifçe kapatın.
- Kristalleri, bir Büchner veya Hirsch hunisi kullanarak vakum filtrasyonu ile izole edin (şişeyi önce bir halka standına sıkıştırın).
- Kristallere yapışmış olabilecek yabancı maddeleri gidermek için Büchner hunisindeki kristalleri az miktarda taze, soğuk çözücü (yeniden kristalleştirme için kullanılan çözücünün aynısı) ile durulayın.
- Kristalleri kurutmak için filtre hunisinde bırakın ve birkaç dakika içlerinden hava çekin. Kristaller ayrıca birkaç saat veya gün boyunca açıkta kalmalarına izin verilerek havayla kurutulabilir. Daha verimli yöntemler arasında vakumla kurutma veya bir desikatöre yerleştirme yer alır.
| Polar Çözücü | Daha Az Polar Çözücü |
| Etil asetat | Hekzan |
| Metanol | Metilen klorür |
| Su | Etanol |
| Toluen | Hekzan |
Tablo 1. Ortak çözücü çiftleri.
Kaynak: Dr. Jimmy Franco Laboratuvarı - Merrimack Koleji
Yeniden kristalleştirme, katı bileşikleri saflaştırmak için kullanılan bir tekniktir. 1 Katılar, sıcak sıvılarda soğuk sıvılara göre daha fazla çözünür olma eğilimindedir. Yeniden kristalleştirme sırasında, saf olmayan bir katı bileşik, çözelti doygun hale gelene kadar sıcak bir sıvı içinde çözülür ve daha sonra sıvının soğumasına izin verilir. 2 Bileşik daha sonra nispeten saf kristaller oluşturmalıdır. İdeal olarak, mevcut olan herhangi bir safsızlık çözeltide kalacak ve büyüyen kristallere dahil edilmeyecektir (Şekil 1). Kristaller daha sonra filtrasyon yoluyla çözeltiden çıkarılabilir. Bileşiğin tamamı geri kazanılamaz - bazıları çözelti içinde kalacak ve kaybolacaktır.
Yeniden kristalleştirme genellikle bir ayırma tekniği olarak düşünülmez; daha ziyade, bir bileşikten az miktarda bir safsızlığın çıkarıldığı bir saflaştırma tekniğidir. Bununla birlikte, iki bileşiğin çözünürlük özellikleri yeterince farklıysa, neredeyse eşit miktarlarda mevcut olsalar bile, bunları ayırmak için yeniden kristalleştirme kullanılabilir. Yeniden kristalleştirme, çoğu safsızlık ekstraksiyon veya kolon kromatografisi gibi başka bir yöntemle zaten giderildiğinde en iyi sonucu verir.
Şekil 1. Yeniden kristalleşme için genel şema.
Solvent dumanlarına maruz kalmayı önlemek için tüm adımları çeker ocakta gerçekleştirin.
1. Bir Çözücü Seçme
- 50 mg numuneyi (N-bromosüksinimid) bir Erlenmeyer şişesine koyun.
- 0,5 mL kaynar çözücü (su) ekleyin. Numune tamamen çözülürse, soğuk çözücü içindeki çözünürlük, iyi bir yeniden kristalleştirme çözücüsü olamayacak kadar yüksektir.
- Numune soğuk çözücü içinde çözünmezse, çözücü kaynayana kadar test tüpünü ısıtın.
- Numune bu noktada tamamen çözünmediyse, katının tamamı çözünene kadar damla damla daha fazla kaynar çözücü ekleyin. Numunenin sıcak çözücü içinde çözülmesi 3 mL'den fazla sürerse, bu çözücüdeki çözünürlük muhtemelen onu iyi bir yeniden kristalleştirme çözücüsü yapmak için çok düşüktür.
- İlk çözücü seçimi iyi bir yeniden kristalleşme çözücüsü değilse, diğerlerini deneyin. Çalışan tek bir çözücü bulunamazsa, iki çözücülü bir sistem deneyin.
