plik


ÿþUniwersytet im. Adama Mickiewicza WydziaB Chemii Chemia produktów naturalnych Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB pod redakcj Marii Chrzanowskiej PoznaD 2010 Chemia produktów naturalnych Skrypt przeznaczony jest dla studentów studiów stacjonarnych I stopnia specjalno[ci chemia biologiczna oraz studentów studiów stacjonarnych II stopnia specjalno[ci chemia kosmetyczna WydziaBu Chemii UAM Spis tre[ci strona 1. Izolacja aldehydu cynamonowego z kory cynamonowca 3 2. Izolacja kwasu cytrynowego z cytryny 6 3. Lipidy 3.1. Kwas oleinowy z oleju ro[linnego 8 3.2. Izolacja trimirystyny z gaBki muszkatoBowej i okre[lanie liczby estrowej 10 3.3. Kwas mirystynowy z trimirystyny 13 3.4. Mirystynian metylu (mirystynian etylu) z kwasu mirystynowego 15 3.5. Izolacja kwasów tBuszczowych z migdaBów i oznaczanie liczby jodowej 16 3.6. Izolacja kwasów tBuszczowych z wiórków kokosowych i oznaczanie liczby jodowej 19 3.7. Otrzymywanie mydeB sodowych i potasowych 21 4. Ergosterol z dro|d|y piekarskich 23 5. Wglowodany 5.1. Laktoza z mleka 24 5.2. D-Galaktoza z laktozy 25 6. Alkaloidy purynowe 6.1. Izolacja teobrominy z kakao 26 6.2. Metylowanie teobrominy do kofeiny 27 7. Terpeny 7.1. (S)-(+)-Karwon z nasion kminku 28 7.2. Mentol oraz (R)-(-)-karwon z mity ogrodowej (pieprzowej) 30 8. Otrzymywanie olejku lawendowego z kwiatów lawendy 32 9. Flawonoidy 9.1. Synteza flawonu 9.1.1. o-Benzoiloksoacetofenon 34 9.1.2. o-Hydroksydibenzoilometan 35 9.1.3. Flawon 36 9.2. Izolacja flawonoidów i reakcje barwne 37 10. Antocyjany 10.1. Reakcje barwne antocyjanów izolowanych z owoców dzikiej ró|y i gBogu, kwiatów hibiskusa i malwy czarnej 39 10.2. Izolacja i badanie wpBywu odczynu roztworu na barw antocyjanów zawartych w owocach dzikiej ró|y i gBogu, kwiatach hibiskusa i malwy czarnej 41 11. Literatura 42 Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 2 Chemia produktów naturalnych 1. Izolacja aldehydu cynamonowego z kory cynamonowca aldehyd cynamonowy Odczynniki: Aparatura i szkBo: kora cynamonowca 30 g zestaw do destylacji z par wodn octan etylu lub chloroform 250 mL rozdzielacz poj. 250 mL KOH 28 g kolba okrgBodenna poj. 250 mL chlorowodorek hydroksyloaminy 4 g zlewka poj. 250 mL bezw. MgSO4 biureta 50 mL alkohol etylowy 580 mL chBodnica zwrotna bBkit bromofenolowy 0,4 g NaOH 2 g 0.5 M HCl Zestaw do destylacji z par wodn Olejek cynamonowy  olejkodajne s li[cie, korzenie i kora drzewa. Olejek cynamonowy pozyskiwany jest gBównie z dwóch gatunków drzew: cynamonowca cejloDskiego Cinnamomum zeylanicum Blume i cynamonowca wonnego Cinnamomum cassia Blume (oba gatunki nale| do rodziny wawrzynowatych Lauraceae). Zawartos w korze wynosi 1-1,5%, a w li[ciach 1,5-2%. W olejku cynamonowym najwicej jest aldehydu cynamonowego (75-90%) i eugenolu (5-10%) oraz w nieznacznych ilo[ciach obecne s: aldehyd benzoesowy, aldehyd dihydrocynamonowy, octan cynnamylu i kuminol. Olejek