Einsatz von unter Druck stehenden Heißwasserextraktion (PHWE), Naturstoffchemie im Grundstudium Labor zu erkunden

Diese Technik stellt eine von Natur aus praktische und effiziente Strategie für die Extraktion natürlicher Produkte in der Isolationschemie dar. Und wir denken, dass es ein nützliches und kostenloses Extraktionstool ist. Da es sich um einen schnellen Durchflussprozess handelt, wird der Extrakt nur für kurze Zeit erhitzt und die Extraktion von hartnäckigen Pflanzenpigmenten, die die Reinigung oft erschweren, minimiert.

Wir denken, dass diese Technik gut geeignet ist, um chemotaxonomische Probenahmen zusätzlich zur medizinischen Chemie zu ermöglichen, indem sie die Bio-Prospektion erleichtert, die die Suche nach wertvollen Molekülen in der Natur ist. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist wichtig, da eine Probenvorbereitung in Extraktionsschritten visuell am effektivsten erklärt wird. Dies verstärkt auch die Einfachheit der Extraktion und ihre angemessene Verwendung in der Laborumgebung.

12,5 Gramm grob gemahlene Nelken in ein 250-Milliliter-Becherglas geben. 12,5 Gramm Sand hinzufügen und gut mischen. Als nächstes einen Portafilter sammeln und den Korb mit der gesamten Nelken- und Sandmischung beladen.

Verwenden Sie einen Manipulationsmittel, um die Probe leicht zu komprimieren und sicherzustellen, dass sie nicht zu stark komprimiert wird, was das Fließen von Flüssigkeit verhindern würde. Laden Sie den Portafilter in die Espressomaschine und legen Sie einen klaren 250-Milliliter-Becher darunter. Fügen Sie eine Lösung, die 30 Prozent Ethanol in Wasser enthält, in den Wassertank ein.

Mit der Espressomaschine 100 Milliliter des Extraktes sammeln. Lassen Sie den Portafilter tropfen lassen und entfernen Sie ihn dann von der Espressomaschine. Verwenden Sie einen Spachtel, um die Nelkenschleifen aus dem Portafilter zu entfernen und sie in einen festen Abfallbehälter zu entsorgen.

Ausspülen Sie alle Reststoffe mit Leitungswasser in der Spüle. Den Becher mit den Nelkenextrakten in ein Eisbad geben und abkühlen lassen, bis die Temperatur auf mindestens 30 Grad Celsius reduziert ist. In einer Dunstabzugshaube den gekühlten Extrakt in einen 250-Milliliter-Trenntrichter geben.

Fügen Sie 30 Milliliter Hexan und mischen durch Schütteln sanft. Legen Sie den Trenntrichter in eine Ringklemme, die an einem Retortenständer befestigt ist, und lassen Sie die wässrigen und organischen Schichten trennen. Es kann bis zu 10 Minuten dauern, bis sich die Schichten trennen, daher empfehlen wir Ihnen, die Lösungsmitteloptimierung von TLCs während des Wartens durchzuführen.

Sammeln Sie die wässrige Schicht wieder in den 250 Milliliter Becher. Übertragen Sie die organische Schicht, die das Produkt enthält, in einen sauberen 250 Milliliter konischen Kolben. Dann gießen Sie die wässrige Gesichtspackung in den Trenntrichter.

Extrahieren Sie die wässrige Schicht zwei zusätzliche Male mit Hexan. Mit 30 Milliliter Hexan jedes Mal. Kombinieren Sie die organischen Schichten nach jeder Extraktion in demselben 250 Milliliter Konuskolben.

Nach der dritten Flüssigextraktion den kombinierten organischen Extrakt in den Trenntrichter gießen. Waschen Sie den organischen Extrakt, indem Sie 100 Milliliter Wasser hinzufügen und kräftig schütteln. Sammeln Sie die organische Schicht in einen sauberen 250 Milliliter konischen Kolben.

Und dann trocknen Sie es durch Zugabe von Magnesiumsulfat und Wirbeln. Filtern Sie die getrocknete Mischung durch geriffeltes Filterpapier, das in einem Glastrichter enthalten ist, in den runden Bodenkolben. Verdampfen Sie das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer aus dem gesammelten Filtrat.

Dann wiegen Sie den Kolben, der das resultierende Öl enthält. Fügen Sie 10 Milliliter Hexan in den runden Bodenkolben, der das rohe Eugenol enthält, enthaltenden Extrakt. Gießen Sie die resultierende Lösung in einen 250 Milliliter Trenntrichter.

Spülen Sie den runden Bodenkolben mit 10 Milliliter Hexan und fügen Sie ihn dem Trenntrichter hinzu. Extrahieren Sie die Hexanlösung zweimal mit drei mollaren wässrigem Natriumhydroxid über flüssige Flüssigkeitsextraktion. Verwendung von 25 Milliliter Natriumhydroxid für jede Extraktion.

Sammeln Sie die wässrigen Schichten aus jeder Extraktion und kombinieren Sie sie in einem 250 Milliliter konischen Kolben. Sammeln Sie die organische Schicht in einem 50 Milliliter konischen Kolben. Dann trocknen Sie es, indem Sie Magnesiumsulfat in den Kolben geben und wirbeln.