- Uygun bir tek solvent sistemi bulamazsanız, bir solvent çifti gerekli olabilir. Bir çözücü çiftini tanımlarken, göz önünde bulundurulması gereken birkaç önemli husus vardır: 1) İlk çözücü katıyı kolayca çözmelidir. 2) İkinci çözücü, 1st çözücü ile karışabilir, ancak çözünen madde için çok daha düşük bir çözünürlüğe sahip olmalıdır.
- Genel bir kural olarak, "beğeniler çözülür, beğeniler", polar bileşiklerin polar çözücülerde çözünür olma eğiliminde olduğu ve polar olmayan bileşiklerin genellikle daha çözünür polar olmayan bileşikler olduğu anlamına gelir.
- Ortak çözücü çiftleri (Tablo 1)
- Çözücünün kaynama noktasının en az 40 °C olduğundan emin olun, bu nedenle kaynayan çözücü ile oda sıcaklığındaki çözücü arasında makul bir sıcaklık farkı vardır.
- Çözücünün kaynama noktasının yaklaşık 120 °C'nin altında olduğundan emin olun, böylece kristallerden son çözücü kalıntılarını çıkarmak daha kolaydır.
- Ayrıca, çözücünün kaynama noktasının bileşiğin erime noktasından daha düşük olduğundan emin olun, böylece bileşik, çözünmeyen bir yağ yerine katı kristaller olarak oluşur.
- Safsızlıkların ya sıcak çözücüde çözünmez olduğunu (böylece bileşik çözüldükten sonra sıcak filtrelenebilirler) ya da soğuk çözücüde çözünür olduğunu (böylece tüm süreç boyunca çözünmüş halde kalabilirler) onaylayın.
2. Numunenin sıcak çözücü içinde çözülmesi
- Yeniden kristalleştirilecek bileşiği bir Erlenmeyer şişesine yerleştirin. Bu, bir beherden daha iyi bir seçimdir, çünkü eğimli kenarlar solvent buharlarını yakalamaya ve buharlaşma hızını yavaşlatmaya yardımcı olur.
- Çözücüyü (suyu) ayrı bir Erlenmeyer şişesine koyun ve düzgün bir şekilde kaynamasını sağlamak için kaynar cips veya karıştırma çubuğu ekleyin. Bir ocak gözünde kaynayana kadar ısıtın.
- Bileşiği küçük porsiyonlar halinde içeren oda sıcaklığında bir şişeye sıcak çözücü ekleyin, her eklemeden sonra bileşik tamamen çözülene kadar döndürün.
- Çözme işlemi sırasında, çözeltiyi de ocak gözü üzerine koyarak her zaman sıcak tutun. Gerekenden daha fazla sıcak çözücü eklemeyin - sadece numuneyi çözecek kadar.
- Katı maddenin bir kısmı çözülmüyor gibi görünüyorsa, daha fazla sıcak çözücü eklendikten sonra bile, bunun nedeni muhtemelen çok çözünmeyen safsızlıkların varlığıdır. Böyle bir durumda, solvent eklemeyi bırakın ve devam etmeden önce sıcak bir filtreleme yapın.
- Sıcak bir filtreleme yapmak için, bir parça filtre kağıdını yivli bir koni şekline katlayın ve cam sapsız bir huniye yerleştirin.
- Prosedürde buharlaşmaya izin vermek için sıcak çözeltiye% 10-20 fazla sıcak çözücü ekleyin.
- Çözeltiyi kağıda dökün. İşlem sırasında herhangi bir zamanda kristaller oluşmaya başlarsa, bunları çözmek için küçük bir miktar ılık çözücü ekleyin.
3. Çözeltinin Soğutulması
- Çözünmüş bileşiği içeren şişeyi, bir tezgah üzerine yerleştirilmiş bir kağıt havlu gibi ısıyı çok hızlı iletmeyen bir yüzeye yerleştirin.
