chimie analitica

122
CUPRINS INTRODUCERE........................................ 3 CAPITOLUL I........................................ 6 ETERI COROANĂ UTILIZAŢI ÎN CHIMIA ANALITICĂ........6 1.1 Consideraţii generale.......................6 1.2 Tipuri de eteri coroană.....................8 1.3. Ion – selectivitatea eterilor coroană......9 1.4. Eterii coroană ca ioni – transportori în electrozi ion – selectivi...................11 1.5. Eteri coroană în cromatografia de lichide. 14 CAPITOLUL II...................................... 15 CICLODEXTRINE ŞI CALIXARENE UTILIZATE ÎN COMPLEXAREA UNOR COMPUŞI CHIMICI...........................15 2.1. Consideraţii generale.....................15 2.2. Structura şi proprietăţile ciclodextrinelor ............................................17 2.3. Câteva aplicaţii ale ciclodextrinelor în procesele de separare.......................19 2.4. Folosirea ciclodextrinelor în separare prin membrane....................................21 2.4.1. Membrane lichide cu ciclodextrine....21 2.4.2. Membrane polimerice conţinând ciclodextrine pentru separarea izomerilor............................22 2.4.3. Membrane polimerice conţinând ciclodextrină pentru separarea amestecurilor alcool-apă..............24 2.5. Complexarea aminoacizilor cu calixarene sulfonate hidrosolubile ca studiu al unui posibil mecanism de recunoaştere a calixarenelor sulfonate de către proteine...26 2.6. Incluziunea succesivă a apei, [H 3 NCH 2 CH 2 NH 3 ] 2+ şi [H 3 NCH 2 CH 2 NH 2 ] + în cavitatea aromatică a calix [4] arenelor p-sulfonate..............29 2.7. Complexarea L--aminoacizilor naturali prin calix [4] arene solubile în apă.............32

Upload: ilies-dorin

Post on 18-Jan-2016

88 views

Category:

Documents


9 download

DESCRIPTION

Chimia analitica. Manual.

TRANSCRIPT

Page 1: Chimie analitica

CUPRINS

INTRODUCERE....................................................................................3CAPITOLUL I.........................................................................................6ETERI COROANĂ UTILIZAŢI ÎN CHIMIA ANALITICĂ..........................6

1.1 Consideraţii generale................................................................61.2 Tipuri de eteri coroană..............................................................81.3. Ion – selectivitatea eterilor coroană.........................................91.4. Eterii coroană ca ioni – transportori în electrozi ion – selectivi

...............................................................................................111.5. Eteri coroană în cromatografia de lichide..............................14

CAPITOLUL II......................................................................................15CICLODEXTRINE ŞI CALIXARENE UTILIZATE ÎN COMPLEXAREA

UNOR COMPUŞI CHIMICI...........................................................152.1. Consideraţii generale.............................................................152.2. Structura şi proprietăţile ciclodextrinelor................................172.3. Câteva aplicaţii ale ciclodextrinelor în procesele de separare

...............................................................................................192.4. Folosirea ciclodextrinelor în separare prin membrane...........21

2.4.1. Membrane lichide cu ciclodextrine...............................212.4.2. Membrane polimerice conţinând ciclodextrine pentru

separarea izomerilor...................................................222.4.3. Membrane polimerice conţinând ciclodextrină pentru

separarea amestecurilor alcool-apă...........................242.5. Complexarea aminoacizilor cu calixarene sulfonate

hidrosolubile ca studiu al unui posibil mecanism de recunoaştere a calixarenelor sulfonate de către proteine......26

2.6. Incluziunea succesivă a apei, [H3NCH2CH2NH3]2+ şi [H3NCH2CH2NH2]+ în cavitatea aromatică a calix [4] arenelor p-sulfonate................................................................................29

2.7. Complexarea L--aminoacizilor naturali prin calix [4] arene solubile în apă........................................................................32

CAPITOLUL III.....................................................................................34COMPLEXAREA UNOR COMPUŞI AMINICI CU RECEPTORI

MACROCICLICI............................................................................343.1. Complexarea unor compuşi aminici cu eteri coroană............353.2 Complexarea aminelor cu criptonzi........................................403.3 Complexarea aminelor cu calixrene.......................................403.4 Complexarea aminelor cu aza eteri coroană..........................40

CAPITOLUL IV....................................................................................40EXTRACŢIA CU SOLVENŢI A AMINOACIZILOR FOLOSIND LIGANZI

MACROCICLICI............................................................................404.1. Caracteristici generale ale aminoacizilor...............................40

Page 2: Chimie analitica

4.2. Echilibre de repartiţie în procesul de extracţie.......................404.3. Raportul de distribuţie al aminoacizilor în sistemul solvent –

apă.........................................................................................404.4. Factorii ce influenţează procesele de extracţie......................40

4.4.1. Influenţa structurii ligandului macrociclic utilizat ca extractant...................................................................40

4.4.2. Influenţa reapariţiei liganzilor macrociclici....................404.4.3. Influenţa cationului în procesul de extracţie.................404.4.4. Influenţa anionului în procesul de extracţie..................404.4.5. Influenţa solventului.....................................................404.4.6. Influenţa pH-ului în extracţia complecşilor aminoacizilor

...................................................................................404.5. Extracţia şi transportul aminoacizilor prin membrane lichide.40

4.5.1 Extracţia şi transportul aminoacizilor sub formă de complecşi cationici.....................................................404.5.1.1. Complecşi ai aminoacizilor cu eteri coroană. 404.5.1.2. Complecşi ai aminoacizilor cu dinonil naftelen

sulfonat (DNNS)...........................................404.5.2. Extracţia şi transportul aminoacizilor sub formă de

complecşi anionici......................................................404.5.2.1. Complecşi metalici ai liganzilor macrociclici cu

aminoacizi....................................................404.5.2.2. Complecşi ai aminoacizilor cu săruri

cuaternare de amoniu..................................40CAPITOLUL V.....................................................................................40PARTEA EXPERIMENTALĂ...............................................................40

5.1 Consideraţii generale..............................................................405.2. Aparatură şi reactivi...............................................................405.3. Influenţa pH-ului asupra extracţiei complecşilor aminoacizilor

cu liganzi macrociclici............................................................405.4.2. Determinarea constantei de extracţie..........................40

5.5. Transportul aminoacizilor derivatizaţi prin membrane lichide 405.6. Concluzii................................................................................40

Bibliografie...........................................................................................40

Page 3: Chimie analitica

INTRODUCERE

Tehnicile de separare şi concentrare prin membrane au fost

introduse progresiv, în procesele convenţionale din chimia analitică în

unele tehnologii biochimice. Cercetările în acest domeniu s-au

concentrat asupra aspectelor biomimetice ale sistemelor care sunt

capabile să imite „in vitro” transportul biologic. Studiile asupra

transportului prin membrane lichide a unor specii cu implicaţii

biologice prezintă două aspecte de bază: teoretic şi aplicativ; teoretic:

deoarece permit accesul la mecanismele de transport prin membrane

biologice, şi aplicativ: deoarece pot duce la procese de separare

eficiente ale compuşilor biologici. Conform cercetărilor lui Brun,

rezultatele studiilor prospective asupra membranelor sunt

remarcabile. Astfel, se poate constata că transportul prin membrane

va câştiga o importanţă deosebită în tehnologiile biomedicale, în

proiectarea echipamentelor viitoare şi în controlul bioreactoarelor. Se

speră că în viitorul apropiat, reacţiile chimice se vor efectua prin

membrane de transport folosind sisteme integrate. Cuplând cele două

fenomene se pot facilita transformările chimice, se pot accelera ,

procesele de transport sau procesele pot deveni mai selective.

O dezvoltare majoră a mecanismelor de transport prin

membrane a fost realizată prin introducerea „modelelor naturale” care

se bazează pe conceptul de „recunoaştere moleculară”, preluat din

chimia supramoleculară.

Complementarităţile structuralo-funcţionale dintre molecula

acceptoare hidrofobică şi substratul complex pot duce la

funcţionalitatea supermoleculei lipofilice care asigură transportul

substratului prin mediul organic, acesta funcţionând ca o membrană

biologică. Membrana este constituită dintr-o fază lichidă organică, de

Page 4: Chimie analitica

regulă mai densă decât apa (în care transportorul este dizolvat),

dispusă între două faze apoase: una care conţine specia transportată

definită ca „fază sursă” şi cealaltă fază care acceptă specia

transportată definită ca „fază acceptoare”. Tipurile de membrane care

se folosesc mai des sunt: membrane lichide compacte, membrane din

emulsie lichidă ca N.N.Li obţinută prin agitare unei emulsii apă-

solvent organic în fază apoasă şi membrane lichide depuse pe

materiale polimerice poroase.

Structura fizică şi geometria membranelor lichide sunt

importante în optimizarea proceselor de transport. Fluxul de transport

prin membrane lichide şi selectivitatea de separare sunt influenţate de

factori fizici (natura solventului, viteza de agitare a fazei, temperatura)

şi chimici (structura transportului şi substratului, reacţiile de

complexare şi cele de decomplexare la interfaţa fazei, gradienţii

chimici ca: pH, pX, potenţialul redox dintre fazele apoase). Toţi aceşti

factori influenţează echilibrul fazei de separare în procesul de

extracţie în cele două faze biofizice ale sistemului lichid-lichid, mai

mult chiar, aceşti factori acţionează asupra sistemelor r membranei

pe ambele interfeţe, ceea ce complică extracţia Iichid-Iichid, dar în

acelaşi timp multiplică numărul posibilităţilor de optimizare a

proceselor de separare. Studiile asupra transportului prin membrane

lichide s-au extins recent şi asupra unei categorii de compuşi naturali

care sunt importanţi în biochimie şi sunt folosiţi în industriile

farmaceutică, alimentară şi în cosmetică - aminoacizii.

În funcţie de pH, aminoacizii se pot transforma (în soluţie

apoasă) în cationi R’ - NH (R =-CH(R)-COOH), dar şi în formă

anionică R' - CH(NH2) – COO-, ei putând fi extraşi din soluţia apoasă

în solvenţi organici ca perechi de ioni, cuplându-i apoi cu un anion

sau cu un cation adecvat. Prin această cuplare, ionii vor poseda un

Page 5: Chimie analitica

puternic caracter lipofil necesar deplasării aminoacidului spre faza

organică. O intensificare a caracterului lipofilic a perechii de ioni

extractibili a fost obţinută în aminoacizi utilizând liganzi macrociclici

neutri, de tipul polieteri coroană care au şi ei un pronunţat caracter

lipofilic. Aceşti Iiganzi pot complexa forma cationică a aminoacidului

în mediul acid pentru a forma un cation complex care, în prezenţa

unui anion adecvat, este extras şi formează o pereche de ioni. În

mediu bazic (M+, OH-), ligandul macrociclic formează cu cationul

alcalin M+ un complex cationic care este extras şi cuplat cu forma

anionică a aminoacidului.

Liganzii macrociclici pot acţiona şi ca moleculă acceptoare a

cationilor organici sau anorganici. Selectivitatea cavităţii

endopolarofilice şi a caracterului exolipofilic al liganzilor macrociclici le

oferă acestora bune caracteristici pentru a fi folosiţi ca agenţi selectivi

de extracţie şi transport prin membrane lichide.

Page 6: Chimie analitica

CAPITOLUL IETERI COROANĂ UTILIZAŢI ÎN CHIMIA ANALITICĂ

1.1 Consideraţii generale

Eterii coroană sunt oligoeterii ciclici ce conţin numai atomi de

oxigen drept atomi donori, iar această denumire se datorează

structurii lor spaţiale ce se aseamănă cu o coroană.

Primii eteri coroană au fost sintetizaţi în anul 1967 de C. J.

Pedersen[1] şi sunt polieteri macrociclici polidentaţi caracterizaţi prin

aceea că au molecule formate din inele constituite din 9 – 60 de atomi

printre care se află atomii donori de oxigen sau atomii de oxigen, azot

sau sulf realizând o structură „coroană”, cu o cavitate centrală şi o

cochilie hidrofobă de natură alifatică sau aromatică.

Primii eteri coroană ce au fost sintetizaţi de C.J. Pedersen –6 (18–C–

6) şi respectiv dibenzo–18–coroană–6 (DB 18–C–6) contrar nomenclaturii

IUPAC, mai puţin sugestivă şi destul de complicată, arată astfel:

StructurăNomenclatură

IUPACNomenclatură

PedersenNotaţie scurtă

Noul sistem

1,4,7,10,13,16 hexaoxaciclo

octadecan18 coroană 6 18C6

18O6 coronand-

6

2,5,8,15,18,21-hexaoxaciclo-20,4,0,0,9,14-

hexacosa-1(22),9,11,13, 23,24 haxaenă

dibenzo 18 coroană 6

DB18C6

18O6 (1,2 benzen 22-(1,2

benzen) 22

coronand 5

Page 7: Chimie analitica

În nomenclatura utilizată de C.J. Pederson sunt cuprinse:

numărul şi tipurile de grupări substituente, numărul total de atomi din

inel şi numărul de atomi donori din inel (heteroatomi).

De exemplu, în cazul compusului DB 18–C–6, dibenzo

desemnează cele două inele benzenice anexate nucleului, 18

reprezintă numărul total de atomi din inel, urmează specificarea clasei

coroană iar numărul 6 reprezintă numărul heteroatomilor din inel.

Această nomenclatură a lui C.J. Pedersen dă o caracterizare

aproximativă a compuşilor respectivi, în care atomii de oxigen sunt

legaţi cel mai adesea, prin punţi etilenice, pe care pot fi grefaţi diferiţi

substituenţi.

Această nomenclatură a lui C.J. Pedersen dă o caracterizare

aproximativă a compuşilor respectivi, în care atomii de oxigen sunt

legaţi cel mai adesea, prin punţi etilenice, pe care pot fi grefaţi diferiţi

substituenţi.

Notaţia lui C.J. Pedersen, deşi este sugestivă şi foarte simplă,

se poate furniza însă destule informaţii în ceea ce priveşte localizarea

atomilor donori şi a substituenţilor.

De aceea, s-a propus o nomenclatură mai sistematică, ce se

poate aplica tuturor liganzilor ciclici şi neciclici, precum şi complecşilor

lor.

Această nomenclatură păstrează aceleaşi simboluri,

specificându-se că numărul ce precede parantezele unghiulare

indică mărimea inelului, deci numărul total de atomi în prezenţa

substituenţilor pe inel, se alege calea cea mai scurtă spre primul atom

donor.

Parantezele unghiulare conţin:

a) heteroatomii (oxigenul, de exemplu) reprezentanţi prin

simbolurile elementelor;

Page 8: Chimie analitica

b) punţile, lanţurile C-C între atomii donori, indicate prin

numere ce corespund atomilor donori prin punte, poziţia unităţilor

punte, de exemplu cea a nucleelor benzenice este indicată prin

numere în paranteze rotunde; se notează cu (2) puntea etilen, cea

mai frecventă, dar nu se notează dacă este prezentă numai această

grupare în punte sau dacă nu afectează claritatea notaţiei;

c) numele clasei (coroana);

d) numărul total de heteroatomi.

În cazul monociclurilor mixte cu oxigen, azot, sulf, ordinea

atomilor donori este dată conform regulilor IUPAC.

Heteroatomii cu punţi donoare sunt trataţi ca atomi mici:

ordinea segmentelor în lanţ fără heteroatomi corespunde celei a

heteroatomilor începând cu atomul donor cu prioritate maximă.

Grupările funcţionale şi substituente în scheletul de bază sunt

redate prin sufixe şi prefixe.

1.2 Tipuri de eteri coroană

Eterii coroană sunt compuşi macrociclici sintetici fără sarcină

electrică, care posedă în structura lor legături simple tip C-C şi C-X

(unde X pot fi heteroatomii O, N, S), iar uneori şi sisteme de legături

conjugate cum ar fi ciclul benzenic. Toată această structură le conferă

o stabilitate deosebită în diferite condiţii redox şi acido-bazice.

