EXTRACCIN Y FRACCIONAMIENTO

Los organismos vivos consisten de mezclas complejas de qumicos dentro de estructuras celulares, es

necesario aislarlos para determinar su estructura (caracterizacin qumica) o para realizar bioensayos

(caracterizacin biolgica) o para ambas pruebas.

Mtodos de extraccin

Mtodos Generales: con solventes, fluidos supercrticos, gases presurizados, etc.

Mtodos para grupos especficos.

Mtodos de fraccionamiento

Precipitacin, extraccin con solventes, destilacin, dilisis, procedimientos cromatogrficos y

electroforsis capilar en zona

Tcnicas de lavado (clean up), permiten eliminar clorofila, protenas, grasas y aceites, carbohidratos.

OBJETIVOS DE LA EXTRACCIN

Obtener un compuesto conocido.

Analizar la presencia de un grupo particular de sustancias ( alcaloides,

flavonoides, saponinas, etc.)

Extraccin de un organismo de uso en medicina popular

Estudio de plantas u otros organismos desconocidos qumicamente.

Bsqueda de nuevas molculas.

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS A EXTRAER

Polaridad: semejante disuelve semejante

Efecto de la variacin del pH

Termoestabilidad

PROPIEDADES DE UN SOLVENTE EXTRACTOR

Punto de

ebullicin

volatilidad

Toxicidad

Reactividad

MTODOS DE EXTRACCIN

Mtodos Generales

1. Con solventes lquidos:

Percolacin

Reflujo

Soxhlet

Lquido-lquido (Reparto)

2. Con solvente vapor:

Extraccin en corriente con vapor de agua

Hidrodestilacin

3. Con fluido supercrtico

4. Con fitosoles

Phytonics

Mtodos miscelneos

1. Infusin

2. Enflorado

3. Expresin

4. Maceracin

5. Decoccin

PERCOLACIN

El percolador es cnico o cilndrico

Ventajas:

no requiere filtracin del marco del extracto.

Desventajas:

el proceso debe ser repetido para asegurar la extraccin completa.la falta de agitacin puede causar extracciones no eficientesel contacto entre el slido y el solvente es limitadoel disolvente al enfriarse puede no disolver eficientemente algunos de los componentes.

REFLUJO

Ventajas:

se puede controlar la temperatura de

calentamiento

hay reposicin de los volmenes de disolventes

se puede repetir la extraccin.

Ventajas:

volmenes de disolventes inferioresextraccin exhaustivaextracciones secuenciales con disolventes de polaridad creciente.

Desventajas:

degradacin trmica del extractoprecipitacin y descomposicinNo para disolventes de alto punto de ebullicinNo para mezclas que formen azetropos.

EXTRACCIN EN SOXHLET

Extraer aceites esenciales.

Mezclar el material vegetal con agua, calentar a ebullicin y recoger

los vapores va una cabeza de

destilacin.

Producir el vapor en un generador, y hacer una destilacin directa en

corriente de vapor.

La presencia de componentes parcialmente solubles en agua puede

exigir la extraccin del vapor

condensado con disolvente orgnico

EXTRACCIN POR ARRASTRE CON VAPOR DE AGUA

Est compuesto de un baln donde se deposita la materia prima molida y una

cantidad conocida de agua pura. Se le calienta constantemente, el aceite

esencial con el agua presente se evaporan continuamente. Un condensador va

acoplado al baln y una conexin en forma de D, permite acumular y separar el

aceite esencial de la mezcla condensada. El agua floral condensada regresa al

baln por el rebose de la conexin.

El alambique, viene a ser una evolucin de la alquitara y se caracteriza

por ser un vaso con una especie de can torcido en muchas vueltas

(serpentn)

Ventajas del empleo de CO2 supercrtico:

Temperatura baja de extraccin (304,1 K y 72,8 atm) a diferencia del agua (647,3 K y 218,3 atm) Baja toxicidadNo inflamableFcil evaporacinPolaridad equiparable al benceno o hexano (aceites esenciales)Posibilidad de aumentar la polaridad (metanol o agua).RapidezLos solventes son gases a temperatura ambiente, relativamente inertes, no

txicos y baratos (MNIMO IMPACTO AMBIENTAL)

Desventajas:Instrumentacin ms compleja y costosaPreparacin de muestras hmedas o lquidas

EXTRACCIN CON FLUIDO SUPERCRTICO

El poder disolvente de los FSC puede

ser elevado, dependiendo de las

condiciones de presin y

temperatura aplicadas que permiten

la disolucin selectiva de sustancias

determinadas en el FSC. Las

sustancias seleccionadas se separan

fcilmente del fluido supercrtico. La

extraccin se realiza sin

cambios de fase, simplemente

variando las condiciones de presin

y/o temperatura de los FSC.

La materia prima es molida y acumulada en un extractor, formando un lecho

fijo. Luego, se hace circular una corriente de un fluido supercrtico, el cual

extraer los compuestos solubles en l. Este extracto es conducido a una serie

de separadores, para que a travs de una sucesin de descompresiones, se

obtengan varias fracciones de la esencia. El aceite esencial es la fraccin ms

voltil. El fluido descomprimido es reciclado y llevado a su condicin

supercrtica para continuar la separacin.

Ventajas:

posibilidad de reemplazar el disolvente con nuevosvolmenes frescos.

escalado fcil

INFUSIN

ENFLORADO

Ventaja:

El mtodo no emplea calor que puede daar la fragancia

de los aceites.

Desventaja:

el aceite esencial no se obtiene en forma pura.

