טיהור תרכובות על ידי תיקון

נסיגה מוצלחת תלויה בבחירה הנכונה של ממס. המתחם חייב להיות מסיס בממס החם ותסיס באותו ממס כאשר הוא קר. לצורך recrystallization, לשקול 3% w / v הקו המפריד בין מסיס lululuble: אם 3 גרם של תרכובת מתמוסס ב 100 מ"ל של ממס, זה נחשב מסיס. בבחירת ממס, ככל שההבדל בין מסיסות חמה למסיסות קרה, כך ניתן לשחזר את המוצר יותר מ- recrystallization.

קצב הקירור קובע את גודלם ואיכותם של הגבישים: קירור מהיר מעדיף גבישים קטנים, וקירור איטי מעדיף את הצמיחה של גבישים גדולים ובדרך כלל טהורים יותר. קצב ה- recrystallization הוא בדרך כלל הגדול ביותר בסביבות 50 °C (50 °F) מתחת לנקודת ההיתוך של החומר; היווצרות מקסימלית של גבישים מתרחשת על 100 °C (50 °F) מתחת לנקודת ההיתוך.

למרות המונחים "התגבשות" ו "recrystallization" משמשים לפעמים לסירוגין, הם מתייחסים מבחינה טכנית לתהליכים שונים. התגבשות מתייחסת להיווצרות של מוצר חדש, מסיס על ידי תגובה כימית; מוצר זה לאחר מכן מזרז מתוך פתרון התגובה כמו מוצק אמורפי המכיל זיהומים לכודים רבים. Recrystallization אינו כרוך בתגובה כימית; המוצר הגולמי פשוט מומס לפתרון, ואז התנאים משתנים כדי לאפשר גבישים להיווצר מחדש. Recrystallization מייצר מוצר סופי טהור יותר. מסיבה זו, הליכים ניסיוניים המייצרים מוצר מוצק על ידי התגבשות כוללים בדרך כלל שלב recrystallization הסופי לתת את המתחם הטהור.

בצע את כל השלבים במכסה המנוע כדי למנוע חשיפה לאדי ממס.

1. בחירת ממס

1. מניחים 50 מ"ג של המדגם (N-bromosuccinimide) בבקבוק ארלנמאייר.
2. מוסיפים 0.5 מ"ל של ממס רותח (מים). אם המדגם מתמוסס לחלוטין, המסיסות בממס הקר גבוהה מדי כדי להיות ממס recrystallization טוב.
3. אם המדגם אינו מתמוסס בממס הקר, מחממים את המבחנה עד שהממס רותח.
   1. אם המדגם לא נמס לחלוטין בשלב זה, להוסיף עוד טיפת ממס רותח, עד שכל מוצק מתמוסס. אם זה לוקח יותר מ 3 מ"ל כדי להמיס את המדגם בממס החם, המסיסות בממס זה הוא כנראה נמוך מדי כדי להפוך אותו ממס recrystallization טוב.
4. אם הבחירה הראשונה של ממס הוא לא ממס recrystallization טוב, לנסות אחרים. אם לא ניתן למצוא ממס יחיד הפועל, נסה מערכת שני ממסים.
   1. אם אתה לא יכול למצוא מערכת ממס יחיד מתאים, אז זוג ממס עשוי להיות נחוץ. בעת זיהוי זוג ממס, ישנם מספר שיקולים מרכזיים 1) הממס הראשון צריך בקלות להמיס את מוצק. 2) הממס השני חייב להיות miscible עם ממס^רחוב 1, אבל יש מסיסות נמוכה בהרבה עבור solute.
   2. ככלל "אוהב להתמוסס אוהב" כלומר תרכובות קוטב נוטים להיות מסיסים ממיסים קוטביים ותרכובות שאינן קוטביות הם לעתים קרובות יותר מסיסים תרכובות שאינן קוטביות.
   3. זוגות ממסים נפוצים (טבלה 1)
5. ודא הממס יש נקודת רתיחה של לפחות 40 °C (50 °F), כך שיש הבדל טמפרטורה סביר בין ממס רותח ממס טמפרטורת החדר.
6. ודא כי הממס יש נקודת רתיחה מתחת כ 120 °C (70 °F), כך קל יותר להסיר את העקבות האחרונים של ממס מן הגבישים.
7. כמו כן לוודא את נקודת הרתיחה של הממס הוא נמוך יותר מאשר נקודת ההיתוך של המתחם, כך המתחם צורות כמו גבישים מוצקים ולא כשמן מסיס.
8. אשר כי זיהומים הם גם מסיסים בממס החם (כך שהם יכולים להיות מסוננים חם החוצה, פעם המתחם מומס) או מסיס בממס קר (אז הם נשארים מומסים במהלך כל התהליך).