În figura 1.2 sunt descrise diferite tipuri de transportori

macrociclici.

Page 9: Chimie analitica

n=1 18C6 dibenzo 18C6

n=2 21C7 (DB 18C6)

Ditio 18C6 Diazol 18C6

(DT 18C6)

Kriptofix [2.2.2] Kriptofix [2.2]

1.3. Ion – selectivitatea eterilor coroană

În principal, stabilitatea eterilor coroană cu ionii metalici este

guvernată de o serie de factori, dintre care amintim:

Page 10: Chimie analitica

a) mărimea relativă a ionilor şi cavitatea eterilor coroană;

b) sarcină electrică a ionilor metalici;

c) tipul, numărul şi amplasarea heteroatomilor la locurile lor de

legare în inelul eterului coroană;

d) flexibilitatea conformaţională a inelului eterului coroană;

e) interacţia ion – solvent.

C.J. Pedersen a examinat stabilitatea diferiţilor eteri coroană

sintetizaţi de el prin extracţia solventului.

Ion – selectivitatea eterilor coroană a fost interpretată de către

Pedersen în funcţie de mărimea relativă a ionilor metalici şi cavitatea

eterului coroană şi a constatat că derivaţii 12 – C – 4 prezintă

selectivitate la Li+; derivaţii 15 – C – 5 faţă de Na+, iar derivaţii 18 – C

– 6 faţă de K+.

Selectivitatea ionică a eterilor coroană este dependentă de toţi

factorii menţionaţi anterior, dar adaptabilitatea ionului metalic la

cavitate este un factor foarte important.

Complecşii eterilor coroană cu ionii metalici pot fi în raport de

1:1 (inel/ion), dar uneori se formează complecşi 2:1 cu ionii metalici

care sunt puţin mai mari decât cavitatea, există posibilitatea ca,

uneori, doi ioni metalici să se încorporeze într-o singură cavitate.

A fost sintetizat un eter coroană numit poli sau bis (eter

coroană) la formarea complecşilor 2:1, stabili, cu ionii metalici care

sunt mai mari decât cavitatea, prin cumularea activităţii a două unităţi

adiacente de eter coroană, prin aceasta dezvoltându-se o selectivitate

mai mare faţă de ionii metalici decât a eterilor coroană monociclici

corespunzători; de exemplu, poli şi bis (15 – C- 5) prezintă

selectivitate faţă de K+ dintre ionii metalelor alcaline şi derivaţii 18 – C

– 6 faţă de Cs+.

Page 11: Chimie analitica

Derivaţii 15 – C – 5 au o selectivitate mult mai mare faţă de

ionul K+ decât derivaţii 18 – C – 6.

Ca o măsură a selectivităţii ionice poate fi considerată

constantă de stabilitate pentru complexarea eterilor coroană cu ionii

metalelor.

Dependenţa acestei constante de stabilitate de natura

solventului este foarte mare.

1.4. Eterii coroană ca ioni – transportori în electrozi ion – selectivi

Funcţionarea membranei lichide tip electrod folosind un

transportor neutru poate fi interpretată ca un tip aparte al fenomenului

de transport al ionilor prin ionofori.

Trebuie luate în considerare următoarele trei procese ce

trebuie să fie echilibrate pentru ca ionii să fie efectiv transferaţi:

a) Complexarea ionoforilor şi ionilor metalici;

b) Lipofilicitatea corespunzătoare trebuie să fie conferită

moleculelor ionofore. Aceasta va spori, ca volumul molecular să

crească, dar pentru a avea o difuziune uşoară (plană) moleculele

ionofore nu vor fi la fel de mari. Apoi în scopul eliberării rapide a

ionului metalic.

c) Viteza de complexare trebuie să fie mare. Se cunosc

electrozi selectivi de K+ sau NH+4 utilizând derivaţi de valinomicină sau

de nonactină cu ionofori naturali existenţi. În prezent electrozii

selectivi de K+ comercializaţi cel mai mult sunt electrozi de tip

valinomicină.

Eterii coroană sunt de asemenea utilizaţi ca transportori neutri

şi performanţi ai diverselor tipuri de film lichid, tipului de film PVC şi

Page 12: Chimie analitica

electrozilor îmbrăcaţi în sârmă. Selectivitatea diferiţilor electrozi de K+

folosind eteri coroană monociclici este mai mare de 10-2.

Un complex cu K+ dă şi derivatul DB 18-e-6 care manifestă o

conformaţie omogenă cu cea a valinomicinei.

Selectivitatea ionică în formarea complexului nafto-15-C-5 nu

este apreciabilă, dar în cazul electrodului selectiv de K+ folosind acest

eter coroană ca transportor neutru este evident că KKNaPot=210-4

comparabilă cu cea a valinomicinei şi în primul electrod interferenţa

pentru Pb+.

n=1…2

A

Page 13: Chimie analitica

n=1…2

B

Figura 2. Exemple al derivaţiilor Bis (eter coroană)

Compusul A (n=11 formează rapid un complex similar cu Tl+

ca şi cu K+ de asemenea este folosit şi ca electrod selectiv pentru Tl+.

Compusul B (n=1) este Bis (eter coroană) descris ca

transportator pentru electrodul selectiv de Na+ un complex stabil

intramolecular 2:1 (inel/ion).

Acest electrod selectiv al Na+, dând o selectivitate ionică

KKNapot=910-3 uşor inferioară electrozilor de sticlă convenţionali are

avantajul de a nu solicita condiţionarea periodică care este

indispensabilă în răspunsurile, potenţialul de stabilitate şi durabilitatea

electrozilor de sticlă.

Recent s-au descoperit transportori neutri noi care dovedesc

buna selectivitate a Li+ şi Ca2+.

Page 14: Chimie analitica

1.5. Eteri coroană în cromatografia de lichide

A fost studiată utilizarea esterilor coroană drept componentă a

fazei mobile în cromatografia de lichide. Pe măsură ce eterii coroană

se adaugă fazei mobile, în faza inversă cromatografică a aminelor

aromatice, aminoacizilor şi amidelor, comportarea la separare este

serios alterată, depinzând de stabilitatea amidelor care nu

interacţionează puternic cu eterii coroană nu este influenţată

cromatograma.

Având în vedere că eterii coroană interacţionează mai puternic

cu ionul de amoniu primar decât cu cel secundar, separarea

amestecurilor primare şi secundare este posibilă făcând uz de faza

mobilă care conţine eter coroană.

Page 15: Chimie analitica

CAPITOLUL IICICLODEXTRINE ŞI CALIXARENE UTILIZATE ÎN COMPLEXAREA

UNOR COMPUŞI CHIMICI

2.1. Consideraţii generale

Ciclodextrinele au fost descoperite în anul 1891 de către

Villiers[2] şi au fost preparate şi separate de Schardinger[3] în anul

1903.

Ciclodextrinele sunt o familie de oligozaharide, obţinute prin

degradarea amidonului cu enzima ciclodextrin-transglicozilaza ce

prezintă proprietatea de a forma complecşi cu o mare varietate de 6,

7 respectiv 8 unităţi gluconice per macrociclu. Mărimea cavităţii

ciclodextrinelor, ce este dată de numărul de molecule de glucoză

rămas în interiorul coroanei ciclodextrinei, poate fi 4, 5, 7 şi 8,5 Å

pentru , respectiv -ciclodextrina. Datorită acestor dimensiuni

diferite ciclodextrinele formează complecşi cu stabilităţi diferite.

Unul dintre cei mai importanţi factori pentru formarea unui

complex stabil este alegerea corectă după mărime a ligandului în

funcţie de ciclodextrină.

În cadrul acestor complecşi legătura dintre receptor şi ligand

(legături de hidrogen, forţe van der Waals şi interacţiuni hidrofobe) au

o foarte mare importanţă în domeniul farmaceutic, în biochimie şi

chimie analitică.

În industria farmaceutică ciclodextrinele au fost utilizate ca

solvenţi, diluanţi ori ca ingradient în mărirea stabilităţii

medicamentelor şi în mărirea capacităţii de asimilare a acestora.

În cadrul metodelor de separare ciclodextrinele sunt utilizate în

cromatografie, electroforeză, electroforeză capilară.

Page 16: Chimie analitica

În industria chimică ciclodextrinele sunt utilizate cu rol de

catalizatori sau aditivi ai catalizatorilor, îmbunătăţind selectivitatea

separării şi purificării în cadrul proceselor industriale.

Având posibilitatea de a solubiliza componenţii hidrofobici în

apă, ciclodextrinele pot fi utilizate drept catalizatori de transfer de

fază.

În industria alimentară şi cosmetică, ciclodextrinele au rol

important în stabilizarea aromelor şi eliminarea gusturilor nedorite.

Aplicaţiile ciclodextrinelor în coloranţi şi textile sunt: stabilirea

culorilor, tipărire, vopsele laser, materiale din bumbac parfumate şi

noii auxiliari în procesul de vopsire şi spălare a textilelor.

Au fost preparate numeroase tipuri de derivaţi ai

ciclodextrinelor cum ar fi: derivaţi anhidri, derivaţi lipofilici, derivaţi

amilici, rotaxami, polirotaxami.

Pentru măsurările potenţiometrice ale purităţii efedrinelor în

prezenţa serului cationic au fost realizaţi electrozi ion-selectivi cu

peroctilat -ciclodextrin.

În analitică, ciclodextrinele şi derivaţii lor au fost utilizaţi pentru

a îmbunătăţi analiza prin metode fluorimetrice. Factorii ce

influenţează semnalul fluorimetric în prezenţa ciclodextrinelor sunt:

i) tipul ciclodextrinei utilizate (, , );

ii) natura constituenţilor ciclodextrinei derivate;

iii) concentraţia ciclodextrinei adăugate;

iv) temperatura;

v) prezenţa altor aditivi.

Page 17: Chimie analitica

2.2. Structura şi proprietăţile ciclodextrinelor

Este bine ştiut că cea mai importantă proprietate a

ciclodextrinelor este abilitatea lor de a forma complecşi cu un număr

mare de compuşi organici şi anorganici de natură neutră sau ionică

cu gazele nobile, ambele în stare de agregare solidă şi în soluţii.

Structura complecşilor ciclodextrinei cu variaţi compuşi a fost studiată

cu ajutorul radiaţiilor X şi monocristalelor.

Ciclodextrinele au un exterior hidrofil şi o cavitate hidrofobă

capabilă să extragă un număr mare de liganzi în funcţie de mărime,

formă şi hidrofobicitate atât a ligandului cât şi a ciclodextrinei. Factorii

sterici sunt importanţi în formarea şi stabilitatea complecşilor

ciclodextrinei, structura ciclodextrinelor a fost studiată atât în fază

solidă cât şi în soluţie. Proprietăţile caracteristice ale ligandului, ca

solubilitate, reactivitate, valorile pKa, difuzie, proprietăţi electrochimice

şi proprietăţile spectrale se schimbă.

Unele proprietăţi, ca de exemplu solubilitatea în mediu apos

(14,5; 1,85 şi 23,2 g/100 ml pentru , şi -ciclodextrină),

hidrofobicitatea cavităţii, structura rigidă şi chiralitatea, care este

foarte importantă, au un mare impact în aplicaţiile ciclodextrinelor.

Ciclodextrinele sunt stabile în soluţii alcaline, dar sunt susceptibile la

hidroliza acidă depinzând de temperatură şi aciditate. Ciclodextrinele

pot forma supramolecule diastereoizomerice. Această proprietate

conferă ciclodextrinelor posibilitatea de a fi folosite în chimia analitică

pentru enantioseparaţii. Stereoselectivitatea ciclodextrinelor prin

complexare a fost descoperită de Cramer[4]. Deci, ciclodextrinele au

abilitatea de a separa nu numai molecule de diferite forme sau

mărimi, dar şi antipozi optici.

Page 18: Chimie analitica
Page 19: Chimie analitica

Ciclodextrinele au fost folosite ca model la complecşii cu

substrat enzimatic, pentru că ele pot forma complecşi în soluţii

apoase.

În soluţii apoase, ciclodextrinele pot primi liganzi

corespunzători ca şi compuşii aromatici, acizi carboxilici, azo-derivaţi

şi alţi compuşi cu care formează complecşi. În general, raportul

stoechiometric al ligandului, în soluţii este de 1:1, 2:1 şi 2:2. Un număr

mare de cercetări, au utilizat tehnica folosită pentru studierea

fenomenului de incluziune, spectometrie, titrimetrie calorimetrică,

spectroscopie fluorescentă, dicrosim circular, potenţiometrie,

spectrometrie RMN, HPLC şi inhibiţia cinetică. Cea mai folosită

metodă instrumentală pentru studierea complecşilor ciclodextrinelor

cu diferiţi liganzi este RMN-ul, pentru că această metodă are

posibilitatea să furnizeze date despre structura complecşilor. Această

metodă arată şi diferenţa dintre incluzie şi interacţii externe; efectul

nuclear overhauser poate juca un rol important în priceperea

mecanismului de recunoaştere chirală folosind ca liganzi

ciclodextrinele. Ciclodextrinele pot forma complecşi cu compuşi

complicaţi, ca de exemplu compuşi de tip complecşi metalici şi

polimeri cu selectivitate ridicată.

2.3. Câteva aplicaţii ale ciclodextrinelor în procesele de separare

Diversitatea aplicaţiilor implicând ciclodextrinele are un impact

deosebit în procesele de separare (în separări enatiometrice, faze

unite – combinate, HPLC, faze staţionare în cromatografia de gaz),

spectroscopie şi analize electrochimice (electrozi cu membrană,

polorografie şi voltametrie). Hinze[5] a prezentat aplicaţiile

Page 20: Chimie analitica

ciclodextrinelor în separările cromatografice şi în metodele de

purificare.

În chimia analitică ciclodextrinele sunt folosite pentru

enantioseparări în cromatografia de gaz, cromatografia de lichide de

înaltă performanţă, cromatografia de fluid supercritic şi electroforeza

capilară. Ciclodextrinele conţin faze mobile folosite pentru separări

enantiometrice la diferiţi compuşi chirali ca: barbiturice, fenilalanina,

-piren, pseudoefedrine.

Un număr mare de aplicaţii interesante au fost publicate

despre recunoaştere chirală a derivaţilor cationici şi aminoacizi ai

ciclodextrinelor. Derivaţii cationici ai ciclodextrinelor conţinând grupări

amino şi alchilamino au fost utilizaţi ca selectori chirali în electroforeza

capilară. O cercetare mai detaliată a derivaţilor încărcaţi cu sarcină ai

ciclodextrinelor folosiţi ca selectori chirali în enantioseparare prin

electroforeza capilară a fost făcută de CHANKVETADZE[6] şi alţii. Ei

au stabilit că derivaţii ionici ai ciclodextrinei, în special ciclodextrin

alchil-sulfaţii, manifestă o abilitate de recunoaştere chirală pentru

compuşi bazici (factorul cel mai important în acest proces este

mobilitatea mare, opusă curentului, a selectorului chiral) şi compuşi

neutri racemici. Pentru enantiosepararea moleculei de thalidomidă şi

metaboliţilor ei neutri s-a folosit ca selector chiral carboximetil--

ciclodextrina. Folosind ciclodextrina ca selector chiral în electroforeza

capilară este posibilă separarea enantiomerică a unei varietăţi de

compuşi chirali ca DL triptofan şi () epinefeine, norefedrine,

norepinefeine şi propanol.

Este ştiut faptul că ciclodextrinele şi formele derivate formează

complecşi cu aminoacizii aromatici sau cu oligopeptidele acestora. În

interacţia proteine-peptide cu ciclodextrinele responsabile sunt

rămăşiţele aminoacizilor aromatici. Aplicaţii ale ciclodextrinelor în

Page 21: Chimie analitica

măsurătorile analitice de fluorescenţă au fost studiate de

YAMASHOJI[7] şi alţii. Ei au determinat constantele de formare a

complecşilor, 1:1 a ciclodextrinelor cu aminoacizi, cu derivaţi ai

aminoacizilor, folosind fluorescenţa, spectroscopic prin ecuaţia

BENESI-HILDEBRAND[8]. Un efect special al ciclodextrinelor asupra

intensificării chiruiluminescenţei a fost prezentat de KARATANI[9].