- Buharlaşmayı önlemek ve çözeltiye toz düşmesini önlemek için soğurken şişeyi hafifçe örtün.
- Matarayı oda sıcaklığına soğuyana kadar rahatsız edilmeden bırakın.
- Kristaller oluştuktan sonra, maksimum miktarda kristal elde edildiğinden emin olmak için çözeltiyi bir buz banyosuna yerleştirin. Çözeltiler, buz banyosunda 30 dakika ila 1 saat boyunca veya bileşiğin çözeltiden tamamen kristalleşmiş gibi göründüğü zamana kadar bozulmadan bırakılmalıdır.
- Kristal oluşumu belirgin değilse, şişenin iç duvarlarını bir cam çubukla çizerek veya aynı bileşiğin küçük bir tohum kristali eklenerek indüklenebilir.
- Bu hala işe yaramazsa, muhtemelen çok fazla çözücü kullanılmıştır. Çözeltiyi tekrar ısıtın, çözücünün bir kısmının kaynamasına izin verin, ardından soğutun.
4. Kristallerin İzole Edilmesi ve Kurutulması
- Yeni oluşan kristalleri içeren soğuk şişeyi bir tezgah üzerine yerleştirin.
- Buharlaşmayı önlemek ve çözeltiye toz düşmesini önlemek için şişeyi hafifçe kapatın.
- Kristalleri, bir Büchner veya Hirsch hunisi kullanarak vakum filtrasyonu ile izole edin (şişeyi önce bir halka standına sıkıştırın).
- Kristallere yapışmış olabilecek yabancı maddeleri gidermek için Büchner hunisindeki kristalleri az miktarda taze, soğuk çözücü (yeniden kristalleştirme için kullanılan çözücünün aynısı) ile durulayın.
- Kristalleri kurutmak için filtre hunisinde bırakın ve birkaç dakika içlerinden hava çekin. Kristaller ayrıca birkaç saat veya gün boyunca açıkta kalmalarına izin verilerek havayla kurutulabilir. Daha verimli yöntemler arasında vakumla kurutma veya bir desikatöre yerleştirme yer alır.
| Polar Çözücü | Daha Az Polar Çözücü |
| Etil asetat | Hekzan |
| Metanol | Metilen klorür |
| Su | Etanol |
| Toluen | Hekzan |
Tablo 1. Ortak çözücü çiftleri.
Yeniden kristalleştirme, katı bileşikler için bir saflaştırma tekniğidir.
Yeniden kristalleştirmeyi gerçekleştirmek için, saf olmayan bir katı bileşik, doymuş bir çözelti oluşturmak için sıcak çözücü ile karıştırılır. Bu çözelti soğudukça, bileşiğin çözünürlüğü azalır ve çözeltiden saf kristaller büyür.
Yeniden kristalleştirme genellikle ekstraksiyon veya kolon kromatografisi gibi diğer ayırma yöntemlerinden sonra son adım olarak kullanılır. Yeniden kristalleştirme, çok farklı çözünürlük özelliklerine sahip iki bileşiği ayırmak için de kullanılabilir. Bu video, yeniden kristalleştirme için çözücü seçimini, organik bir bileşiğin çözeltiden saflaştırılmasını gösterecek ve kimyada birkaç uygulamayı tanıtacaktır.
Kristalleşme çekirdeklenme ile başlar. Çözünen moleküller, kararlı küçük bir kristal oluşturmak için bir araya gelir ve bunu kristal büyümesi izler. Çekirdeklenme, tohum kristalleri, çizikler veya katı safsızlıklar gibi çekirdeklenme bölgelerinde, çözeltide kendiliğinden olduğundan daha hızlı gerçekleşir. Ajitasyon ayrıca hızlı çekirdeklenmeyi teşvik edebilir. Bununla birlikte, hızlı büyüme, optimum koşullarda yetiştirilmezse safsızlıkların dahil edilmesine yol açabilir.
