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]
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 en ella.
Moléculas
Una molécula o porción de molécula hidrófila es aquella cuyas interacciones con el agua y otras sustancias polares son termodinámicamente más favorables que sus interacciones con el aceite u otros solventes hidrófobos . [2] [3] Por lo general, están polarizadas por carga y son capaces de formar enlaces de hidrógeno . Esto hace que estas moléculas sean solubles no solo en agua sino también en solventes polares .
Las moléculas hidrófilas (y porciones de moléculas) pueden contrastarse con las moléculas hidrófobas (y porciones de moléculas). En algunos casos, tanto las propiedades hidrófilas como las hidrófobas se dan 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 hidrófilas no se disuelven. Este tipo de mezcla se denomina coloide .
Una regla aproximada para la hidrofilicidad de los 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) parecen atraer el agua del aire. El azúcar también es hidrófila y, al igual que la sal, a veces se utiliza para extraer agua de los alimentos. El azúcar espolvoreado sobre la fruta cortada "extraerá el agua" a través de la hidrofilia, lo que hará que la fruta quede blanda y húmeda, como en una receta común de compota de fresa .
Productos químicos
Se pueden utilizar productos químicos hidrófilos líquidos complejados con productos químicos sólidos para optimizar la solubilidad de los productos químicos hidrófobos.
Productos químicos líquidos
Los ejemplos de líquidos hidrófilos incluyen amoníaco, 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 (les gusta el agua), pero su porción de cadena carbonada es apolar , lo que los hace hidrófobos. La molécula se vuelve cada vez más apolar en general y, por lo tanto, menos soluble en el agua polar a medida que la cadena carbonada se hace más larga. [5] El metanol tiene la cadena carbonada más corta de todos los alcoholes (un átomo de carbono), seguido del 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 entre sus isómeros que es miscible con agua.
Productos químicos sólidos
Ciclodextrinas
Las ciclodextrinas se utilizan para elaborar soluciones farmacéuticas mediante la captura de moléculas hidrófobas como huéspedes. Debido a que los compuestos de inclusión de ciclodextrinas con moléculas hidrófobas pueden penetrar los tejidos corporales, estos pueden utilizarse para liberar compuestos biológicamente activos en condiciones específicas. [6] Por ejemplo, la testosterona se combina con hidroxi-propil-beta-ciclodextrina (HPBCD), se logró una absorción del 95% de testosterona en 20 minutos por vía sublingual, pero la HPBCD no se absorbió, mientras que la testosterona hidrófoba generalmente se absorbe menos del 40% por vía sublingual. [7]
Filtración por membrana
La filtración por membrana hidrofílica se utiliza en varias industrias para filtrar diversos líquidos. Estos filtros hidrofílicos se utilizan en los campos médico, industrial y bioquímico para filtrar elementos como bacterias, virus, proteínas, partículas, medicamentos y otros contaminantes. Las moléculas hidrofílicas más comunes incluyen coloides, algodón y celulosa (de la que está compuesto el algodón).
A diferencia de otras membranas, las membranas hidrófilas no requieren humectación previa: pueden filtrar líquidos en estado seco. Aunque la mayoría se utilizan en procesos de filtración a baja temperatura, muchos de los nuevos tejidos de membranas hidrófilas se utilizan para filtrar líquidos y fluidos calientes. [8]
Véase también
- Equilibrio hidrofílico-lipofílico
- Escalas de hidrofobicidad
- Superhidrofilia
- Ultrahidrofobicidad
- Mojada
- Higroscópico
Referencias
- ^ Liddell, HG y Scott, R. (1940). Un léxico griego-inglés Oxford: Clarendon Press. [ página necesaria ]
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2.ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "hidrofílico". doi :10.1351/goldbook.H02906
- ^ "Definición de HIDRÓFILO". Merriam-Webster . Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2017. Consultado el 1 de mayo de 2018 .
- ^ Compendio de Química Médica. Por Anders Overgaard Pedersen y Henning Nielsen. Universidad de Aarhus. 2008 [ página necesaria ]
- ^ "Alcoholes, fenoles, tioles y éteres". Archivado desde el original el 2 de octubre de 2013. Consultado el 11 de mayo de 2013 .
- ^ Becket G, Schep LJ, Tan MY (marzo de 1999). "Mejora de la disolución in vitro de praziquantel mediante la formación de complejos con α-, β- y γ-ciclodextrinas". Revista internacional de farmacia . 179 (1): 65–71. doi :10.1016/S0378-5173(98)00382-2. PMID 10053203.
- ^ Stuenkel CA, Dudley RE, Yen SS (mayo de 1991). "La administración sublingual del complejo de inclusión testosterona-hidroxipropil-β-ciclodextrina simula la liberación episódica de andrógenos en hombres hipogonadales". The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism . 72 (5): 1054–9. doi :10.1210/jcem-72-5-1054. PMID 1902483.
- ^ Kawamura, Masuhiko. "Membrana de filtración para líquidos orgánicos oleófilos, método para producirla y método para filtrar líquidos orgánicos oleófilos". Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2014. Consultado el 28 de julio de 2014 .
