Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Қарсы ағымды тарату (CCD, сонымен қатар "қарсы ағымды" тарату деп те жазылады) - 1940 жылдары Лайман Крейг әзірлеген аналитикалық химия әдісі. Қарсы ағымды бөлу - сұйық-сұйық экстракция қағидаларына негізделген бөлу процесі, онда химиялық қосылыстар екі араласпайтын сұйық фазалар арасында (мысалы, мұнай мен су) екі фазадағы салыстырмалы ерігіштігіне сәйкес бөлінеді (бөлінеді). Сұйық сұйықтықты алудың ең қарапайым түрі - қоспалардың қоспасын екі араласпайтын сұйық фазаның арасында бөлу. Бұл бес кезеңнен тұрады: 1) екі фазалы еріткіш жүйесімен бөлгіш шұңқырды дайындау, 2) қоспаны бөлгіш шұңқырға енгізу, 3) екі қабатты араластыру және фазаларға қосылыстардың массалық тасымалдауына мүмкіндік беру үшін бөлгіш шұңқырды күшті шайқап, 4) бөлгіш шұңқырдың мазмұнын екі бөлек фазаға қайтаруға рұқсат етіледі және 5) төменгі фазаны құйып, екі фаза бір-бірінен бөлінеді. Егер қосылыстар төменгі фазада ерімейтін болса, онда олар жоғарғы фазаға таралады және бөлгіш шұңқырда қалады. Егер қосылыстар жоғарғы фазада ерімейтін болса, онда олар төменгі фазаға таралады және бөлгіш шұңқырдан шығарылады. Егер қоспада жоғарғы фазада еритін бір немесе бірнеше қосылыстар және төменгі фазада еритін бір немесе бірнеше қосылыстар болса, онда экстракция орын алды. Көбінесе, жекелеген қосылыстар белгілі бір дәрежеде екі фазада да еритін болады, сондықтан экстракция толық емес. Қосындының екі фазадағы салыстырмалы ерігіштігі бөлу коэффициенті деп аталады. Бір бөлектеу шұңқыры мұқият құрастырылған екі фазалы еріткіш жүйесімен белгілі бір қоспа қоспаларын бөлуде пайдалы болса, әр түрлі бөлу коэффициенттері бар қоспаларды бөлу үшін бірнеше бөлектеу шұңқырларын қолдануға болады. Сондықтан қарсы ағымды тарату - сұйық сұйықтықтарды алу операцияларының тізбектілігі арқылы қоспаларды бөлу үшін ыдыстар сериясын (бөлгіш шұңқырларды) пайдалану әдісі. Сұйық сұйықтықтарды алудан айырмашылығы, CCD аспаптарында жоғарғы фаза төменгі фазадан фазалар орныққаннан кейін декантталады. Біріншіден, екі фазасы бар 1 (V1) ыдысқа қоспа құйылады және сұйық сұйық экстракция процесі жүргізіледі. Жоғарғы фаза жаңа төменгі фазаны ұстап тұрған екінші ыдысқа (V2) қосылады. V1-ге жаңа жоғарғы фаза қосылады. Екі ыдысты да шайқап, тұншықтырады. V1-ден V2-ге жоғары фаза бір уақытта V2-ден V3-ге жоғары фаза көшіріледі, ол қазірдің өзінде төменгі фазаны ұстайды. V1 жаңа жоғарғы фазасы қосылады, барлық үш ыдыс шайқалады және орнықтырылады және процесс жалғасады. Жоғары фазада төменгі фазаға қарағанда ерігіш болатын қосылыстар ыдыстар сериясының ("поезд") төменгі жағына қарай жылдам және әрі қарай жүреді, ал төменгі фазада жоғарғы фазаға қарағанда ерігіш болатын қосылыстар артта қалады. Жоғары фазада ерімейтін қоспа V1 ыдысында, ал төменгі фазада ерімейтін қоспа қорғасын ыдысында қалады.
