Prof. Ruben D. Torrenegra G. [email protected]

PURIFICACIÓN, ETAPAS

Introducción.

Mucho se ha hecho para llegar a la purificación de una sustancia a partir de mezclas complejas( extractos) y esto requiere de hacer un proceso de varias pasos o etapas que incluyen : fraccionamiento por polaridades, aislamiento por extracciones sólido – líquido o líquido-líquido, según el caso; separación en mezclas de pocos compuestos por cromatografías preparativas y por último sublimación o cristalización.

La purificación de una sustancia, que se podría considerar un arte, requiere de la habilidad práctica y conceptual del químico o el analista. Cada caso puede necesitar una estrategia diferente que depende de los constituyentes de la mezcla, si hay mezclas de sustancias orgánicas e inorgánicas o son sustancias de una misma naturaleza, son compuestos de una serie homóloga, de qué función química, etc; lo anterior necesita que se conozca sobre la composición y complejidad de la mezcla y para ello se puede iniciar con una cromatografía en capa delgada (CCD) en varias fases y con varios solventes.

QUE ES PUREZA?

Se considera pura una sustancia que genere los mismos datos al determinársele sus propiedades físicas, químicas y espectroscópicas, dentro de los rangos establecidos; por ejemplo punto de fusión dentro de un rango menor de dos grados, CCD o HPTLC de una sola mancha en varios sistemas de solventes, un solo pico en cromatografía de gases (CG) o cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) en condiciones óptimas de separación.

El grado de pureza, porcentaje de la sustancia en la muestra, que se necesita que tenga una sustancia depende del experimento que con ella se requiera hacer, lo ideal sería 100%, pero en algunos casos un 80% de pureza puede generar el dato que se necesita en un experimento. Para la determinación de las constantes físicas y la actividad biológica es mejor una alta pureza, mayor del 98%. La definición de “puro” es más o menos arbitraria, decir que el proceso de purificación es “completo” no significa que la sustancia se encuentre totalmente libre de impurezas de otros compuestos, sino que ellos se encuentran en un nivel aceptable y que no producirán interferencias en los resultados del experimento que se deba hacer.

ELIMINACION DE SALES

Los metabolitos secundarios que se requieren purificar tienen comúnmente varios cientos de masa molecular y pueden ser separados de sales inorgánicas y macromoléculas por cromatografía de permeación en gel, con geles adecuados de tamaño de poro ( 10, 20, por ej.) los componentes de masa molecular mas grandes eluyen primero y los componentes inorgánicos, muy pequeños, son eluídos mucho mas tarde y podrían ser retenidos en la columna, de tal manera que las sustancias a purificar saldrían en las fracciones intermedias.

Las sustancias iónicas pueden ser retenidas en resinas de intercambio iónicas aniónicas y catiónicas. Sustancias de muy baja polaridad relativa también pueden ser eliminadas por una cromatografía con RP-18 ya que ésta fase estacionaria retiene fuertemente las sustancias apolares. Como es de entender se deben seleccionar las fases móviles adecuadas.

EXTRACCIÓN LÍQUIDO LÍQUIDO

Los extractos de productos naturales orgánicos, la mayoría de las veces, se hacen con solventes polares que extraen casi todos los componentes del material que se estudia. La concentración de estos extractos podrían generar extractos no totalmente secos que deben ser redisueltos en mezclas hidro-etanólicas (p.ej 50% v/v etanol o metanol: agua) para luego fraccionarlo por extracción líquido-líquido con solventes de baja y mediana polaridad inmiscibles con agua.

Estas extracciones permiten separar compuestos de acuerdo a su coeficiente de reparto Kd; en la fase hidrofílica o la fase lipofílica dependiendo de su afinidad por esas fases. Los compuestos de menor polaridad quedarán disueltos en la fase lipofílica y los de mayor polaridad en la fase hidrofílica. Los solventes lipofílicos recomendados son Petrol, éter etílico, acetato de etilo que son menos densos que el agua y cloroformo o diclorometano que son mas densos que el agua. Un fraccionamiento secuencial podría iniciarse con petrol, continuar con cloroformo y

será rica en los compuestos de alta polaridad. La extracción se puede hacer en un sistema continuo l-l o con embudos de decantación, en este último caso se deben usar volúmenes de extracción pequeños en varias etapas que un volumen grande en una sola etapa; por ejemplo extraer cuatro veces con 25ml que una sola vez con 100ml.