Astfel, aminele biologice, aminoacizii, peptidele, catecholaminele şi

compuşi steroidici, pot fi determinaţi şi separaţi ca şi derivaţii lor

dansyl.

2.4. Folosirea ciclodextrinelor în separare prin membrane

Datorită abilităţii de a forma complecşi de incluziune cu un

număr mare de molecule organice, ciclodextrinele pot fi utilizate în

procesele de separare prin membranare.

Mai mulţi autori au relatat modificarea membranelor la

introducerea oligomerului ciclodextrin şi influenţa lor asupra separării

şi abilitatea catalitică. Acţiunea catalitică a ciclodextrinelor asupra

hidrolizei esterilor în sisteme omogene (ciclodextrinele fiind dizolvate

în mediul de reacţie) sau ciclodextrină imobilizată în membrană de

etilen-vinil alcool (copolimer), a fost de asemenea studiată.

Ciclodextrinele în membrane groase lichide, au fost folosite pentru

determinarea constantelor de asociere a compuşilor ciclodextrină-

hidrocarbură aromatică.

2.4.1. Membrane lichide cu ciclodextrine

Procesul de separare prin membrane lichide este o tehnică

eficientă pentru separarea selectivă, pentru purificarea şi

Page 22: Chimie analitica

concentrarea compuşilor chimici şi biologici. Membranele lichide

folosite la separarea unor compuşi au avantajul de transport sporit

(intensificat) prin folosirea unui purtător selectiv anionic sau cationic

dizolvat într-un solvent organic.

Separarea enantiomerilor poate fi realizată folosind membrane

lichide cu transportori chiralici. Abilitatea de incluzie a cavităţii

ciclodextrinelor pentru mulţi compuşi formând complecşi a fost

utilizată la membrane lichide.

Folosind transportul hidrocarburilor aromatice (orto, meta,

paraxilen, naftalină, antracen şi pirenă) de la o fază hexamică la alta

prin faza apoasă cu -ciclodextrina şi -ciclodextrina, POH a

determinat constantele de asociere a complecşilor ciclodextrină-

hidrocarbură aromatică. Valorile constantelor de asociere a

complecşilor 1:1 formaţi, coincid cu cele determinate prin alte metode.

2.4.2. Membrane polimerice conţinând ciclodextrine pentru separarea izomerilor

Procesele de pervaporaţie şi de osmoză reversibilă sunt

folosite ca şi membranele polimerice pentru separarea soluţiilor

organice apoase. Caracteristicile separării şi infiltrării izomerilor

organici lichizi, ca de exemplu solubilitatea infiltrantului în membrană

şi difuzivitatea infiltrantului în membrană prin diferite membrane

polimerice cu ajutorul pervaporizării, au fost studiate de mulţi

cercetători.

Studiile asupra separării izomerilor xilenului prin membrane

polietilenice prin pervaporaţii au sugerat că separarea acestor

compuşi prin membrane polimerice obişnuite nu este selectivă.

Factorul de separare care caracterizează astfel de separaţii este

Page 23: Chimie analitica

foarte mic din cauza proprietăţilor chimice şi fizice similare ale

izomerilor. Factorii de separare pentru izomerii xilenului prin

membrană din esterul celulozei sunt între 1,16 şi 1,73. Rezultate

asemănătoare au fost obţinute în separarea izomerilor aromatici cu 8

atomi de carbon prin diferite membrane polimerice comerciale.

Posibilitatea imobilizării liganzilor pe membranele polimerice a

oferit unele avantaje în procesele membranare. Este ştiut că

ciclodextrinele au abilitatea de a separa antipozi optici. Astfel

separarea unor izomeri cu membrane polimerice conţinând

ciclodextrine devine o posibilitate atractivă.

LEE[11] a studiat caracteristicile pervaporizării a membranelor

celulozice conţinând ciclodextrină pentru amestecurile de izomeri ai

xilenului. În acest caz selectivitatea este în ordinea pmo derivaţi.

Rezultatele au arătat că selectivitatea a fost îmbunătăţită de prezenţa

ciclodextrinelor în membrană. HIRAI[12,13] a preparat membrane cu

ciclodextrine încrucişate şi le-a folosit în dializă. Studiile lor au

demonstrat utilitatea ciclodextrinelor în separarea diferitelor

amestecuri lichide.

Separarea optică a aminoacizilor a fost făcută folosind

membrane polimerice cu ciclodextrine. MIYATA[14] a preparat

membrane poli (vinil – alcool) (PVA) conţinând ciclodextrine

(membrană PVA-CD) şi a studiat caracteristicile permeabilităţii şi

separării izomerilor propanolului (PrOH) prin aceste membrane prin

operaţiile de pervaporaţie şi evaporare. Evaporarea ca o nouă tehnică

de separare prin membrană îmbunătăţeşte dezavantajele create de

perevaporare. În figura … se arată posibilitatea interacţiei dintre

infiltrant şi ciclodextrină în cele 2 metode de separare prin membrană,

pervaporare şi evaporare. Rezultatele obţinute folosind pervaporarea

în separarea izomerilor propanolului PrOH a demonstrat că

Page 24: Chimie analitica

evaporarea a fost mai eficace pentru separarea izomerilor prin

membrană PVA-CD ca şi pervaporare.

Figura 4. Ilustrarea schematică a interacţiilor dintre infiltrant

(n-PrOH; i-PrOH) şi cilcodextrină prin pervaporare şi evaporare

Permeabilitatea şi selectivitatea n-PrOH au fost îmbunătăţite

prin mărirea cavităţii de ciclodextrină în membrană. În acest

experiment s-a remarcat o mai mare afinitate a ciclodextrinei pentru

n-PrOH decât i-PrOH.

2.4.3. Membrane polimerice conţinând ciclodextrină pentru separarea amestecurilor alcool-apă

Cea mai eficace operaţie membranară folosită pentru

separarea amestecurilor lichide este pervaporarea. Pervaporarea

este o separare lichid/vapori în care un fluid este parţial vaporizat

printr-o membrană densă. Această operaţie este folosită în principal

pentru deshidratarea alcoolului azeotrop. Forţa conducătoare este

diferenţa de activitate de-a lungul membranei. Folosirea membranelor

Page 25: Chimie analitica

polimerice noi şi membranelor ceramice, folosirea reactivului

încrucişat în prepararea membranelor poli (vinil alcoolice), cologenii

încrucişaţi sau fibrele complexe poliionice goale, sunt câteva exemple

de sisteme folosite în pervaporaţie.

YAMASAKI[15] şi alţii au abordat o metodă conservabilă

pentru prepararea membranei poli (vinil alcoolice) conţinând

oligomerul -ciclodextrină şi au demonstrat caracteristicile

pervaporării pentru amestec etanol/apă (figura 5).

Figura nr. 5 Structura ciclodextrinei (CD) folosită în prepararea

membranei de PVA/CD poli (vinil alcool) conţinând oligomerul

ciclodextrină.

Rezultatele au arătat că ciclodextrina a mărit permeabilitatea

apei şi a micşorat-o pe cea a etanolului la concentraţii mici de etanol.

Pentru concentraţii mai mari de etanol, ciclodextrina a micşorat

ambele permeabilităţi, dar creşterea în etanol a fost mult mai mare.

Aceste rezultate pot fi explicate prin puterea de pătrundere a

complecşilor ciclodextrinei, apei şi etanolului. Creşterea selectivităţii

membranelor PVA poate fi realizată prin modificarea cu ciclodextrine

Page 26: Chimie analitica

şi folosind diferenţa dintre puterile de pătrundere ale apei şi alcoolului.

O serie de alte rezultate au arătat că la concentraţii mari de alcool,

selectivitatea apei a fost mărită de ciclodextrină pentru toate

amestecurile în următoarea secvenţă:

2-propanol/apă>1-propanol/apă>etanoli/apă. La concentraţii mici de

alcool permeabilităţile apei pentru propanol/apă au fost uşor mărite,

pe când cele pentru etanoli/apă au crescut mult.

Toate aceste efecte sunt interpretate ca proprietăţi ale

ciclodextrinelor.

Concluzii

Ciclodextrina şi derivaţii ei a fost folosită în procesele de

separare prin membrană, deoarece poate îmbunătăţi selectivitatea

separărilor din cauza abilităţii acesteia de a forma complecşi de

incluzie cu un număr mare de compuşi organici şi anorganici. Un alt

domeniu de interes pentru cercetare este selectivitatea chirală.

Ciclodextrinele pot fi folosite pentru separarea amestecurilor racemice

prin membrane polimerice.

2.5. Complexarea aminoacizilor cu calixarene sulfonate hidrosolubile ca studiu al unui posibil mecanism de recunoaştere a calixarenelor sulfonate de către proteine

Calixarenele sunt cea de a treia clasă majoră de sisteme de

bază supramoleculară, împreună cu eterii coroană şi ciclodextrinele.

SCHNEIDER[17] şi colaboratorii au arătat că, calixarenele derivate de

la rezorcinol formează complecşi cu ionii organici de amoniu.

Densitatea sarcinii şi mărimea calixarenelor p-sulfonate fac din

acestea candidate excelente ca simulatoare de heparină în vederea

Page 27: Chimie analitica

observării diferenţei între etapele de sinteză ale derivaţilor sulfonaţi

(trei etape) şi cele ale pentazaharidei heparinice (peste cincizeci de

etape). Au analizat această simulare a heparinei respectând plierea

peptidelor chiar şi în interacţiile proteină-proteină. În acest scop au

cercetat bazele fundamentale ale interacţiilor dintre calix [4] arenele

sulfonate (1), calix [6] arenele (2), calix [8] arenele (3) cu reziduuri de

aminoacizi bazici, arginină (4) şi lizină (5), cunoscuţi pentru

capacitatea lor de fixare electrostatică asupra fragmentului de

heparină (figura 6).

Figura 6 Structura calix[4] arenei (1), calix[6] arenei (2),

calix[8] arenei (3) p-sulfonate; argininei (4) şi lisinei (5)

Din considerente pur electrostatice nu s-a observat nici o

interacţie la pH 13 deoarece compusul „gazdă” nu formează sarcini

pozitive care să se lege la sarcinile negative din compusul „oaspete”.

Page 28: Chimie analitica

În cazul 2 şi 3 s-au putut observa variaţii mici pentru lizină şi

arginină la pH 1 şi particular la pH 5. Acestea pot fi atribuite

interacţiilor electrostatice între aminoacizi şi sistemele „gazdă”. Aşa

cum s-a arătat de GUTSCHE şi BAUER[18], 2 şi 3 adoptă o

conformaţie planară în dezvoltare, iar geometriile lor foarte flexibile nu

prezintă o cavitate predefinită a elementului de bază cum există în 1.

Din acest motiv se poate forma doar legătură simplă la feţele

încărcate negativ.

S-a descoperit că în soluţie apoasă 1 adoptă o conformaţie

conică, probabil fixată ca un rezultat a unei legături de hidrogen

intramoleculare foarte puternice ce implică grupările O- şi OH ale

unităţilor fenolice. La pH 1 şi 5, legarea lui 1 la lizină şi arginină

cauzează schimbări mari în transformările chimice ale proteinelor din

lanţurile laterale de aminoacizi. Toate picurile se transferă la un câmp

magnetic mai mare cu o creştere a concentraţiei colixarenei.

Transferurile cresc de-a lungul lanţului, indicând că aminoacidul este

inclus în cavitatea lui 1 şi afectat de curentul ciclului componentelor

aromatice (figura 3 a) b)).

Folosirea unui model molecular (ALCHEMY) a arătat că,

cavitatea lui 1 poate conţine grupări terminale de arginină şi lanţurile

laterale din 2 aminoacizi.

Stoechiometria este 1:1 pentru toţi complecşii, fapt confirmat

prin diagrama lui JOB. Constantele de legătură pentru arginină sunt

mai mari decât pentru cele ale lizinei după cum reiese din interacţiile

- dintre funcţiunile guanidinice şi grupările aromatice ale lui 1.

Complexarea este condusă prin efecte electrostatice. Titrările

se desfăşoară în prezenţa sărurilor metalice (K+, Na+, Mg2+ şi Ca2+) la

concentraţii metalice mari (>100 mM) ceea ce arată că nu au loc

schimbări în transformările chimice. Această situaţie este tipică pentru

Page 29: Chimie analitica

interacţiile electrostatice nespecifice dintre liganzi şi receptorii

peptidici. Există o recunoaştere pH-selectivă a lui 1 pentru aminoacizii

cu legături mult mai puternice în condiţii neutre, decât în condiţii

acide. Acest fapt are importante implicaţii biologice; valori scăzute ale

pH-ului se găsesc în stomac şi vezicule, în timp ce un pH 6-7 este

fiziologic. Posibil că există o rotire între poziţiile de recunoaştere de

pe suprafeţele proteinelor legate de 1 care va depinde acum de

localizarea biologică.

Din acest motiv există două mecanisme de legare a resturilor

de aminoacizi pozitivi la calix-arenele p-sulfonate, incluziunea etanşă

în cazul lui 1 şi legarea mult mai slabă a resturilor faţă în faţă pentru 2

şi 3. Astfel de mecanisme de legare diferită se transpun în diferite

efecte biologice, referitoare la legarea peptidelor receptoare de

heparină. Rezultatele preliminare au condus la concluzia că inhibiţia

colagenului XIV legat la catena laterală a dermaton sulfat decorinului,

este un proces ce inhibă heparina care se realizează în ordinea

1<23.

2.6. Incluziunea succesivă a apei, [H3NCH2CH2NH3]2+ şi [H3NCH2CH2NH2]+ în cavitatea aromatică a calix [4] arenelor p-sulfonate

Cavitatea bogată în electroni a calix [4] arenelor p-sulfonate

hidrosolubile [H8L] reprezintă un sistem pentru studierea interacţiilor

speciilor de tipul apei sau cationilor cu jumătăţile aromatice ce sunt

implicate în multe procese de recunoaştere atât în biologie cât şi în

chimie. Dependenţa de pH a acestui fenomen de incluziune a fost

interpretat în termenii interacţiilor electrostatice în soluţii neutre sau

repulsii hidrofolice în soluţii acide.

Page 30: Chimie analitica

H8L

Figura nr. 7

În absenţa compuşilor „oaspete” hidrofolici, prezenţa apei în

interiorul [H4L]4- poate fi relevată prin cristalografie cu raze X.

Legăturile de hidrogen din ciclul aromatic dintre „oaspete” şi „gazdă”

ajută în mod clar la stabilizarea acestui complex molecular. Nu există

alte exemple de astfel de incluziuni a apei în calixarene dar, s-au

observat alte tipuri de legături de hidrogen neclasice la formarea

contactelor C-H… în compuşii moleculari ai O-C2B10H12 în CTV şi

calix [5] arene, precum şi CH2Cl2 în [HNMe3]2[(tBn-calix [4] arene)Al2].

O altă particularitate foarte interesantă a derivaţilor H8L în

stare solidă este o structură a învelişului foarte bine ordonată care

deseori determină atribuirea denumirii de pământ organic. Am

prezentat aici sinteza în prezenţa unui posibil „oaspete” organic a

[H3NCH2CH2NH3]2-[H4L(H2O)3]H2O, a compusului molecular [H4L]4- şi

apă. Apa este eliminată din cavitate prin deprotonarea unui dintre

atomii de oxigen fenolic ai macrocidului şi înlocuită cu

[H3NCH2CH2NH3]2+ formând [H3NCH2CH2NH3]1.5[(H3L)

H3NCH2CH2NH3]H2O5.5. Adăugarea unui exces de etilen diamină

permite amestecarea sării organice [H3NCH2CH2NH3]2[(H3L)

NH3CH2CH2NH3](H2O)4.5, unde monocationul [H3NCH2CH2NH3]+ este

inclus în cavitatea calixarenei prin contactele aromatice N-H….

