INTERACCIONES MOLECULARES

1. Equipo: LoremyCauich Suárez Erick Gómez Castillo Karla MayChé Carolina Solís Conde Noemí Tamayo Cabrera Salón 1. Métodos Ópticos, Electroquímicos y Cromatográficos INTERACCIONES MOLECULARES Relación con la cromatografía

2. INTERACCIONES MOLECULARES • Las interacciones moleculares son fuerzas intermoleculares de origen electrostático. La energía con la que van a interaccionar las moléculas depende de su geometría, simetría, heteroátomos/homoátomosy de la distribución de su carga. Las interacciones moleculares determinan el estado de agregación de un compuesto a una determinada temperatura y presión. Existen tres tipos: fuerzas de dispersión, fuerzas polares y fuerzas iónicas

3. Propiedades eléctricas • Producidas por la influencia competitiva entre núcleos con distinta carga o entre el control que ejerce un núcleo y la influencia del campo externo. MOMENTOS DIPOLARES POLARIZACIÓN MOLÉCULAS POLARES

6. Fuerza de dispersión de London • Son las fuerzas de atracción principales en moléculas no polares. • Surge de momentos dipolares temporales que son inducidos en una molécula por otras mas cercanas. • Estas fuerzas son el resultado de la atracción de dipolos temporales correlacionados

7. Fuerzas de dispersión de London en la Cromatografía • La selectividad de la cromatografía se expresa en términos de retención relativa α • La retención relativa depende de las interacciones entre el soluto y la fase estacionaria, estas dependen de las fuerzas de Van der Waals • * fuerzas de dispersión de London actúan en las moléculas no polares como los hidrocarburos.

8. Fuerzas polares Existen tres tipos de fuerzas: -Dipolo-Dipolo. -Puentes de Hidrógeno (variación de dipolo-dipolo). Se forma cuando un átomo de H unido a un átomo muy electronegativo es atraído simultáneamente por un átomo muy electronegativo de una molécula vecina. -Dipolo-Dipolo inducido. La atracción entre una molécula polar y un dipolo inducido (molécula no polar). Se llama dipolo inducido porque la separación de sus cargas positiva y negativa se debe a la proximidad de un ión o molécula polar

10. Fuerzas polares en cromatografía • Una molécula puede polarizarse al adquirir cargas iguales pero opuestas cuando se encuentran en un determinado entorno. • Pueden presentar carácter de dipolo permanente, estas moléculas pueden ser polarizadas a mayor grado en un determinado entorno. • Para la cromatografía de sustancias polares se debe usar una fase móvil no polar o poco polar y una fase estacionaria polar

11. Fuerzas iónicas • Las fuerzas interiónicas son bastante grandes y se llaman frecuentemente fuerzas de Coulomb. • Las fuerzas de Coulomb juegan un papel importante en algunos procesos cromatográficos. Pueden ser tres tipos de interacciones: • Ion-ion (entre iones) • Ion-dipolo (entre iones y moléculas polares) • Ion-dipolo inducido (entre iones y moléculas apolares)

12. Relación con la cromatografía: • Las interacciones iónicas son muy utilizadas en la cromatografía de intercambio ionico. • Los contraiones de los iones que se quieren separar se colocan en la fase estacionaria. • Las interacciones iónicas son raramente activas separaciones por cromatografía de gases.

13. Es indespensable seleccionar una fase estacionaria que provea el balance óptimo entre las interacciones de dispersión, dipolo y dipolo inducido entre las moléculas del soluto y las de la fase móvil. • El Na+ y K+ pueden separarse por una resina de intercambio catiónico con un eluyente de una solución fuertemente ácida.