EXTRACCION SOLIDO LIQUIDO.

Si un extracto se ha podido llevar a sequedad es posible someterlo extracción sólido liquido con solventes de polaridad creciente, desde petrol o hexano hasta etanol. Los compuestos se separarán dependiendo de su solubilidad, aunque la polaridad del solvente varia con los solutos que se extraen y la especificidad varia no solo con la polaridad del solvente puro. La extracción sólido líquido se puede llevar a cabo con el extracto adsorbido sobre una fase estacionaria, como silica gel (60-230mm) o RP 18, en cada caso los solventes se deben seleccionar según la fase escogida. Para RP18 se debe iniciar con mezclas hidrofílcas y terminar con diclorometano. Este último proceso se denomina fraccionamiento por percolación y se desarrolla en una columna.

SECADO

De las extracciones o purificaciones las sustancias se obtienen en solución por lo que es necesario secarlas eliminando el solvente. Esto que puede ser obvio se justifica por:

-Estabilidad física y química, el compuesto o compuestos son mas estables secos que en solución.

-Rendimiento, para poder determinarla en necesario obtener el peso del compuesto.

-Espectros, algunas veces el proceso de purificación es seguido o monitoreado por alguna técnica espectroscópica y el agua u otro solvente interfieren en la toma del espectro.

Varios son los métodos de secado que se pueden aplicar al compuesto a nivel de laboratorio y su escogencia depende de lo que se pretenda hacer con la muestra sólida: a) con gas inerte (N2), el cual se aplica en frio o en caliente sobre la superficie o el interior de la solución desplazándose el equilibrio liq-vap hacia la evaporación. El sólido queda como una película adherida a la superficie del recipiente que contenía la solución que es difícil de manipular. b) Evaporación en un rota evaporador, se puede recuperar el solvente por destilación pero persiste la desventaja de la formación de una película de sólido. c) Secado al vacío, este proceso es similar al anterior sólo que se aplica vacio reduciéndose la temperatura de ebullición y protegiéndose así los compuestos termolábiles. d) centrifugación a vacío, permite situar el sólido obtenido en el fondo del recipiente y trabajar a bajas temperaturas, es útil para secar relativamente grandes cantidades de sustancia. d) Secado en congelación o liofilización, como se lleva a alto vacio y en congelación, involucra procesos de sublimación del agua, el hielo se evapora y condensa a parte en un tubo a temperaturas muy bajas, -70ºC. Debido a las bajas temperaturas las sustancias lábiles no sufren daños en su estrutura y terminan como sólidos porosos listos para ser redisueltos o suspendidos en cualquier líquido.

CRISTALIZACION

Los procesos de cristalización pretenden obtener sólidos puros con alguna estructura cristalina definida y ordenada. Los cristales se formarán a partir de soluciones saturadas en las que las moléculas del compuesto menos soluble se organizan como un sólido según su estructura y propiedades moleculares.

La cristalinidad es sinónimo de orden y es éste el que permite reconocer el material cristalino por sus propiedades tales como el punto de fusión, la difracción de Rx y la presencia de superficies planas ordenadas (caras) con lados rectos. El término policristalino se refiere a agregados cristalinos muy pequeños difíciles de observar a ojo. Se deben obtener cristales porque una unidad cristalina permite ver la disposición de los átomos en un espacio tridimensional usando la difracción de Rx, lo que es mas directo que la RMN para la obtención de la configuración molecular. La difracción de Rx permite determinar, confirmar o completar estructuras moleculares de sustancias que presenten dudas y poder establecer la conformación molecular y su estereoquímica.

OBTENCION DE CRISTALES

Los cristales de productos naturales se obtiene a partir de soluciones y los procesos pueden ser descritos como aquellos en los cuales:

1- Una solución saturada de uno o mas compuestos de interés llega a ser sobresaturada.