2. המסת המדגם בממס חם

1. מניחים את המתחם כדי להיות מחדש בבקבוק ארלנמאייר. זוהי בחירה טובה יותר מאשר, שכן הצדדים המשופעים לעזור ללכוד אדי ממס להאט את קצב האידוי.
2. מניחים את הממס (מים) בבקבוק Erlenmeyer נפרד, ומוסיפים שבבים רותחים או מוט ערבוב כדי לשמור אותו רותח בצורה חלקה. מחממים אותו לרתיחה על כיריים.
3. מוסיפים ממס חם לבקבוק בטמפרטורת החדר המכיל את המתחם בחלקים קטנים, מסתחרר לאחר כל תוספת, עד המתחם מומס לחלוטין.
   1. במהלך תהליך הפירוק, לשמור על הפתרון חם בכל עת על ידי הנחת אותו על הלול, מדי. אין להוסיף יותר ממס חם מהנדרש - רק מספיק כדי להמיס את המדגם.
4. אם חלק של מוצק לא נראה להתמוסס, גם לאחר ממס חם יותר הוסיף, סביר להניח בשל נוכחות של זיהומים מאוד מסיסים. במקרה כזה, הפסק להוסיף ממס ונהל סינון חם לפני שתמשיך.
   1. כדי לבצע סינון חם, מקפלים פיסת נייר סינון לצורת חרוט מחוסנת ומניחים אותה במשפך ללא גבעול מזכוכית.
   2. הוסף עודף של 10-20% של ממס חם לפתרון החם כדי לאפשר אידוי בהליך.
   3. יוצקים את הפתרון דרך הנייר. אם גבישים מתחילים להיווצר בכל עת במהלך התהליך, להוסיף חלק קטן של ממס חם כדי להמיס אותם.

3. קירור הפתרון

1. הגדר את הבקבוק המכיל את המתחם המומס על משטח שאינו מוליך את החום מהר מדי, כגון מגבת נייר להגדיר על ספסל.
2. מכסים קלות את הבקבוק כשהוא מתקרר כדי למנוע אידוי ולמנוע נפילת אבק לתוך הפתרון.
3. משאירים את הבקבוק ללא הפרעה עד שהוא מתקרר לטמפרטורת החדר.
4. לאחר הגבישים נוצרו, למקם את הפתרון באמבט קרח כדי להבטיח כי הכמות המרבית של גבישים מתקבל. הפתרונות צריכים להישאר ללא הפרעה באמבט הקרח במשך 30 דקות עד 1 שעה, או עד המתחם נראה מגובש לחלוטין מתוך פתרון.
5. אם אין היווצרות גביש ניכר, זה יכול להיגרם על ידי גירוד הקירות הפנימיים של הבקבוקון עם מוט זכוכית או על ידי הוספת גביש זרע קטן של אותה תרכובת.
   1. אם זה עדיין לא עובד, אז יותר מדי ממס שימש כנראה. לחמם את הפתרון, לאפשר חלק הממס להרתיח, ולאחר מכן לקרר אותו.

4. בידוד וייבוש הקריסטלים

1. הציבו את הבקבוקון הקר המכיל את הגבישים החדשים שנוצרו על ספסל.
2. לכסות קלות את הבקבוק כדי למנוע אידוי ולמנוע אבק ליפול לתוך הפתרון.
3. לבודד את הגבישים על ידי סינון ואקום, באמצעות משפך Büchner או הירש (מהדק את הבקבוקון לטבעת לעמוד ראשון).
4. לשטוף את הגבישים על משפך Büchner עם כמות קטנה של ממס טרי, קר (אותו ממס המשמש recrystallization) כדי להסיר כל זיהומים שעשויים להיות דבק גבישים.
5. כדי לייבש את הגבישים, להשאיר אותם משפך המסנן ולשאוב אוויר דרכם במשך כמה דקות. גבישים יכולים גם להיות מיובשים באוויר על ידי מתן אפשרות להם לעמוד חשוף במשך כמה שעות או ימים. שיטות יעילות יותר כוללות ייבוש ואקום או הצבה במייבש.