Page 31: Chimie analitica

Studiile RMN au arătat că acest fenomen de incluziune persisită în

soluţie. Structura cristalină a complecşilor moleculari a fost

determinată, incluzând primul dication şi prima legătură de hidrogen

aromatică neclasică N-H… în cavitatea calixarenei. Straturile

organice observate în stare solidă sunt legate prin legături de

hidrogen de ambele capete ale dicationului organic, rezultând o nouă

clasă de pământuri organice-organice.

Tratarea [H8L] cu doi echivalenţi de etilendiamină în apă

permite precipitarea sării etilendiamoniu organică sub forma unui solid

alb:

Structura moleculară a compusului cristalin arată prezenţa

moleculelor de apă interiorul calixarenei.

Formarea compusului ce include apă este mult mai favorabil

iar, analizele elementare ale lui 1 uscat confirmă prezenţa celor trei

molecule de apă, indicând faptul că compusul molecular este mai

stabil. Acest rezultat este oarecum contradictoriu cu acceptarea ideii

că clustele de apă, asigură o mică hidratare la introducerea liganzilor

nepolari în interiorul cavităţii aromatice a sistemelor biologice.

Dacă 2,5 echivalenţi de etilentiamină sunt adăugaţi la H8L, o

jumătate fenolică este deprotonată din centrul calixarenei, permiţând

formarea unei soluţii galben pal de sare organică.

Reţeaua de legături de hidrogen produce împachetarea

învelişului calixarenei ducând la o creştere a stratului organic, mărime

mai mică decât cea găsită pentru un material de tip argilos al calix [4]

arenei p-sulfonate.

Page 32: Chimie analitica

Dicationii [H3NCH2CH2NH3]2+ leagă straturile calixarenei în

reţea, iar cationii [H3NCH2CH2NH3]+ formează dinuri. Structura

materialului de tip argilos organic-organic face să pară că de pinde de

numărul de molecule organice incluse în împachetare.[19]

2.7. Complexarea L--aminoacizilor naturali prin calix [4] arene solubile în apă

Recunoaşterea selectivă a substanţelor organice de interes

biologic, cum ar fi zaharurile şi aminoacizii, prin receptori sintetici,

reprezintă un interes major în chimia bioorganică şi supramoleculară.

În trecut erau folosite calixarenele şi ciclofanii solubili în apă, pentru a

include specii încărcate sau neîncărcate, însă s-au obţinut foarte

puţini receptori de sinteză ce complexează aminoacizii în soluţii

apoase.

Tetrasulfonatocalix [4] arena 1, mobilă conformaţional este

capabilă să formeze complecşi de incluziune cu câteva specii

încărcate sau neîncărcate, atât în stare solidă cât şi în apă. În

particular s-a arătat că 1 este capabil să complexeze ionul trimetil

anilina (TMA) într-un mod neselectiv la pD=7,3.

Complexarea L--aminoacizilor are loc prin inserarea

grupărilor aromatice sau alifatice (R) în interiorul cavităţii calixarenei.

Acest fapt pare să fie determinat de necesitatea grupărilor

neîncărcate ale aminoacizilor de a ieşi din cavitatea colixaremică

apolară pentru a fi expuse la un mediu polar.

Interesant este că L-Ala nu a fost complexată prin elemente de

bază. O posibilă explicaţie este aceea că, datorită mărimii mici a

grupării metil (R), L-Ala ar trebuie să implice şi încapsularea grupărilor

Page 33: Chimie analitica

amino cu sarcină pozitivă în interiorul cavităţii hidrofolsice. Nu s-a

observat nici o incluziune pentru L-Tyr.

Compusul 3 căruia îi lipsesc rupările sulfonate din marginea

superioară nu complexează nici unul din aminoacizii cercetaţi. Acest

rezultat confirmă importanţa prezenţei sarcinii în legarea apolară a

„musafirilor” în interiorul cavităţii calixarenei. Elementul de bază 5,

care prezintă patru grupări sulfonate la marginea superioară nu

prezintă nici o abilitate de incluziune. L-His este complexat doar prin

compusul 1 cu conformaţie mobilă, în timp ce compusul 4 nu

complexează nici L-Val şi nici L-His prezentând o mai mică eficienţă

faţă de aminoacizii cercetaţi. Cei mai eficienţi receptori pentru

aminoacizi sunt sulfonatocalix [4] arenele 1 şi 2 care au o eficienţă

comparabilă, deşi compusul în formă conică este mai puţin eficient în

recunoaşterea L-Leu.

În toate cazurile incluziunea aminoacizilor are loc printr-un rest

alifatic sau aromatic şi se face corespunzător interacţiilor CH- (L-

Leu, L-val) şi interacţiilor - (L-Phe, L-His, L-Trp).[20]

Page 34: Chimie analitica

CAPITOLUL IIICOMPLEXAREA UNOR COMPUŞI AMINICI CU RECEPTORI

MACROCICLICI

Aminele sunt printre cele mai importante molecule din sistemul

natural viu. Multe amine active biologic conţin amoniu substituit. În

biologia moleculară, studiul compuşilor cu amoniu substituit este o

problemă importantă pentru înţelegerea interacţiilor dintre moleculele

biologice şi aplicaţiile lor în metodele de separare.

Multe studii se bazează pe designul şi sinteza unei mari

varietăţi de macrocicli funcţionali ca eterii coroană, azoeterii coroană,

criptonzii şi calixarenele, care sunt capabili să recunoască

manifestarea activităţii catalitice de interes biologic a amoniului gazdă

(aminoacizi şi peptide). Proprietăţile de atracţie ale receptorilor

macrociclici sintetici, ce sunt capabili să formeze complecşi cu

numeroşi compuşi prin interacţii noncovalente sunt utilizate pentru o

mai bună înţelegere a fenomenelor date de specificitatea biochimică,

în special în domeniul recunoaşterii moleculare.

Liganzii macrociclici sunt capabili să formeze complecşi stabili

şi selectivi cu substratul potrivit prin legături de hidrogen, interacţii

ionice şi/sau interacţii hidrofobice. Forţele care contribuie la

stabilizarea complexului format între gazda macrociclică şi oaspete

sunt de natură noncovalentă. Aceştia au fost utilizaţi intensiv la

separarea selectivă a cationilor metalelor alcaline şi alcalino-

pământoase, a ionilor metalelor grele şi a compuşilor amoniului din

amestecul format cu solvenţi de extracţie sau membrane lichide.

[21,22]

În chimia supramoleculară, membranele lichide sunt utilizate

frecvent la evoluarea proprietăţilor de complexare şi transport a

receptorilor. Membranele lichide folosite la separarea aminoacizilor şi

Page 35: Chimie analitica

peptidelor au avantajul unui transport intensificat dat de utilizarea

unor transportori selectivi de formă cationică dizolvaţi în solvenţi

organici. Transportorii utilizaţi au în compoziţia lor şi ligandul

macrociclic. Apropierea de modelul sistemului de transport biologic

necesar pentru enantiomerii aminoacizii poate fi realizată prin

utilizarea membranelor lichide ce conţin eteri coroană chirali.

Separarea compuşilor optic activi prin membrane lichide este de un

interes deosebit în momentul de faţă.

Calixarenele derivate, binecunoscuţi receptori, sunt capabile

să interacţioneze cu molecula gazdă organică şi să formeze

complecşi cu cationii cuaternari de amoniu.

Importanţa extracţiilor lichid-lichid este dată de separările de

ioni. Factorii care pot influenţa interfaţa lichid-lichid în sistem bifazic

sunt: tensiunea interfazică, potenţialul şi viscozitatea. Pentru

studierea structurii interfeţei dintre doi solvenţi nemiscibili se utilizează

metode spectrscopice. Unul din cele mai importante proprietăţi ale

liganzilor (calixarene, criptanzi, eteri coroană) ca molecule extractante

este afinitatea lor pentru interfaţa şi comportarea lor ca surfactanţi.

3.1. Complexarea unor compuşi aminici cu eteri coroană

Este bine cunoscut faptul că mărimea inelului, natura şi poziţia

atomilor donori a eterilor coroană au o mare influenţă la formarea

complecşilor cu diferiţi compuşi. Influenţa diferiţilor eteri coroană (18C

6, 15C 5, B18C 6) asupra complexării cu amine neprotonate (n-

butilamină, n-dibutilamină şi N-metilbenzilamină) în metanol a fost

studiată prin titrări colorimetrice. Valorile constantelor de stabilitate

obţinute sunt aproape identice. Complexarea 15C 5 cu aminele

menţionate este favorizată de contribuţia entropică. În cazul 18C 6,

Page 36: Chimie analitica

valorile mari ale entalpiilor au fost obţinute pentru amine primare, iar

pentru aminele secundare s-au obţinut valori mici. Complexarea

aminelor primare cu 18C 6 este favorizată de contribuţia entropică. În

cazul aminelor secundare complexarea cu 18C 8 este favorizată de

contribuţia entropică şi defavorizată de contribuţia entalpică. Utilizând

B 18 C 6 valorile entalpiei sunt mai scăzute decât în cazul complexării

cu 18 C6. Acest fapt poate fi explicat prin bazicitatea scăzută a celor

doi atomi donori de oxigen ataşaţi de gruparea benzo a eterului

coroană B18C6.

Randamentul transportului aminelor studiate utilizând 18C6,

B18C6 şi DB18C6 ca transportori prin membrană lichidă de 1,2-

dicloretan, este relativ scăzut, între 25 – 40% pentru metilamină şi n-

propilamină cu B18C6 şi 19 – 25% pentru dietilamină şi n-propilamină

cu DB18C6. Transportul aminelor depinde de transportul utilizat, de

cation şi anion.

Un aspect interesant privind complexarea diferiţilor eteri

coroană şi aminobenzoeteri coroană constă în posibilitatea formării

unor agregate de eteri coroană amina substituită prin complexarea cu

aminobenzo eteri coroană protonaţi în soluţie. O grupare amino

protonată de la un aminobenzoeter coroană este complexată cu

partea de eter coroană a unui alt aminobenzo eter coroană. În cazul

aminobenzo 18C6, autocomplexare este puternică.

Aminoacizii sunt componenţi importanţi ai proteinelor şi au o

importanţă deosebită în cadrul sistemelor naturale vii. Proprietăţile lor

chimice şi fizice, ambele de interes în biologie şi farmacie trebuie bine

cunoscute pentru a înţelege mecanismul reacţiilor din cadrul

proceselor în care sunt implicaţi.

Valorile constantelor de stabilitate, entalpiilor şi entropiilor au

fost determinate pentru complecşii formaţi de unii aminoacizi (L--

Page 37: Chimie analitica

alanina, L-cisteina, glicina, L-leucina, L-izoleucină, L-metionin, L-

fenilalanină, L-serină, L-valină şi L-triptofan) cu receptori macrociclici

(18C6 şi B18C6) în metanol. Comparând constantele de stabilitate

pentru reacţiile aminoacizilor cu eter coroană 18C6 cu cele obţinute la

reacţiile dintre aminoacizi şi B18C6 se observă că valorile acestora

sunt aproximativ egale sau în cazul B18C6 un pic mai mici. Valorile

entalpiilor sunt mult mai mici pentru reacţiile cu 18C6, dar sunt

compensate de componenta entropică. În general aminoacizii

manifestă caracter amfionic în medii apoase neutre. În soluţii cu

metanol, aminoacizii se găsesc în formă amfionică, iar concentraţia

acesteia poate fi influenţată de condiţii acide, neutre sau bazice.

Anumite aspecte experimentale au fost studiate din punctul de vedere

al ambilor solvenţi de extracţie şi al transportului aminoacizilor

macrociclici (18C6, B18C6 şi DB18C6) în 1,2-dicloretan. Rezultatele

sugerează o bună corelaţie între proprietăţile structurale ale

aminoacizilor şi caracteristicile fizico – chimice.

Distribuţia unor complecşi formaţi de -aminoacizi cu 18C6 şi

a ionului pereche în sistemul bifazic apă/1,2 dicloretan a fost corelată

cu proprietăţile aminoacizilor (hidrofobicitate, constante de aciditate

pKa1, pKa2 şi pI) utilizând analiza de regresie liniară şi multiliniară.

Corelaţia dintre constantele de extracţie în sistem bifazic şi

hidrofobicitate aminoacizilor, log P (hidrofobicitatea se exprimă ca un

logaritm al coeficienţilor de repartiţie dintre 1-octanol şi apă) este

prezentată în Figura 8.

Page 38: Chimie analitica

-3.0 -2.5 -2.0 -1.53.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

L-Phe

L-Phe

DL-Trp

DL-Trp

L-Leu

L-Leu

L-Met

L-Met

L-Val

L-Val

Gly

Gly

18C6 DB18C6

log

Kex

log Px

Figura 8 Corelaţia dintre constantele de extracţie şi hidrofobicitatea aminoacizilor

-3.0 -2.5 -2.0 -1.5

30

40

50

60

70

80

L-Phe

L-Phe

L-Phe

L-Leu

L-Leu

L-Met

L-Met

L-Met

L-Val

L-Val

L-Val

L-Ala

L-Ala

L-Ala

18C6 B18C6 DB18C6

Tran

spor

t (%

)xx

log Px

Figura 9 Relaţia dintre hidrofobicitate şi randamentul transportului prin membrane lichide

Page 39: Chimie analitica

După cum se observă în Figura 8, există o bună liniaritate

între valorile constantelor de extracţie ale aminoacizilor şi

hidrofobicitatea lor, atunci când se utilizează 18C6 şi DB18C6 drept

extractanţi. Figura 9 prezintă relaţia dintre valorile obţinute la

transportul aminoacizilor prin membranele lichide utilizând ca

transportori 18C6, B18C6 şi DB18C6 şi hidrofobicitatea, logP.

Rnadamentul transportului aminoacizilor cu 18C6 ca o funcţie a

hidrofobicităţii lor se prezintă în următoarea ordine:

L-Phe L-Leu L- Met L- Val L- Ala.

Se poate observa o bună corelaţie între transportul unor

aminoacizi şi hidrofobicitatea lor în cazul în care se utilizează ca

transportori prin membrane lichide atât B18C6 cât şi DB 18C6, dar

valorile obţinute vor fi mai mici decât în cazul utilizării 18C6.

Dezvoltarea receptorilor sintetici pentru peptide şi aminoacizi

derivaţi a divinil şi mai importantă deoarece studiul interacţiilor

intermoleculare prin comlecşii mici de tip moleculă – peptidă conduce

la înţelegerea multor interacţii biologice de tip peptidă – proteină.

Lipkowski[23] şi colab. a studiat termodinamica complexării unor

peptide mici cu 18C6 în apă. Utilizând difractometria cu raze X asupra

complecşilor peptidelor amfionice cu 18C6 s-a arătat că aceşti

complecşi se formează prin legături de hidrogen. Au fost studiate şi

unele date experimentale (constante de stabilitate, entalpii şi entropii

ale reacţiilor) obţinute la complexarea glicil – L – leucinei, ce are ca

solvent de extracţie metanolul, cu 18C6, B18C6 şi DB18C6, în

prezenţa ionului picrat, în 1,2 dicloretan. Structura ligandului,

constantele de stabilitate, constanta de extracţie şi natura solventului

au fost interpretate şi comparate cu valorile corespunzătoare

aminoacizilor ce au format această peptidă. În tabelul 4 sunt

Page 40: Chimie analitica

prezentate constantele de extracţie ale Gly-L-Leu în 1,2-dicloretan cu

18C6, B18C6, Db 18C6 şi criptand [2.2.2], utilizând acid picric.

Tabel nr. 4 Constante de extracţie ale glicil – leucin în 1,2 – dicloretan cu liganzi macrociclici.