Bir bileşiğin çözünürlüğü sıcaklıkla artma eğilimindedir ve büyük ölçüde çözücü seçimine bağlıdır. Yüksek ve düşük sıcaklıkta çözünürlük farkı ne kadar büyükse, çözünen maddenin soğudukça çözeltiden çıkması ve kristaller oluşturması o kadar olasıdır.
Seçilen çözücünün kaynama noktası en az 40 olmalıdır?? C yani kaynama ve oda sıcaklığı arasında önemli bir sıcaklık farkı vardır. Kristalleşmeyi sağlamak için çözücünün kaynama noktası da çözünen maddenin erime noktasının altında olmalıdır. Çözeltinin hızlı soğutulması, birçok çekirdeklenme bölgesinin oluşumuna neden olur, böylece birçok küçük kristalin büyümesini destekler. Bununla birlikte, yavaş soğutma, daha az çekirdeklenme bölgesinin oluşumuna neden olur ve daha büyük ve daha saf kristalleri tercih eder. Bu nedenle yavaş soğutma tercih edilir.
Ek olarak, safsızlıkları en aza indirmek için bir çözücü seçilebilir. Bir çözelti safsızlığı, çözünen maddenin kendisinden daha fazla çözünürse, tamamen oluşmuş kristallerden soğuk çözücü ile yıkanabilir. Bununla birlikte, bir safsızlık daha az çözünürse, önce kristalleşir ve daha sonra çözünen maddenin yeniden kristalleşmesinden önce ısıtılmış çözeltiden filtrelenebilir.
Tek bir çözücü gerekli özelliklere sahip değilse, bir çözücü karışımı kullanılabilir. Bir çözücü çifti için, ilk çözücü katıyı kolayca çözmelidir. İkinci çözücü, çözünen madde için daha düşük bir çözünürlüğe sahip olmalı ve birinci çözücü ile karışabilir olmalıdır. Yaygın çözücü çiftleri arasında etil asetat ve heksan, toluen ve heksan, metanol ve diklorometan ve su ve etanol bulunur.
Artık yeniden kristalleştirme ilkelerini anladığınıza göre, bir organik bileşiğin yeniden kristalleştirme yoluyla saflaştırılması için bir prosedürden geçelim.
Bu prosedüre başlamak için, 50 mg numuneyi bir cam test tüpüne yerleştirin.
0,5 mL oda sıcaklığında çözücü ekleyin. Bileşik tamamen çözülürse, soğuk çözücüdeki çözünürlük yeniden kristalleştirme için kullanılamayacak kadar yüksektir. Aksi takdirde, test tüpündeki karışımı kaynama noktasına kadar ısıtın.
Bileşik kaynayan çözücü içinde tamamen çözünmezse, çözücünün başka bir kısmını kaynama noktasına kadar ısıtın. Kaynayan çözücüyü, katı tamamen eriyene kadar veya test tüpü 3 mL çözücü içerene kadar test tüpüne damla damla ekleyin. Katı hala çözülmezse, bu çözücü içindeki çözünürlüğü çok düşüktür.
Safsızlıkların ya çözündükten sonra filtrelenebilmeleri için sıcak çözücüde çözünmez olduklarını ya da yeniden kristalleşme tamamlandıktan sonra çözelti içinde kalmaları için soğuk çözücüde çözünür olduklarını onaylayın. Bir çözücü tüm kriterleri karşılıyorsa, yeniden kristalleştirme için uygundur.
Yeniden kristalleşmeye başlamak için, çözücüyü bir karıştırma çubuğu ile bir Erlenmeyer şişesinde sıcak bir plaka üzerinde kaynayana kadar ısıtın. Yeniden kristalleştirilecek bileşiği oda sıcaklığında başka bir Erlenmeyer şişesine yerleştirin.
