Hidrófilo

Un hidrófilo es una molécula u otra entidad molecular que se siente atraída por las moléculas de agua y tiende a disolverse en el agua. [1]

"> Archivo: Una termita hidrofílica (Schedorhinotermes sp.) Adherida a la superficie de una hoja de cítricos humedecida - pone.0024368.s007.ogvReproducir medios
Las termitas Schedorhinotermes utilizan superficies hidrófilas en el cuerpo y las alas para adherirse a las plantas que colonizan.

Por el contrario, los hidrófobos no se sienten atraídos por el agua y pueden parecer repelidos por ella. Los higroscópicos se sienten atraídos por el agua, pero no se disuelven con el agua.

Una molécula hidrófila o porción de una molécula es aquella cuyas interacciones con el agua y otras sustancias polares son termodinámicamente más favorables que sus interacciones con el aceite u otros disolventes hidrófobos . [2] [3] Por lo general, tienen carga polarizada y son capaces de formar puentes de hidrógeno . Esto hace que estas moléculas sean solubles no solo en agua sino también en otros disolventes polares .

Las moléculas hidrófilas (y porciones de moléculas) se pueden contrastar con moléculas hidrófobas (y porciones de moléculas). En algunos casos, las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas ocurren en una sola molécula. Un ejemplo de estas moléculas anfifílicas son los lípidos que componen la membrana celular . Otro ejemplo es el jabón , que tiene una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba, lo que le permite disolverse tanto en agua como en aceite.

Las moléculas hidrófilas e hidrófobas también se conocen como moléculas polares y moléculas apolares , respectivamente. Algunas sustancias hidrofílicas no se disuelven. Este tipo de mezcla se llama coloide .

Una regla práctica aproximada para la hidrofilia de compuestos orgánicos es que la solubilidad de una molécula en agua es más del 1 % en masa si hay al menos un grupo hidrófilo neutro por cada 5 carbonos, o al menos un grupo hidrófilo cargado eléctricamente por cada 7 carbonos. [4]

Las sustancias hidrófilas (por ejemplo, las sales) pueden parecer que atraen el agua del aire. El azúcar también es hidrófilo y, al igual que la sal, a veces se usa para extraer agua de los alimentos. El azúcar rociado sobre la fruta cortada "extraerá el agua" a través de la hidrofilia, haciendo que la fruta esté blanda y húmeda, como en una receta común de compota de fresa .

Los productos químicos hidrófilos líquidos formados en complejos con productos químicos sólidos se pueden utilizar para optimizar la solubilidad de los productos químicos hidrófobos.

Productos químicos líquidos

Los ejemplos de líquidos hidrófilos incluyen amoniaco, alcoholes, algunas amidas como la urea y algunos ácidos carboxílicos como el ácido acético.

Alcoholes

Los grupos hidroxilo (-OH), que se encuentran en los alcoholes, son polares y, por lo tanto, hidrófilos (gustan del agua), pero su porción de cadena de carbono es no polar, lo que los hace hidrófobos. La molécula se vuelve cada vez más en general más no polar y, por lo tanto, menos soluble en el agua polar a medida que la cadena de carbono se vuelve más larga. [5] El metanol tiene la cadena de carbono más corta de todos los alcoholes (un átomo de carbono) seguida por el etanol (dos átomos de carbono) y el 1-propanol junto con su isómero 2-propanol , todos miscibles con agua. El alcohol terc-butílico , con cuatro átomos de carbono, es el único de sus isómeros miscible con agua.

Productos químicos sólidos

Ciclodextrinas

Las ciclodextrinas se utilizan para fabricar soluciones farmacéuticas mediante la captura de moléculas hidrófobas como huéspedes huéspedes. Debido a que los compuestos de inclusión de ciclodextrinas con moléculas hidrófobas pueden penetrar los tejidos corporales, estos pueden usarse para liberar compuestos biológicamente activos en condiciones específicas. [6] Por ejemplo, el estudio de Joseph Pitha mostró que cuando la testosterona se complementó con hidroxipropil-beta-ciclodextrina (HPBCD), se logró una absorción del 95% de la testosterona en 20 minutos a través de la ruta sublingual pero no se absorbió HPBCD, mientras La testosterona normalmente hidrófoba se absorbe menos de alrededor del 40% normalmente por vía sublingual. [7]

La filtración por membrana hidrófila se utiliza en varias industrias para filtrar diversos líquidos. Estos filtros hidrófilos se utilizan en los campos médico, industrial y bioquímico para filtrar elementos como bacterias, virus, proteínas, partículas, fármacos y otros contaminantes. Las moléculas hidrófilas comunes incluyen coloides, algodón y celulosa (de la que se compone el algodón).

A diferencia de otras membranas, las membranas hidrófilas no requieren humedecimiento previo: pueden filtrar líquidos en estado seco. Aunque la mayoría se utilizan en procesos de filtración a baja temperatura, muchos tejidos de membranas hidrófilas nuevas se utilizan para filtrar líquidos calientes y fluidos. [8]

  1. ^ Liddell, HG y Scott, R. (1940). Un léxico griego-inglés Oxford: Clarendon Press. [ página necesaria ]
  2. ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) " hidrofílica ". doi : 10.1351 / goldbook.H02906
  3. ^ "Definición de hidrófilo" . www.merriam-webster.com . Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2017 . Consultado el 1 de mayo de 2018 .
  4. ^ Compendio de química médica. Por Anders Overgaard Pedersen y Henning Nielsen. Universidad de Aarhus. 2008 [ página necesaria ]
  5. ^ http://www.chem.latech.edu/~deddy/chem121/Alcohols.htm [ se necesita una cita completa ]
  6. ^ Becket G, Schep LJ, Tan MY (marzo de 1999). "Mejora de la disolución in vitro de praziquantel por complejación con α-, β- y γ-ciclodextrinas". Revista Internacional de Farmacia . 179 (1): 65–71. doi : 10.1016 / S0378-5173 (98) 00382-2 . PMID  10053203 .
  7. ^ Stuenkel CA, Dudley RE, Yen SS (mayo de 1991). "La administración sublingual del complejo de inclusión de testosterona-hidroxipropil-β-ciclodextrina simula la liberación de andrógenos episódicos en hombres hipogonadales". La Revista de Endocrinología Clínica y Metabolismo . 72 (5): 1054–9. doi : 10.1210 / jcem-72-5-1054 . PMID  1902483 .
  8. ^ Kawamura, Masuhiko. "Membrana de filtración para líquidos orgánicos oleofílicos, método de elaboración y método de filtrado de líquidos orgánicos oleofílicos" . Consultado el 28 de julio de 2014 .