UWr - Chemia Produktów Naturalnych, chemia produktów naturalnych [ Pobierz całość w formacie PDF ]
Uniwersytet Wrocławski
Wydział Chemii
Chemia Produktw Naturalnych
Metody laboratoryjne. Specjalizacja: chemia biologiczna
rok akademicki 2007/2008
1 Spis tre
ś
ci
1 Spis treści.......................................................................................................................ii
2 Izolowanie substancji z produktów naturalnych i identyfikacja produktu
metodami organicznej analizy jakościowej ................................................................... 3
2.1 Izolacja kofeiny z liści herbaty; metoda 1 ............................................................... 3
2.2 Izolacja kofeiny z liści herbaty; metoda 2 ............................................................... 5
2.3 Izolacja kofeiny z liści herbaty w skali pół-mikro; metoda 3.................................. 7
2.4 Izolacja kofeiny z palonych nasion kawy................................................................ 9
2.5 Izolacja kofeiny z kawy lub herbaty za pomocą ekstrakcji ciągłej ....................... 11
2.6 Uwagi do ekstrakcji kofeiny z produktów naturalnych ......................................... 13
2.7 Identyfikacja kofeiny za pomocą przeprowadzenia jej w pochodną
krystaliczną – salicylan kofeiny ............................................................................ 14
2.8 Izolacja piperyny z pieprzu czarnego .................................................................... 15
2.9 Izolacja eugenolu i acetyloeugenolu z goździków przyprawowych
metodą destylacji z parą wodną............................................................................. 17
2.10 Izolacja aldehydu cynamonowego z cynamonu metodą destylacji z parą
wodną..................................................................................................................... 20
2.11 Izolacja cholesterolu z Ŝółtka jaja kurzego ............................................................ 22
2.12 Izolacja nikotyny z liści tytoniu w postaci jej soli z kwasem pikrynowym .......... 24
2.13 Izolacja limonenu .................................................................................................. 26
2.14 Wydzielanie teobrominy z kakao .......................................................................... 27
2.15 Wydzielanie karotenoidów z pasty pomidorowej ................................................. 29
2.16 Wydzielanie trimirystyny z gałki muszkatołowej ................................................. 31
2.17 Wydzielanie taksyn z igieł cisu pospolitego.......................................................... 32
ii
2 Izolowanie substancji z produktów naturalnych i identyfikacja
produktu metodami organicznej analizy jako
ś
ciowej
2.1 Izolacja kofeiny z li
ś
ci herbaty; metoda 1
[1-3]
O
CH
3
H
3
C
N
N
O
N
N
CH
3
Kofeina
Materiały:
-
czarna herbata – 50 g
-
węglan wapnia – 25 g
-
chlorek metylenu – 180 ml
-
toluen – 25 ml
-
eter naftowy 40-60°C – 45 ml
-
siarczan magnezu
Do zlewki Erlenmeyera o pojemności 750 - 1000 ml wsypujemy 50 g drobno
zmielonej czarnej herbaty a następnie wlewamy 500 ml wody. Wprowadzamy 25 g
sproszkowanego węglanu wapnia i całość ogrzewamy do wrzenia na płaszczu grzejnym.
Zawiesinę utrzymujemy w stanie łagodnego wrzenia, sporadycznie mieszając, przez około
20 minut.
Następnie wodny roztwór kofeiny odsączamy na gorąco, pod zmniejszonym
ciśnieniem przez lejek Büchnera, na którym umieszczamy kolejno sączek z bibuły twardej
i średniej przysypane około 0.5 - 1 cm warstwą celitu lub Ŝelu krzemionkowego Kieselgel
40. Po przesączeniu całości roztworu pozostały na lejku osad przemywamy dwukrotnie
około 50 ml porcjami wrzącej wody.
Po ostygnięciu przesączu wodnego, do temperatury pokojowej, przenosimy go do
rozdzielacza o pojemności 1000 ml i ekstrahujemy czterokrotnie 30 ml porcjami chlorku
metylenu. NaleŜy uwaŜać przy tym, by nie wstrząsać rozdzielaczem zbyt gwałtownie, co
moŜe doprowadzić do powstania trudno rozdzielającej się emulsji.
3
Połączone ekstrakt chlorku metylenu suszymy bezwodnym siarczanem magnezu do
uzyskania klarownej warstwy organicznej. Odsączamy następnie przez sączek karbowany
(zwilŜonym uprzednio chlorkiem metylenu) do kolbki okrągłodennej o pojemności 250 ml.
Siarczan magnezu przemywamy około 20 ml chlorku metylenu, który dołączamy do
ekstraktów. Całość zatęŜamy na wyparce rotacyjnej, zaopatrzonej w pompkę wodną, do
około 10 – 15 ml, a następnie przenosimy do kolbki o pojemności 100 ml, płucząc
poprzednie naczynie trzykrotnie 10 ml porcjami chlorku metylenu. Z tak uzyskanego
roztworu usuwamy całkowicie chlorek metylenu na wyparce rotacyjnej.