Filtern Sie die Lösung durch geriffeltes Filterpapier, das in einem Glastrichter enthalten ist, in einen vorgewogenen 100 Milliliter runden Bodenkolben. Entsorgen Sie den festen Rückstand und verwenden Sie dann einen Rotationsverdampfer, um das Lösungsmittel zu entfernen. Danach wiegt der runde Bodenkolben, der nun das resultierende Öl auf einer oberen Pfannenwaage enthält.

Als nächstes den konischen Kolben, der die kombinierten wässrigen Schichten enthält, in ein Eiswasserbad zu legen. Wirbeln Sie den Kolben, während Sie langsam eine 10-molare Lösung von Salzsäure hinzufügen, bis eine weiße Emulsion gebildet wird. Verwenden Sie eine Pipette, um einen Tropfen dieser Lösung auf kongolesisches rotes Papier zu übertragen, um ihren Säuregehalt zu testen.

Das Papier sollte blau werden. Nach diesem Transfer die milchige wässrige Emulsion auf einen 250 Milliliter Trennkolben. Stellen Sie sicher, dass die Emulsion bei Raumtemperatur ist, und führen Sie dann zweimal flüssigkeitsflüssigkeitsextraktion mit 30 Milliliter Hexan pro Extraktion durch.

Kombinieren Sie die beiden Hexan-Extrakte zu einem sauberen 100 Milliliter konischen Kolben. Fügen Sie Magnesiumsulfat hinzu, um die Lösung zu trocknen. Filtern Sie die Lösung durch geriffeltes Filterpapier, das in einem Glastrichter enthalten ist, in den vorgewogenen 100 Milliliter runden Bodenkolben.

Verwenden Sie dann einen Rotationsverdampfer, um das Lösungsmittel zu entfernen. Danach wiegt der runde Bodenkolben, der nun das resultierende Öl auf einer oberen Pfannenwaage enthält. Mit einem elektrischen Gewürzschleifer schleifen 10 Gramm Correa Reflexa Blätter für 20 bis 30 Sekunden.

Übertragen Sie das gemahlene Pflanzenmaterial in ein 250-Milliliter-Becherglas. Fügen Sie etwa zwei Gramm groben Sand. Sand und Pflanzenmaterial vermischen und dann in den Korb eines Portafilters geben.

Verwenden Sie einen Manipulationsmittel, um die Probe leicht zu komprimieren, um sicherzustellen, dass sie nicht zu stark komprimiert wird. Fügen Sie etwa 300 Milliliter 35 Prozent Ethanol in Wasser in den Espresso-Maschinentank. Den Portafilter in die Espressomaschine laden und einen 250-Milliliter-Becher darunter legen.

Dann sammeln Sie ca. 100 Milliliter Extrakt. Warten Sie etwa eine Minute, dann sammeln Sie weitere 100 Milliliter Extrakt. Diese Mischung in ein Eisbad geben, um es abzukühlen.

Verwenden Sie einen Rotationsverdampfer mit einer Wasserbadtemperatur von 40 Grad Celsius, um das Ethanol zu verdampfen. Als nächstes den wässrigen Extrakt in einen seperatorischen Trichter übertragen. Extrahieren Sie die Lösung zweimal mit Ethylacetat mit 50 Milliliter Ethylacetat pro Extraktion.

Kombinieren Sie die organischen Extrakte. Magnesiumsulfat hinzufügen und den Kolben zum Trocknen der Lösung wirbeln. Verwenden Sie dann einen zentrierten Glastrichter, um die Lösung zu filtern und verwenden Sie einen Rotationsverdampfer, um den Rohextrakt zu erhalten.

In diesem Verfahren erhalten die Schüler ein TLC-Lösungsmittelverhältnis aus Aceton und Cyclohexan und werden mit reinen Standards von Eugenol und Acetyl-Eugenol versehen. TLC-Analysen werden durchgeführt und die Auswirkungen der Lösungsmittelzusammensetzung auf den Retentionsfaktor berücksichtigt. Die optimalen Lösungsmittelzusammensetzungen liegen in der Regel zwischen fünf und 20 Prozent Acetoncyclohexan.

Mit einem Delta-Retentionsfaktor von 0,1 bis 0,2. Die unterschiedlichen säurebasierten Eigenschaften der beiden wichtigsten organischen Moleküle werden dann genutzt, um sie durch flüssige Flüssigkeitsextraktion zu trennen. Typischerweise wurde Eugenol in einer Ausbeute von 45 bis 65 Prozent des Rohextrakts isoliert, während Acetyl-Eugenol in einer Rendite von fünf bis 10 Prozent isoliert wurde.

Die Schüler nutzten dann das optimierte Eluant, um den Erfolg ihrer flüssigen Flüssigkeitsextraktion durch vergleicht ihre Extrakte mit den reinen Referenzproben durch TLC zu bestimmen. Fortgeschrittene Schüler unterziehen dann die Hälfte ihres isolierten Rohöls der Flash-Säulenchromatographie. Während die vollständige Trennung von Eugenol von Acetyl-Eugenol aufgrund ihrer engen Retentionsfaktoren selten erreicht wird, werden in der Regel einige Fraktionen, die reines Eugenol enthalten, gesammelt.

Nach diesem Verfahren können Methoden wie Kernspinresonanzspektroskopie und Gaschromatographie Massenspektrometrie durchgeführt werden, die die isolierten Verbindungen charakterisiert. Vergessen Sie nicht, die Arbeit mit heißen Flüssigkeiten, relativ hohen Drücken und korrosiven Flüssigkeiten kann gefährlich sein, so dass Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen persönlicher Schutzausrüstung getroffen werden sollten.