利用加压热水提取 (phwe) 在本科实验室中探索天然产物化学

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Chemistry

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Summary

在这里, 我们采用加压热水萃取 (phwe) 的方法, 该方法采用未经修改的家用浓缩咖啡机, 在实验室向本科生介绍天然产物化学。本研究给出了两种实验: 丁香丁香丁香的丁香酚和乙酰血药醇, 以及澳大利亚植物科雷亚反射的西林和 (+) 环氧亚核苷的 phwe。

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Ho, C. C., Deans, B. J., Just, J., Warr, G. G., Wilkinson, S., Smith, J. A., Bissember, A. C. Employing Pressurized Hot Water Extraction (PHWE) to Explore Natural Products Chemistry in the Undergraduate Laboratory. J. Vis. Exp. (141), e58195, doi:10.3791/58195 (2018).

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Abstract

最近开发的加压热水提取 (phwe) 方法, 利用未经修改的家用浓缩咖啡机, 促进天然产物的研究, 也发现了作为一种有效的教学工具的应用。具体而言, 这种技术已被用来向二年级和三年级的本科生介绍实验室中的天然产物化学方面。在本报告中, 提出了两个实验: 来自丁香的丁香的丁香酚和乙酰血大麻酚, 以及来自澳大利亚特有植物物种correa 反射的塞斯林和 (+) 环氧亚核苷的 phwe。通过在这些实验中采用 phwe, 第二年本科生从丁香中提取了以4-9 的丁香和乙酰血油醇浓缩的粗丁香提取物, 并分离出西塞林和 (+) 环氧亚油醇, 产量分别达到1.1% 的 ww 和 0.9% ww。三年级学生的反射。前一项练习是作为传统蒸汽蒸馏实验的替代品而开发的, 该实验介绍了提取和分离技术, 而后一项活动则采用了指导探究式教学方法, 以努力模拟天然产物的生物勘探。这主要源于这种 phwe 技术相对于传统的提取方法的快速性质, 这些方法通常与与本科实验室实验相关的时间限制不相容。这种快速实用的 phwe 方法可用于有效地从一系列植物物种中分离出各类有机分子。这种技术相对于传统方法的互补性也在以前得到了证明。

Introduction

自然产品的孤立和识别对科学界和更广泛的社会至关重要。1生物勘探是寻找自然界中发现的有价值的有机分子, 在发现新的药物引线和潜在的治疗药物方面仍然是一个不可或缺的过程。据估计, 从 1981-2014, 约75% 的所有批准的小分子药品是天然产品, 天然产品衍生或自然产品启发。1此外, 天然产品具有巨大的结构和化学多样性。因此, 它们也是有价值的化学支架, 可直接用于有机合成或手性配体和催化剂的开发。2,3 个

传统上, 相对需要时间的过程, 如浸渍, 索氏萃取, 蒸汽蒸馏一直是主要的研究重点是分离次生代谢物从植物。4更现代的萃取技术, 包括加速溶剂萃取, 侧重于缩短萃取时间和建立更环保的协议。4 个,5 2015年, 报告了一种原始的加压热水提取方法。6这种技术采用了一种未经修改的家用浓缩咖啡机, 以方便从八角快速、特别有效地提取石质酸。浓缩咖啡机是专门设计和设计的, 以提取有机分子从适当磨碎的咖啡豆。为了实现这一目标, 这些仪器在高达96°c 的温度和通常为 9 bar 的压力下加热水。7考虑到这一点, 可以利用浓缩咖啡机从一系列植物材料中高效地提取天然产品, 这或许并不奇怪。

随后涉及各种陆生植物物种的研究表明, 这种 phwe 技术有能力在相对广泛的极性范围内有效地提取天然产品。6,8,9,10,11,12,13,14,15此外, 含有一些敏感官能团的化合物, 如醛、环氧树脂、糖苷和潜在的可上可归立体源性中心, 通常不受提取过程的影响。这种技术相对于传统方法的互补性也得到了证明。12,16这种 phwe 方法也被用来分离多克的天然产物, 这些产品被用于制备新的天然产物衍生物, 并更普遍地用于复杂分子合成。8,11,17

据确定, 这种新的 phwe 方法可以作为一个有用的教学工具, 可以纳入本科实验室。这主要源于这种技术相对于传统的提取方法的快速性质, 这些方法往往与与本科实验室实验相关的时间限制不相容。因此, 这项技术取代了传统的本科化学实验室实验, 重点是在塔斯曼尼亚大学采用蒸汽蒸馏从丁香中提取丁香酚。9,那时以来, 这项实验的变种已被其他大学采用, 并采用了一项改进的实验, 重点是目前悉尼大学本科化学实验室课程中的丁香 phwe 特征.).