Daha sonra, bileşiğe küçük bir kısım sıcak çözücü ekleyin. Karışımı şişede döndürün ve ardından sıcak tabağa da yerleştirin. Numune tamamen çözünene kadar veya çözücü ilavesi daha fazla çözünmeye neden olmayana kadar bu işlemi tekrarlayın.
Buharlaşmayı hesaba katmak için çözeltiye %10 fazla sıcak çözücü ekleyin. Filtre kağıdını bir Bøchner hunisi kurulumuna yerleştirin. Çözünmeyen safsızlıkları gidermek için çözeltiyi süzün. Filtrasyon sırasında kristaller oluşursa, bunları sıcak çözücü damlaları ile çözün.
Çözeltiyi tezgah üzerinde soğutun. Buharlaşma nedeniyle solvent kaybını önlemek ve partikülleri çözeltiden uzak tutmak için şişeyi kapatın.
Şişeyi oda sıcaklığına soğuyana kadar rahatsız edilmeden bırakın. Soğutma sırasındaki çalkalama, daha az saf kristal elde ederek hızlı kristalleşmeye neden olabilir. Soğuduktan sonra kristal oluşumu belirgin değilse, şişenin iç duvarlarını bir cam çubukla hafifçe çizerek veya yeniden kristalleştirilen bileşiğin küçük bir tohum kristali ekleyerek kristalleşmeyi indükleyin.
Kristal oluşumu indüklenemezse, çözücünün bir kısmını kaynatmak için çözeltiyi yeniden ısıtın ve ardından çözücüyü bir kez daha oda sıcaklığına soğutun.
Kristaller oluştuktan sonra bir buz banyosu hazırlayın. Çözeltiyi kapalı tutarak, kristalleşme tamamlanmış gibi görünene kadar çözeltiyi buz banyosunda soğutun.
Bir filtrasyon şişesini bir halka standına kelepçeleyin ve şişeyi bir vakum hattına bağlayın. Şişenin ağzına bir Béchner hunisi ve adaptörü yerleştirin.
Çözelti ve kristal karışımını huniye dökün ve vakumlu filtrasyona başlayın. Şişede kalan kristalleri soğuk çözücü ile huniye durulayın. Çözünür safsızlıkları gidermek için huni üzerindeki kristalleri soğuk çözücü ile yıkayın.
Kristalleri kurutmak için huniden hava çekmeye devam edin ve ardından vakum pompasını kapatın. Gerekirse, kristalleşmiş katıyı depolamadan önce kristallerin oda sıcaklığında kuruması için oda sıcaklığında bekletilmesine veya bir desikatöre yerleştirilmesine izin verilebilir.
Ham bileşikte bulunan sarı safsızlıklar uzaklaştırılarak kirli beyaz bir katı elde edilmiştir. Bileşiğin kimliğine ve safsızlıklara bağlı olarak, kristallerin saflığı NMR spektroskopisi, erime noktası ölçümleri veya görsel inceleme ile doğrulanabilir.
Yeniden kristalleştirme yoluyla saflaştırma, kimyasal sentez ve analiz için önemli bir araçtır.
X-ışını kristalografisi, bir molekülün üç boyutlu atomik yapısını tanımlayan güçlü bir karakterizasyon tekniğidir. Bu, yeniden kristalleştirme ile elde edilen saf bir tek kristal gerektirir. Proteinler gibi bazı molekül sınıflarının kristalleşmesi zordur, ancak yapıları kimyasal işlevlerini anlamak için son derece önemlidir. Yeniden kristalleşme koşullarının dikkatli bir şekilde seçilmesiyle, bu molekül sınıfları bile X-ışını kristalografisi ile analiz edilebilir. Bu süreç hakkında daha fazla bilgi edinmek için, bu koleksiyonun kristalografi için kristal yetiştirme hakkındaki videosuna bakın.
