Гидрофил - Hydrophile

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

А гидрофил это молекула или другой молекулярный объект то есть привлек к воды молекулы и имеет тенденцию быть растворенный по воде.[1]

В отличие, гидрофобы не привлекаются к воде и могут казаться ей отталкивающими. Гигроскопия находятся привлекаются водой, но не растворяются в воде.

Молекулы

Гидрофильный молекула или часть молекулы - та, чье взаимодействие с водой и другими полярными веществами более термодинамически благоприятнее, чем их взаимодействие с маслом или другими гидрофобный растворители.[2][3] Обычно они поляризованы по заряду и способны водородная связь. Это делает эти молекулы растворимыми не только в воде, но и в других полярные растворители.

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. Пример этих амфифильные молекулы это липиды которые составляют клеточная мембрана. Другой пример мыло, который 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. Такой вид смеси называется коллоид.

Примерное практическое правило гидрофильности органические соединения в том, что растворимость молекулы воды больше 1 масс% если имеется по крайней мере одна нейтральная гидрофильная группа на 5 атомов углерода или по крайней мере одна электрически заряженная гидрофильная группа на 7 атомов углерода.[4]

Может казаться, что гидрофильные вещества (например, соли) притягивают воду из воздуха. Сахар также является гидрофильным и, как и соль, иногда используется для вытягивания воды из продуктов. Сахар, посыпанный на разрезанный фрукт, «вытянет воду» за счет гидрофильности, делая фрукт мягким и влажным, как в обычной клубнике. компот рецепт.

Химикаты

Жидкие гидрофильные химические вещества в комплексе с твердыми химическими веществами можно использовать для оптимизации растворимости гидрофобных химикатов.

Жидкие химикаты

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

Спирты

Основная статья: Спирт § Растворители

Гидроксильные группы (-ОН), содержащиеся в спиртах, представляют собой полярный и поэтому гидрофильный (любит воду), но часть их углеродной цепи неполярный которые делают их гидрофобными. По мере удлинения углеродной цепи молекула становится все более неполярной и, следовательно, менее растворимой в полярной воде.[5] У метанола самая короткая углеродная цепь из всех спиртов (один атом углерода), за которой следует этанол (два атома углерода), и 1-пропанол вместе со своим изомером 2-пропанол, все смешивающийся с водой. Трет-бутиловый спирт, с четырьмя атомами углерода, является единственным изомером, смешивающимся с водой.

Твердые химикаты

Циклодекстрины

Основная статья: Циклодекстрин § Использование

Циклодекстрины используются для приготовления 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 в определенных условиях.[6] Например, исследование Джозефа Пита показало, что когда тестостерон образует комплекс с гидроксипропил-бета-циклодекстрином (HPBCD), 95% абсорбции тестостерона достигается за 20 минут через сублингвальный путь, но HPBCD не абсорбируется, тогда как обычно гидрофобный тестостерон Обычно сублингвально абсорбируется менее чем на 40%.[7]

Мембранная фильтрация

Гидрофильный мембранная фильтрация используется в нескольких отраслях промышленности для фильтрации различных жидкостей. Эти гидрофильные фильтры используются в медицине, промышленности и биохимии для фильтрации таких элементов, как бактерии, вирусы, белки, твердые частицы, лекарства и другие загрязнители. Общие 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 жидкостей.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Лидделл, Х.Г. и Скотт, Р. (1940). Греко-английский лексикон Оксфорд: Clarendon Press.[страница нужна ]
  2. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "гидрофильный ". Дои:10.1351 / goldbook.H02906
  3. ^ «Определение ГИДРОФИЛЬНОЙ». www.merriam-webster.com. В архиве из оригинала 27 сентября 2017 г.. Получено 1 мая 2018.
  4. ^ Справочник по медицинской химии. Андерс Овергаард Педерсен и Хеннинг Нильсен. Орхусский университет. 2008 г.[страница нужна ]
  5. ^ http://www.chem.latech.edu/~deddy/chem121/Alcohols.htm[требуется полная цитата ]
  6. ^ Becket G, Schep LJ, Tan MY (март 1999 г.). «Улучшение растворения празиквантела in vitro путем комплексообразования с α-, β- и γ-циклодекстринами». Международный журнал фармацевтики. 179 (1): 65–71. Дои:10.1016 / S0378-5173 (98) 00382-2. PMID  10053203.
  7. ^ Stuenkel CA, Dudley RE, Yen SS (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. Дои:10.1210 / jcem-72-5-1054. PMID  1902483.
  8. ^ Кавамура, Масухико. «Фильтровальная мембрана для олеофильных органических жидкостей, способ ее получения и способ фильтрации олеофильных органических жидкостей». Получено 28 июля 2014.