Aceites, grasas y ceras

Los disolventes ms convenientes son los no polares: hexano y benceno. El cloroformo,

etanol o metanol tambin los extraen pero menos selectivamente.

Aceites esenciales

Son buenos disolventes hexano, diclorometano y cloroformo.

El mtodo tradicional para la extraccin selectiva es la destilacin en corriente de vapor,

tambin la extraccin con fludo supercrtico o el mtodo Phytonics.

MTODOS PARA GRUPOS ESPECFICOS

Diterpenos Carotenoides

Se extraen con hexano, si tienen funciones oxigenadas necesitan

cloroformo o disolventes ms polares.

Taxus brevifolia Taxol (Paclitaxel)

Alcaloides

Primer mtodo:

Basificar el material con amonaco o dietilamina, luego extraer con

cloroformo, diclorometano, ter o etanol.

Segundo mtodo:

Acidular la planta con cido acuoso. Los alcaloides se recuperan como

bases libres, basificando el extracto acuoso, seguido de extraccin

con un disolvente.

Compuestos fenlicos

Se extraen o fraccionan con base acuosa, donde forman sales. A menudo

sufren reacciones de polimerizacin radicalaria por accin de polifenol

oxidasas (oscurecimiento de material vegetal cuando es expuesto al

aire).

Una mezcla compleja de un extracto se pueden separar en diferentes grupos

atendiendo a caractersticas fsico qumicas como: solubilidad, tamao, forma,

carga elctrica, etc. , stas son propiedades que influyen en los fraccionamientos

Mtodos ms empleados :Precipitacin ,Extraccin por reparto entre disolventes

Destilacin,Dilisis y otros.

PRECIPITACIN

En extractos no acuosos se puede conseguir mediante enfriamiento, incluso

cristalizaciones. Otra forma es cambiando la polaridad del medio, aadiendo

disolventes miscibles de distinta polaridad.

FRACCIONAMIENTO

EXTRACCIN POR REPARTO O PARTICIN

k = c1/c2

Generalmente se desea separar 2 componentes aprovechando un diferente comportamiento de

distribucin entre dos disolventes

FACTOR DE SEPARACIN

= K1/K2, donde K1 y K2 son los coeficientes de particin de cada analito

Si = 1 imposible separar los analitos ya que ambos se distribuyen por igual en las dos fases

Cuanto ms se desve de 1 ms fcil resultar la separacin.Los coeficientes de particin K1 y K2

pueden ser modificados

- Eleccin de disolvente

- Control de pH

-Control de la fuerza inica

-Son factores que afectan la extraccin

EXTRACCIN MLTIPLE POR REPARTO

La mxima eficacia para conseguir el paso del soluto desde una fase a

la opuesta se consigue realizando sucesivas extracciones con un

volumen pequeo cada vez.

FRACCIONAMIENTO

DESTILACIN.

Separa mezclas de compuestos voltiles en forma de destilacin fraccionada.

Es de utilidad en compuestos de bajo punto de ebullicin, como en el fraccionamiento

de aceites esenciales.

FRACCIONAMIENTO

AGENTES DESECANTES

Condiciones del desecante:

Inerte

Gran eficacia o poder desecante

Gran capacidad de desecacin (elimina gran cantidad de agua/unidad de peso de

desecante)

Secar rpidamente

Ser fcilmente separable de la sustancia una vez seca

Tipo de sustrato contenido en la disolucin

Los ms usados son: cloruro de calcio anhidro, sales anhidras neutras ( Na2SO4, MgSO4,

CaSO4 y K2CO3 ), almina neutra o bsica y tamices moleculares

PROCESO DE SECADO

DesecadorSilicagel

Gabinete desecador

AGENTES DESECANTES

Cloruro de Calcio

No es muy eficiente

Es muy rpido

Se usa con HC y con RX

Forma solvatos complejos o reacciona con muchos

compuestos nitrogenados u oxigenados, no se usa con aminas ni con alcoholes.

Su capacidad es alta, de 6 moles de agua

Sulfato de sodio

Es ineficiente

Es lento

Su costo es alto

Es relativamente inerte y no reacciona con la mayora de molculas

orgnicas

A temperaturas mayores a 30C el hidrato se rompe, reducindose

su capacidad de secado, se le usa a temperatura ambiente.

Es de alta capacidad, 10 moles de agua

AGENTES DESECANTES

Carbonato de potasio

Es eficiente

Es rpido

Se usa con steres, nitrilos, cetonas y especialmente alcoholes, no debe usarse con los

compuestos acdicos

Se usa con materiales inertes o bsicos

Su capacidad es de 2 moles de agua

Almina y SilicagelSon especialmente eficientes con hidrocarburos

Son muy rpidos

Deben estar finamente pulverizados

Pueden reactivarse por calentamiento despus de ser usados (300C para SiO2 y

500C para Al2O3)

Su capacidad es muy alta

Concentrar una solucin es la eliminacin de un disolvente orgnico voltil de la mezcla con un rotavapor

Consta de:

una bomba de vaco y un controlador

-un recipiente para evaporacin, que rota, el cual puede calentarse en un bao caliente

-un condensador con un recipiente colector.

sin la necesidad de aplicar calor excesivo al sistema.

Otra ventaja del rotavapor es que el vaco disminuye la presin y disminuye el punto de ebullicin del

solvente que se desea evaporar; el solvente es removido que como el baln con el solvente rota, el liquido es

forzado a apoyarse en las paredes del recipiente por fuerza centrifuga y as aumenta la superficie de evaporacin

del liquido, por lo que se evapora en un menor tiempo que si realizara el mismo proceso sin rotacin.