stringtranslate.com

Гидрофильный

Термиты Schedorhinotermes используют гидрофильные поверхности на теле и крыльях, чтобы прикрепляться к растениям, которые они колонизируют.

Гидрофил это молекула или другая молекулярная сущность , которая притягивается к молекулам воды и имеет тенденцию растворяться в воде. [1]

Напротив, гидрофобы не притягиваются к воде и могут показаться отталкиваемыми ею. Гигроскопичные притягиваются к воде, но не растворяются в ней.

Молекулы

Гидрофильная молекула или часть молекулы — это молекула, взаимодействие которой с водой и другими полярными веществами термодинамически более выгодно, чем взаимодействие с маслом или другими гидрофобными растворителями. [2] [3] Они обычно поляризованы по заряду и способны образовывать водородные связи . Это делает эти молекулы растворимыми не только в воде, но и в полярных растворителях .

Гидрофильные молекулы (и части молекул) можно противопоставить гидрофобным молекулам (и частям молекул). В некоторых случаях и гидрофильные, и гидрофобные свойства встречаются в одной молекуле. Примером таких амфифильных молекул являются липиды , из которых состоит клеточная мембрана . Другим примером является мыло , которое имеет гидрофильную головку и гидрофобный хвост, что позволяет ему растворяться как в воде, так и в масле.

Гидрофильные и гидрофобные молекулы также известны как полярные молекулы и неполярные молекулы соответственно. Некоторые гидрофильные вещества не растворяются. Этот тип смеси называется коллоидом .

Приблизительное эмпирическое правило гидрофильности органических соединений заключается в том, что растворимость молекулы в воде составляет более 1 % по массе , если на 5 атомов углерода приходится по крайней мере одна нейтральная гидрофильная группа или на 7 атомов углерода приходится по крайней мере одна электрически заряженная гидрофильная группа. [4]

Гидрофильные вещества (например, соли) могут, по-видимому, притягивать воду из воздуха. Сахар также гидрофилен, и, как и соль, иногда используется для вытягивания воды из продуктов. Сахар, посыпанный на разрезанные фрукты, «вытянет воду» посредством гидрофилии, делая фрукты мягкими и влажными, как в обычном рецепте клубничного компота .

Химикаты

Жидкие гидрофильные химикаты в комплексе с твердыми химикатами можно использовать для оптимизации растворимости гидрофобных химикатов.

Жидкие химикаты

Примерами гидрофильных жидкостей являются аммиак, спирты, некоторые амиды, такие как мочевина, и некоторые карбоновые кислоты, такие как уксусная кислота.

Спирты

Гидроксильные группы (-ОН), обнаруженные в спиртах, являются полярными и, следовательно, гидрофильными (любящими воду), но их часть углеродной цепи неполярна, что делает их гидрофобными. Молекула становится все более неполярной в целом и, следовательно, менее растворимой в полярной воде по мере того, как углеродная цепь становится длиннее. [5] Метанол имеет самую короткую углеродную цепь из всех спиртов (один атом углерода), за ним следует этанол (два атома углерода) и 1-пропанол вместе со своим изомером 2-пропанолом , все они смешиваются с водой. Трет-бутиловый спирт с четырьмя атомами углерода является единственным среди своих изомеров, который смешивается с водой.

Твердые химикаты

Циклодекстрины

Циклодекстрины используются для создания фармацевтических растворов путем захвата гидрофобных молекул в качестве гостевых хозяев. Поскольку соединения включения циклодекстринов с гидрофобными молекулами способны проникать в ткани организма, их можно использовать для высвобождения биологически активных соединений при определенных условиях. [6] Например, тестостерон образует комплекс с гидроксипропил-бета-циклодекстрином (HPBCD), 95% абсорбции тестостерона было достигнуто за 20 минут при подъязычном приеме, но HPBCD не абсорбировался, тогда как гидрофобный тестостерон обычно абсорбируется менее чем на 40% при подъязычном приеме. [7]

Мембранная фильтрация

Гидрофильная мембранная фильтрация используется в нескольких отраслях промышленности для фильтрации различных жидкостей. Эти гидрофильные фильтры используются в медицинской, промышленной и биохимической областях для фильтрации таких элементов, как бактерии, вирусы, белки, частицы, лекарства и другие загрязняющие вещества. Распространенные 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 фильтрации с низким нагревом, многие новые гидрофильные мембранные ткани используются для фильтрации горячих жидкостей и флюидов. [8]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Лидделл, Х. Г. и Скотт, Р. (1940). Греко-английский лексикон Оксфорд: Clarendon Press. [ нужна страница ]
  2. ^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «гидрофильный». doi :10.1351/goldbook.H02906
  3. ^ "Определение ГИДРОФИЛЬНОГО". Merriam-Webster . Архивировано из оригинала 27 сентября 2017 года . Получено 1 мая 2018 года .
  4. ^ Справочник по медицинской химии. Андерс Овергаард Педерсен и Хеннинг Нильсен. Орхусский университет. 2008 [ нужна страница ]
  5. ^ "Спирты, фенолы, тиолы и эфиры". Архивировано из оригинала 2013-10-02 . Получено 2013-05-11 .
  6. ^ Becket G, Schep LJ, Tan MY (март 1999). «Улучшение растворения празиквантела in vitro путем комплексообразования с α-, β- и γ-циклодекстринами». International Journal of Pharmaceutics . 179 (1): 65–71. doi :10.1016/S0378-5173(98)00382-2. PMID  10053203.
  7. ^ Stuenkel CA, Dudley RE, Yen SS (май 1991). «Сублингвальное введение комплекса включения тестостерона-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. PMID  1902483.
  8. ^ Кавамура, Масухико. "Фильтрационная мембрана для олеофильных органических жидкостей, способ ее получения и способ фильтрации олеофильных органических жидкостей". Архивировано из оригинала 11 сентября 2014 года . Получено 28 июля 2014 года .