L'isolamento e l'identificazione dei prodotti naturali sono di fondamentale importanza per la comunità scientifica e la società più in generale. 1 Bioprospecting, alla ricerca di preziose molecole organiche presenti in natura, rimane un processo indispensabile nella scoperta di nuovi farmaci e agenti terapeutici potenziali. Si stima che, a partire dal 1981-2014 ~ 75% di tutti i farmaci approvati piccola molecola erano prodotti naturali, naturale prodotto derivato o naturale prodotto di ispirazione. 1 inoltre, prodotti naturali possiedono enormi diversità strutturali e chimiche. Per questo motivo, essi rappresentano anche preziosi ponteggi chimici che possono essere direttamente utilizzati nella sintesi organica o nello sviluppo di ligandi chirali e catalizzatori. 2 , 3
Tradizionalmente, relativamente dispendiose procedure come la macerazione, estrazione di Soxhlet e distillazione a vapore sono stati il cardine della ricerca incentrata sull'isolamento di metaboliti secondari da piante. 4 tecniche di estrazione più moderni, tra cui estrazione accelerata con solvente, si sono concentrati su riducendo i tempi di estrazione e stabilendo protocolli più verde. 4 , 5 nel 2015, è stato segnalato un originale metodo di estrazione (PHWE) di acqua calda pressurizzata. 6 questa tecnica impiegata una macchinetta della famiglia non modificato per facilitare l'estrazione rapida e particolarmente efficiente di acido shikimico dall'anice stellato. Macchine espresso sono stati specificamente progettate e ingegnerizzate per estrarre molecole organiche da terra in modo appropriato i chicchi di caffè. Per raggiungere questo, questi strumenti riscaldare l'acqua a temperature fino a 96 ° C e a pressioni di in genere 9 bar. 7 con questo in mente, forse non è sorprendente che macchine da caffè espresso possono essere utilizzate per estrarre in modo efficiente prodotti naturali da una fascia di materiale vegetale.
Studi successivi, che coinvolge una varietà di specie di piante terrestri hanno dimostrato la capacità di questa tecnica PHWE di estrarre in modo efficiente prodotti naturali attraverso una gamma relativamente ampia di polarità. 6 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 inoltre, composti contenenti gruppi funzionali in qualche modo sensibili, come aldeidi, epossidi, glicosidi e potenzialmente epimerizable stereogenico centri erano tipicamente influenzate dal processo di estrazione. Inoltre è stata dimostrata la natura complementare di questa tecnica rispetto a metodi più tradizionali. 12 , 16 metodo di questo PHWE è stato impiegato anche per isolare multi-grammo quantità di prodotti naturali, che sono stati utilizzati per preparare derivati romanzo prodotto naturale e nella sintesi della molecola complessa più in generale. 8 , 11 , 17
È stato identificato che questo nuovo metodo PHWE potrebbe servire come uno strumento didattico utile che poteva essere incorporato nel laboratorio dello studente non laureato. Questo deriva principalmente dalla natura rapida di questa tecnica riguardante i metodi di estrazione di tipo tradizionale che sono spesso incompatibili con i vincoli di tempo connessi con gli esperimenti del laboratorio dello studente non laureato. Di conseguenza, questa tecnica ha soppiantato l'esperimento di laboratorio di chimica laurea tradizionale incentrato sull'estrazione di eugenolo dai chiodi di garofano che impiegano la distillazione a vapore presso l'Università di Tasmania. 9 , 18 da quel momento, variazioni di questo esperimento sono state adottate da altre università e un esperimento modificato concentrandosi sul PHWE di chiodi di garofano ora caratteristiche del programma di laboratorio di chimica dello studente non laureato presso l'Università di Sydney (vide infra ).
Al fine di dimostrare la praticità e la fattibilità dell'impiego di questo nuovo approccio PHWE per fini didattici, due protocolli sono presentati nell'ambito di questo studio. La prima parte della presente relazione mette in evidenza un esperimento su PHWE di eugenolo e acetyleugenol dai chiodi di garofano, che fa parte del programma dello studente non laureato laboratorio secondo anno presso l'Università di Sydney (Figura 1). Questo esperimento serve ad introdurre gli studenti alla chimica di prodotti naturali durante lo sviluppo di abilità pratiche fondamentali. La seconda parte presenta un esperimento su PHWE di specie vegetali endemiche australiano Correa reflexa che fa parte del programma dello studente non laureato laboratorio terzo anno presso l'Università di Tasmania (Figura 2). Questo esperimento è progettato per simulare bioprospecting prodotti naturali e tecniche di laboratorio di nucleo di rafforzare. 11