Após 3 meses, aqui vai uma nova “postagem técnica”.

Normalmente utilizada em cromatografia de adsorção, a sílica-gel é um material extremamente versátil para a preparação de outras fases estacionárias que também podem ser utilizadas em cromatografia líquida de adsorção. Os grupos silanóis da sílica são suscetíveis a serem modificados por diversos substituíntes. Os mais comumente utilizados são:

1. grupos clorodimetilalquilsilanos, ou cloroalcóxisilanos, que transformam a fase estacionária polar (Si-OH) em apolar (Si-O-Si(CH₃)₂-R). As mais utilizadas são:

2. Silica-gel modificada com grupos polares. Os mais utilizados são:

Embora a cromatografia em colunas de fase reversa C₂, C₄, C₈ e C₁₈ seja mais comumente denominada cromatografia de partição líquido-líquido, pode ocorrer adsorção em tais fases estacionárias principalmente se os compostos a serem separados forem bastante apolares. Neste caso, é absolutamente necessário que se utilize solventes orgânicos na mistura eluente, como metanol (MeOH), acetonitrila (MeCN), isopropanol (i-PrOH) e tetraidrofurano (THF).

Quando se utiliza silica-gel derivatizada com grupos polares (fenila, ciano, amino, diol), tais fases estacionárias podem ser utilizadas tanto para cromatografia em modo normal (fase estacionária polar à eluente apolar) ou em fase reversa (fase estacionária apolar à eluente polar).

A grande vantagem em se utilizar sílica-gel derivatizada com diferentes modificadores (grupos alquila ou grupos polares), é que tais modificações alteram completamente a seletividade da separação. Normalmente a sílica-gel derivatizada com grupos alquila e fenila  é utilizada em cromatografia líquido-líquido de fase reversa. A sílica-gel derivatizada com grupos polares pode ser utilizada tanto em cromatografia de fase reversa (partição), como de fase normal (adsorção).

Quando se utiliza sílica-gel derivatizada com grupos polares podem ser utilizados solventes muito polares, inlusive H₂O, o que permite a separação de compostos muito polares que seriam adsorvidos irreversivelmente em SiOH. Consequentemente, tais fases estacionárias podem ser utilizadas com praticamente todos os solventes (mas deve-se evitar o uso prolongado de bases fortes).

O principal problema em se utilizar tais fases estacionárias é seu alto custo. Porém, existem colunas pré-empacotadas (cartridges) contendo estas fases estacionárias que não são excessivamente caras, e podem ser re-utilizadas muitas vezes. No entanto, se após a realização do processo de separação (cromatografia) utilizando-se tais colunas estas ainda permanecerem “sujas” (usualmente com pigmentos), podem ser limpas aplicando-se alíquotas de 1 a 2 mL de dimetilsulfóxido (DMSO) na coluna, o qual deve ser exaustivamente removido com MeOH. Tal processo pode ser repetido 1 ou 2 vezes. Usualmente tais colunas se tornam praticamente isentas de qualquer contaminante (mesmo ficando ligeiramente coloridas) após esta limpeza.

Exemplos de utilização de fases estacionárias de sílica-gel derivatizada.

1.  Com grupos cianopropila (CN)

Esta é uma fase estacionária que apresenta seletividade única, apresentando caráter ligeiramente básico e interações do tipo p-p em modo normal. Pode ser utilizada tanto em cromatografia em modo NORMAL (fase estacionária polar, eluente apolar) como em modo REVERSO (fase estacionária apolar, eluente polar). O princípio de separação com fase ciano são  interações dipolares fracas e interações por forças de Van der Waals. É uma fase estacionária que apresenta boa seletividade na separação de substâncias básicas (aminas, amidas), bem como se substâncias contendo duplas ligações.

Referência: D’Ambrosio, M., Roussis, V. and Fenical, W., Tetrahedron Lett., 1997, 38, 717-720.

Referência: Schmidt, E. W., Harper, M. K., Faulkner, D. J., J. Nat. Prod., 1997, 60, 779-782.

Referência: Van Wagoner, R. M., Jompa, J., Tahir, A., Ireland, C. M., J. Nat. Prod., 2001, 64, 1100.