Saf olmayan reaktanlar istenmeyen yan reaksiyonlara neden olabilir. Reaktanların yeniden kristalleştirme yoluyla saflaştırılması, ürün saflığını ve verimini artırır. Katı bir ürün izole edildikten ve yıkandıktan sonra, filtrattan uçucu maddeler uzaklaştırılarak ve ürün elde edilen katıdan yeniden kristalleştirilerek reaksiyon verimi de arttırılabilir. Antifriz proteinleri veya AFP'ler, buzlu ortamlarda yaşayan birçok organizmada eksprese edilir. AFP'ler, buz düzlemlerine bağlanarak iç buz büyümesini engeller ve daha büyük buz kristallerine yeniden kristalleşmeyi engeller. Farklı AFP'ler, farklı buz kristali düzlem türlerine bağlanır. AFP bağlanma mekanizmalarının araştırılması, bunların tek buz kristalleri üzerine adsorbe edilmesini içerir. Net ve bilgilendirici sonuçlar için tek bir buz kristalinin uygun şekilde büyümesi çok önemlidir. Bu proteinlerin soğuğa dayanıklı mahsullerin mühendisliğinden kriyocerrahiye kadar uygulamaları vardır.
JoVE'nin yeniden kristalleştirme yoluyla saflaştırıcı bileşiklere girişini az önce izlediniz. Artık tekniğin ilkelerine, bir saflaştırma prosedürüne ve kimyada bazı yeniden kristalleştirme uygulamalarına aşina olmalısınız.
İzlediğiniz için teşekkürler!
Başarılı bir yeniden kristalleşme, uygun çözücü seçimine bağlıdır. Bileşik, sıcak çözücüde çözünür olmalı ve soğukken aynı çözücüde çözünmemelidir. Yeniden kristalleştirme amacıyla, çözünür ve çözünmez arasındaki ayrım çizgisinin w/v'sinin %3'ünü düşünün: 3 g bir bileşik 100 mL bir çözücü içinde çözülürse, çözünür olarak kabul edilir. Bir çözücü seçerken, sıcak çözünürlük ile soğuk çözünürlük arasındaki fark ne kadar büyükse, yeniden kristalleşmeden o kadar fazla ürün geri kazanılabilir.
Soğutma hızı kristallerin boyutunu ve kalitesini belirler: hızlı soğutma küçük kristalleri tercih eder ve yavaş soğutma büyük ve genellikle daha saf kristallerin büyümesini destekler. Yeniden kristalleşme hızı genellikle maddenin erime noktasının yaklaşık 50 °C altında en yüksektir; maksimum kristal oluşumu, erime noktasının yaklaşık 100 °C altında gerçekleşir.
"Kristalleşme" ve "yeniden kristalleşme" terimleri bazen birbirinin yerine kullanılsa da, teknik olarak farklı süreçlere atıfta bulunurlar. Kristalleşme, kimyasal bir reaksiyonla yeni, çözünmeyen bir ürünün oluşumunu ifade eder; Bu ürün daha sonra reaksiyon çözeltisinden birçok sıkışmış safsızlık içeren amorf bir katı olarak çökelir. Yeniden kristalleşme kimyasal bir reaksiyon içermez; Ham ürün basitçe çözelti içinde çözülür ve daha sonra kristallerin yeniden oluşmasına izin vermek için koşullar değiştirilir. Yeniden kristalleşme daha saf bir nihai ürün üretir. Bu nedenle, kristalizasyon yoluyla katı bir ürün üreten deneysel prosedürler, normal olarak saf bileşiği vermek için son bir yeniden kristalleştirme adımını içerir.