为了证明将这种新的 phwe 方法用于教学目的的实用性和可行性, 本研究提出了两个协议。本报告的第一部分重点介绍了关于丁香丁香的丁香酚和乙酰血药醇的 phwe 的实验, 这是悉尼大学本科二年级实验室课程的一部分 (图 1)。这个实验的目的是向学生介绍天然产物化学, 同时培养基本的实践技能。第二部分介绍了澳大利亚特有植物物种correa 反射的 phwe 实验, 这是塔斯曼尼亚大学三年级本科实验室课程的一部分 (图 2)。本实验旨在模拟天然产物的生物勘探, 强化核心实验室技术。11

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Protocol

请注意:建议所有的程序都在通风柜中进行。学生必须在实验室的任何时候佩戴适当的个人防护设备, 使用前必须咨询与每种试剂相关的安全数据表 (sds)。

1. 丁香 phwe: 丁香酚和乙酰血药醇的分离

  1. 丁香中丁香酚和乙酰血药醇的提取
    1. 将粗糙的地面丁香 (12.5 克) 放置在250毫升的烧杯中。
    2. 在丁香磨砂中加入沙子 (12.5 克), 搅拌均匀。
    3. 收集一个硅酸盐 (样品室), 并加载整个丁香-沙子混合物的篮子。用篡改轻压缩样品。
      注: 不要将混合物压缩太多, 否则液体不会流经。
    4. 将伸缩器放置在浓缩咖啡机中, 并在其下方放置一个干净的250毫升烧杯。如果咖啡机的水箱不足一半, 则加入30% 的乙醇-2o 溶液。
    5. 使用浓缩咖啡机收集100毫升的提取物。
      注: 如果机器出现堵塞, 请咨询讲师。
    6. 允许 portafilter 完成滴水, 然后将其从浓缩咖啡机中取出。
      注意: 磨碎的金属和周围的金属区域会很热。
    7. 使用铲子, 从移植器中取出丁香磨碎物, 丢弃到垃圾桶中。
    8. 用 h2o 在水槽中的水龙头下冲洗出门静脉中的残余固体, 并将其归还给下一个人使用。
    9. 在冰浴中冷却丁香提取物, 直到温度降至至少30°c。
    10. 将提取物放入250毫升的分离漏斗中, 加入30毫升的已烷, 轻轻摇晃。
    11. 将分离的漏斗放置在安装在蒸馏架上的环形夹具中, 并允许水层和有机层分离, 然后将水 (较低) 层收集回250毫升的烧杯中。
      注: 图层可能需要10分钟才能分离。建议学生在等待第一次分离的同时, 对 tlc 进行溶剂优化 (参见步骤 1.2)。
    12. 将有机 (顶部) 层 (包含产品) 转移到干净的250毫升锥形烧瓶中, 然后将底部 (水族) 层倒回分离漏斗中。
    13. 用已烷 (2x 30 毫升) 再提取两层水层。
    14. 每次提取后, 将有机 (顶部) 层合并到同一烧瓶中。
    15. 第三次液液萃取后, 将组合有机提取物倒入分离漏斗中, 用力晃动, 用100毫升 h2o 清洗.将有机 (顶部) 层收集到一个干净的250毫升锥形烧瓶中, 通过添加 mgso4并旋转烧瓶来干燥。
    16. 通过玻璃漏斗中的凹槽滤纸将随后的混合物过滤到预先称重的250毫升圆底瓶中。
      注: 固体残渣 (水合 mgso4) 可丢弃在废物中。
    17. 使用旋转蒸发器 (水浴温度: 60°c, 真空压力: 350 毫巴) 从收集的滤液中蒸发溶剂 (已烷), 并重新称量含有由此产生的油的烧瓶。
  2. 薄层色谱 (tlc) 溶剂体系的优化
    注: 作为一个群体, 教师将为学生分配一个从 100: 0 丙酮: 环己烷到0:100 丙酮到0:100 丙酮的溶剂系统, 以确定提供乙酰-利苯醇中丁香酚最大分辨率的比率。
    1. 得到纯丁香酚和乙酰土聚糖醇的薄层色谱参考溶液。
      注: 实验室技术人员在实验室会议之前制备了必要的纯丁香酚和乙酰叶绿醇的薄层色谱参考溶液。
    2. 在薄层色谱板上, 用柔软的铅笔标记一个基线 ~ 1.5 厘米的底部。标记出三个间距相等的点。
    3. 使用薄层色谱探子在一条车道上发现一滴纯丁香酚薄层色谱参考溶液, 在第三车道上发现一滴纯乙酰叶绿醇 tlc 参考溶液, 在第二车道上发现每一滴纯丁香酚 tlc 参考溶液的一个点 (共斑)。