otrzymany z kory zawiera zdecydowanie wicej aldehydu cynamonowego ni| olejek otrzymany z li[ci. Natomiast w olejku z li[ci jest znacznie wiksza zawarto[ eugenolu ni| w olejku z kory. WBa[ciwy olejek uzyskuje si z kory. Destylacja z par wodn nie jest Batwa, bo aldehyd cynamonowy ulega szybkiemu utlenieniu do kwasu; wydajno[ ok. 0,2%. O jako[ci olejku cynamonowego nie decyduje zawarto[ aldehydu cynamonowego, lecz skBadniki niealdehydowe. Zapach olejku jest przyjemny cynamonowy, korzenny, sBodki, Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 3 Chemia produktów naturalnych charakteryzujcy si palcym smakiem. Ma du|e znaczenie w przemy[le spo|ywczym do aromatyzowania wyrobów cukierniczych, napojów orzezwiajcych, sosów, w perfumerii i kosmetyce natomiast ma ograniczone zastosowanie do wyrobu perfum typu orientalnego i aromatyzowania [rodków do pielgnacji jamy ustnej. Olejek analizuje si za pomoc metody hydroksyloaminowej. Celem wiczenia jest pozyskanie olejku, ze sproszkowanej kory cynamonowca, którego gBównym skBadnikiem jest aldehyd cynamonowy oraz oznaczenie liczby karbonylowej w otrzymanym olejku i wykonanie analizy TLC. Zmontowa zestaw do destylacji z par wodn tak, jak jest to pokazane na rysunku na str. 3. W kolbie umie[ci 30 g kory cynamonowca i doda 100-150 mL wody destylowanej. Destylacj prowadzi do momentu uzyskania 300 mL destylatu. Proces prowadzi pod sprawnie dziaBajcym wycigiem. Destylat przenie[ do rozdzielacza i ekstrahowa chloroformem lub octanem etylu (5 x 50 mL). Otrzymane ekstrakty poBczy i suszy nad bezwodnym siarczanem (VI) magnezu. Nastpnie zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem. Obliczy wydajno[ otrzymanego olejku. Aldehyd cynamonowy - |óBta ciecz o t.wrz. 248 ºC. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) Eluent: chlorek metylenu. Na pBytk TLC nanie[ wzorce: kwas benzoesowy, aldehyd benzoesowy, kwas cynamonowy. Po wysuszeniu pBytki sprawdzi rezultat pod lamp UV. Na podstawie analizy TLC okre[li, który ze skBadników (kwas benzoesowy, aldehyd benzoesowy, kwas cynamonowy) jest obecny w badanym olejku. OZNACZANIE LICZBY KARBONYLOWEJ Oznaczeniu podlegaj grupy karbonylowe aldehydów i ketonów znajdujce si w danym olejku. Liczba karbonylowa zostaBa wprowadzona do analizy olejków eterycznych przez Stillmana i Reeda w 1934 roku. Liczba karbonylowa (L.karb.) jest to ilo[ miligramów wodorotlenku potasowego równowa|na takiej ilo[ci hydroksyloaminy, która jest potrzebna do przeprowadzenia w oksymy aldehydów i ketonów znajdujcych si w 1 g olejku. H2NOH"HCl + KOH ’! H2NOH + KCl + H2O RCHO + H2NOH ’! RCH=NOH + H2O reakcja aldehydu RR1C=O + H2NOH ’! R R1C=NOH + H2O reakcja ketonu Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 4 Chemia produktów naturalnych Otrzymanie roztworu do wykonania oznaczenia liczby karbonylowej. Najpierw przygotowa roztwór indykatora (bBkitu bromofenolowego), który w kolejnym etapie zostanie