Yeniden kristalleşme sonuçlarının bir örneği Şekil 2'de gösterilmiştir. Ham bileşikte bulunan sarı safsızlıklar uzaklaştırılır ve saf ürün kirli beyaz bir katı olarak bırakılır. Yeniden kristalize edilmiş bileşiğin saflığı artık nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi ile veya yayınlanmış bir erime noktasına sahip bir bileşikse, erime noktasının literatürdeki erime noktasına ne kadar benzer olduğu ile doğrulanabilir. Gerekirse, saflık kabul edilebilir derecede yüksek olana kadar birden fazla yeniden kristalleştirme gerçekleştirilebilir.
Şekil 2. 2a) Ham bir bileşik (solda), 2b) filtrasyondan önce yeniden kristalize edilmiş ürün (ortada) ve 2c) yeniden kristalleşmeden sonra aynı bileşik (sağda).
Yeniden kristalleştirme, bir bileşiğin kendisiyle karışabilecek yabancı maddeleri uzaklaştırarak saflaştırılmasına yönelik bir yöntemdir. Bileşik sıcak bir çözücüde çok çözünür olduğunda, ancak aynı çözücünün soğuk versiyonunda çok çözünmez olduğunda en iyi sonucu verir. Bileşik, oda sıcaklığında katı olmalıdır. Yeniden kristalleştirme, genellikle daha büyük miktarlarda safsızlıkların giderilmesinde etkili olan, ancak nihai bileşiğin saflığını yeterince yüksek bir seviyeye çıkarmayan diğer yöntemlerden (ekstraksiyon veya kolon kromatografisi gibi) sonra son bir temizleme adımı olarak kullanılır.
Yeniden kristalleştirme, bir bileşiğin kesinlikle saf, mükemmel tek kristallerini üretebilen tek tekniktir. Bu kristaller, bir molekülün yapısını ve üç boyutlu şeklini belirlemede nihai otorite olan X-ışını analizi için kullanılabilir. Bu durumlarda, kristal kafesin herhangi bir safsızlık içermeden oluşmasına izin vermek için yeniden kristalleşmenin haftalar veya aylar boyunca çok yavaş ilerlemesine izin verilir. Bu süre zarfında çözücünün mümkün olduğu kadar yavaş buharlaşmasına izin vermek veya çözücünün, bileşiğin çözünmediği başka bir çözücü ile çok yavaş karışmasına izin vermek için özel cam eşyalara ihtiyaç vardır (antiçözücü ilavesi olarak adlandırılır).
İlaç endüstrisi de yeniden kristalleştirmeyi yoğun bir şekilde kullanır, çünkü bu, kolon kromatografisinden daha kolay ölçeklendirilen bir saflaştırma aracıdır. 3 Endüstriyel uygulamalarda yeniden kristalleşmenin önemi, eğitimcileri laboratuvar müfredatında yeniden kristalleşmeyi vurgulamaya yöneltmiştir. 4 Örneğin, HIV'in etkilerini azaltmak için kullanılan Stavudine ilacı tipik olarak kristalizasyon yoluyla izole edilir. 5 Çoğu zaman, moleküller birden fazla farklı kristal yapıya sahiptir, bu nedenle hangi kristal formunun soğutma hızı, çözücü bileşimi vb. gibi koşullar altında izole edildiğini değerlendirmek ve anlamak için araştırma yapmak gerekir. Bu farklı kristal formlar farklı biyolojik özelliklere sahip olabilir veya vücuda farklı oranlarda emilebilir.
Yeniden kristalleştirmenin daha yaygın bir kullanımı akide şekeri yapmaktır. Akide şekeri, şekerin sıcak suda doygunluk noktasına kadar çözülmesiyle yapılır. Çözeltinin içine tahta çubuklar yerleştirilir ve çözeltinin soğumasına ve yavaşça buharlaşmasına izin verilir. Birkaç gün sonra, tahta çubukların her yerinde büyük şeker kristalleri büyüdü.
Chapters in this video
0:00
Overview
0:58
Principles of Recrystallization
3:41
Selecting a Solvent
4:50
Recrystallization
7:40
Applications
9:31
Summary
Videos from this collection:
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved