La distribución a contracorriente ( CCD , también escrita como distribución "contracorriente") es una técnica de química analítica desarrollada por Lyman C. Craig en la década de 1940. [1] La distribución a contracorriente es un proceso de separación que se basa en los principios de extracción líquido-líquido donde un compuesto químico se distribuye (divide) entre dos fases líquidas inmiscibles (aceite y agua, por ejemplo) de acuerdo con su solubilidad relativa en las dos fases. . La forma más simple de extracción líquido-líquido es la partición de una mezcla de compuestos entre dos fases líquidas inmiscibles en un embudo de decantación . [2] Esto ocurre en cinco pasos: 1) preparación del embudo de decantación con el sistema de disolventes de dos fases, 2) introducción de la mezcla de compuestos en el embudo de decantación, 3) agitación vigorosa del embudo de decantación para mezclar las dos capas y permitir para la transferencia de masa de compuestos dentro y fuera de las fases, 4) se deja que el contenido del embudo de decantación vuelva a sedimentarse en dos fases distintas y 5) las dos fases se separan entre sí drenando la fase del fondo. Si un compuesto es insoluble en la fase inferior, se distribuirá en la fase superior y permanecerá en el embudo de decantación. Si un compuesto es insoluble en la fase superior, se distribuirá a la fase inferior y se eliminará del embudo de decantación. Si la mezcla contiene uno o más compuestos que son solubles en la fase superior y uno o más compuestos que son solubles en la fase inferior, entonces se ha producido una extracción. A menudo, un compuesto individual es hasta cierto punto soluble en ambas fases y, por tanto, la extracción es incompleta. La solubilidad relativa de un compuesto en dos fases se conoce como coeficiente de partición .
Si bien un embudo de decantación es útil para separar ciertas mezclas de compuestos con un sistema de disolvente bifásico cuidadosamente formulado, se pueden emplear una serie de embudos de decantación para separar compuestos que tienen diferentes coeficientes de partición. La distribución a contracorriente, por lo tanto, es un método que utiliza una serie de recipientes (embudos de decantación) para separar compuestos mediante una secuencia de operaciones de extracción líquido-líquido. A diferencia de la extracción líquido-líquido, en los instrumentos CCD se decanta la fase superior de la fase inferior una vez que las fases se han sedimentado. Primero se introduce una mezcla en el recipiente 1 (V 1 ) cargado con ambas fases y se realiza el proceso de extracción líquido-líquido. La fase superior se añade a un segundo recipiente (V2 ) que ya contiene fase inferior nueva. Se añade fase superior nueva a V1 . Ambos recipientes se agitan y se dejan reposar. La fase superior de V 1 se transfiere a V 2 al mismo tiempo que la fase superior de V 2 se transfiere a V 3 que ya contiene una nueva fase inferior. Se añade fase superior nueva a V1 , los tres recipientes se agitan y sedimentan y el proceso continúa. [3] Los compuestos que son más solubles en la fase superior que la fase inferior más rápido y más abajo en la serie de vasos (el "tren"), mientras que aquellos compuestos que son más solubles en la fase inferior que en la fase superior tienden a quedarse atrás. Un compuesto insoluble en la fase superior permanecerá en V 1 mientras que un compuesto insoluble en la fase inferior permanecerá en el recipiente principal.
Los primeros trabajos en el desarrollo de técnicas de separación líquido-líquido fueron realizados por Cornish et al. con un proceso llamado "distribución fraccionaria sistemática" [4] al igual que Randall y Longtin, [5] sin embargo, la figura central es sin duda Lyman C. Craig . El desarrollo de Lyman Craig de la distribución a contracorriente comenzó con el estudio de la distribución de un fármaco, mepacrina (atabrina), entre las dos capas de un sistema de disolvente bifásico de dicloruro de etileno, metanol y tampón acuoso. [6] El coeficiente de distribución (K c que coincide con el coeficiente de partición ) de atabrina varió según la composición del sistema disolvente y el pH del tampón. En el siguiente artículo, Craig se inspiró en el trabajo de Martin y Synge con la cromatografía de partición para desarrollar un aparato que separaría compuestos en función de su constante de distribución ( K , que coincide con el coeficiente de partición). Se demostró que un sistema disolvente compuesto de benceno, n -hexano, metanol y agua separaría mezclas de ácidos orgánicos. [7] Es notable que la teoría matemática se haya desarrollado de la mano con la progresión de las aplicaciones. [8] [9] Craig continuó con este método de separación probando diferentes compuestos, [10] formulando sistemas de disolventes bifásicos, [11] y, lo más importante, desarrollando un instrumento comercialmente viable. [12] [13]
La técnica CCD se empleó en muchas separaciones notables, como penicilina , [14] hidrocarburos aromáticos policíclicos , [15] insulina , [16] ácidos biliares , [17] ácidos ribonucleicos , [18] taxol , [19] antibióticos Streptomyces . [20] y muchos otros antibióticos. [21]