dodany do roztworu chlorowodorku hydroksyloaminy. Roztwór indykatora sporzdzi rozcierajc w mozdzierzu 0,4 g bBkitu bromofenolowego z 12 mL 0,05 M wodorotlenku sodu. Mieszanin rozcieDczy wod do objto[ci 100 mL. 4 g Chlorowodorku hydroksyloaminy (cz.d.a.) rozpu[ci w 8 mL wody i doda 80 mL alkoholu etylowego. Nastpnie mieszajc wprowadzi 60 mL 0,5 M alkoholowego roztworu wodorotlenku potasu i 10 mL otrzymanego wcze[niej roztworu bBkitu bromofenolowego, a potem ewentualnie szybko sczy na zwykBym lejku w celu usunicia nierozpuszczonych skBadników. Tak przygotowany roztwór stosuje si do oznaczania liczby karbonylowej w badanym olejku. Na wykonanie oznaczenia 1 g badanego olejku potrzeba 74 mL koDcowego roztworu, wic podane ilo[ci odczynników nale|y odpowiednio pomniejszy. WYKONANIE OZNACZENIA LICZBY KARBONYLOWEJ Do 1 g olejku doda 37 mL roztworu indykatora i hydroksyloaminy (wg procedury podanej powy|ej) i gotowa na Bazni wodnej pod chBodnic zwrotn przez 1 godzin. Nastpnie po ozibieniu odmiareczkowa nadmiar nieprzereagowanej zasady (wodorotlenek potasu, hydroksyloamina) 0,5 M kwasem solnym (zmiana barwy z fioletowej na |óBt). Równocze[nie przeprowadzi oznaczenie kontrolne dla samego roztworu indykatora i hydroksyloaminy (37 mL). Przy zaBo|eniu, |e 1 czsteczka wodorotlenku potasu odpowiada 1 czsteczce hydroksyloaminy, liczb karbonylow oblicza si ze wzoru: (ðB -ð A)ð×ð 28 A  liczba mL 0,5 M roztworu kwasu solnego zu|ytego do miareczkowania L.karb.= S badanej próbki B - liczba mL 0,5 M roztworu kwasu solnego zu|ytego w próbie kontrolnej S  ilo[ olejku w gramach Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 5 Chemia produktów naturalnych 2. Izolacja kwasu cytrynowego z cytryny H2C COOH sok z cytryny HO COOH H2C COOH Odczynniki: Aparatura i szkBo: sok z cytryny (3 cytryny - ok. 100 mL) mieszadBo magnetyczne chlorek wapnia 5 g zlewka poj. 250 mL (3 szt.) 10% NaOH cylinder miarowy (2 szt.) 2 M H2SO4 zestaw do sczenia pod zmniejszonym 2 M HCl ci[nieniem 2 M NaOH kolba poj. 100 mL pipety (2 szt.) pipetki Pasteura zlewka poj. 50 mL bagietka szklana Sok z cytryny, 100 mL, (odmierzony bez pestek i mi|szu) wla do zlewki (poj. 250 mL) i postawi na mieszadle magnetycznym. Do mieszanego roztworu ostro|nie dodawa 10% roztwór NaOH, a| odczyn bdzie lekko alkaliczny. Rozpoznanie tego momentu uBatwia zmiana zabarwienia roztworu z |óBtej na lekko pomaraDczow (pH = 8). Otrzyman mieszanin przesczy na lejku Büchnera. (Uwaga! Pory sczka mog si zapycha, std konieczno[ wymiany sczka na nowy tyle razy, ilekro bdzie to konieczne. Je[li nastpi caBkowite zapchanie ukBadu ci[nienie mo|e spowodowa eksplozj kolby ssawkowej!). Klarowny przescz przela do zlewki i dodawa, caBy czas mieszajc na mieszadle magnetycznym, 50 mL 10% roztworu CaCl2. Roztwór ogrza do wrzenia i na gorco odsczy osad cytrynianu wapnia (Ca3C12H10O14) na lejku Büchnera. Osad przemy niewielk ilo[ci wrzcej wody. Surowy produkt rozpu[ci na zimno w minimalnej ilo[ci 2 M HCl, nastpnie do roztworu doda 2M NaOH do pH = 7,5 i caBo[ ogrza do wrzenia. Odsczy wydzielony osad na lejku Büchnera i wysuszy na powietrzu. Zwa|y i obliczy zawarto[ procentow cytrynianu wapnia w soku z cytryny. