La distribución en contracorriente ( CCD , también escrita como distribución "contracorriente") es una técnica de química analítica que fue desarrollada por Lyman C. Craig en la década de 1940. [1] La distribución en contracorriente es un proceso de separación que se basa en los principios de la 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 separación . [2] Esto ocurre en cinco pasos: 1) preparación del embudo de decantación con el sistema de disolvente 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 la transferencia de masa de los compuestos dentro y fuera de las fases, 4) se permite que el contenido del embudo de decantación se asiente nuevamente en dos fases distintas y 5) las dos fases se separan entre sí drenando la fase inferior. 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 en 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 soluble hasta cierto punto en ambas fases y, por lo 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 solvente bifásico cuidadosamente formulado, se puede emplear una serie de embudos de decantación para separar compuestos que tienen diferentes coeficientes de partición. Por lo tanto, la distribución en contracorriente es un método de uso de 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 la fase superior se decanta de la fase inferior una vez que las fases se han asentado. 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 agrega a un segundo recipiente (V 2 ) que ya contiene fase inferior fresca. La fase superior fresca se agrega a V 1 . Ambos recipientes se agitan y se dejan asentar. 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 fase inferior fresca. Se añade la fase superior fresca a V 1 , se agitan y se asientan los tres recipientes y el proceso continúa. [3] Los compuestos que son más solubles en la fase superior que en la inferior se desplazan más rápido y más lejos en la serie de recipientes (el "tren"), mientras que los 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] así como por Randall y Longtin, [5] sin embargo, la figura central es ciertamente Lyman C. Craig . El desarrollo de la distribución en contracorriente de Lyman Craig comenzó con el estudio de la distribución de un fármaco, la 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 la atabrina variaba según la composición del sistema de disolventes 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 los compuestos en función de su constante de distribución ( K que coincide con el coeficiente de partición). Se demostró que un sistema de disolventes compuesto de benceno, n -hexano, metanol y agua separaría mezclas de ácidos orgánicos. [7] Es notable que la teoría matemática se desarrolló de la mano con la progresión de las aplicaciones. [8] [9] Craig continuó investigando este método de separación probando diferentes compuestos, [10] formulando sistemas de solventes 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]