L'acétonitrile et l'eau sont-ils miscibles dans toutes les conditions ?

L'acétonitrile est un on solvant organique. Dans l'analyse par chromatographie liquide en phase inversée, l'acétonitrile-eau agit de la même manière que le méthanol-eau et est souvent utilisé comme phase mobile. Il est évident que l'acétonitrile est un solvant polaire similaire au méthanol. On considère généralement que l'acétonitrile est miscible avec l'eau dans toutes les conditions. De nombreuses conclusions seront mieux comprises au fur et à mesure que la recherche scientifique progressera. Ce document résume les résultats de l'apprentissage critique dans cet environnement ouvert en énumérant les conditions expérimentales qui peuvent conduire à la séparation des phases des solutions homogènes acétonitrile-eau, ainsi que quatre méthodes d'extraction connexes. L'extraction par salage à l'acétonitrile, l'extraction par précipitation des sucres à l'acétonitrile, l'extraction à basse température à l'acétonitrile et l'extraction par changement de phase induit par le solvant. Les méthodes d'extraction à base d'acétonitrile dispersées dans la littérature sont organisées, résumées et partagées avec vous afin d'améliorer l'ensemble des connaissances sur les propriétés de l'acétonitrile, en vue d'appliquer ces propriétés à votre travail pratique. 1 Quelques situations où l'acétonitrile et l'eau ne sont pas miscibles 1.1 Sel et système acétonitrile-eau Dans la solution uniforme et transparente composée d'acétonitrile et d'eau, ajouter une quantité appropriée de sel inorganique ou organique, et la séparation de phase entre l'acétonitrile et l'eau sera observée. La densité de l'acétonitrile étant inférieure à celle de l'eau, la phase supérieure est riche en acétonitrile (contenant une petite quantité d'eau) et la phase inférieure est pauvre en acétonitrile (principalement de l'eau). Cette séparation de phase de l'acétonitrile induite par le sel est appelée le phénomène de salting-out de l'acétonitrile. L'ajout de sel produit un fort effet d'hydratation et le sel lie davantage de molécules d'eau, ce qui réduit considérablement le nombre de molécules d'eau libres qui peuvent interagir avec l'acétonitrile, entraînant une séparation des phases. De cette manière, les substances initialement dissoutes dans la phase aqueuse peuvent être extraites dans la phase riche en acétonitrile au cours du processus de séparation des phases. Cette méthode d'extraction est appelée méthode d'extraction par salage à l'acétonitrile. Les sels utilisés comme initiateurs de séparation de phases comprennent principalement : le chlorure de sodium, le chlorure de calcium, le sulfate de zinc, le sulfate d'ammonium, le sulfate de magnésium, le perchlorate de tétrabutylammonium, etc. Le type de sel affecte le taux de récupération de l'extraction. Il convient de souligner que les solvants organiques qui peuvent produire une séparation de phase dans la solution initialement miscible à l'eau sous l'effet du sel ne se limitent pas à l'acétonitrile, mais ont également des propriétés telles que l'éthanol, l'isopropanol et l'acétone. Toutefois, étant donné que l'acétonitrile en tant que matrice d'échantillon peut être bien adapté à la phase mobile à base d'acétonitrile analysée par chromatographie liquide en phase inversée, la méthode d'extraction par salage à l'acétonitrile est particulièrement populaire. 1.2 Sucre et système acétonitrile-eau En 2008, Wang, de l'université de l'Illinois aux États-Unis, a signalé un phénomène de séparation de phase acétonitrile-eau causé par le sucre. Lorsque des monosaccharides (glucose, xylose, arabinose ou fructose) ou des disaccharides (saccharose ou maltose) dépassant un certain seuil sont ajoutés à la solution acétonitrile-eau, une séparation de phase significative est observée. Les polysaccharides ne possèdent pas ces propriétés de séparation de phase. D'autres solvants organiques couramment utilisés qui sont miscibles avec l'eau (tels que le méthanol, l'éthanol, le n-propanol, l'isopropanol, l'acétone) n'ont pas la propriété d'être déclenchés par les sucres et d'avoir une séparation de phase avec l'eau. La phase supérieure après la séparation des phases est la phase riche en acétonitrile et la phase inférieure est la phase pauvre en acétonitrile. La méthode d'extraction basée sur ce phénomène est appelée méthode d'extraction par saccharification à l'acétonitrile. 1.3 Basse température et système acétonitrile-eau En 1999, Yoshida et ses collègues ont rapporté un phénomène dans lequel l'acétonitrile et la phase aqueuse se séparent en raison d'une basse température. Lorsque la solution d'acétonitrile et d'eau (rapport de volume : 1:1) est placée dans un environnement de -20 °C pendant 20 minutes, la séparation de phase de l'acétonitrile et de l'eau est observée. La méthode d'extraction basée sur ce phénomène est appelée méthode d'extraction à basse température à l'acétonitrile. En général, la température à laquelle la séparation de phase se produit est contrôlée entre -40°C et -40°C, car le point de fusion de l'acétonitrile est de -45°C. Dans la plage de température expérimentale, la phase riche en acétonitrile est une phase liquide, tandis que la phase riche en eau est principalement une phase solide. Les expériences ont confirmé que la plupart des solvants organiques courants qui sont miscibles avec l'eau à température ambiante n'ont pas la capacité de se séparer de l'eau à basse température. Par rapport aux deux autres méthodes d'extraction à base d'acétonitrile, la méthode d'extraction à basse température à base d'acétonitrile ne nécessite pas l'introduction de réactifs d'initiation de phase tiers, de sorte que le système est relativement simple et ne polluera pas les travaux de séparation et d'analyse ultérieurs. En outre, l'extraction à basse température évite également les modifications chimiques des molécules sensibles à la température causées par des températures plus élevées, ce qui rend les résultats de l'analyse plus fiables. 1.4 Solvant hydrophobe et acétonitrile-eau L'ajout d'un solvant organique hydrophobe et miscible (tel que le chloroforme, le dichlorométhane, le toluène) au système homogène acétonitrile-eau peut induire une séparation de phase dans le système acétonitrile-eau. La méthode d'extraction basée sur ce principe est appelée extraction par changement de phase induit par le solvant.

1. Conclusion

"L'acétonitrile et l'eau sont-ils miscibles dans toutes les conditions ? Cette question semble très simple et la conclusion est donnée depuis longtemps dans les manuels existants. Cependant, avec le développement rapide des technologies de l'information, nous pouvons plus facilement accéder à la littérature et mettre à jour le contenu des connaissances avec le temps.