Liganzilog Kex L-leucina

glicyl-L-leucina18C6 5,260,02 5,760,01

B18C6 5,050,3 4,300,05DB18C6 4,890,07 4,150,05[2.2.2] 5,100,2 4,430,04

Cligand=2,5x10-3-10-2M; Cpeptide=1,0x10-3M; [acid picric]=8,0x10-5M; Caminoacid=6,0x10-4M; pH2,02 Temperatura:251C

Cel mai eficient ligand dintre cei testaţi pentru Gly-L-Leu este

18C6. parametri care influenţează procesul de extracţie al Gly-L-Leu

cu liganzi macrociclici sunt următorii: natura cationului, forma şi

mărimea complementară a ligandului cu ionul marginal, dimensiunea

anionului şi tipul atomului donor.

Tabel nr. 5 Constante de stabilitate şi parametri termodinamici H şi TS pentru complexarea unor aminoalcoli şi aminoacizi cu liganzii 18C6 şi [2.2.2] în metanol la 25C.

Ligand Amine Log K -H TS

18C

n-NH2C4H9 2,600,05 31,50,3 -16,70,6NH2(CH2)2OH 2,310,10 29,72,1 -16,62,7NH2(CH2)4OH 2,470,41 35,92,5 -21,94,9NH2(CH2)6OH 2,660,12 33,80,1 -18,70,8

l-ala- 34,12,0+NH3(CH2)6OH 2,810,22 60,40,7 -44,41,9

l-ala 3,240,01 46,22,6 -27,82,7-ala 4,190,24 52,21,1 -28,42,5pent 3,560,06 62,40,5 -42,200,9oct 3,530,08 69,60,6 -49,51,0

[2.2.2] NH2(CH2)2OH 2,550,09 17,41,3 -2,91,8NH2(CH2)4OH 2,610,10 20,81,5 -5,92,0NH2(CH2)6OH 2,590,08 17,50,9 -2,81,4

l-ala 3,110,09 16,00,8 1,61,2-ala 4,830,05 39,70,9 -12,21,1

Page 41: Chimie analitica

pent 3,690,07 40,71,2 -19,71,6oct 4,140,04 38,10,7 14,60,9

3.2 Complexarea aminelor cu criptanzi

Mărimea cavităţii ligandului criptand [2.2.2] (r=1,4A)

corespunde foarte bine cu mărimea grupării -NH (r=1,42A). În cele

mai multe cazuri liganzii macriciclici, cum este criptand [2.2.2],

formează complecşi mai puternici cu specii organice decât liganzii

macrociclici. Este cunoscut faptul că stabilitatea şi selectivitatea

ambilor complecşi depinde de mărimea inelului macrociclic. Criptaţii

depind de structura ligandului macrobiciclic şi pot fi extraşi în solvenţi

organici prin cuplarea cu anioni organici sau anorganici.

Randamentele transporturilor metilaminei, dietilaminei,

dimetilaminei şi n-propilaminei complexate cu criptand [2.2.2] prin

membrană lichidă de 1,2-dicloretan sunt relativ ridicate, în cazul

metilaminei şi n-propilaminei este de 65 – 78%.[24]

Complexarea unor -aminoacizi (L-alanină, L-cisteină, glicină,

L-izoleucină, L-metionin, L-fenilalanină, L-serină, L-triptofan şi L-

valină) cu criptand [2.2.2] în metanol a fost determinată prin titrări

colorimetrice. Complexarea cu ligand [2.2.2] este favorizată de

entropie şi valorile constantelor de stabilitate ale complecşilor formaţi

din aminoacizii mai sus menţionaţi cu criptand [2.2.2] sunt aproape

identice cu valorile obţinute în cazul complexării cu 18C6. O excepţie

constă în valorile entalpiei, acestea fiind mult mai mici în comparaţie

cu cele obţinute la complexarea cu 18C6.

Reacţia dintre anumiţi aminoalcooli (etnolamină, 4-amino-1-

butanol şi 6-amino-1-hexanol) şi aminoacizi neproteici (-alanină, acid

5-amino-pentanoic şi acid 8-amino-octanoic) cu criptand [2.2.2] a fost

studiată prin titrări colorimetrice. Valorile entalpiilor sunt mai mari în

Page 42: Chimie analitica

cazul aminoacizilor, în comparaţie cu aminoalcoolii. Autoprotonarea

grupării amino este responsabilă pentru aceste rezultate. Totuşi

numărul grupărilor metilen aflate între gruparea amino şi gruparea

carboxil nu are nici o influenţă asupra constantelor cu stabilitate şi a

parametrilor termodinamici în cazul criptandului [2.2.2].

Valoarea constantei de extracţie, log Kex, pentru Glu-L-Leu în

1,2-dicloetan cu criptand [2.2.2] utilizând anion picrat, este de 5,10.

acest rezultat sugerează că procesul de extracţie al peptidelor

utilizând criptanzi este realizabil şi comparabil cu cel realizat de eterii

coroană.

Au fost analizate şi extracţiile unor -aminoacizi în formă

protonată (L-leucină, L-izoleucină, L-fenilalanină, L-metionina, L-

valina şi L--alanina) în cloroform cu criptand [2.2.2] ca complex ion

pereche şi anion picrat drept ion …. Valorile constantelor de extracţie

obţinute cu criptand [2.2.2] sunt bune, dar nu mai mici decât cele

obţinute cu 18C6; aceste valori variază între 4,55 – 4,15 pentru L-

isoleucină, respectiv L--alanina. Stereochimetria indicată de

cloroform prezintă un raport de 1:1:1 (ligand : aminoacid : anion).[25]

Rezultatele experimentale obţinute sugerează influenţa mărimii

ligandului şi tipului atomului donor asupra constantelor de extracţie

ale aminoacizilor nu sunt suficient de diferite pentru a permite o

separare individuală prin extracţie.

3.3 Complexarea aminelor cu calixarene

Calixarenele sunt preparate din fenoli şi aldehide prin

condensare acid-catalizată. Ele pot recunoaşte speciile anionice şi

cationice la fel de bine ca şi pe moleculele neutre. Aceşti receptori au

posibilitatea să formeze complecşi biologici, manifestându-şi

Page 43: Chimie analitica

extractabilitatea şi selectivitatea. În continuare voi prezenta studii

dedicate chimiei calixarenelor şi în special incluziunea moleculară a

substraturilor biologice, cum ar fi aminele şi aminoacizii cu aceşti

receptori.

Chang et al [26] a utilizat calixarenele derivate ca transportori

selectivi la separarea prin membrane lichide de cloroform a

aminoacizilor şi a stabilit un mecanism schematic ce descrie interacţia

dintre etil ester atât cu fenilalanina cât şi cu triptofan în prezenţa calix

[6] arenei. Rezultatele obţinute sugerează etoxicarbonilmetilul

substituit la p-terţ-butil calix [6] arenă poate fi utilizat ca transportor la

separarea şi determinarea unor aminoacizi importanţi.

Shikai et al [27] a demonstrat că homocalix [3] arena

manifestă proprietatea de recunoaştere enantiomerică faţă de etil

ester fenilalanina. Privind legătura realizată între NMe şi calixarene,

acelaşi autor a consemnat cationul cuaternar de amoniu.

Recunoaşterea selectivă a butilaminelor cu esteri substituiţi la

p-terţ-butilcalix [6] arenă în comparaţie cu dibenzo –18-coroană-6 a

fost studiată utilizând metoda extracţiei cu solvent standard de picrat

de butilamoniu în diclormetan.

Hexaesterii 1 – 4 interacţionează cu butilamoniul după cum

urmează: n-butil iso-butil-sec-butilterţ butil, fapt care poate fi

explicat de efectele sterice.

Recent, calixarenele, datorită capacităţii lor de recunoaştere şi

separare, atras atenţia şi asupra proprietăţii lor de a fi buni extractanţi

pentru compuşii aminici. Okada[28] şi colab. au preparat noi derivaţi

ai calix [4] arenei şi i-au utilizat la extracţia selectivă şi transportul

unor aminoacizi etil esteri în cloroform. Eficienţa acestor extracţii a

fost explicată prin hidrofobicitatea aminoacizilor, iar extrabilitatea lor a

fost determinată prin măsurători RMN şi UV.

Page 44: Chimie analitica

Aceşti receptori recunosc chiralitatea L-aminoacizilor în timpul

transportului. Din acest motiv, Lee[29] şi colab. a studiat

termodianamica extracţiilor cu solvenţi ale cationilor alchilamoniu cu

alchilcalix [6] arilesteri.

În anumite rapoarte se studiază activitatea electrochimică a

unor compuşi macrociclici ionoforici cum ar fi compuşii calix [4]

arendichinonă în prezenţa diferitor ioni alchilamoniu. A fost de

asemenea studiată capacitatea acestor receptori redox de a forma

complecşi aminici protonaţi, legaţi prin multiple legături de hidrogen şi

relaţia dintre proprietăţile substanţei oaspete şi intensificarea activităţii

electrochimice. Un interes deosebit este acordat aplicaţiilor

macrociclilor chinonei modificate în electronica moleculară şi în

domeniul senzorilor potenţiometrici şi studierii transferului electronic

în sistemele biologice.

A fost prezentat şi un studiu privind simulări ale dinamicii

moleculare şi complecşilor cu NH şi a cationului NH când sunt legaţi

de calix[6] arenă în cloroform cu acetatul drept ion contrar. A fost

elucidată structura şi localizarea compusului oaspete în substanţa

gazdă. Solubilitatea în apă a calix [6] arenei hexsulfonate (Fig.6) face

ca legăturile dintre cationii cuaternari de amoniu şi acetilcolină să fie

foarte puternice. Prin cristalografia cu raze X s-a arătat că la

complexul calix [4] arenă tetrasulfonată, N-terminal al colinei se

găseşte în interiorul cavităţii aromatice a receptorului.

Antipin[30] şi colab. a sintetizat noi receptori selectivi pentru

aminoacizi utilizând calix [4] arenă pe bază de -amina fosfonat.

Aceşti compuşi manifestă o remarcbilă selectivitate ca transportori ai

aminoacizilor aromatici de formă amfionică prin membrană lichidă

susţinute de un suport poros de polimer.

Page 45: Chimie analitica

Kubo[31,32] şi colab. a realizat calixarene cromogenice ce

îmbunătăţesc receptorii optici pentru cationiţii şi aminele importante

din punct de vedere biologic şi/sau chimic. Calixarenele, macrocicli

derivaţi de fenol, sunt utilizate la realizarea sistemelor optice folosite

la detecţia vizuală şi la separarea pe baza diferenţei enantiomerice a

aminelor şi aminoacizilor.

3.4 Complexarea aminelor cu aza eteri coroană

Eterii coroană de tip donor – mixt (diazoeterii coroană)

manifestă proprietăţi transportoare faţă de cationul amoniu din

compuşii aminici importanţi din punct de vedere biologic.

Tsukebe[33] a arătat legăturile cationului şi proprietăţile

transportoare ale unor macrocicli poliaminici şi poliamidici pentru

sărurile aminoacizilor ester derivaţi.

Raporturile transportului metilaminei, dietilaminei,

dimetilaminei şi n-propilaminei complexate cu criptand [2.2] sunt

relativ ridicate 42 – 45% pentru dietilamină, respectiv n-propilamină.

Complexarea -aminoacizilor (L-alanina, L-cisteina, glicina, L-

isoleucina, L- metionin, L-fenilalanina, L-serină, L-triptofan şi L-valină)

cu monoaza – 18C6 şi diazoeter coroană în metanol a fost studiată

prin titrări colorimetrice.

Este cunoscut că prin înlocuirea unui atom de oxigen de un

atom donor de azot în molecula de eter coroană nu se produce nici o

modificare a constantei de stabilitate. Valorile entalpiilor de reacţie

sunt mici în raport cu cele ale ligandului 18C6. În acest caz formarea

complexului este favorizată de componenta entropică. Substituirea a

doi atomi donori de oxigen cu doi atomi de azot duce la o scădere a

constantei de stabilitate cauzată de contribuţia entropică. Comparând

Page 46: Chimie analitica

valorile constantelor de stabilitate ale complexării aminoacizilor

menţionaţi cu 18C6, monoaza – 18C6 şi criptand [2.2.2] cu valorile

constantelor de stabilitate ale aceloraşi aminoacizi complexaţi cu

diazo-18C6 se observă că cele din urmă sunt mult mai mici decât

celelalte.

Valoarea constantei de stabilitate a complexului format de Gly-

L-leucină şi monoaza-18C6 în metanol este log K= 3,15. Entalpia

reacţiei dintre peptidă, cu aminoacizii corespunzători (glicină şi

leucină) şi monoaza – 18C6 este mai scăzută decât în cazul utilizării

18C6. constanta de stabilitate a complecşilor formaţi este influenţată

de structura ligandului şi proprietăţile peptidei.[35,36]

Page 47: Chimie analitica

CAPITOLUL IVEXTRACŢIA CU SOLVENŢI A AMINOACIZILOR FOLOSIND LIGANZI

MACROCICLICI

4.1. Caracteristici generale ale aminoacizilor

Aminoacizii constituie alfabetul structurii proteice şi determină

multe din proprietăţile importante ale proteinelor. În afara celor

douăzeci de aminoacizi cunoscuţi ca elemente constitutive ale

proteinelor există mulţi aminoacizi care îndeplinesc alte funcţii în

celule.

Formula structurală generală a alfa-aminoacizilor întâlniţi în

proteine este:

Toţi au ca numitor comun o grupare carboxil liberă şi o

grupare amino liberă, ambele grefate la atomul de C alfa,

deosebindu-se între ei prin structura catenelor laterale, simbolizate

prin R.

O clasificare a aminoacizilor, bazată pe polaritatea radicalului

R, îi împarte în patru clase:

- clasa aminoacizilor nepolari (hidrofobi): alanina, leucina,

izoleucina, valina, prolina, fenilalanina, triptofan şi metionina.

- clasa aminoacizilor polari neutri - mai solubili decât cei

nepolari, grupările funcţionale neutre pot forma legături de H cu apa :

glicocol, serina, treonina, cisteina, tirozina, asparagina, glutamina.

Page 48: Chimie analitica

- clasa aminoacizilor bazici (încărcaţi pozitiv) prezintă sarcini

net pozitive la pH 7 : arginina, lizina, histidina. '

- clasa aminoacizilor acizi (încărcaţi negativ) - prezintă

sarcină negativă la pH 6-7: acid aspartic, acid glutamic.

Cunoaşterea proprietăţilor acido-bazice este foarte importantă

în alegerea şi analizarea proprietăţilor proteinelor, în unele cazuri

separarea, identificarea şi dozarea diferiţilor aminoacizi, determinarea

secvenţei lor în proteine sunt bazate pe comportarea lor acido-bazică.

În stare cristalină aminoacizii au puncte de topire sau de

descompunere ridicate, de obicei peste 200 °C. Ei sunt mult mai

solubili în apă decât în solvenţi nepolari. Aceste proprietăţi sunt exact

cele la care ne aşteptam să le întâlnim, considerând că reţeaua

moleculară a aminoacidului în stare cristalină este stabilizată prin

forţe de natură electrostatică de atracţie între grupări cu sarcini opuse

ca în cazul reţelelor cristaline ale sărurilor cu puncte de topire ridicate,

ca de exemplu NaCI. Dacă aminoacizii ar cristaliza într-o formă

neionică, ei ar fi stabilizaţi prin forţe Van der Waals, mult mai slabe şi

ar avea puncte de topire joase. Aceste consideraţii, cât şi multe alte

dovezi au condus la concluzia că aminoacizii se găsesc în soluţii

apoase neutre şi cristalizează din aceste soluţii mai degrabă ca ioni

dipolari sau amfioni decât ca molecule nedisociate, fapt indicat şi de

constantele dielectrice ridicate şi de momentele de dipol mari, care

reflectă prezenţa atât a sarcinii negative cât şi a sarcinii pozitive în

aceeaşi moleculă.