2- Ocurre una nucleación y el cristal comienza a crecer.

La cristalización es un proceso de colisiones, las moléculas chocan formando un cluster llamado núcleo a partir del cual se desarrolla el cristal con una estructura interna característica y una forma externa definida. Las colisiones o choques moleculares son afectadas por factores como agitación y grado de sobresaturación, la velocidad de sobresaturación se ve afectada por la evaporación del solvente y por ende la temperatura.

Un primer paso para llevar a cabo la cristalización de un compuesto es la escogencia del solvente en el que no debe ser ni muy soluble o insoluble. El solvente puede ser cualquiera de la serie eluotrópica desde el hexano o petrol hasta el metanol o etanol, pero siempre de alta pureza. Debe ser volátil y miscible con otros solventes que permitan cambiar su polaridad de tal manera que en la mezcla, la solubilidad del compuesto disminuya para llegar a la sobresaturación.

La solución sobresaturada se prepara dependiendo de la cantidad de sustancia con que se cuente, si se tiene cantidad suficiente del compuesto se toma un volumen del solvente seleccionado y se le agrega el compuesto hasta que no se disuelva mas. Si se cuenta con poca cantidad de soluto, esta se disuelve en el solvente y luego se le adiciona gota a gota otro solvente en el que no es soluble el soluto, hasta que la solución se torne turbia, momento en el cual la solución está sobresaturada. Una solución saturada llega a sobre saturarse por enfriamiento, puesto que se disminuye la solubilidad o por evaporación del solvente ya que se aumenta la concentración del soluto.

La evaporación se produce dejando la solución abierta a la atmosfera a temperatura ambiente. Se reduce la velocidad de evaporación cubriendo la solución con papel de aluminio o se aumenta pasando una corriente de nitrógeno sobre ella.

La temperatura juega un papel importante en la cristalización, la energía cinética de las moléculas aumenta con ella y el empaquetamiento para formar la red cristalina también. La solubilidad de moléculas pequeñas de metabolitos secundarios se ve afectada por la temperatura, comúnmente disminuye al decrecer la temperatura , es así que controlando la rata de enfriamiento en la solución de la sustancia que se quiere cristalizar, se controla la velocidad con que se alcanza la sobresaturación, la rata de nucleación y la rata de crecimiento del cristal. La ratas de enfriamiento demasiado rápidas permiten la formación de muchos microcristales debido al aumento de núcleos de cristalización. La rata de enfriamiento se controla con b año de agua fría. Si el control del enfriamiento no es exitoso para la obtención de” buenos” cristales se puede controlar la sobresaturación por difusión de vapor del solvente, para ello se introduce el recipiente con la solución en otro recipiente que contenga un solvente altamente miscible con el de la solución a cristalizar, por ejemplo si la solución está en acetona el solvente externo puede ser agua. Como es lógico el solvente externo debe ser menos volátil que el de la solución, como se muestra en el caso 1 (acetona –agua), en el caso 2 es al contrario y en el solvente externo el compuesto a cristalizar no debe ser soluble ( acetona- petrol), como se ve en la figura siguiente. En diagrama 2 se ejemplariza la cristalización en capilar, para ello se estira un capilar de vidrio y se deja evaporar la gota de solución dentro de un recipiente adecuado. En la figura 3 se usa un cristal madre que se introduce en la solución saturada y este cristal semilla se deja crecer.

1.Cristalización por difusión

2.Cristalización por evaporación en la gota capilar

3. Cristalización por crecimiento con un cristal semilla.

CRISTALIZACIÓN PARA PURIFICACIÓN DE COMPUESTOS.

El proceso de purificación por cristalización se conoce como cristalización fraccionada, en el que las distintas sustancias que componen las mezcla tienen diferentes solubilidades y por ello alcanzan la sobre saturación en distintos momentos y cristalizan en tiempos diferentes. Si los componentes son solubles, unos en frio y otros en caliente, se utiliza esta particularidad para separarlos por filtración. La escogencia del solvente es un paso crítico en este proceso. Cada vez que se obtienen cristales se deben ir separando por decantación y los líquidos madres deben dejarse cristalizar nuevamente y repetirse este proceso hasta cuando todos los componentes se hayan cristalizado. Por lo general, en la cristalización fraccionada se obtienen cristales impurificados con los componentes de solubilidades cercanas. En este caso ellos se recristalizarían en el mismo u otro solvente mas adecuado.

