CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO Laboratorio di Chimica Organica 2 - Prof. Cristina Cimarelli L27 - CHIMICA - AA 2014-2015

CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO su colonna separazione di miscele di sostanze fase fissa solido attivo finemente suddiviso CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO analisi qualitativa dei componenti di una miscela su strato sottile fase mobile liquido forza con cui il composto è adsorbito polarità del composto dipende da SEPARAZIONE solubilità relativa dei componenti nell’eluente adsorbimento desorbimento

area superficiale elevata granulometria uniforme CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO fenomeno SUPERFICIALE AREA SUPERFICIALE DELLA FASE STAZIONARIA particelle piccole = area superficiale elevata granulometria uniforme = alta efficienza ADSORBIMENTO forze di Van der Waals dipolo- dipolo legami ad idrogeno legami ionici equilibri di complessazione SCALA TYLER DEI MESH: n.ro aperture x pollice lineare natura dei gruppi funzionali del soluto

< < < < < CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO SILICE FASE STAZIONARIA POLARE ALLUMINA AFFINITÀ alchini, alcheni, idrocarburi aromatici < esteri, chetoni, aldeidi < ammine, tioli, alcoli < idrocarburi saturi eteri < fenoli, acidi carbossilici < caratteristiche stereochimiche (diastereoisomeri) geometria molecolare (isomeri di struttura) dimensioni molecolari natura dell’eluente SEPARAZIONI PIU’ EFFICIENTI CON BASSI QUANTITATIVI DI SOSTANZA

CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO non deve reagire col soluto né con il solvente non deve catalizzare decomposizione polimerizzazione idrolisi deve adsorbire il soluto REVERSIBILMENTE FASE STAZIONARIA deve adsorbire un elevato numero di sostanze (versatile) deve consentire all’eluente di percolare con facilità deve adsorbirle con k diversi (selettiva e riproducibile) non si deve saturare (elevata capacità)

FASI STAZIONARIE CLASSIFICATE SECONDO IL POTERE ADSORBENTE FORTE MEDIO DEBOLE Allumina Ca(OH)2 Cellulosa Carbone attivo Mg(OH)2 Talco Gel di silice Ca3(PO4)2 Amido Florisil CaCO3 Saccarosio

FASI STAZIONARIE CLASSIFICATE SECONDO IL POTERE ADSORBENTE l’attività dipende dalla quantità di H2O acida ATTIVITA’ H2O % w I II 3-4 III 5-7 IV 8-11 V 12-19 Al2O3 neutra basica Molto attiva, utile solo per soluti di media e bassa polarità. Interagisce con gli acidi carbossilici. Reagisce con aldeidi e chetoni (condensazione, polimerizzazione. sensibili agli acidi e alle basi AMIDO SACCAROSIO utili per molecole complesse troppo polari per Al2O3 e SiO2 alcoli esteri composti carbonilici ammine GEL DI SILICE SiO2

CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO FASE MOBILE POTERE ELUENTE DEL SOLVENTE polarità tipo di adsorbente usato natura delle sostanza da separare temperatura

< < < < < < < < < < < < < Serie eluotropica di Trappe Etere di petrolio < cicloesano < CCl4 < CH2Cl2 < toluene < CHCl3 < Et2O < acetone < AcOEt < PrOH < EtOH < MeOH < H2O < AcOH

CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO non deve reagire col soluto né con la fase stazionaria non deve solubilizzare la fase stazionaria ELUENTE deve interagire selettivamente con i vari soluti non tossico né costoso bassobollente P.es. CH3COCH3 reagisce con Al2O3 (autocondensazione) MeOH reagisce con SiO2 (silicati)

CROMATOGRAFIA SU STRATO SOTTILE (THIN LAYER CHROMATOGRAPHY) ottimizzare una separazione su colonna seguire l’andamento di una reazione TLC riconoscere prodotti incogniti controllare l’esito di una colonna cromatografica controllare la purezza di un prodotto noto Come si fa una TLC?

CROMATOGRAFIA SU STRATO SOTTILE (THIN LAYER CHROMATOGRAPHY) non corre fattore di ritenzione 0 < Rf < 1 corre come il solvente costante per ogni sistema cromatografico caratteristico di ogni sostanza esaminata distanza percorsa dalla sostanza A Rf = A S A S distanza percorsa dal solvente L’Rf può variare da un’analisi all’altra, perciò di solito si mette come riferimento una sostanza nota che può essere il prodotto di partenza della reazione, per controllarne l’andamento, o la miscela grezza prima della colonna, per seguire l’uscita delle varie frazioni.

Rivelazione Lampada UV (254 o 366 nm)  La fase stazionaria è impregnata di sostanza fluorescente: dove c’è un prodotto che assorbe all’UV si vede una macchia scura perché il prodotto copre il fondo. H2SO4  solo o con HNO3 o K2Cr2O7, poi T = 120°C: le sostanze organiche carbonizzano formando macchie nere. I2  si formano complessi tra C=C e i vapori di I2 Reattivi cromogeni  selettivi sui vari gruppi funzionali: dinitrofenilidrazina x chetoni FeCl3 x alcoli, etc.. TLC BIDIMENSIONALE TLC PREPARATIVA

CROMATOGRAFIA SU COLONNA Si usano colonne in vetro dotate o no di un setto poroso altezza / diametro = 8 / 1 miscela / adsorbente = 1/20 - 1/50  1/100 - 1/200 5.0 x 60 3.0 x 38 2.1 x 25 1.2 x 15 Dimensioni x SiO2 (Ø x l, cm) 3.5 x 40 250 5 50 1 1.3 x 15 25 0.5 0.8 x 10 Dimensioni x Al2O3 0.1 Adsorbente (g) Campione

ANALISI E RACCOLTA DELLE FRAZIONI CROMATOGRAFIA SU COLONNA La fase stazionaria è inserita nella colonna, poi si procede ad aggiungere l’eluente. A SECCO (SiO2) IMPACCAMENTO A UMIDO (Al2O3) La fase stazionaria è sospesa nell’eluente, poi inserisce in colonna lo slurry ottenuto. CARICAMENTO la miscela viene disciolta nell’eluente e percolata sulla colonna impaccata la miscela viene disciolta in un solvente bassobollente e dispersa su silice. Dopo evaporazione del solvente la silice viene impaccata in testa alla colonna ELUIZIONE Isocratica Gradiente di concentrazione ANALISI E RACCOLTA DELLE FRAZIONI TLC, UV, GC, GC-MS, NMR

Volume della frazione (mL) CROMATOGRAFIA FLASH La fase stazionaria è costituita da granuli di dimensioni inferiori a quelli delle normali colonne cromatografiche. è necessario applicare una pressione in testa alla colonna (gas inerte) maggiore area superficiale maggiore efficienza della colonna minore velocità del flusso dell’eluente Ø colonna (mm) Volume eluente (mL) Campione (mg) Volume della frazione (mL) DRf > 0.2 DRf > 0.1 10 100 50 5 20 200 400 30 900 40 600 1500 500 1000 2500