Când un aminoacid amfionic cristalin, de exemplu alanina,

este dizolvat în apă, el poate acţiona atât ca un acid (donor de

protoni) (a), cât şi ca o bază (acceptor de protoni) (b):

a) H3N+- -CH3H++H2N- -CH3

Page 49: Chimie analitica

COO- COO-

b) H3N+- -CH3+H+H3N- -CH3

COO- COOH

Deci aminoacizii sunt amfoliţi, având proprietăţi amfotere,

comportarea acido-bazică a amfoliţilor fiind cel mai simplu formulat în

termenii teoriei acido bazice Bronsted-Lowry :

R- -COOH R- -COO-

NH2 NH3+

Forma nedisociată Amfion

R- -COOH R- -COO-

NH3+ NH2

Forma cationică Forma anionică

Un alfa-aminoacid simplu monoaminomonocarboxilic este

considerat a fi un acid dibazic în formă complet protonată, care poate

dona doi protoni în timpul titrării sale complete cu o bază, titrarea

decurgând în două trepte:

R- -COOH+HO- R- -COO-+H2O NH3

+ NH3+

R- -COO-+HO- R- -COO-+H2O NH3

+ NH2

Curba de titrare poate fi comparată cu cea a acizilor slabi.

Valorile pKa ale celor două etape de ionizare ale alfa-aminoacizilor de

acest tip sunt destul de distanţate pentru a se obţine două trepte net

separate. Fiecare treaptă prezintă un punct de echivalenţă unde

modificarea pH-ului când se adaugă cantităţi crescute de bază este

minim. Valorile pKa aparente pentru cele două trepte de disociere pot

fi determinate din punctele de echivalenţă ale fiecărei trepte.

Page 50: Chimie analitica

La pH = pKa;, punctul de echivalenţă al primei trepte, donorul

de protoni (figura stânga) şi acceptorul de protoni (figura dreapta) se

găsesc în concentraţii echimoleculare:

R- -COOH R- -COO-

NH3+ NH2

La pH = pKa2, donorul de protoni şi acceptorul de protoni se

găsesc în concentraţii echimoleculare.

Fiecare din cele două trepte ale curbei pot fi bine aproximate

matematic

pH = pK + Ig

Aceasta înseamnă că se pot calcula raporturile speciilor ionice

ale aminoacidului la orice pH dacă se cunosc valorile pKa1 şi pKa2.

La pH =1/2 (pKa1 + pKa2), unde există un punct de inflexiune

între cele două trepte ale curbei de titrare, molecula nu prezintă

sarcină electrică netă şi nu migrează în câmp electric, acesta fiind

numit pH izoelectric (pHj).

Toţi aminoacizii monoaminomonocarboxilici prezintă această

comportare.

Din valorile pKa rezultă observaţii generale:

1) Gruparea carboxil din poziţia alfa a aminoacizilor

monoaminomonocarboxilici are o aciditate mai mare decât gruparea

carboxil a acizilor alifatici corespunzători, aciditate crescută datorită

grupării amino din poziţia alfa şi sarcinii sale pozitive care produce un

puternic efect de câmp, crescând astfel tendinţa H carboxilic de a se

disocia ca proton;

2) Gruparea alfa amino a aminoacizilor monoaminomono

carboxilici este o bază mai slabă decât gruparea amino a aminelor

alifatice corespunzătoare ;

Page 51: Chimie analitica

3) Aminoacizii cu radicali neîncărcaţi au valori pKa1 şi pKa2

aproape identice;

4) Nici unul din aminoacizii monoaminomonocarboxilici nu are

capacitatea de tamponare semnificativă în jurul pH-ului fiziologic (pH

= 6-8). Ei prezintă capacitate de tamponare la pH-uri apropiate de pKa

şi anume între pH = 1,3 – 3,3 şi 8,6 – 10,6. Singurul aminoacid cu

putere de tamponare pentru pH = 6-8 este histidina.

O metodă analitică utilă în urmărirea formării aminoacizilor

liberi în timpul hidrolizei proteinelor de către enzimele proteolitice este

titrarea aminoacizilor sau amestecurilor lor în prezenţă cu exces de

formaldehidă (titrare cu formol):

R- -COO- R- -COO-+H+

NH3+ NH2

R- -COO-+2HCHO (HOCH2)2N- -COO-

NH2 R Dimetilol aminoacid

Formaldehida în exces se combină uşor cu grupările amino

libere, neprotonate ale aminoacizilor, rezultând derivaţi metilol.

Aminoacidul pierde un proton de la gruparea amino încărcată pozitiv

a amfionului, care poate fi titrat e direct cu NaOH până la pH = 8,

punctul de viraj al fenoftaleinei.

O reacţie a grupării amino foarte larg folosită este reacţia cu

ninhidrina, care poate fi folosită la dozarea unor cantităţi foarte mici

de aminoacizi. Acesta poate reacţiona cu două molecule de

ninhidrină, rezultând un produs intens colorat.

Separarea cantitativă şi estimarea fiecărui aminoacid dintr-un

amestec complex, cum este hidrolizatul unei proteine, este o

problemă deosebită când este abordată prin metode clasice:

precipitare fracţionată, cristalizare, distilare.

Page 52: Chimie analitica

Metodele cromatografice sunt aplicabile nu numai la

separarea, identificarea şi analiza cantitativă a amestecurilor de

aminoacizi, dar şi a peptidelor, proteinelor, nucleotidelor, acizi

nucleici, lipide, zaharuri, etc.

Metodele cromatografice şi electroforetice se bazează pe

cunoaşterea solubilităţii relative Şi a comportării acido-bazice a

diferiţilor aminoacizi. Spectrele de absorbţie – parametru folosibil în

analiza chimică – se obţin în UV, nici unul din cei 20 de aminoacizi

întâlniţi în proteine nu prezintă absorbţie în VIZ. Trei aminoacizi – Tri,

Try, Phe – datorită caracterului aromatic al radicalului R - absorb în

UV apropiat. Restul aminoacizilor absorb în UV îndepărtat (lungime

de undă mai mică de 220 nm).

Page 53: Chimie analitica

4.2. Echilibre de repartiţie în procesul de extracţie

Extracţia complecşilor cationici din soluţie apoasă în solvenţi

organici nepolari se face sub formă de perechi de ioni prin asociere

cu un anion potrivit.

Considerăm un sistem heterogen lichid în care faza apoasă

conţine un aminoacid în formă protonată şi un anion A, iar în faza

organică conţine iniţial un ligand macrociclic, L, capabil să

complexeze aminoacidul în formă cationică.

În funcţie de pH, aminoacizii, R-NH2, în care:

R: - -COOH R’

pot fi transferaţi în soluţie apoasă pe baza echilibrului următor:

R – NH2 + H30+ R – NH3+ HOH (1 )

cu constanta de aciditate :

Aminoacidul în formă cationică este complexat de ligandul

macrociclic neutru, în baza echilibrului:

R-NH3++L R-NH3+L

caracterizat de constanta de stabilitate :

Dacă anionul A are dimensiunea şi structura compatibilă cu

procesul de extracţie, complexul cationic format se poate extrage din

faza apoasă într-un solvent organic sub forma unei perechi de ioni [R-

NH3+L][A-] conform echilibrului:

(R-NH3+L)w+(A-)w(R-NH3

+LA-)s

cu constanta de extracţie Kex:

Page 54: Chimie analitica

în care prin W şi S sunt simbolizate fazele sistemului (apoasă

respectiv organică), iar prin parantezele pătrate, concentraţiile în mol/I

ale speciilor implicate în proces.

Anionul A- poate fi baza conjugată a unui acid organic HA şi se

formează în soluţie pe baza echilibrului :

HA+HOHA-+H3O+

caracterizat de constanta de aciditate Ka:

Această constantă determină domeniul de pH la care

predomină A- în soluţie. Ligandul macrociclic se repartizează între

cele două faze ale sistemului lichid-lichid în baza echilibrului :

(L)w(L)s

caracterizat de constanta de repartiţie :

Pe baza echilibrelor individuale prezentate în relaţiile (1), (2),

(3) şi (4) poate fi determinat echilibrul global al extracţiei de ioni [R-

NH L]A-

(R-NH3+)w+(A-)w+(L)s(R-NH3LA)s

având constanta de extracţie Kex

Din echilibrul (9) rezultă că faza apoasă trebuie să realizeze

condiţiile de pH care, în baza echilibrului (1) şi (5) să asigure

existenţa simultană a speciilor R-NH3+ şi A.

Page 55: Chimie analitica

Specia HA furnizoare a anionului de cuplaj, A, trebuie aleasă

funcţie de valoarea pH-ului la care aminoacidul este protonat. În cazul

extracţiei aminoacizilor cu eteri coroană şi criptanzi pH-ul optim este 2

pentru că asigură formarea atât a speciei R -NH cât şi A- în proporţii

însemnate.

Echilibrele chimice ce au loc în sistem lichid-lichid pot fi

reprezentate schematic astfel:

W (R-NH3+)w+(A-)w (R- A-)w

S (R-NH3+L)s+(A-)s (R-NH3

+LA-)s(L)s+(R- A-)s

W (R-NH3+L-)w(L)w+(R-NH3

+)w

Fig. 6 - Reprezentarea schematică a echilibrelor în procesul

de extracţie a aminoacizilor

Datorită valorilor mici ale constantelor ce implică speciile

încărcate în solventul organic, echilibrul semnificativ al extracţiei se

defineşte astfel:

(R-NH3+)w+(A-)w (R-NH3

+A-)s

cu constantele de extracţie Kex:

4.3. Raportul de distribuţie al aminoacizilor în sistemul solvent – apă

Raportul de distribuţie (D) al aminoacizilor între cele două faze

(organică şi apoasă) este o mărime ce se defineşte astfel:

Din constanta de aciditate Ka2 a cuplului R-NH / R- NH

rezultă că, la o valoare a pH-ului fazei apoase de pKa2 = 3 gruparea

Page 56: Chimie analitica

aminică este transformată în forma R- NH în proporţie de 99,9%

ceea ce conduce la concluzia că în astfel de condiţii:

Constanta de aciditate a cuplului R- NH / R- NH la aminoacizi

este aproximativ egală cu 10-9,7', ceea ce arată că pH-ul la care s-a

transformat specia cationică R- NH în proporţie de 99,9% are

valoarea 6.

La pH =6 gruparea carboxil a aminoacidului este practic

disociată pentru că valoarea constantei de aciditate (Ka1) a cuplului -

COOH / -COO- are valoarea de aproximativ 10-2,3. Forma amfionică R-

CH(NH3)-COO- nu este extractibilă, din cauza celor două sarcini

prezente, pentru că liganzii macrociclici nu pot. realiza solubilizarea

acestor specii chimice în solvenţi organici (cloroform, docloretan) prin

intermediul cationului –NH3.

Extracţia devine posibilă numai dacă scade pH-ul astfel încât

(-COO) să se transforme în (-COOH).

Valoarea raportului de distanţare depinde de pH în domeniul

din jurul va(orii pH-ului pKa = 2 şi că în acest domeniu de pH relaţia

(6) ia forma :

Din relaţiile anterioare rezultă că:

D=Kex[L]s[A]w(1+10pH-pKa1)-1

din care se deduce că la pH constant :

lgD[A-]w-1(1+10pH-pKa1)=(lgLs)

lgD[L]s-1(1+10pH-pKa2)=’(lgAw)

Aceste două relaţii reprezintă două trepte care au pantele

egale cu 1, fapt care, dovedit experimental, indică raportul de

Page 57: Chimie analitica

combinare a speciilor componente de 1:1:1 şi care permite calculul

constantei Kex din intersecţia cu axa ordonatei (metoda grafică).

4.4. Factorii ce influenţează procesele de extracţie

4.4.1. Influenţa structurii ligandului macrociclic utilizat ca extractant

Structura liganzilor macrociclici care imprimă, de fapt

proprietăţile lor implicate în procesul de extracţie, trebuie să joace un

rol important şi complex. Selectivitatea liganzilor macrociclici pentru

cationi în sistem bifazic lichid-lichid nu este întotdeauna în

concordanţă cu selectivitatea prin recunoaştere dimensională în fază

apoasă. Pentru metalele alcaline şi alcalino-pământoase, se poate

afirma că, în cazul utilizării unui anume solvent organic, potrivirea

dimensională dintre cationul compensat şi cavitatea intramoleculară a

ligandului macrociclic joacă un rol important în extracţia perechilor de

ioni. Dacă concordanţa dintre stabilitatea complexului şi extrabilitatea

perechii de ioni nu este constantă, alte fenomene ce concură la

extracţie se manifestă pregnant, estompând influenţa stabilităţii.

Fenomenul de solvatare a ionului complexat joacă adesea un

rol important în procesul de extracţie.

Studii de spectrometrie RMN şi IR au arătat că la extracţia în

nitrobenzen: a complecşilor metalelor alcaline şi alcalino-pământoase

cu eteri coroană şi criptanzi cuplaţi cu anionul de dipricrilaminat, are

loc o coextracţie a unei părţi din moleculele de apă de hidratare ale

acestor cationi.

Eterii coroană provoacă o extracţie a unui număr mai mare de

molecule de apă de hidratare în comparaţie cu criptanzii, şi, de aici,

Page 58: Chimie analitica

se constată o ; comportare diferită a celor două categorii de liganzi

macrociclici.

4.4.2. Influenţa reapariţiei liganzilor macrociclici

Liganzii macrociclici cu constanta de repartiţie K mică,

participă în procente de extracţie în care constantele de extracţie Kex

sunt mari. O valoare mică a constantei de repartiţie a ligandului liber

reprezintă o solubilitate mare în apă a acestuia, ceea ce duce la

posibilitatea ca şi complexul extractibil să fie solubil în apă şi deci

extractabilitatea este micşorată. Această contradicţie se datorează

cunoaşterii incomplete a procesului de extracţie a complecşilor cu

liganzi macrociclici reprezentat numai din punct de vedere al

echilibrelor în paragraful 4.2. Toate constantele de echilibru din

paragraful 4.2. sunt constante termodinamice exprimate în activităţi şi

nu în concentraţii. Dependenţa raportului de distribuţie şi implicit a

randamentului de extracţie de tăria ionică (şi în general de

concentraţia globală a fazelor), ca a unor efecte sinergetice arată

odată în plus complexitatea insuficient cunoscută a procesului de

extracţie.

În funcţie de constanţa de repartiţie, ligandul macrociclic este

selecţionat pentru un proces de extracţie.

Cunoaşterea sau determinarea constantei de extracţie Kex sau

a raportului de distribuţie D reprezintă, în prezent criteriul sigur de

selecţie al ligandului. Pentru extracţia aminoacizilor cu liganzi

macrociclici, repartiţia liganzilorj macrociclici în sistemul bifazic

CHCL3-apă este condiţionată de valoarea pH-ului.

Page 59: Chimie analitica

La pH > 6 ligandul macrociclic se va regăsi relativ egal

repartizat în ambele faze (apoasă şi organică). La pH acid (pH = 2)

ligandul macrociclic se regăseşte preferenţial repartizat în apă.

4.4.3. Influenţa cationului în procesul de extracţie

Liganzii macrociclici pot complexa, în interiorul cavităţii lor,

cationi anorganici şi organici prin legături de natură electrostatică.

Stabilitatea complecşilor formaţi este controlată de numărul

heteroatomilor din ciclu şi de potrivirea dimensională dintre diametrul

cavităţii ligandului (B 18-coroană-6) şi diametrul cationului complexat

(R NH ).

Aceşti cationi complecşi sunt extraşi sub formă de pereche de

ioni în solvenţi organici, prin cuplarea cu anion adecvat.

Procesul complexării între un ligand L şi un cation Mn+ într-un

solvent S, poate fi reprezentat prin ecuaţia generală :

(L)solv+(Mn+mS) (Mn+L)solv+mS

unde Kj şi Kd sunt definite drept constantele de viteză ale formării şi

respectiv, disocierii complexului. Raportul celor două constante de

viteză Kj/Kd, dă constanta de stabilitate Ks.

Page 60: Chimie analitica

Constanta de stabilitate termodinamică, K, se exprimă prin

relaţia:

unde fc, fL şi fM sunt coeficienţii de activitate ai celor trei specii

prezentate (complex, ligand, cation). Aceşti coeficienţi sunt în general,

necunoscuţi, de aceea se utilizează constanta de stabilitate exprimată

prin concentraţii:

Constanta Ks este o constantă de stabilitate medie pentru un

sistem aflat în echilibru termodinamic pe baza conformaţiei ligandului

şi a complexării.