    4. 通过在 tlc 观察柜中观察 uv 灯 (254 nm) 下的板, 检查薄层色谱板上是否存在丁香酚和乙酰血药醇。
      注: 在发现薄层色谱参考溶液的板材上, 应该有小的 (1-2 毫米宽) 黑点。如果没有斑点或斑点出现微弱, 应用适当的 tlc 溶液的另一个点, 直到在紫外线下观察到黑点。
    5. 将分配的溶剂混合物加入10毫升, 加入干净、干燥的 tlc 罐。
      注: 确保罐内溶剂高度不超过 ~ 1 厘米。
    6. 使用推拿器, 将准备好的薄层色谱板放入薄层色谱罐中。合上罐子的盖子。
      注: 溶剂必须低于薄层色谱板的基线。
    7. 允许溶剂向上移动薄层色谱板。一旦溶剂是从板顶约1厘米, 取出薄层色谱板从罐子与推拿器, 并标记溶剂前部的铅笔线。
    8. 允许溶剂从薄层色谱板蒸发 (~ 1分钟), 然后查看 uv 灯 (254 nm) 下的薄层色谱板。用铅笔圈出薄层色谱板上观察到的黑点。
    9. 通过将由化合物行驶的距离除以溶剂所走的距离来计算丁香酚和乙酰尿醇的保留因子 (rf)。
    10. 计算丁香酚和乙酰叶绿醇的 rf 值之间的差异.
    11. 与全班同学分享结果。记录其他学生获得的保留值与其他溶剂比率。
    12. 确定哪种溶剂体系最适合分析粗的丁香酚溶液和随后的纯化步骤。
      注: 最佳的 tlc 溶剂比将提供最大的分离之间的丁香酚和乙酰叶绿醇表示的最大的 r f 值.如果根据溶剂成分绘制r f, 则图形应类似于钟形曲线。
  3. 液-液萃取法分离丁香酚和乙酰来乌苯醇
    1. 在从步骤1.1.17 中获得的含有优生酚的粗提取物中加入已烷 (10 毫升), 并将随后的溶液倒入 250 ml 分离漏斗中。
    2. 用已烷 (10 ml) 冲洗圆底烧瓶, 并将其添加到分离漏斗中。
    3. 用3m 水 naoh (2 x 25 ml) 通过液-液萃取提取已烷溶液。收集并结合水底层在一个250毫升的锥形烧瓶从每个提取。收集有机层在一个50毫升的锥形烧瓶和干燥通过添加 mgso4和旋转烧瓶。
      注意: naoh 具有腐蚀性。避免与皮肤接触。
      注: 乙酰氯乙醇保留在有机层, 而丁香酚现在在碱性水提取物 (底层)。
    4. 保留有机层 (有机溶液 a), 以便以后进行薄层色谱分析。
    5. 旋转含有步进1.3.3 在冰水浴中的碱性水分数的锥形烧瓶, 慢慢加入10m 水 hcl, 直到形成白色乳状液;用刚果红纸检查它的酸度, 用移液器将溶液的一滴转移到 ph 纸上 (它应该变成蓝色)。
      注意: hcl 具有腐蚀性。避免与皮肤接触。添加 hcl 会引起剧烈的起泡, 应小心添加 hcl, 将锥形烧瓶保持在冰上。
      注: 总共需要20-30 毫升的 hcl (水溶液的 10 m)。
    6. 用已烷 (2 x 30 毫升) 提取乳白色水乳状液, 在250毫升分离瓶中提取液-液。在添加已烷之前, 请确保水提物的温度在室温或以下。将两个已烷提取物合并到一个干净的100毫升锥形烧瓶中。
      注: 丁香酚现在将在有机 (顶部) 的组合层 (有机溶液 b)。
    7. 在干有机溶液 b 中加入 mgso 4。
    8. 用上一交易日确定的优化薄层色谱溶剂比用薄层色谱分析有机溶液 a、有机溶液 b、纯丁香酚薄层色谱参考和乙酰来龙酚薄层色谱参考。
    9. 过滤有机溶液 a 和 b 通过凹槽滤纸进入单独的预称250毫升圆底烧瓶。丢弃废物中的固体残留物 (水合 mgso4)。
    10. 使用旋转蒸发器从圆底瓶中取出溶剂 (水浴温度: 60°c, 真空压力: 350 毫巴)。
    11. 在每个圆底瓶中加入二乙醚 (5 毫升), 并将纯化后的乙酰乙醇 (有机溶液 a) 和丁香酚 (有机溶液 b) 转移到未标记的、预称的小瓶中。
    12. 用进一步的二乙醚 (5 毫升) 冲洗瓶进入小瓶。使用带有小瓶附件的旋转蒸发器 (水浴温度: 50°c, 真空压力800毫巴) 蒸发溶剂。记录产量并适当贴上小瓶的标签。
    13. 用上一交易日确定的优化薄层色谱溶剂比用薄层色谱分析有机溶液 a、有机溶液 b、纯丁香酚薄层色谱参考和乙酰来龙酚薄层色谱参考。
      注: 水溶液可以倒在水槽里进行处理。六烷和乙醚废物应在非氯化有机废物瓶中处理。