2. Sílica-gel derivatizada com grupos diol

Apresenta seletividade similar à da sílica gel. Pode ser utilizada em cromatografia em modo NORMAL, mas não é desativada se utilizada com pequenas quantidades de água. Como possui uma cadeia de 3 átomos de carbono, pode ser utilizada para a separação de compostos mais polares. Os princípios de separação com a fase diol são: interações dipolares fortes, interações de Van der Waals e ligações hidrogênio. Apresenta boa seletividade na separação de substâncias básicas (aminas, amidas), substâncias contendo grupos carbonila e hidroxila.

Exemplos:

Referência:

Referência: Dumdei, E. J., Blunt, J. W., Munro, M. H. H., Pannell, L. K., J. Org. Chem., 1997, 62, 2636.

Referência: Li, S., Dumdei, E. J., Blunt, J. W., Munro, M. H. G., Robinson, W. T., Pannell, L. K., J. Nat. Prod., 1998, 61, 724-728.

Referência: Chu, M., Mierzwa, R., Patek, M., Jenkins, J., Das, P., Pramanik, B. and Chan, T.M., Tetrahderon Lett., 2000, 41, 6689.

3. Sílica-gel derivatizada com grupos amino

Apresenta seletividade oposta à da sílica gel quando utilizada em cromatografia em modo normal (fase estacionária polar; solvente apolar) É uma fase estacionária adequada para separar compostos ligeiramente ácidos (álcoois, fenóis monohidroxilados), e compostos básicos (aminas, guanidinas, amidas). Não se deve utilizar com compostos muito ácidos (ácidos carboxílicos, fenóis, pois estes podem interagir irreversivelmente) e compostos contendo grupos cetona e aldeído (levando à formação de bases de Schiff). Pode também ser utilizada em cromatografia em de fase reversa, sendo então particularmente recomendada para a separação de carboidratos e polipeptídeos. Como possui uma cadeia de 3 carbonos, pode ser utilizada para a separação de compostos mais polares. Também pode ser utilizada para cromatografia de troca iônica: deve-se condicionar com ácido (HCl), eluir com ácido ou com base e no final recondicionar com base e lavar com H₂O. O princípio de separação em fase estacionária aminopropil inclui interações dipolares fortes e formação de ligações hidrogênio.

Exemplos:

Referência: J. Kobayashi, H. Suzuki, K. Shimbo, K. Takeya and H. Morita, J. Org. Chem., 2001, 66, 6626-6633.

Referência: M. T. Reese, M. K. Gulavita, Y. Nakao, M. T. Hamann, W. Y. Yoshida, S. J. Coval and P. J. Scheuer, J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 11081.

4. Cromatografia de adsorção em óxido de alumínio (alumina, Al₂O₃)

É um polímero poroso de óxido de alumínio, o qual pode ser produzido com superfícies básica, ácida ou neutra (melhor!), dependendo do pH do solvente utilizado para a lavagem final da fase estacionária. Uma suspensão aquosa de Al₂O₃ têm pH de aproximadamente 4.0, sendo então particularmente adequada para o isolamento de compostos ácidos. A alumina básica (pH ~ 10) é útil para a separação de compostos alcalinos, como alcalóides. A alumina neutra é utilizada para separação de compostos apolares (terpenos, derivados de ácidos graxos, etc.). O maior problema em se utilizar alumina é sua característica catalítica, associada à sua grande área superficial, que torna a alumina uma faz estacionária muito reativa, e, portante, deve ser usada com precaução.

Exemplos:

Referência: A. U. Rahman, A. Pervin, M. I. Choudhary, N. Hasan, B. Sener, J. Nat. Prod., 1991, 54, 929-935.

Referência: H. K. Desai, R. H. El Sofany, S. W. Pelletier, J. Nat. Prod., 1990, 53, 1606.

No caso da necessidade de se utilizar diferentes fases estacionárias em cromatografia de adsorção, lembrar-se de nunca, mas nunca mesmo, deve-se aplicar toda a amostra disponível em uma primeira tentativa de separação. O risco de se perder material por adsorção irreversível sempre existe. Utilizar inicialmente 1/3 ou 1/4 da amostra é uma sábia precaução, avaliando-se em seguida o perfil cromatográfico da separação, bem como a recuperação de massa da amostra separada. Trabalhar com cuidado, critério e espírito crítico demonstra maturidade científica.

Categorias:ciência, educação, informação, química

Tags:adsorção, cromatografia, fases estacionárias, produtos naturais, purificação, separação cromatográfica