Por ejemplo en una mezcla de A+B+C se debe escoger un solvente que disuelva a B y C a cualquier temperatura y no a A; el enfriamiento producirá cristales de A con poca impureza de B y C. Se repite el proceso con A impuro y con solvente puro hasta obtener A “libre” de B y C. Como se debe entender esta cristalización no garantiza que obtenga un compuesto puro en un solo paso.

En este proceso se suele perder algo del compuesto ya que este sólo cristaliza en sobresaturación. Si se cuenta con cantidades mayores de 80 o 100mg es mejor usar métodos cromatográficos.

La pericia y conocimiento del analista son clave para diseñar y seguir estrategias exitosas, la selección del solvente, el calentamiento y enfriamiento, la decantación o filtración en el momento justo, son etapas que se cumplen con atención y control del proceso.

For a pure compound, it really depends on the compound itself and what solvents dissolve the compound. I often had some degree of success with water and alcohols; ad the alcohol evaporated, the compound was less soluble in water and sometimes crystallized.

For an extract, I would often dissolve the mixture in minimum methanol and add it dropwise to a large quantity of petroleum ether that was stirred vigorously. The large quantity of pet ether would dissolve the relatively small amount of methanol (no more than maybe 10 or 20 mL in ~4 L pet ether). The vigorous stirring and dropwise addition prevented the formation of gums. Although this won't produce single crystals, it is a technique called "crystallization" in the pharmaceutical industry. It will generally make a powder that, after filtration, is much easier to handle than the crude, gummy, extract.

Thank you sir

Is it possible to prepare the single crystals from the mixture of two closely related compounds in column fraction?

Yes, it is although it does take time and effort to find the best solution to dissolve & crystallize a compound. Which compound actually crystallizes depends on their relative concentration in the solution.

If you have a pure two or three compounds, you may add drop of ethanol and leave the mixture overnight, you will get a crystallized compound and you filter it and repeat this method using another solvent

I will send you one answer at your mail, can´t doing here. I don´t now do it.

Prof. Ruben D. Torrenegra G. [email protected]

PURIFICACIÓN, ETAPAS

Introducción.

Mucho se ha hecho para llegar a la purificación de una sustancia a partir de mezclas complejas( extractos) y esto requiere de hacer un proceso de varias pasos o etapas que incluyen : fraccionamiento por polaridades, aislamiento por extracciones sólido – líquido o líquido-líquido, según el caso; separación en mezclas de pocos compuestos por cromatografías preparativas y por último sublimación o cristalización.

La purificación de una sustancia, que se podría considerar un arte, requiere de la habilidad práctica y conceptual del químico o el analista. Cada caso puede necesitar una estrategia diferente que depende de los constituyentes de la mezcla, si hay mezclas de sustancias orgánicas e inorgánicas o son sustancias de una misma naturaleza, son compuestos de una serie homóloga, de qué función química, etc; lo anterior necesita que se conozca sobre la composición y complejidad de la mezcla y para ello se puede iniciar con una cromatografía en capa delgada (CCD) en varias fases y con varios solventes.

QUE ES PUREZA?

Se considera pura una sustancia que genere los mismos datos al determinársele sus propiedades físicas, químicas y espectroscópicas, dentro de los rangos establecidos; por ejemplo punto de fusión dentro de un rango menor de dos grados, CCD o HPTLC de una sola mancha en varios sistemas de solventes, un solo pico en cromatografía de gases (CG) o cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) en condiciones óptimas de separación.

El grado de pureza, porcentaje de la sustancia en la muestra, que se necesita que tenga una sustancia depende del experimento que con ella se requiera hacer, lo ideal sería 100%, pero en algunos casos un 80% de pureza puede generar el dato que se necesita en un experimento. Para la determinación de las constantes físicas y la actividad biológica es mejor una alta pureza, mayor del 98%. La definición de “puro” es más o menos arbitraria, decir que el proceso de purificación es “completo” no significa que la sustancia se encuentre totalmente libre de impurezas de otros compuestos, sino que ellos se encuentran en un nivel aceptable y que no producirán interferencias en los resultados del experimento que se deba hacer.