2.科雷亚反射的phwe: 西塞林和 (+) 环氧亚甲苷的分离

  1. 第1次会议。科雷亚反射的phwe
    1. 在电动香料磨床中磨线科雷亚反射叶 (10 克), 然后将地面植物材料转移到250毫升的烧杯上。
      注: 研磨需要20-30。
    2. 在含有植物材料的烧杯中加入 ~ 2 克粗砂。
    3. 混合并包装到 portafilter (样品室) 的篮子中。用篡改压缩样品。
      注: 不要将样品包装得太紧。
    4. 在浓缩咖啡机罐中加入 ~ 300 毫升的35% 乙醇/h2o 溶液。
    5. 将伸缩器放置在浓缩咖啡机中, 并在其下方放置一个干净的250毫升烧杯。
    6. 收集 ~ 100 毫升的提取物, 等待 ~ 1分钟, 再收集100毫升。
      注意: 此时机器和提取物将是热的。
    7. 将这种混合物在冰浴中冷却, 并使用旋转蒸发器 (水浴温度: ~ 40°c) 蒸发乙醇。
    8. 将水提物转移到分离漏斗中, 用乙酸乙酯 (4倍50毫升) 提取物。
      注: 可能需要时间才能使乳剂在萃取之间分离。
    9. 将有机提取物混合, 加入 mgso4 , 旋转烧瓶, 使用烧结玻璃漏斗过滤, 用旋转蒸发器 (水浴温度: ~ 35°c) 蒸发, 以提供粗提取物。
    10. 获得1h 核磁共振 (nmr) 谱 (请参阅指导器以获得帮助)。11
    11. 对粗萃取物进行薄层色谱分析, 以确定合适的溶剂体系, 分离已提取的化合物。
      注: 薄层色谱分析是通过与步骤1.2 中概述的过程类推进行的。
  2. 第2次会议。用闪光柱层析 11,19分离西乳素和 (+) 环氧亚甲苷
    注: 以下协议涉及使用闪柱色谱分离有机化合物。请咨询讲师, 以演示如何包装闪光灯硅胶柱。
    1. 将柱 (直径约30毫米) 放入安装在蒸馏器支架上的夹具中。在柱子下面放一个100毫升的锥形烧瓶。
    2. 用硅胶 (60 微米闪光等级) 将色谱柱填充到 ~ 10 厘米的水平, 然后在色谱柱中加入十六烷 (~ 100 毫升)。
    3. 在柱中放置玻璃塞子, 从夹具上取下柱, 摇一摇以获得浆料。将柱放在夹具中, 然后使混合物沉淀。
    4. 打开柱的水龙头, 然后使用连接在压缩空气线路上的气体适配器, 清空该柱, 使其在硅胶床上方留下 ~ 2 毫米的溶剂。卸下气体适配器, 然后关闭水龙头。
    5. 使用在锥形烧瓶 (~ 5 毫升) 中收集的己烷, 用装有橡胶隔膜的巴斯德移液器冲洗柱壁上的任何硅胶。