טבלה 1. זוגות ממסים נפוצים.

דוגמה לתוצאות ההשבתה מוצגת באיור 2. זיהומים צהובים נוכחים במתחם הגולמי הוסרו, ואת המוצר הטהור נשאר כמו מוצק מחוץ ללבן. טוהר התרכובת rerystallized עכשיו ניתן לאמת על ידי ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית (NMR) או, אם זה תרכובת עם נקודת התכה שפורסמה, על ידי כמה דומה נקודת ההיתוך שלה היא לנקודת ההיתוך הספרותית. במידת הצורך, ניתן לבצע ריטריסטלציות מרובות עד שהטוהר גבוה.

איור 2. 2a) תרכובת גולמית (משמאל), 2b) מוצר מחדש לפני סינון (באמצע), ו 2c) אותה תרכובת לאחר recrystallization (מימין).

Recrystallization היא שיטה של טיהור תרכובת על ידי הסרת כל זיהומים שעשויים להיות מעורבבים עם זה. זה עובד הכי טוב כאשר המתחם הוא מסיס מאוד ממס חם, אבל מאוד מסיס בגרסה הקרה של אותו ממס. המתחם חייב להיות מוצק בטמפרטורת החדר. Recrystallization משמש לעתים קרובות כצעד ניקוי סופי, לאחר שיטות אחרות (כגון חילוץ או כרומטוגרפיה עמודה) כי הם יעילים בהסרת כמויות גדולות יותר של זיהומים, אבל זה לא להעלות את הטוהר של המתחם הסופי לרמה גבוהה מספיק.

Recrystallization היא הטכניקה היחידה שיכולה לייצר גבישים יחיד טהורים לחלוטין, מושלמים של תרכובת. גבישים אלה יכולים לשמש לניתוח קרני רנטגן, המהווה את הסמכות האולטימטיבית בקביעת המבנה והצורה התלת ממדית של מולקולה. במקרים אלה, recrystallization מותר להמשיך לאט מאוד, במהלך שבועות עד חודשים, כדי לאפשר סריג הגביש להיווצר ללא הכללה של זיהומים כלשהם. כלי זכוכית מיוחדים נדרשים כדי לאפשר לממס להתאדות לאט ככל האפשר במהלך תקופה זו, או כדי לאפשר לממס לערבב לאט מאוד עם ממס אחר שבו המתחם הוא מסיס (נקרא תוספת נגד חדלי פירעון).

תעשיית התרופות גם עושה שימוש כבד של recrystallization, שכן הוא אמצעי טיהור בקלות רבה יותר קנה מידה מאשר כרומטוגרפיה עמודה. ³ החשיבות של נסיגה ביישומים תעשייתיים עוררה אנשי חינוך להדגיש את ההסתגרות בתוכנית הלימודים במעבדה. ⁴ לדוגמה, התרופה Stavudine, אשר משמש כדי להפחית את ההשפעות של HIV, מבודד בדרך כלל על ידי התגבשות. ⁵ לעתים קרובות, מולקולות יש מבנים גביש שונים מרובים זמינים, ולכן יש צורך במחקר כדי להעריך ולהבין איזו צורת גביש מבודד באילו תנאים, כגון קצב קירור, הרכב ממס, וכן הלאה. צורות גביש שונות אלה עשויות להיות תכונות ביולוגיות שונות או להיספג לתוך הגוף בשיעורים שונים.

שימוש נפוץ יותר ב-recrystallization הוא בהכנת סוכריות רוק. סוכריות סלע מיוצרות על ידי המסת סוכר במים חמים עד כדי רוויה. מקלות עץ ממוקמים לתוך הפתרון ואת הפתרון מותר להתקרר להתאדות לאט. לאחר מספר ימים, גבישים גדולים של סוכר גדלו על כל מקלות העץ.