Az acetonitril és a víz bármilyen körülmények között keverhető?

Az acetonitril egy gyakori oszerves oldószer. A fordított fázisú folyadékkromatográfiás analízisben az acetonitril-víz hasonlóan viselkedik, mint a metanol-víz, és gyakran használják mozgófázisként. Az acetonitril nyilvánvalóan a metanolhoz hasonlóan poláros oldószer. Általánosságban úgy vélik, hogy az acetonitril bármilyen körülmények között keverhető a vízzel. Sok úgynevezett következtetés napról napra jobban megérthető lesz, ahogy a tudományos kutatás előrehalad. Ez a cikk összefoglalja a kritikus tanulás eredményeit ebben a nyitott környezetben, felsorolva azokat a kísérleti feltételeket, amelyek acetonitril-víz homogén oldatok fázisszétválasztásához vezethetnek, valamint négy kapcsolódó extrakciós módszert. Az acetonitril-sós kivonás, az acetonitril-cukorkicsapásos kivonás, az acetonitril-alacsony hőmérsékletű kivonás és az oldószerrel indukált fázisváltásos kivonás. A szakirodalomban szétszórt acetonitril alapú extrakciós módszereket rendszerezzük, összefoglaljuk és megosztjuk Önnel, hogy javítsuk az acetonitril tulajdonságairól szóló ismeretanyagot, azzal a céllal, hogy ezeket a tulajdonságokat a gyakorlati munkában is alkalmazhassa. 1 Számos olyan helyzet, amikor az acetonitril és a víz nem keverednek egymással 1.1. Só és acetonitril-víz rendszer Az acetonitrilből és vízből álló egységes és átlátszó oldathoz adjunk megfelelő mennyiségű szervetlen vagy szerves sót, és az acetonitril és a víz közötti fázisszétválás láthatóvá válik. Mivel az acetonitril sűrűsége kisebb, mint a vízé, a felső fázis acetonitrilben gazdag (kis mennyiségű vizet tartalmaz), az alsó fázis pedig acetonitrilben szegény (főleg víz). Az acetonitrilnek ezt a só okozta fázisszétválását az acetonitril kisózási jelenségének nevezik. A só hozzáadása erős hidratációs hatást vált ki, és a só több vízmolekulát köt meg, ami jelentősen csökkenti az acetonitrillel kölcsönhatásba lépni képes szabad vízmolekulák számát, ami fázisszétválasztást eredményez. Ily módon az eredetileg a vízfázisban oldott anyagok a fázisszétválasztási folyamat során kivonhatók az acetonitrilben gazdag fázisba. Ezt az extrakciós módszert acetonitril-só-kivonási extrakciós módszernek nevezzük. A fázisszétválasztás-indítóként használt sók főként a következők: nátrium-klorid, kalcium-klorid, cink-szulfát, ammónium-szulfát, magnézium-szulfát, tetrabutil-ammónium-perklorát stb. A só típusa befolyásolja az extrakciós kinyerési arányt. Ki kell emelni, hogy a szerves oldószerek, amelyek a só indukciója mellett az eredetileg vízzel keverhető oldatban fázisszétválasztást idézhetnek elő, nem csak az acetonitrilre korlátozódnak, hanem olyan tulajdonságokkal is rendelkeznek, mint az etanol, az izopropanol és az aceton. Mivel azonban az acetonitril mint mintamátrix jól illeszthető a fordított fázisú folyadékkromatográfiával elemzett acetonitril alapú mobilfázishoz, az acetonitril-sós extrakciós módszer különösen népszerű. 1.2 Cukor és acetonitril-víz rendszer 2008-ban Wang, az Egyesült Államokbeli Illinois-i Egyetem munkatársa beszámolt a cukor által okozott acetonitril-víz fázisszétválasztási jelenségről. Ha egy bizonyos küszöbérték feletti monoszacharidokat (glükóz, xilóz, arabinóz vagy fruktóz) vagy diszacharidokat (szacharóz vagy maltóz) adunk az acetonitril-víz oldathoz, jelentős fázisszétválás figyelhető meg. A poliszacharidok nem rendelkeznek a fázisszétválasztást előidéző ilyen tulajdonságokkal. Más általánosan használt, vízzel keverhető szerves oldószerek (például metanol, etanol, n-propanol, izopropanol, aceton) nem rendelkeznek azzal a tulajdonsággal, hogy a cukrok kiváltsák és a vízzel fázisszétválást okozzanak. A fázisszétválasztás utáni felső fázis az acetonitrilben gazdag fázis, az alsó fázis pedig az acetonitrilben szegény fázis. Az ezen a jelenségen alapuló extrakciós módszert acetonitril szacharifikációs extrakciós módszernek nevezzük. 1.3 Alacsony hőmérséklet és acetonitril-víz rendszer 1999-ben Yoshida és munkatársai egy olyan jelenségről számoltak be, amelyben az acetonitril és a víz fázis az alacsony hőmérséklet miatt szétvált. Amikor az acetonitril és víz oldatát (térfogatarány: 1:1) 20 percre -20 °C-os környezetbe helyezik, az acetonitril és a víz fázisszétválása figyelhető meg. Az ezen a jelenségen alapuló extrakciós módszert acetonitriles alacsony hőmérsékletű extrakciós módszernek nevezzük. Általában a hőmérsékletet, amelyen a fázisszétválás bekövetkezik, -40°C és -40°C között szabályozzák, mivel az acetonitril olvadáspontja -45°C. A kísérleti hőmérséklettartományban az acetonitrilben gazdag fázis folyékony fázis, míg a vízben gazdag fázis többnyire szilárd fázis. Kísérletek igazolták, hogy a legtöbb gyakori szerves oldószer, amely szobahőmérsékleten keverhető a vízzel, alacsony hőmérsékleten nem képes fázisszétválni a víztől. A másik két acetonitril alapú extrakciós módszerrel összehasonlítva az acetonitril alacsony hőmérsékletű extrakciós módszer nem igényel harmadik fázisindító reagensek bevezetését, így a rendszer viszonylag egyszerű, és nem okoz szennyezést a későbbi elválasztási és elemzési munkában. Ezenkívül az alacsony hőmérsékletű extrakcióval elkerülhetők a hőmérsékletre érzékeny molekulák magasabb hőmérséklet okozta kémiai változásai is, így az analízis eredményei megbízhatóbbak. 1.4 Hidrofób oldószer és acetonitril-víz Hidrofób és keverhető szerves oldószer (például kloroform, diklórmetán, toluol) hozzáadása a homogén acetonitril-víz rendszerhez fázisszétválasztást idézhet elő az acetonitril-víz rendszerben. Az ezen alapuló extrakciós módszert nevezzük oldószerrel indukált fázisváltásos extrakciónak.

1. Következtetés

"Az acetonitril és a víz bármilyen körülmények között keverhető?" Ez a kérdés nagyon egyszerűnek tűnik, és a következtetés már régóta szerepel a létező tankönyvekben. Az információs technológia gyors fejlődésével azonban könnyebben hozzáférhetünk a szakirodalomhoz, és a tudás tartalmát az idővel együtt frissíthetjük.