    6. 重复步骤2.2.4 然后在色谱柱上添加一小层沙子 (~ 1 厘米)。
    7. 在含有步骤2.1.9 粗提物的烧瓶中加入二氯甲烷 (~ 1ml)。使用装有橡胶隔膜的巴斯德移液器, 小心地将后续溶液加载到色谱柱上。打开柱的水龙头, 让样品吸附在硅胶上。
    8. 重复步骤2.2.7 再重复两次。
    9. 小心地在列中添加十六烷 (~ 20 毫升)。重复步骤2.2.4。
    10. 仔细加入 (约180毫升的15% 乙基乙酸乙酯) 溶液)。打开柱的水龙头, 然后使用连接在压缩空气管道上的气体适配器, 清空该柱在硅胶床上方留下 ~ 2 毫米的溶剂, 将分数收集到10毫升试管中。
      注: 这将允许被隔离的芝麻素。
    11. 将含有髓鞘的试管分数混合在250毫升圆形底瓶中, 并使用旋转蒸发器蒸发 (水浴温度: ~ 35°c)。
      注: 薄层色谱分析用于确定这一点, 并通过类推执行步骤1.2 中概述的过程。
    12. 仔细加入 (约75% 毫升的25% 乙基乙酸乙酯-己烷溶液)。打开柱的水龙头, 然后使用连接在压缩空气管道上的气体适配器, 清空该柱在硅胶床上方留下 ~ 2 毫米的溶剂, 将分数收集到10毫升试管中。
      注: 这将允许 (+) 环氧亚甲苷被隔离。
    13. 将含有 (+)-环氧亚甲苷的试管分数混合在250毫升的圆底瓶中, 并使用旋转蒸发器 (水浴温度: ~ 35°c) 蒸发。
      注: 薄层色谱分析用于确定这一点, 并通过类推执行步骤1.2 中概述的过程。
    14. 利用核磁共振光谱对分离化合物的样品进行了分析。11
      注: 核磁共振光谱实验由实验室技术人员进行。

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Representative Results

丁香。当试图执行液-液提取步骤时, 学生经常会遇到乳剂 (添加盐水通常无效)。在这一阶段, 学生们被要求允许混合物站在分离的漏斗中, 同时探讨洗脱物成分对薄层色谱分离丁香酚和乙酰来丙醇的影响。应当指出的是, 在液-液萃取步骤中, 已烷可以用七烷或二氯甲烷取代。9为学生分配丙酮和环已烷的薄层色谱溶剂比, 并为他们提供纯标准的丁香酚和乙酰叶绿醇, 然后进行薄层色谱分析 (图 3)。他们的结果在白板上列出, 并在小组讨论中考虑了溶剂成分对保留系数 (rf) 和最佳洗脱剂的影响 (表 1)。学生确定的最佳溶剂成分通常为5-20 乙酰环已烷, 在 0.1-0.2 之间有 r f

