гидрофильный
Гидрофил — это молекула или другое молекулярное вещество , которое притягивается к молекулам воды и имеет тенденцию растворяться водой . [1]
Напротив, гидрофобы не притягиваются к воде и могут отталкиваться от нее. Гигроскопики притягиваются к воде, но не растворяются ею.
Молекулы [ править ]
Гидрофильная молекула или часть молекулы — это молекула, взаимодействие которой с водой и другими полярными веществами более термодинамически выгодно, чем их взаимодействие с маслом или другими гидрофобными растворителями. [2] [3] Обычно они поляризованы по заряду и способны образовывать водородные связи . Это делает эти молекулы растворимыми не только в воде, но и в других полярных растворителях .
Гидрофильные молекулы (и части молекул) можно противопоставить гидрофобным молекулам (и частям молекул). В некоторых случаях в одной молекуле проявляются как гидрофильные, так и гидрофобные свойства. Примером таких амфифильных молекул являются липиды , составляющие клеточную мембрану . Другим примером является мыло , имеющее гидрофильную головку и гидрофобный хвост, что позволяет ему растворяться как в воде, так и в масле.
Гидрофильные и гидрофобные молекулы также известны как полярные и неполярные молекулы соответственно. Некоторые гидрофильные вещества не растворяются. Этот тип смеси называется коллоидом .
Приблизительное эмпирическое правило гидрофильности органических соединений состоит в том, что растворимость молекулы в воде составляет более 1 мас.%, если на 5 атомов углерода приходится хотя бы одна нейтральная гидрофильная группа или хотя бы одна электрически заряженная гидрофильная группа на 7 атомов углерода. [4]
Гидрофильные вещества (например, соли) могут притягивать воду из воздуха. Сахар также гидрофильен и, как и соль, иногда используется для вытягивания воды из продуктов. Сахар, посыпанный нарезанные фрукты, «вытягивает воду» за счет гидрофилии, делая фрукты мягкими и влажными, как в обычном рецепте клубничного компота .
Химические вещества [ править ]
Жидкие гидрофильные химикаты в комплексе с твердыми химикатами можно использовать для оптимизации растворимости гидрофобных химикатов.
Жидкие химикаты [ править ]
Примеры гидрофильных жидкостей включают аммиак, спирты, некоторые амиды, такие как мочевина, и некоторые карбоновые кислоты, такие как уксусная кислота.
Спирты [ править ]
Гидроксильные группы (-OH), обнаруженные в спиртах, полярны и, следовательно, гидрофильны (любят воду), но часть их углеродной цепи неполярна , что делает их гидрофобными. Молекула в целом становится все более неполярной и, следовательно, менее растворимой в полярной воде, поскольку углеродная цепь становится длиннее. [5] Метанол имеет самую короткую углеродную цепь из всех спиртов (один атом углерода), за ним следует этанол (два атома углерода), а также 1-пропанол вместе с его изомером 2-пропанолом , причем все они смешиваются с водой. Трет-Бутиловый спирт с четырьмя атомами углерода — единственный из его изомеров, который смешивается с водой.
Твердые химикаты [ править ]
Циклодекстрины [ править ]
Циклодекстрины используются для приготовления фармацевтических растворов путем захвата гидрофобных молекул в качестве гостей-хозяев. Поскольку соединения включения циклодекстринов с гидрофобными молекулами способны проникать в ткани организма, их можно использовать для высвобождения биологически активных соединений в определенных условиях. [6] Например, тестостерон образует комплекс с гидроксипропилбета-циклодекстрином (HPBCD), 95% абсорбции тестостерона достигается за 20 минут при сублингвальном пути, но HPBCD не всасывается, тогда как гидрофобный тестостерон обычно всасывается менее 40% при сублингвальном пути. сублингвальный путь. [7]
Мембранная фильтрация [ править ]
Гидрофильная мембранная фильтрация используется в ряде отраслей промышленности для фильтрации различных жидкостей. Эти гидрофильные фильтры используются в медицине, промышленности и биохимии для фильтрации таких элементов, как бактерии, вирусы, белки, частицы, лекарства и другие загрязнения. Обычные гидрофильные молекулы включают коллоиды, хлопок и целлюлозу (из которой состоит хлопок).
В отличие от других мембран, гидрофильные мембраны не требуют предварительного смачивания: они могут фильтровать жидкости в сухом состоянии. Хотя большинство из них используются в процессах низкотемпературной фильтрации, многие новые гидрофильные мембранные ткани используются для фильтрации горячих жидкостей и жидкостей. [8]
См. также [ править ]
- Гидрофильно-липофильный баланс
- Шкалы гидрофобности
- Супергидрофильность
- Ультрагидрофобность
- Смачивание
- Гигроскопичный
Ссылки [ править ]
- ^ Лидделл, Х.Г. и Скотт, Р. (1940). Греко-английский лексикон Оксфорд: Clarendon Press. [ нужна страница ]
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Интернет-исправленная версия: (2006–) « Гидрофильный ». doi : 10.1351/goldbook.H02906
- ^ «Определение ГИДРОФИЛЬНОСТИ» . Мерриам-Вебстер . Архивировано из оригинала 27 сентября 2017 года . Проверено 1 мая 2018 г.
- ^ Справочник по медицинской химии. Андерс Овергаард Педерсен и Хеннинг Нильсен. Орхусский университет. 2008 год [ нужна страница ]
- ^ «Спирты, фенолы, тиолы и эфиры» . Архивировано из оригинала 2 октября 2013 г. Проверено 11 мая 2013 г.
- ^ Беккет Г., Шеп Л.Дж., Тан М.Ю. (март 1999 г.). «Улучшение растворения празиквантеля in vitro путем комплексообразования с α-, β- и γ-циклодекстринами». Международный фармацевтический журнал . 179 (1): 65–71. дои : 10.1016/S0378-5173(98)00382-2 . ПМИД 10053203 .
- ^ Стуэнкель К.А., Дадли Р.Э., Йен С.С. (май 1991 г.). «Сублингвальное введение комплекса включения тестостерон-гидроксипропил-β-циклодекстрина имитирует эпизодическое высвобождение андрогенов у мужчин с гипогонадизмом». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 72 (5): 1054–9. doi : 10.1210/jcem-72-5-1054 . ПМИД 1902483 .
- ^ Кавамура, Масухико. «Фильтрационная мембрана для олеофильных органических жидкостей, способ ее изготовления и способ фильтрации олеофильных органических жидкостей» . Архивировано из оригинала 11 сентября 2014 года . Проверено 28 июля 2014 г.