Countercurrent distribution (CCD, also spelled "counter current" distribution) is an analytical chemistry technique which was developed by Lyman C. Craig in the 1940s. Countercurrent distribution is a separation process that is founded on the principles of liquid–liquid extraction where a chemical compound is distributed (partitioned) between two immiscible liquid phases (oil and water for example) according to its relative solubility in the two phases. The simplest form of liquid liquid extraction is the partitioning of a mixture of compounds between two immiscible liquid phases in a separatory funnel. This occurs in five steps: 1) preparation of the separatory funnel with the two phase solvent system, 2) introduction of the compound mixture into the separatory funnel, 3) vigorous shaking of the separatory funnel to mix the two layers and allow for mass transfer of compounds in and out of the phases, 4) The contents of the separatory funnel are allowed to settle back into two distinct phases and 5) the two phases are separated from each other by draining out the bottom phase. If a compound is insoluble in the lower phase it will distribute into the upper phase and stay in the separatory funnel. If a compound is insoluble in the upper phase it will distribute into the lower phase and be removed from the separatory funnel. If the mixture contains one or more compounds that are soluble in the upper phase and one or more compounds that are soluble in the lower phase, then an extraction has occurred. Often, an individual compound is soluble to a certain extent in both phases and the extraction is, therefore, incomplete. The relative solubility of a compound in two phases is known as the partition coefficient. While one separatory funnel is useful in separating certain compound mixtures with a carefully formulated biphasic solvent system, a series of separatory funnels may be employed to separate compounds that have different partition coefficients. Countercurrent distribution, therefore, is a method of using a series of vessels (separatory funnels) to separate compounds by a sequence of liquid liquid extraction operations. Contrary to liquid liquid extraction, in the CCD instruments the upper phase is decanted from the lower phase once the phases have settled. First, a mixture is introduced to vessel 1 (V1) charged with both phases and the liquid liquid extraction process is performed. The upper phase is added to a second vessel (V2) which already holds fresh lower phase. Fresh upper phase is added to V1. Both vessels are shaken and allowed to settle. upper phase from V1 is transferred to V2 at the same time the upper phase from V2 is transferred to V3 which already holds fresh lower phase. Fresh upper phase is added to V1, all three vessels are shaken and settled and the process continues. Compounds that are more soluble in the upper phase than lower phase faster and farther down the series of vessels (the "train") while those compounds which are more soluble in the lower phase than the upper phase tend to lag behind. A compound insoluble in the upper phase will remain in V1 while a compound insoluble in the lower phase will stay in the lead vessel.
Тарихи дамуы
Сұйықтықты сұйықтықтан бөлу техникасын әзірлеудегі алғашқы жұмыстарды Cornish және басқалар атқарды. "Системалық бөлшек үлестіру" деп аталатын процесспен, сонымен қатар Рэндалл мен Лонгтинмен, бірақ орталық тұлға, әрине, Лайман Крейг. Лайман Крейг қарсы ағымды таратуды әзірлеу мепакрин (атабрин) дәрілік затының этилен дихлориді, метанол және сулы буферлік екі фазалы еріткіш жүйесінің екі қабаты арасындағы бөлуді зерттеуден басталды. Атабриннің бөліну коэффициенті (Kc бөліну коэффициентімен сәйкес келеді) еріткіш жүйесінің құрамына және буфердің pH- на байланысты өзгеріп отырады. Келесі мақалада Крейг Мартин мен Сингедің бөлініс хроматографиясы бойынша жұмысынан шабыт алып, олардың үлестіру константасына (бөлу коэффициентімен сәйкес келетін K) негізделген қосылыстарды бөлетін аппаратты жасады. Бензол, гексан, метанол және судан тұратын еріткіш жүйесі органикалық қышқылдардың қоспаларын бөлетіндігі көрсетілді. Математикалық теорияның қолданбалардың дамуымен қатар дамығаны таңғаларлық. Крейг әр түрлі қоспаларды сынап, екі фазалы еріткіш жүйелерін құрастыру және ең бастысы коммерциялық тұрғыда тиімді құрал әзірлеу арқылы осы бөліну әдісін жалғастырды. CCD техникасы көптеген белгілі бөліністерде, мысалы, пенициллин, полициклді ароматты көмірсутектер, инсулин, өт қышқылдары, рибонуклеин қышқылдары, таксоль, Streptomyces антибиотиктері. және басқа да көптеген антибиотиктер.
Early work in the development of liquid liquid separation techniques was undertaken by Cornish et al. with a process called "systematic fractional distribution" as well as Randall and Longtin, however, the central figure is certainly Lyman C. Craig. Lyman Craig's development of countercurrent distribution began with studying the distribution of a pharmaceutical, mepacrine (atabrine), between the two layers of an ethylene dichloride, methanol, and aqueous buffer biphasic solvent system. The distribution coefficient (Kc which coincides with partition coefficient) of atabrine varied by the composition of the solvent system and the pH of the buffer. In the next article, Craig was inspired by the work of Martin and Synge with partition chromatography to develop an apparatus that would separate compounds based on their distribution constant (K which coincides with partition coefficient). It was shown that a solvent system composed of benzene, n hexane, methanol and water would separate mixtures of organic acids. It is remarkable that the mathematical theory developed hand in hand with the progression of applications. Craig continued to pursue this method of separation by testing different compounds, formulating biphasic solvent systems, and most importantly developing a commercially viable instrument. The CCD technique was employed in many notable separations such as penicillin, polycyclic aromatic hydrocarbons, insulin, bile acids, ribonucleic acids, taxol, Streptomyces antibiotics. and many other antibiotics.