MÉTODOS ÓPTICOS ELECTROQUÍMICOS Y CROMATOGRÁFICOS

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1 MÉTODOS ÓPTICOS ELECTROQUÍMICOS Y CROMATOGRÁFICOS
Interacciones moleculares y su importancia en los procesos cromatográficos. INTEGRANTES: Alma Basto Jessica Chi Ángel Canul Fátima Cano Irvin Castillo

2 Características 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). 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

3 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

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5 Fuerzas de dispersión Van der Waals London
Son 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. London Son 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 1. Dipolos momentáneos Figura 2. Alineación de las moléculas en estado sólido A y en estado líquido B.

6 Fuerzas de dispersión en cromatografía
Fase estacionaria (FE) : sólido Líquido, se llama CLS Fase móvil Adsorción Gas, se llama CGS El analito interacciona con la FE por fuerzas de Van der Waals Cromatografía Fase estacionaria (FE) : líquido Líquido, se llama CLL Partición Fase móvil 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.

7 Desventajas de las fuerzas de dispersión en cromatografía
Fuerzas de dispersión de London y de Van der Waals Desventajas Ventajas 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.

8 Dipolo-Dipolo inducido
Fuerzas Polares Tienen un dipolo o varios en distintas partes de la molécula. Fuerzas polares Dipolo-Dipolo Puente de hidrógeno Dipolo-Dipolo inducido

9 CARACTERÍSTICAS DE LA FASE MÓVIL
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”.

10 Fuerzas Polares y su interacción en cromatografía
Cromatografía liquida Cuando 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

11 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.

12 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

13 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: -Interacciones electrostáticas -Puentes de hidrógeno Los compuestos más polares interaccionan más fuertemente con la sílica. -Cadena hidrocarbonada ligada como fase estacionaria. Cromatografía de reparto en fase reversa -Disolvente polar en fase móvil. La selectividad se basa en las interacciones específicas entre el soluto y la fase móvil PUENTE DE HIDRÓGENO Ventajas: Reproducibilidad Tiempos de retención cortos

14 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.

15 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. Desventajas Falta de reproducibilidad de los tiempos de retención

16 Tipos de interacciones iónicas
Fuerzas iónicas Son atracciones ente iones de carga opuesta, es decir, la atracción de un ion cargado positivamente (catión) y ion cargado negativamente (anión). Tipos de interacciones iónicas a)Carga-carga b) b)Carga-dipolo

17 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

18 Interacción hidrofóbica e hidrofílica
Repulsión molecular con el agua Hidrofóbico: Atracción molecular con el agua Hidrofílico: 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)

19 Cromatografía y la interacción hidrofóbica
Analito 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. HIC, permitir mayor interacción hidrofóbica.

20 Cromatografía y la interacción hidrofílica
-Utiliza una fase estacionaria polar y una fase móvil acuosa conocida como cromatografía normal en fase acuosa, un aumento en el porcentaje de agua decrece la retención de los analitos. -Se utiliza principalmente para la separación de analitos muy polares. -Los compuestos más polares tendrán una interacción más fuerte con la capa estacionaria que los compuestos menos polares. Por lo tanto, una separación basada en la polaridad de un compuesto y el grado de solvatación se lleva a cabo.

21 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.

22 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. 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 Lodish, H. Biología molecular y celular. 5ª Ed. Panamericana: Buenos Aires, 2006: pp. 33