Suchą pozostałość rozpuszcza się na gorąco (pod chłodnicą zwrotną) w około 17 – 20
ml wrzącego toluenu. Następnie przez chłodnicę wlewamy ostroŜnie 25 – 30 ml eteru
naftowego (frakcja 40-60°C) i pozostawiamy do ostygnięcia. Zimny roztwór wstawiamy
do lodówki. Wydzielone kryształy odsączmy pod zmniejszonym ciśnieniem na małym
lejku Büchnera (lub lejku ze spiekiem G3-G4) i przemywamy zimnym eterem naftowym.
Suszymy na powietrzu. MoŜna zamiast toluenu uŜyć acetonu (jak najmniejszą ilość).
Alternatywna metoda krystalizacji polega na rozpuszczeniu kofeiny we wrzącym
2-propanolu i wytrąceniu jej, po ostygnięciu roztworu do temperatury pokojowej,
analogiczną, jak uŜytego 2-propanolu, ilością heksanu. Odsączone kryształy przemywamy
na lejku mieszaniną 1:1 heksan-eter etylowy. Mierzymy temperaturę topnienia i liczymy
wydajność procesu. Literaturowa temperatura topnienia kofeiny wynosi: 236.0-237.5°C
[4], 232-236°C (>99%) [5].
Literatura:
1.
C. F. Wilcox, Jr., Experimental Organic Chemistry, A small-Scale Approach, Macmillan Publishing
Company, New York 1989.
2.
D. L. Pavia, G. M. Lampman, G. S. Kritz, Introduction To Organic Laboratory Techniques, A
Contemporary Approach, Third edition, Saunders College Publishing, Philadelphia 1988.
3.
T. Onami, H. Kanazawa, A Simple Method for Isolation of Caffeine from Black Tea Leaves,
Journal of
Chemical Education
, 1996,
73
(6), 556-557.
4.
S. Budavari, M. J. O’Neil, A. Smith, P. E. Heckelman, Eds., The Merck Index, 11
th
ed., Merck Raway,
NJ 1989, p.248.
5.
Katalog: Fluka Chemika-BioChemika 1993/94, Fluca Chemie AG, Buch, Switzerland 1993, p.270.
4
2.2 Izolacja kofeiny z li
ś
ci herbaty; metoda 2
[1-3]
O
CH
3
H
3
C
N
N
O
N
N
CH
3
Kofeina
Materiały:
-
czarna herbata – 25 g
-
0.2 M NaOH – 60 ml
-
chlorek metylenu – 300 ml
-
2-propanol – 10 ml
-
heksan – 21 ml
-
eter etylowy – 11 ml
-
siarczan magnezu
Do zlewki Erlenmeyera ze szlifem o pojemności 500 ml wsypujemy 25 g zmielonej
czarnej herbaty a następnie wlewamy 190 ml chlorku metylenu i powoli 60 ml 0.2 M
NaOH. Erlenmeyerkę zamykamy korkiem i mieszamy w rękach (około 200 rpm) przez 10
minut.
U
WAGA
:
NIE WOLNO WYTRZĄSAĆ
,
GDYś DOPROWADZI TO DO POWSTANIA TRUDNO
ROZDZIELAJĄCEJ SIĘ EMULSJI
.
Uzyskaną zawiesinę sączymy pod zmniejszonym ciśnieniem przez lejek Büchnera, na
którym umieszczamy kolejno sączek z bibuły twardej i średniej przysypane około 0.5 - 1
cm warstwą celitu lub Ŝelu krzemionkowego Kieselgel 40. Po przesączeniu całości
roztworu pozostały na lejku osad przemywamy dwukrotnie około 25 ml porcjami chlorku
metylenu. Uzyskany przesącz przenosimy ostroŜnie do rozdzielacza o pojemności 500 ml
płucząc jednokrotnie pustą kolbę Erlenmeyera 10 ml chlorku metylenu i oddzielamy
warstwę wodna od organicznej. Warstwę organiczną przenosimy do zlewki Erlenmeyera
ze szlifem o pojemności 500 ml i suszymy bezwodnym siarczanem magnezu. do uzyskania
klarownej warstwy organicznej. Odsączamy następnie przez sączek karbowany
(zwilŜonym uprzednio chlorkiem metylenu) do kolbki okrągłodennej o pojemności 500 ml.
Siarczan magnezu przemywamy około 20 ml chlorku metylenu, który dołączamy do
ekstraktów. Całość zatęŜamy na wyparce rotacyjnej, zaopatrzonej w pompkę wodną, do
około 10 ml, a następnie przenosimy do kolbki o pojemności 50 ml, płucząc poprzednie
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]