Valorile constantei de stabilitate Ks reflectă, printre altele,

selectivitatea formării complexului. Aceasta este legată de abilitatea

ligandului macrociclic de a diferenţia diferiţi cationi. O măsură a

selectivităţii unui anumit ligand în raport cu doi cationi metalici diferiţi

M şi M o reprezintă raportul dintre constantele de stabilitate ale

complecşilor M1L şi M2L şi se exprimă prin relaţia:

Pentru determinarea experimentală a constantelor de

stabilitate pentru complecşii formaţi de liganzii macrociclici tip coroană

cu cationii metalelor alcaline, alcalino-pământoase şi ai unor metale

tranziţionale au fost utilizate multe metode : titrare potenţiometrică,

conductometrie, polarografie, calorimetrie, spectometrie optică, RMN,

extracţia cu solvenţi. Aceste metode au fost discutate în lucrări de

sinteză [37,38].

Page 61: Chimie analitica

4.4.4. Influenţa anionului în procesul de extracţie

Complecşii formaţi de liganzii macrociclici cu cationi ai

metalelor sau cu cationi organici sunt ei înşişi cationici purtând de

cele mai multe ori sarcina cationului complexat.

Extracţia lor în solvenţi organici se face sub formă de pereche

de ioni cu un anion ce are structura şi proprietăţi favorabile extracţiei.

Aceşti anioni de cuplaj au masa moleculară mare Şi caracter lipofil.

În diverse procese de extracţie ale cationilor complecşi au fost

utilizaţi anioni ca : picrat, tetrafenilborat, dipicrilaminat, dinitrofenolat,

ca şi anioni anorganici, de dimensiuni relativ mari : ClO , I-, N03, etc.

Odată cu accentuarea caracterului hidrofob anionului de

cuplaj, extracţia devine mai eficientă, în timp ce selectivitatea pentru

un anumit cation scade.[39]

Selecţia anionului organic, pentru extracţia aminoacizilor are la

bază, pe de o parte, coeficientul molar de absorbţie ridicat al

anionilor, iar pe de altă parte, coincidenţa domeniului de pH în care

trebuie să coexiste în soluţie acest anion cu cationul aminoacidului

protonat.

4.4.5. Influenţa solventului

Influenţa solventului organic asupra extractibilităţii perechilor

de ioni este datorată, înainte de toate constantei sale dielectrice.

Solvenţii cu constanta dielectrică mică împiedică disocierea perechii

de ioni; favorizând astfel extracţia.

De asemenea solubilitatea solventului organic în apă trebuie

să fie mică pentru a evita pierderile de solvent.

Page 62: Chimie analitica

Randamentul de extracţie şi chiar selectivitatea liganzilor

macrociclici în procesul de extracţie sunt puternic influenţate de

natura solventului.

4.4.6. Influenţa pH-ului în extracţia complecşilor aminoacizilor

Dacă se studiază extracţia complecşilor aminoacizilor într-o

soluţie apoasă B-18-coroană-6 şi 15-coroană-5 în cloroform în funcţie

de pH se confirmă faptul că extracţia optimă se realizează la un pH

acid (pH = 2), pH la care coexistă aminoacidul protonat, forma

anionică a partenerului de cuplaj şi totodată gruparea carboxilică a

aminoacidului nedisociată.

4.5. Extracţia şi transportul aminoacizilor prin membrane lichide

Aminoacizii constituie una din cele mai importante clase de

compuşi naturali de interes biologic, amplu implicaţi atât în procese

biochimice cât şi în industria medicamente(or, alimentară şi

cosmetică.

Aminoacizii pot traversa membranele lichide sub formă

cationică sau sub formă anionică, în compania unui contraion.

4.5.1 Extracţia şi transportul aminoacizilor sub formă de complecşi cationici

În ultimii ani mai mulţi compuşi macrociclici, eteri coroană sau

criptanzi, au atras atenţia. datorită specificităţii lor pentru cationii

amoniu primari şi secundari în ceea ce priveşte utilizarea lor ca agenţi

de extracţie şi transport specifici pentru membrane lichide.

Page 63: Chimie analitica

4.5.1.1. Complecşi ai aminoacizilor cu eteri coroană

O afinitate deosebită pentru cationii amoniu a unor aminoacizi

o prezintă eterii coroană lipofilici, ceea ce îi recomandă ca transportori

specifici prin membrane de cloroform.

Din tabelul următor reiese că viteza de transport a derivaţilor

aminoacizilor prin membrana lichidă de cloroform, utilizând liganzii

macrociclici de mai sus este mai mare decât viteza de transport a

unor ioni metalici (K+, Na+, NH4).

Aminoacizi (esteri)

Anion (contraion)

Viteza de transport x106 mol/ha b c

Tri OEt HCl 6 5,7 5,4Leu O Et HCl 5,6 6,2 7,2Ala O Et HCl 8,2 6,6 7,2Gly O Et HCl 8,7 8,7 9,3Pro O Et HCl 5,3 6,7 6,6

NaCl 0,5 0,5 0,7KCl 0,8 0,4 0,4

NH4Cl 2,5 0,9 1,0Tabelul 3.1 Transportul cationic cu purtători eteri coroană

Descoperirea eterilor coroană a fost neprevăzută. În 1967

Pedersen a recunoscut cristalele albe care erau un subprodus în

procesul condensării catecolului şi dicloretileterului, intervenit în

sinteza compusului şi confirmat a fi un eter policiclic.

S-a observat că DB18C6 formează complecşi stabili cu

metalele alcaline şi alcalino-pământoase Şi că aceşti complecşi se

dizolvă în solvenţi organici nepolari. Această descoperire duce la

sinteza unei serii de compuşi polieteri macrociclici care au fost

Page 64: Chimie analitica

denumiţi eteri coroană (crown ethers) după configuraţia lor

stereochimică.

Mai târziu eterii coroană şi-au găsit aplicaţii şi în extracţia şi

transportul unor compuşi organici cum ar fi : acizi organici,

aminoacizi, peptide.

Stabilitatea eterilor coroană cu diferiţi cationi este dependentă

de următorii factori :

- mărimea relativă a ionilor şi cavitatea eterilor coroană;

- tipul, numărul şi amplasarea heteroatomilor la locurile lor de

legare în inelul eterului coroană;

- flexibilitatea conformaţională a inelului;

- sarcina electrică a cationului;

- interacţia ion - solvent.

Eterii coroană formează complecşi 1:1 (inel : ion) cu cationii,

dar pot forma şi complecşi 2:1 (inel : ion) sau 1:2 (inel : ion).

Structurile compuşilor complecşi aminoacid-eter coroană-

contraion/apă s-au determinat cu RX. S-a ajuns la concluzia că

aminoacizii există în complex ca amfion şi sunt înlănţuite cu 18-C-6

prin gruparea amino - NH prin legături i N-H...O , gruparea - COO-,

aflată în poziţia alfa, ia parte la legături de H cu moleculele de apă.

4.5.1.2. Complecşi ai aminoacizilor cu dinonil naftelen sulfonat

(DNNS)

Un aminoacid în formă cationică (AA+) aflat în faza apoasă

acidă (soluţie HCI 0,1 N), care reprezintă faza sursă, poate fi

transportat şi extras în membrana lichidă utilizând un purtător încărcat

negativ T- (DNNS-), dinonil naftalen sulfonat, realizându-se procesul

de extracţie.

Page 65: Chimie analitica

Din membrană speciile AA+, DNNS- ating faza apoasă bazică,

adică faza acceptoare, aminoacidul fiind extras în faza bazică prin

deprotonare (AA+ AA- 2H+), realizându-se procesul de reextracţie.

Cationul K+ este transportat simultan în sens invers 1a

interfaţa faza sursă - membrană unde este schimbat cu AA+ şi

procesul se repetă.

Se constată că aminoacizii sunt transportaţi împotriva

gradientului de concentraţie prin transport activ simultan cu

transportul în sens invers al cationilor K+.

S-a constatat că viteza de transport a aminoacizilor prin

membrana lichid variază în sensul:

Fenilalanină > triptofan > leucina > valina > glicina

4.5.2. Extracţia şi transportul aminoacizilor sub formă de complecşi anionici

Dat fiind că aminoacizii pot exista şi în formă anionică în soluţii

bazice, s-a încercat extracţia Şi transportul acestora prin membrane

lichide sub formă de complex ion-pereche folosind contraion un cation

organic cu volum mare.

4.5.2.1. Complecşi metalici ai liganzilor macrociclici cu

aminoacizi

O nouă clasă de transportori ionici care fac posibilă creşterea

vitezei fluxului prin membrane lichide datorită eliberării de ioni şi

transportului de aminoacizi prin intermediul complecşilor ligand-metal

a fost studiată de numeroşi cercetători în diverse moduri.

Page 66: Chimie analitica

S. Shinkai[40] şi colaboratorii studiază transportul

aminoacizilor în formă anionică prin membrane lichide de cloroform

utilizând ca transportori complecşi metalici ai ligandului. [19]

Este interesant sistemul de transport şi anume faptul că în

membrana lichid având transportor complexul L-Ca2+, aminoacidul în

formă anionică este extras din faza apoasă sursă (bazică) ca un

contraion şi eliberat în faza acceptoare ca un aminoacid în formă de

amfion.

Complexul L-Ca2+ are posibilitatea de a extrage aminoacizii din

faza apoasă sursă ţi de a-i transporta în faza apoasă acceptoare.

Solubilitatea scăzută a aminoacizilor în forma amfionică este

favorabilă procesului de eliberare de ioni. În acest caz pH-ul fazei

acceptoare a fost ajustat cu un acid boric şi hidroxid de litiu.

4.5.2.2. Complecşi ai aminoacizilor cu săruri cuaternare de

amoniu

J.M. Lehn şi colaboratorii, precum si I. Tabushi şi colaboratorii

au studiat fenomene de extracţie şi transport prin membrane lichide

având ca transportori săruri cuaternare de amoniu.[41,42]

Astfel J.M. Lehn şi colaboratorii prezintă studii în legătură cu

transportul unor aminoacizi şi dipeptide prin membrane de toluen

împotriva gradientului de concentraţie. În acest sistem procesul este

de protonare-deprotonare cuplat cu transportul în sens invers al unui

ion anorganic (Na+, K`), deci un transport activ.

Mecanismul procesului de transport în cazul utilizării ca

purtător a sării cuaternare de amoniu T+ (T este N+) printr-o

membrană lichidă de toluen în cazul transportului aminoacizilor este

prezentat schematic în figura următoare:

Page 67: Chimie analitica

Faza sursă(sol. KOH 0,1 N)

MembranaFaza acceptoare(sol. HCl 0,1N)

R- -COO-K+

NH2

Cl-K+

(N+, Cl-)

R- -COO-N+

NH2

R- -COO-

NH3+

2 H+Cl-

Aminoacizii în formă anionică, carboxilat, sunt transportaţi din

faza apoasă sursă (soluţie bazică KOH) în faza apoasă acceptoare

(soluţie acid HCI) cu transportorul sare cuaternară de amoniu (T+, N+),

în cazul studiat Aliquat 336, adică clorură de tricaprilmetilamoniu.

Anionul CI- este transportat înapoi la interfaţa membrană - faza

sursă unde este schimbat cu aminoacidul carboxilat.

Creşterea concentraţiei de AA+ în faza apoasă acidă este

măsurată ca o funcţie în timp pentru diferiţi aminoacizi utilizând

metode spectrometrice (UV, RMN) sau titrare cu ninhidrină (rezultă

compuşi coloraţi).

Page 68: Chimie analitica

Se observă o dependenţă liniară. Curbele sunt observate la

început (înainte ca sistemul să ajungă la o stare staţionară) şi

aproape de sfârşitul procesului, când concentraţia aminoacidului în

faza sursă devine minimă.

Măsurarea coeficienţilor de distribuţie a aminoacizilor între

faza sursă bazică KCI 0,1 N şi membrana conţinând N; în toluen a

arătat că ratele relative ale transportului AA- de la stânga la dreapta

urmează ordinea coeficienţilor de distribuţie. Astfel, specificitatea

procesului este controlată prin echilibrul termodinamic ce are loc între

faza sursă şi membrană.

Paşii cinetici importanţi, şi anume transferul din faza sursă în

membrană şi din membrană în faza acceptoare, respectiv extracţia şi

reextracţia par a fi suficient de similari pentru diferiţi aminoacizi, astfel

încât doar concentraţia de (AA-, N+) în membrană diferenţiază

substratele diferite.

Rezultate similare se menţin şi în cazul transportorului T-. S-a

constatat că transportul grupării OH- este competitiv cu transportul

AA-.

Este interesant de subliniat faptul că s-a constatat o diferenţă

de circa 20% în rata de transport între fenilalanilglicină şi

glicilfenilalanină.

S-au observat schimbări lente de pH deoarece :

- apar procese de protonare – deprotonare ale aminoacizilor;

- transportul ionilor hidroxil concură cu transportul

aminoacizilor în formă anionică.

Transportul aminoacizilor decurge asimptotic până fa finalizare

în condiţiile descrise înainte.

Schimbările în suprafaţa interfeţelor determină schimbări

proporţionale ţi în ratele de transport.

Page 69: Chimie analitica

Se impune ca formarea Şi disocierea complexului substrat-

transportor, complex de tip ion-pereche să fie procese foarte rapide.

Rezultatele duc la anumite concluzii, precum şi la prospecte

pentru investigaţii suplimentare:

1. este demonstrat transportul aminoacizilor în formă anionică

opus anionului clorură;

2. este observat transportul împotriva gradientului de

concentraţie alimentat de energie chimică, transport cuplat;

3. specificitatea procesului este controlată termodinamic prin

echilibrul distribuţiei între faza apoasă iniţială şi membrană;

4. efectele sterice în speciile substrat-transportor influenţează

specificitatea extracţiei şi a transportului;

5. structura transportorului, modelată prin sinteză organică

permite controlarea specificităţii extracţiei şi a transportului;

6. efectele cinetice asupra specificităţii proceselor sunt

similare cazurilor în care aminoacidul este sub formă cationică;

7. transportul chirospecific ce permite separarea amestecurilor

racemice, poate fi observat utilizând fie o membrană optic activă, fie

un ion purtător chiral;

8. experimente similare pot fi realizate pe diferite tipuri de

molecule.

Page 70: Chimie analitica

CAPITOLUL VPARTEA EXPERIMENTALĂ

5.1 Consideraţii generale

Studiul extracţiei lichid – lichid a unor specii chimice prezintă

un interes deosebit, scopul fiind determinarea condiţiilor optime

pentru o concentrare eficientă şi o bună separare a acestora.

În cazul de faţă s-a studiat comportarea a trei aminoacizi

derivatizaţi în prezenţa anionului tropeolin OO la pH=2, atunci când

se realizează extracţia cu liganzii macrociclici benzo – 18 – coroană –

6 şi Kriptofix [2.2]

Aminoacizii derivatizaţi studiaţi au fost.

CH3- -CH2- -COOCH3 CH3-CH2- - -COOCH3

CH3 NH3+Cl- CH3 NH3

+Cl-

L-Leucina metil-ester clorhidrat L-Isoleucina metil-ester clorhidrat

(L-Leu OMe*HCl) (L-Ile OMe*HCl)

HS-CH2- -COOCH3 CH3- - -COOCH3

NH3+Cl- CH3 NH3

+Cl-

L-Cysteina metil-ester clorhidrat L-Valina metil-ester clorhidrat(L-Cys OMe*HCl) (L-Val OMe*HCl)

CH3COO- -NH3+Cl-

L-Fenilalanina metil-ester clorhidrat(L-Phe OMe*HCl)

Tropeolin 00 (difenil amino azo p-benzen sulfonic)

Page 71: Chimie analitica

Benzo 18C6

Kriptofix [2.2]

Eterii coroană pot complexa în interiorul cavităţii lor cationi

anorganici prin legături de natură electrostatică la atomii de oxigen din

lanţul polieteric. Se formează astfel, complecşi cationici a căror

stabilitate este controlată de numărul heterocationilor din ciclu şi de

potrivirea dimensională dintre diametrul cavităţii ligandului şi diametrul

cationului complexat. Aceşti cationi complecşi sunt extraşi apoi sub

formă de pereche de ioni în solvenţi organici, prin cuplare cu un anion

adecvat (anionul tropeolină OO).