ELIMINACION DE SALES

Los metabolitos secundarios que se requieren purificar tienen comúnmente varios cientos de masa molecular y pueden ser separados de sales inorgánicas y macromoléculas por cromatografía de permeación en gel, con geles adecuados de tamaño de poro ( 10, 20, por ej.) los componentes de masa molecular mas grandes eluyen primero y los componentes inorgánicos, muy pequeños, son eluídos mucho mas tarde y podrían ser retenidos en la columna, de tal manera que las sustancias a purificar saldrían en las fracciones intermedias.

Las sustancias iónicas pueden ser retenidas en resinas de intercambio iónicas aniónicas y catiónicas. Sustancias de muy baja polaridad relativa también pueden ser eliminadas por una cromatografía con RP-18 ya que ésta fase estacionaria retiene fuertemente las sustancias apolares. Como es de entender se deben seleccionar las fases móviles adecuadas.

EXTRACCIÓN LÍQUIDO LÍQUIDO

Los extractos de productos naturales orgánicos, la mayoría de las veces, se hacen con solventes polares que extraen casi todos los componentes del material que se estudia. La concentración de estos extractos podrían generar extractos no totalmente secos que deben ser redisueltos en mezclas hidro-etanólicas (p.ej 50% v/v etanol o metanol: agua) para luego fraccionarlo por extracción líquido-líquido con solventes de baja y mediana polaridad inmiscibles con agua.

Estas extracciones permiten separar compuestos de acuerdo a su coeficiente de reparto Kd; en la fase hidrofílica o la fase lipofílica dependiendo de su afinidad por esas fases. Los compuestos de menor polaridad quedarán disueltos en la fase lipofílica y los de mayor polaridad en la fase hidrofílica. Los solventes lipofílicos recomendados son Petrol, éter etílico, acetato de etilo que son menos densos que el agua y cloroformo o diclorometano que son mas densos que el agua. Un fraccionamiento secuencial podría iniciarse con petrol, continuar con cloroformo y

será rica en los compuestos de alta polaridad. La extracción se puede hacer en un sistema continuo l-l o con embudos de decantación, en este último caso se deben usar volúmenes de extracción pequeños en varias etapas que un volumen grande en una sola etapa; por ejemplo extraer cuatro veces con 25ml que una sola vez con 100ml.

EXTRACCION SOLIDO LIQUIDO.

Si un extracto se ha podido llevar a sequedad es posible someterlo extracción sólido liquido con solventes de polaridad creciente, desde petrol o hexano hasta etanol. Los compuestos se separarán dependiendo de su solubilidad, aunque la polaridad del solvente varia con los solutos que se extraen y la especificidad varia no solo con la polaridad del solvente puro. La extracción sólido líquido se puede llevar a cabo con el extracto adsorbido sobre una fase estacionaria, como silica gel (60-230mm) o RP 18, en cada caso los solventes se deben seleccionar según la fase escogida. Para RP18 se debe iniciar con mezclas hidrofílcas y terminar con diclorometano. Este último proceso se denomina fraccionamiento por percolación y se desarrolla en una columna.

SECADO

De las extracciones o purificaciones las sustancias se obtienen en solución por lo que es necesario secarlas eliminando el solvente. Esto que puede ser obvio se justifica por:

-Estabilidad física y química, el compuesto o compuestos son mas estables secos que en solución.

-Rendimiento, para poder determinarla en necesario obtener el peso del compuesto.

-Espectros, algunas veces el proceso de purificación es seguido o monitoreado por alguna técnica espectroscópica y el agua u otro solvente interfieren en la toma del espectro.