在 tlc 洗脱优化后, 学生们又回到了优生醇提取物中。以丁香酚和乙酰血药醇为主的粗丁香提取物在4-9 的中分离。在本实验的第二场比赛中, 学生们利用两种主要有机分子的不同酸碱特性, 通过液-液萃取将其分离。通常情况下, 在粗提取物的产率为45-65 的过程中分离出丁香酚, 而在粗提取物的收率为5-10% 的情况下分离出乙酰叶酚。然后, 学生们利用优化的洗脱液 (如上文所述), 通过薄层色谱与纯参考样品的提取物进行比较, 确定他们的液-液提取是否成功 (图 3)。学生们还通过进行傅里叶变换红外光谱 (ftir) 分析了他们的粗丁香提取物, 以及纯化的丁香酚和乙酰来的乙醇样品。9由于处理程序执行不当 (或样品制备不当), 在红外光谱中偶尔观察到溶剂峰或水峰。

高级学生将大约一半的孤立原油用于上述液-液萃取, 并对另一部分进行闪柱色谱 (更多信息可在佐证信息中提供)。虽然在一个四小时的课程中完成液-液萃取和闪柱色谱步骤可能看起来相当雄心勃勃, 但对于大多数进行这项实验的高级学生来说, 这是可以实现的。由于其接近的保留因子, 很少能通过闪列色谱法将丁香酚与乙酰-利苯醇完全分离 (图 4)。然而, 学生们一般都能收集到一些含有纯丁香酚的分数。随后, 高级学生被要求对两种不同的净化技术发表评论, 作为他们报告的一部分。

科雷亚反射的phwe。学生们在实验室讲师的帮助下表演了科雷亚反射的phwe。在通常形成的液-液萃取步骤乳状液过程中, 学生经常被要求允许混合物站在分离漏斗 (~ 0.25 h) 中, 并与玻璃棒定期搅拌混合物。在学生的四小时实验室时间内, 对粗提取物进行色谱纯化。分离出塞塞林和 (+) 环氧亚聚糖, 产率分别达1.1% 和 0.9% w, 用1h和13°c 核磁共振和 ftir 光谱 (图 2) 对两种化合物的分离样品进行了分析。在学生进行 ftir 光谱实验并为核磁共振光谱准备样品时, 实验室技术人员进行了核磁共振光谱实验。学生获得的结果与以前发表的作品一致。11

虽然本报告没有介绍这一点, 但实际上, 这个实验还有第二部分, 它挑战学生使用 phwe 进行未研究的植物物种的提取 (更多的信息在支持中提供了信息)。

Figure 1
图 1。丁香。9请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 2
图 2科雷亚反射的phwe。11请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 3
图 3.由学生准备的具有代表性的 tlc 板.(10% 乙酰/环已烷洗脱)。车道 1 (e): 丁香酚标准;车道 2 (粗): 粗丁香提取物;车道 3 (a): 乙酰尿酚标准)。请点击这里查看此图的较大版本.

丙酮/环已烷(% v) 平均乙酰丁香酚 rf 乙酰丁香酚 r f ( ) 平均丁香酚 rf 丁香酚 r f( ) 平均r f 薄层色谱分析的数量
0 0.06 0.08 0.04 0.06 0.02 12
5 0.34 0.11 0.27 0.09 0.07 15
10 0.45 0.07 0.34 0.05 0.12 20
20 0.51 0.07 0.41 0.06 0.10 20
30 0.58 0.10 0.49 0.12 0.10 19
40 0.63 0.08 0.56 0.08 0.07 16
50 0.76 0.08 0.73 0.08 0.03 17
60 0.77 0.13 0.73 0.15 0.04 12
70 0.84 0.13 0.81 0.13 0.03 11
80 0.90 0.06 0.87 0.08 0.02 10
90 0.88 0.06 0.87 0.05 0.01 11
100元 0.87 0.13 0.86 0.14 0.02 6

表 1.保留因子表, 概述洗脱物成分对 rf 的影响。

Figure 4
图 4.学生准备的代表性薄层色谱板。左: 一个薄层色谱板, 分析液-液萃取步骤 (10% 丙酮/环已烷洗脱) 的结果。车道 1 (e): 丁香酚参考标准;车道 2 ( ) : 含有优生醇的有机提取物 ;车道 3 (a): 乙酰叶素参考标准;车道 4 (len): 含有乙酰叶唑醇的有机提取物。右: 一个薄层色谱板, 分析闪柱色谱步骤 (10% 乙酰/环已烷洗脱) 的结果。tlc 板上的数字与试管分数有关。请点击这里查看此图的较大版本.