Mărimea cavităţii ligandului criptand [2,2] corespunde cu

mărimea grupării –NH3+ a aminoacidului deci se vor forma complecşi

puternici a căror stabilitate şi selectivitate depinde de structura

Page 72: Chimie analitica

ligandului macrociclic şi pot fi extraşi în solvenţi organici prin cuplarea

cu anioni organici sau anorganici.

În lucrarea de faţă s-au determinat constantele extracţie ale

unor aminoacizi derivatizaţi cu B18C6 şi Kryptofix [2.2] în vederea

stabilirii condiţiilor experimentale de separare prin membrane lichide.

De asemenea s-au determinat randamentele de transport ale

aminoacizilor derivatizaţi prin membrană lichidă de cloroform,

utilizând B18C6 ca transportor în prezenţă de tropeolin 00.

5.2. Aparatură şi reactivi

Determinările s-au realizat observându-se spectrele de

absorbţie în vizibil la 400 nm obţinute cu ajutorul spectrofotometrului

V-530 Jasco UV/VIS.

Pentru extracţie s-au folosit pâlnii de separare, iar pentru

transport am folosit o celulă membranară în formă de U

Aminoacizii folosiţi (L-LeuOMeHCl, L-IleOMeHCl, L-

CysOMeHCl, L-ValOMeHCl, L-PheOMeHCl) – firma Fheka;

Kryptofix [2.2], B18C6 şi cloroformul, de puritate 99%, au fost produşi

de firma cherck.

5.3. Influenţa pH-ului asupra extracţiei complecşilor aminoacizilor cu liganzi macrociclici

Din studiul extracţiei aminoacizilor dintr-o soluţie apoasă cu

liganzi macrociclici în solvenţi organici, în funcţie de pH se confirmă

faptul că extracţia optimă se realizează la un pH acid la care coexistă

aminoacidul protonat şi forma anionică a partenerului de cuplaj.

Page 73: Chimie analitica

Realizându-se experimentul extracţia complecşilor formaţi de

aminoacizii derivatizaţi, mai sus menţionaţi, cu B18C6 şi Kryptofix

[2.2] în cloroform, se constată că extracţia este optimă la pH=2.

Influenţa pH-ului asupra extracţiei complexului L-lucina cu

B18C6 în prezenţa anionului tropeolui OO.

- soluţia de Kryptofix [2.2] se prepară în mod asemănător cu

deosebirea ce se cântăresc 0,2624g Kryptofix [2.2] masa moleculară

M=262,35.

3. se prepară faza organică, care este de culoare galbenă şi

se citeşte spectofotometric absorbanţa faţă de cloroform saturat cu

apă distilată.

Cu ajutorul absorbanţei se calculează coeficienţii molari de

absorbţie () după relaţia:

A – absorbţia

c – concentraţia A- (tropeolin OO)

l – grosimea cuvei

În tabelele următoare sunt prezentate valorile coeficienţilor de

extincţie pentru complecşii aminoacizilor derivatizaţi studiaţi cu B18C6

Page 74: Chimie analitica

(Tabel 1) şi Kryptofix [2.2] (Tabel 2) în prezenţa anionului tropeolin

OO în cloroform.

Tabel 1Aminoacid (lmol/cm) Kex log Kex

L-Leu OMe+HCl 21630 0,214106 5,29L-Ile OMe+HCl 17050 0,278106 5,44

L-Phe OMe+HCl 23500 0,287106 5,45L-Cys OMe+HCl 6410 0,04106 4,46L-Val OMe+HCl 24880 0,06106 4,59

Tabel 2Aminoacid (lmol/cm) Kex log Kex

L-Leu OMe+HCl 17480 0,0097106 3,99L-Ile OMe+HCl 16310 0,0260106 4,28L-Val OMe+HCl 18550 0,0034106 3,76

5.4.2. Determinarea constantei de extracţie

Prin măsurarea concentraţiei de R-NH4+LA- în faza organică de

extracţie şi cunoscând coeficientul molar de absorbţie () s-au putut

calcula şi concentraţiile la echilibru, aspect ce a permis calcul

constantei de extracţie, Kex ale complecşilor formaţi de aminoacizii

derivatizaţi cu liganzii macrociclici în prezenţa anionului tropeolin OO.

Rezultatele sunt prezentate în tabelele 1 şi 2.

Pentru determinarea constantelor de extracţie se prepară

următoarelor soluţii:

PROBA: Într-un balon cotat cu 25 ml se prepară o soluţie

formată din:

- 2,5 ml aminoacid (510-3 M) 510-4 M

- 12,5 ml tropeolin OO (10-4 M) 510-5 M

- 5 ml HCl (0,05 N) pH=2

- apă distilată până la semn

MARTOR: într-un balon cotat de 25 ml se prepară o soluţie

formată din:

Page 75: Chimie analitica

- 12,5 ml tropeolin OO (10-4 M) 510-5 M

- 5 ml HCl (0,05 N) pH=2

- apă distilată până la semn

Extracţiile se fac astfel:

- 5 ml probă se extrag cu 5 ml sol. Kryptofix [2.2] 10-2 M în

cloroform;

- 5 ml martor se extrag cu 5 ml sol. Kryptofix [2.2]510-2 M în

cloroform

După citirea spectofotometrică a absorbanţilor fazei organice a

probei şi a martorului, faţă de cloroform, se calculează constanta de

extracţie Kex(2).

Prin realizarea mediei aritmetice a valorilor celor două

constante de extracte se obţine Kex caracteristică sistemului.

Extracţiile se realizează în acelaşi mod şi pentru soluţiile

B18C6 de concentraţii 10-2M şi 510-3M.

Constantele de extracţie se calculează conform relaţiei:

; unde [AALA]org=

[AALA]org – concentraţie complexului în faza organică

[AA]w – concentraţia aminoacidului în faza apoasă

[L]org –concentraţia anionului în faza organică

[A-] – concentraţia anionului în faza apoasă

Echilibrul procesului de extracţie:

[AA]w+[L]org+[A-]w [AALA]org

5.5. Transportul aminoacizilor derivatizaţi prin membrane lichide

Page 76: Chimie analitica

Transportul aminoacizilor derivatizaţi s-a realizat într-o celulă

membranară în formă de U, utilizând 5 ml fază sursă, 20 ml

membrană lichidă şi 5 ml fază receptoare, agitând timp de 4 ore.

Faza receptoare este reprezentată de o soluţie de LiOH de

concentraţie de 0,1M, concentraţia corespunzătoare unui pH=13.

Faza sursă este reprezentată de o soluţie de aminoacid. S-a

preparat şi o soluţie martor pentru a observa cât din anionul tropeolin

OO se transportă.

Soluţia reprezentând proba a fost preparată într-un balon cotat

de 25 ml şi conţine: 2,5 ml aminoacid (510-3M), 12,5 m tropeolin (10-4

M), 5 ml HCl (0,05N) şi apă distilată.

Soluţia martor a fost preparată într-un balon cotat de 25 ml şi

conţine: 12,5 ml tropeolin OO (10-4M), 5 ml HCl (0,05N) şi apă

distilată.

Membrana este constituită dintr-o fază lichidă organică

(cloroform) în care s-a dizolvat transportorul B18C6 de concentraţie

10-2 M dispusă între două faze apoase: una care conţine aminoacidul,

specia care este transportată, definită ca o fază sursă şi cealaltă fază

care acceptă specia transportată definită ca fază receptoare (soluţie

de LiOH 0,1N).

După ce transportul a avut loc se recoltează câte 5 ml din

fiecare fază şi se citesc absorbanţele, faţă de apa distilată. Se iau 5

ml şi din membrana lichidă şi se face citirea spectrofotometrică a

absorbanţei faţă de cloroform. Citirile s-au făcut pentru fazele apoase

la 443 mm, iar pentru faza organică la 407 mm. Pentru a putea

calcula randamentul de transport se citeşte absorbanţa soluţiei iniţiale

de aminoacid. Valorile randamentelor obţinute în cazul a trei

aminoacizi şi a probei martor sunt date în tabelul 3.

Page 77: Chimie analitica

Tabel 3: Randamentele de transport ale aminoacizilor derivatizaţi prin membrana lichidă de cloroform utilizând B18C6 ca transportor în prezenţa tropeolin OO.

Aminoacid B18C6L-Leu OMe+HCl 96L-Ile OMe+HCl 63

L-Cys OMe+HCl 43Proba MARTOR 21

[AAOMe*HCl]=510-4M

[B18C6]=10-2M

[tropeolin OO]=510-5M

[LiOH]=0,1 N

5.6. Concluzii

Rezultatele obţinute în urma experimentelor de extracţie a

celor cinci aminoacizi derivatizaţi (L-LeuOMeHCl, L-IleOMeHCl, L-

CysOMeHCl, L-ValOMeHCl, L-PheOMeHCl) utilizând ca agenţi de

extracţie B18C6 şi criptandul [2.2], comercializat de firma Merck sub

denumirea Kriptofix [2.2], în prezenţa tropeolin 00 ca anion pereche

precum şi transportul prin membrană lichidă a trei dintre aceşti

aminoacizi au dus la următoarele concluzii:

aminoacizii derivatizaţi se extrag dintr-o fază apoasă acidă

într-un solvent organic ce conţine eterul coroană B18C6.

B18C6 este un agent de extracţie bun deoarece toţi cei 5

aminoacizi s-au extras, iar constantele de extracţie au avut valori

optime;

valoarea constantelor de extracţie ale aminoacizilor

derivatizaţi descresc în următoarea secvenţă:

L-Phe>L-Ile>L-Leu>L-Val>L-Cys

Page 78: Chimie analitica

criptandul [2.2] extrage trei dintre aminoacizi, iar valorile

constantelor de extracţie au fost mai mici, cu valori între 3,76…4,28,

dar kryptofix [2.2] poate fi folosit ca agent de extracţie pentru unii

aminoacizi derivatizaţi.

valoarea constantelor de extracţie ale aminoacizilor

derivatizaţi descresc în următoarea secvenţă:

L-Ile>L-Leu>L-Val

transportul aminoacizilor derivatizaţi prin membrană lichidă

de cloroform utilizând ca transportor B18C6 are loc cu randamente

bune şi în unele cazuri excelente (L-LeuOMeHCl 96%)

Page 79: Chimie analitica

BIBLIOGRAFIE

1. C.J Pedersen> J Am Chem. Soc., 7017 (1967)

2. A. Villiers, Compt. Rend, Acad. Sci. Paris, 112, 536-538, (1981)

3. F. Schardinger, Z. Unters. Nahr. Geanussne, 6, 865-880, (1903)

4. F. Cramer, Angew. Chem., 64, 437-447, (1952)

5. W.L. Hinze, Sep. Purif. Methods, 10, 159, (1981)

6. B. Chankvetadze, G. Endresz şi G. Blaschhe, Chem. Soc. Rev.,

25, 141-153, (1996)

7. Y. Yamashoji, M. Ita şi M. Tanaka, Chemistry Express, 8, 285-

288, (1993)

8. H.A. Benesi şi J.H. Hildebrand, J. Am. Chem. Soc., 71, 2703,

(1949)

9. H. Karantani, Chem. Lett. (Jpre), 377, (1986)

10 . Drioli, M. Natoli, I. Koter şi F. Trotta, Biotech Bioeng., 46,

415-420, (1995)

11 C.H. Lee, Sep. Sci. Tehnol, 16, 25, (1981)

12 H. Hirai, M. Komiyama şi H. Yamamoto, I. Incl Phenom.,

2, 655-660, (1984)

13 H. Hirai, H. Yamanoto şi M. Komiyama, Kobunschi

Ronbunshin, 43, 109-112, (1986)

14 T. Migata, T. Iwamota şi T. Uragami, J. Appl. Polym. Sci.,

51, 2007-2014, (1994)

15 A. Yamasaki şi K. Mizogrichi, J. Appl. Polym. Sci, 51,

2957-2062, (1994)

16 B.L. Poh şi Y Mooi Chow, J. Ind. Phenom, 14, 85-90,

(1992)

Page 80: Chimie analitica

17 H.J. Sahneider, D. Gütles şi U. Scheider. Angew Chem.,

Int. Ed. Engl., 5, (1986); J. Am. Chem. Soc, 110, 6449-6454

(1988)

18 C.D. Gutsche şi L.J. Bamer., J. Am. Chem. Soc. 107,

6052-6059 (1985)

19 Pascal C. Leverd, Patrick Berthault, bonique Lance şi

Martine Nielich, Eur. J. Org. Chem., 133-139, (2000)

20 Giseppe Arena, Annalinda Contina, Fabio Giuseppe

Gulina, Antonia Magri, Francesca Sansone, Domenica Scitto şi

Rocco Ungara, Tetrahedron Letters HO, 1597-1600, (1999)

21 L. Muitihac şi C. Luca: Rev. Roum. Chem., 36, 85, (1991)

22 H.J. Buschmann, L. Mitehac şi R. Mitehac: Sep. Sci.

Tehnol., 34, 331, (1999)

23 J. Lipkorveski, O.V. Kulikov şi W. Zielenkiwcz; Supamol.

Chem., 1,73, (1992)

24 L. Mutihac, R. Mutihac şi H.J. Buschniann: J. Ind.

Phenom. 23, 167, (1995)

25 H.J. Buschmann şi L. Mutihac: Rev. Roum. Chem., 42,

121 (1997)

26 S.K. Chang, H.S. Hwang, H. Son, J. Youk şi Y.S. Kang;

J. Chem. Commun, 217 (1991)

27 S. Skinkai: Tetrahidron, 49, 8933, (1993)

28 Y. Okada, Y. Kasai şi I. Nishinuera: Tetrahedron Lett., 36,

555, (1995)

29 J.H: Lee, T. Kim, S.K. Chang şi J. I. Choe: Supromol.

Chem., 4,315, (1995)

30 I.S. Antipin, I.I. Stoikor, E.M. Pinkhassik, N. Fitseva, I.

Stibor şi A.I. Konovalov: Tetrahedrom Lett., 38, 5865, (1997)

Page 81: Chimie analitica

31 Y. Kuba, S. Maeda, S. Tokita şi M. Kuba: Nature 382,

522, (1996)

32 Y. Kuba, S. Hamoguchi, K. Kotani şi K. Yoshida:

Tetrahedron Lett, 32, 7419, (1991)

33 H. Tsukube: J. Chem. Soc., Chem. Commun, 970, (1983)

34 H. Tsukube: J. Chem. Soc., Perkin Trans, 1, 89, (1989)

35 H. J. Buschmann, E. Schollmeyer şi L. Mutihac: Anales de

Quimica, Int. Ed., 93, 182, (1997)

36 L. Mutihac, H.J. Buschmann şi R. Mutihac: Anales de

Quimica, Int. Ed., 95, 288, (1998)

37 Y. Takeda, K. Katsuta, Y. Yvone şi T. Hakushi, Bull.

Chem. Soc. Jpn, 61, 627, (1988)

38 D. M. Dishong, G. J. Diamond, J. Am. Chem. Soc., 105,

586, (1983)

39 R. Prasad, K. Sirkar, Handbook of Industrial Membrane

Technology, Nayes Data Corp., (1990)

40 S. Shinkay, A. A. Eddy, Biochem. J., 122, 701, (1971)

41 J. M. Lehn şi J. P. Sauvage, J. Amer. Chem. Soc., 97,

6700, (1975)

42 J. Tabushi, J. Kabuke, Y. Imuta, J. Am. Chem. Soc., 103,

6152, (1981)

43 J. M. Coelhosa şi IPSG Crespo, M. J. T. Carrondo,

Separation Science and Tech, 31, 491-511, (1996)