Ausschütteln

[lemmi]

Ich habe eine Frage zum Ausschütteln von Substanzen.

Im pharmazeutischen Analysengang gibt es einen Schritt, in dem eine schwach basische (pH ca 9), wässrige Lösung mit einer Mischung aus 3 Teilen Isobutylmethylketon (IBMK) und 1 Teil Isopropanol ausgeschüttelt wird (Volumenteile). Einer der Stoffe, die so isoliert werden, ist Paracetamol. Ein Teil Paracetamol löst sich in ca 85 Teile reinem IBMK aber in 32 Teilen des Gemisches (und in etwa 100 Teilen Wasser)

Ich habe 2 ml des Gemischs mit 8 ml Wasser geschüttelt und danach eine oben schwimmende organische Schicht von 1,5 ml erhalten, das heißt genau ein Viertel - der Isopropanolanteil - des Gemisches ist in die wässrige Phase übergegangen.

Was macht es für einen Sinn, eine wässrige Lösung mit einem Gemisch auszuschütteln, dessen einer Bestandteil wasserlöslich ist?

[NI2]

... optimierte Gleichgesichtslagen. Wenn ich mich recht an die TC-Vorlesung erinnere, ist das eine ziemlich knifflige Angelegenheit, weil sich sowas schlecht vorhersagen lässt. Man kann viele Mehrphasen-Gemische probieren und dann durch Messungen die optimalen Extraktionsparameter bestimmen. Der wasserlösliche Teil der in die wässrige Phase übergegangen ist bestimmt auch die Löslichkeit des Paracetalmol in der wässrigen und in der organischen Phase und trägt damit zur Extraktion bei. Ich vermute, gerade wenn man sehr selektive Extraktionen haben will, kommen speziellere Mischungen zusammen.
Hier und hier noch ein wenig mehr zum Nachlesen.

[mgritsch]

Hast du es in deinem Test nur mit reinem Wasser geschüttelt oder war noch was anders dabei?

Die Löslichkeit von Alkoholen in Wasser ist stark davon abhängig wie viel da drin schon gelöst ist. Mach das selbe mal mit einer gesättigten Salzlösung und ich wette das Ergebnis sieht anders aus, das iProp wird quantiativ in der organischen Phase bleiben. Bei der "realen" Extraktion liegt also sehr wahrscheinlich nicht nur ein ternäres Gemisch vor, es könnte also das Ergebnis je nach dem was vorher schon mit der Mutterlauge passiert ist ganz anders aussehen.

Weiters wäre zu überlegen welchen Einfluss das geplante (?) Übergehen von iProp in die wässrige Phase haben könnte. Paracetamol löst sich in der basischen Phase aufgrund der möglichen Dissoziation der phenolischen OH Gruppe. Das Zusetzen von (wenig der Autoprotolyse unterliegendem und mit niedriger Dielektrizitätskonstante) Alkohol verschiebt das Dissoziationsgleichgewicht nochmal stark auf die undissoziierte Seite, die Wasserlöslichkeit wird somit gesenkt. Auch das ist mit einem "einfachen" ternären System nicht ganz erklärbar

[lemmi]

okay - ich habe gerade nicht die Zeit, mich in die dankenswerterweise verlinkte Literatur hineinzuversenken...

Was ich aber aus euren Antworten "qualitativ" mitnehme ist:
1. es kann sinnvoll sein eine solche Extraktion durchzuführen und
2. die Zusammensetzung der wässrigen Phase beeinflusst die Verteilung der Lösungsmittelkomponenten.

Wenn das so ist, dann müssen vermutlich auch die eingesetzten Volumina (wässrige Phase vs. organische Extraktionsmischung) in der Vorschrift eingehalten werden, weil sich sonst die Zusammensetzung der organischen Phase beim Schütteln ändert - bzw. "anders ändert" als es die Autoren der Vorschrift vorgesehen /erprobt haben.

[NI2]

Alle Punkte korrekt.
Das Einhalten aller Parameter ist für ein Gelingen wichtig (wie groß die Abweichungen sein dürfen hängt wohl stark von den Bedingungen ab). Solche Vorschriften lassen sich oft nicht auf andere Matrices (zumindest bei nicht-trivialen Gemischen) anwenden.