Varios son los métodos de secado que se pueden aplicar al compuesto a nivel de laboratorio y su escogencia depende de lo que se pretenda hacer con la muestra sólida: a) con gas inerte (N2), el cual se aplica en frio o en caliente sobre la superficie o el interior de la solución desplazándose el equilibrio liq-vap hacia la evaporación. El sólido queda como una película adherida a la superficie del recipiente que contenía la solución que es difícil de manipular. b) Evaporación en un rota evaporador, se puede recuperar el solvente por destilación pero persiste la desventaja de la formación de una película de sólido. c) Secado al vacío, este proceso es similar al anterior sólo que se aplica vacio reduciéndose la temperatura de ebullición y protegiéndose así los compuestos termolábiles. d) centrifugación a vacío, permite situar el sólido obtenido en el fondo del recipiente y trabajar a bajas temperaturas, es útil para secar relativamente grandes cantidades de sustancia. d) Secado en congelación o liofilización, como se lleva a alto vacio y en congelación, involucra procesos de sublimación del agua, el hielo se evapora y condensa a parte en un tubo a temperaturas muy bajas, -70ºC. Debido a las bajas temperaturas las sustancias lábiles no sufren daños en su estrutura y terminan como sólidos porosos listos para ser redisueltos o suspendidos en cualquier líquido.

CRISTALIZACION

Los procesos de cristalización pretenden obtener sólidos puros con alguna estructura cristalina definida y ordenada. Los cristales se formarán a partir de soluciones saturadas en las que las moléculas del compuesto menos soluble se organizan como un sólido según su estructura y propiedades moleculares.

La cristalinidad es sinónimo de orden y es éste el que permite reconocer el material cristalino por sus propiedades tales como el punto de fusión, la difracción de Rx y la presencia de superficies planas ordenadas (caras) con lados rectos. El término policristalino se refiere a agregados cristalinos muy pequeños difíciles de observar a ojo. Se deben obtener cristales porque una unidad cristalina permite ver la disposición de los átomos en un espacio tridimensional usando la difracción de Rx, lo que es mas directo que la RMN para la obtención de la configuración molecular. La difracción de Rx permite determinar, confirmar o completar estructuras moleculares de sustancias que presenten dudas y poder establecer la conformación molecular y su estereoquímica.

OBTENCION DE CRISTALES

Los cristales de productos naturales se obtiene a partir de soluciones y los procesos pueden ser descritos como aquellos en los cuales:

1- Una solución saturada de uno o mas compuestos de interés llega a ser sobresaturada.

2- Ocurre una nucleación y el cristal comienza a crecer.

La cristalización es un proceso de colisiones, las moléculas chocan formando un cluster llamado núcleo a partir del cual se desarrolla el cristal con una estructura interna característica y una forma externa definida. Las colisiones o choques moleculares son afectadas por factores como agitación y grado de sobresaturación, la velocidad de sobresaturación se ve afectada por la evaporación del solvente y por ende la temperatura.

Un primer paso para llevar a cabo la cristalización de un compuesto es la escogencia del solvente en el que no debe ser ni muy soluble o insoluble. El solvente puede ser cualquiera de la serie eluotrópica desde el hexano o petrol hasta el metanol o etanol, pero siempre de alta pureza. Debe ser volátil y miscible con otros solventes que permitan cambiar su polaridad de tal manera que en la mezcla, la solubilidad del compuesto disminuya para llegar a la sobresaturación.

La solución sobresaturada se prepara dependiendo de la cantidad de sustancia con que se cuente, si se tiene cantidad suficiente del compuesto se toma un volumen del solvente seleccionado y se le agrega el compuesto hasta que no se disuelva mas. Si se cuenta con poca cantidad de soluto, esta se disuelve en el solvente y luego se le adiciona gota a gota otro solvente en el que no es soluble el soluto, hasta que la solución se torne turbia, momento en el cual la solución está sobresaturada. Una solución saturada llega a sobre saturarse por enfriamiento, puesto que se disminuye la solubilidad o por evaporación del solvente ya que se aumenta la concentración del soluto.

La evaporación se produce dejando la solución abierta a la atmosfera a temperatura ambiente. Se reduce la velocidad de evaporación cubriendo la solución con papel de aluminio o se aumenta pasando una corriente de nitrógeno sobre ella.