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Discussion

几十年来, 通过蒸汽蒸馏从丁香中分离丁香酚的经典程序一直是悉尼大学中间化学实验室计划的一部分, 但在2016年进行了现代化改造, 采用了 phwe 方法 (图 1)。9,18这提供了一些好处。首先, 在实验室环境中使用家用浓缩咖啡机, 通过说明一种非经典的替代方法在传统科学研究中的应用, 立即吸引了学生。此外, 这种新方法减少了完成提取所需的时间, 并允许将额外的练习纳入这个新的实验迭代。具体而言, 这使得薄层色谱 (tlc) 得以引入 (为高级学生引入闪柱色谱)。

以丁香 phwe 为中心的实验被设计为二年级化学专业本科生的入门实验室经验, 因此它具有解释性教学方法。9这种更规范的、重复式的程序使在有机化学方面经验有限的学生能够有效地完成从丁香中提取丁香酚的工作。在本实验中, 利用薄层色谱法确定合适的色谱液组成, 以及利用在线实验室前视频组合使用旋转蒸发器等概念。培训和面对面示威。在两个分配的环节中进行的互补成分中, 先进的中间化学流中的学生还通过柱层析分离了丁香酚和乙酰叶绿醇, 并确定了提取成分的同一性。使用薄层色谱。在第二场比赛中, 学生可以对两种分离方法进行批判性比较。一般来说, 学生能够在分配的两个四小时时间内完成整个实验, 并提供最少的教学。

来自科雷亚反射的磷脂和 (+) 环氧素和 (+) 环氧素的 phwe 和隔离为研究中心的实验是为经验更丰富的三年级化学专业学生而开发的。值得注意的是, 这次学习练习是源于研究实验室的一项研究的结果。11该实验的第一版于2015年被纳入塔斯曼尼亚大学的三年级本科化学实验室课程。经过两年的修改和重新评估, 该实验于2017年第三次由一名三年级本科生进行。

这个实验是专门设计为一个指南调查为基础的活动, 努力模拟在天然产品研究实验室中使用的一些方法, 并具有最小的书面指示。这是一次以学生为导向的学习体验, 实验室指导员通过提供所需的指导, 在帮助学生完成实验方面发挥着关键作用。在本实验中, 学生在色谱中培养了关键的实验室技能, 并使用核磁共振光谱进行结构阐明。这种实验室经验强化了在课堂上呈现给学生的生物勘探概念, 这可以推广到对以前未研究过的植物材料的研究, 以提供更有代表性的天然产品体验生物勘探。c. 反射是一种澳大利亚特有的植物物种, 然而, 在这个实验中, 这个样本可以替代来自其他陆生植物物种的适当的叶子材料。

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Disclosures

作者没有什么可透露的。

Acknowledgments

作者感谢悉尼大学的自然科学学院----化学和化学学院的财政支持。j. d. 和 j. j. 感谢澳大利亚政府提供研究培训项目奖学金。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
espresso machines Breville/Sunbeam Breville espresso machine model 800ES / Sunbeam EM3820 Café Espresso II
rotary evporators Buchi and Heidolph
cloves (plant material) Dijon Food Pty Ltd Cloves must be ground in a food processor for students.
Correa reflexa (plant material) sample obtained in Tasmania Sample collected from mature shrubs in the Thomas Crawford Reserve at the University of Tasmania
sand Ajax 1199
ethanol Redoc Chemicals E95 F3
hexanes Ajax 251
magnesium sulfate Ajax 1548
diethyl ether Merck 1009215000
silica on aluminium TLC plates Merck 1055540001
eugenol Merck 1069620100
eugenyl acetate Aldrich W246905
acetone Redox Chemicals Aceton13
cyclohexane ChemSupply CA019
silica gel 60 Trajan 5134312 40 - 63um (230-400mesh)
Congo red paper ChemSupply IS070-100S
32% hydrochloric acid Ajax 256

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References

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