14. Interacciones Hidrofóbicas • Las moléculas que no tienen carga y son no polares, como las grasas y los aceites, por lo general no se disuelven en agua y en consecuencia se caracterizan como hidrofóbicas (que temen al agua)1 EJEMPLO: Los aceites, forman glóbulos cuando se vierten en agua, las moléculas de aceite en agua rompen la formación de puentes de hidrógeno entre las moléculas adyacentes1 Cuando una molécula de aceite encuentra a otras en agua, sus superficies no polares se juntan, rodeadas por las moléculas de agua que forman puentes de hidrógeno entre sí, pero no con el aceite.1

15. Aplicación cromatográfica de las interacciones hidrofóbicas. • En la cromatografía hidrofóbica, los compuestos apolares fuertemente retenidos se eluyen de la matriz hidrofóbica con disolventes acuosos que contienen porcentajes variables de un reactivo orgánico2 • Cuanto más elevada sea la proporción de disolvente orgánico en el eluyente más rápida sera la elucion del componente apolar de la resina hidrofóbica.2

16. Cromatografía de interacción hidrofóbica (HIC) • La cromatografía de interacción hidrofóbica (HIC) es una de las principales técnicas utilizadas para la separación y purificación de proteínas en procesos biotecnológicos. En HIC, las proteínas se unen reversiblemente a ligandoshidrofóbicos que se encuentran inmovilizados en el soporte cromatográfico, debido a la presencia de una elevada concentración de sal. • La elución se logra disminuyendo la fuerza iónica en la fase móvil, formando un gradiente decreciente (Fausnaugh y Regnier, 1986).

17. Interacciones hidrofílicas • Se le conoce así a la interacción que presenta una molécula polar en presencia de agua. • Las moléculas que pueden formar enlaces de hidrógeno con el agua se denominar: hidrofílicas y son solubles en el agua. • Estas interacciones se presentan en moléculas que tiene grupos polares fuertes que interaccionan fácilmente con el agua.

18. Aplicación cromatográfica Interacciones hidrofílicas • La cromatografía de interacción hidrofílica es una variante de la cromatografía en fase normal. • En esta última la fase móvil es totalmente orgánica, con trazas de agua en ella y en los poros de las partículas de fase estacionaria polares. • Debido a esto los analitos polares se unen fuertemente a la fase estacionaria polar y no pueden ser eluidos.

19. Conclusión • Es importante tener conocimiento acerca de las interacciones que se dan en las moléculas para poder predecir las interacciones que se darán en la cromatografía; así es posible saber que eluyentes serán los ideales para los tipos de compuestos que se requieren separar. La cromatografía es ideal para una exitosa separación de componentes ya que se requieren pocas cantidades de muestra y es muy eficiente. Una desventaja es el costo del procedimiento, pues los aparatos de cromatografía tienen un precio muy elevado.

20. Referencias • Barquero Quirós, M. Principios y aplicaciones de la cromatografía de gases, 1ª ed.; Universidad de la universidad de Costa Rica: Costa Rica, 2006; pp. 28. • Atkins, P. Quimica Física, 8ª ed.; Panamericana: España, 2006; pp 620-627 • Fritz, J.; D. Gjerde. Ion Chromatography, 4ª ed.; Wiley-VCH, EUA, 2009; pp. 2,3. • Macy, R.; Química orgánica simplificada; Reverté, España, 2005; pp. 56. • Cazes, J. Encyclopediaof Chromatography, 2ª ed.; Taylor & Francis Group, EUA, 2005; pp. 1064. • Audesirk, T.;Audesirk, G.; Byers, B.Biología: Ciencia y naturaleza; PearsonEducación: México, 2004; p2. • Devlin, T.;Bioquímica: libro de texto con aplicaciones clínicas4 ed.; Reverté: España, 2006; pp143. • Wade, L.G. Química orgánica, 7ªed.; Pearson: México, 2011; pp 63, 79. • Alfonso M, M.; Desarrollo de métodos para el aislamiento y la detección de toxinas marinas en productos de la pesca y la acuicultura; Universidadsantiago de compostela: España, 2004; pp49.