La temperatura juega un papel importante en la cristalización, la energía cinética de las moléculas aumenta con ella y el empaquetamiento para formar la red cristalina también. La solubilidad de moléculas pequeñas de metabolitos secundarios se ve afectada por la temperatura, comúnmente disminuye al decrecer la temperatura , es así que controlando la rata de enfriamiento en la solución de la sustancia que se quiere cristalizar, se controla la velocidad con que se alcanza la sobresaturación, la rata de nucleación y la rata de crecimiento del cristal. La ratas de enfriamiento demasiado rápidas permiten la formación de muchos microcristales debido al aumento de núcleos de cristalización. La rata de enfriamiento se controla con b año de agua fría. Si el control del enfriamiento no es exitoso para la obtención de” buenos” cristales se puede controlar la sobresaturación por difusión de vapor del solvente, para ello se introduce el recipiente con la solución en otro recipiente que contenga un solvente altamente miscible con el de la solución a cristalizar, por ejemplo si la solución está en acetona el solvente externo puede ser agua. Como es lógico el solvente externo debe ser menos volátil que el de la solución, como se muestra en el caso 1 (acetona –agua), en el caso 2 es al contrario y en el solvente externo el compuesto a cristalizar no debe ser soluble ( acetona- petrol), como se ve en la figura siguiente. En diagrama 2 se ejemplariza la cristalización en capilar, para ello se estira un capilar de vidrio y se deja evaporar la gota de solución dentro de un recipiente adecuado. En la figura 3 se usa un cristal madre que se introduce en la solución saturada y este cristal semilla se deja crecer.

1.Cristalización por difusión

2.Cristalización por evaporación en la gota capilar

3. Cristalización por crecimiento con un cristal semilla.

CRISTALIZACIÓN PARA PURIFICACIÓN DE COMPUESTOS.

El proceso de purificación por cristalización se conoce como cristalización fraccionada, en el que las distintas sustancias que componen las mezcla tienen diferentes solubilidades y por ello alcanzan la sobre saturación en distintos momentos y cristalizan en tiempos diferentes. Si los componentes son solubles, unos en frio y otros en caliente, se utiliza esta particularidad para separarlos por filtración. La escogencia del solvente es un paso crítico en este proceso. Cada vez que se obtienen cristales se deben ir separando por decantación y los líquidos madres deben dejarse cristalizar nuevamente y repetirse este proceso hasta cuando todos los componentes se hayan cristalizado. Por lo general, en la cristalización fraccionada se obtienen cristales impurificados con los componentes de solubilidades cercanas. En este caso ellos se recristalizarían en el mismo u otro solvente mas adecuado.

Por ejemplo en una mezcla de A+B+C se debe escoger un solvente que disuelva a B y C a cualquier temperatura y no a A; el enfriamiento producirá cristales de A con poca impureza de B y C. Se repite el proceso con A impuro y con solvente puro hasta obtener A “libre” de B y C. Como se debe entender esta cristalización no garantiza que obtenga un compuesto puro en un solo paso.

En este proceso se suele perder algo del compuesto ya que este sólo cristaliza en sobresaturación. Si se cuenta con cantidades mayores de 80 o 100mg es mejor usar métodos cromatográficos.

La pericia y conocimiento del analista son clave para diseñar y seguir estrategias exitosas, la selección del solvente, el calentamiento y enfriamiento, la decantación o filtración en el momento justo, son etapas que se cumplen con atención y control del proceso.

Dear Ruben Torrenegra ·

Thank you sir for your explanation

For pure compound, it depends on the compound and solvents dissolve the compound, water and alcohols can be used; whwn alcohol evaporated, the compound is less soluble in water and sometimes crystallized.

For an extract, the mixture should be dissolved in minimum CH3OH and add it dropwise to a large quantity of petroleum ether that was stirred vigorously. The large quantity of pet ether would dissolve the relatively small amount of methanol. The vigorous stirring and dropwise addition prevented the formation of gums. Although this won't produce single crystals, it is a technique called "crystallization" in the pharmaceutical industry. It will generally make a powder that, after filtration, is much easier to handle than the crude, gummy, extract.

Since cystallization itself is very big science. But in many case with phytochemical slow evaporation of solvent in which they are soluble, without any disturbance may cause cryastallization of compound.