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 6 Chemia produktów naturalnych Otrzymywanie kwasu cytrynowego z cytrynianu wapnia OH - O O- O O - H2C COOH O O H2SO4 Ca++ Ca++ Ca++ 2 HO COOH O O- H2C COOH O O - O O- OH Ca3C12H10O14 + 3H2SO4 2C6H8O7 + 3CaSO4 W celu przeksztaBcenia soli w kwas, nale|y do otrzymanego cytrynianu wapnia doda tak ilo[ kwasu siarkowego, jaka wynika ze stechiometrii reakcji z uwzgldnieniem st|enia roztworu kwasu siarkowego (2 M roztwór H2SO4). DokBadnie wymiesza szklan bagietk i odstawi mieszanin na kilka minut. Nastpnie odsczy wytrcony osad CaSO4 i przescz zat|y przez odparowanie wody w zlewce, do maBej objto[ci (ok. 10 mL). Zat|ony gorcy roztwór przesczy raz jeszcze przez lejek z watk i przescz przenie[ do maBej zlewki. OchBodzi i pozostawi do krystalizacji. Otrzymane krysztaBki kwasu cytrynowego odsczy, wysuszy na powietrzu i zwa|y. Przescz pozostawi w celu otrzymania drugiej porcji krysztaBów. Obliczy zawarto[ kwasu cytrynowego w soku z cytryny. Zmierzy temperatur topnienia (lit. t.t. 152-154 ºC). Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) Eluent: metanol-amoniak (5:2, v/v). Na pBytk TLC nanie[ wzorzec kwasu cytrynowego, otrzymany produkt oraz kropl przesczu pozostawionego do krystalizacji. Po wysuszeniu pBytk TLC wywoBa termicznie poprzez lekkie podgrzanie na pBytce elektrycznej. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 7 Chemia produktów naturalnych 3. LIPIDY 3.1. Kwas oleinowy z oleju ro[linnego KOH olej rzepakowy CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH gliceryna (propano-1,2,3-triol) kwas oleinowy Odczynniki: Aparatura/szkBo: olej rzepakowy 15 g mieszadBo magnetyczne, mieszadeBko gliceryna 30 mL kolba kulista poj. 250 mL KOH 3,45 g Baznia olejowa eter dietylowy 90 mL cylinder miarowy st|. HCl 15 mL kolba kulista poj. 100 mL NaCl lejek bezw. Na2SO4 kolba sto|kowa poj. 250 mL staBy CO2 - aceton krystalizator mocznik - metanol biureta eter naftowy Hydroliza oleju ro[linnego W kolbie okrgBodennej o poj. 250 mL umie[ci 15 g oleju ro[linnego; 3,45 g wodorotlenku potasu i 30 mL gliceryny. Kolb zanurzy w Bazni olejowej i doprowadzi do o temperatury 160 C. Zawarto[ kolby miesza w tej temperaturze za pomoc mieszadBa magnetycznego przez 5 minut, po czym ochBodzi do temperatury pokojowej (mieszanina w kolbie zaczyna krzepn). Do mieszaniny doda 90 mL roztworu: 75 mL wody i 15 mL st|onego HCl, doprowadzajc do pH=1 (w kolbie wypada biaBy osad, nierozpuszczalny w wodzie; rozpuszczalny w eterze dietylowym). CaBo[ przela do rozdzielacza. Kolb dodatkowo przemy eterem dietylowym. Otrzyman mieszanin ekstrahowa w rozdzielaczu eterem dietylowym 3 x 30 mL (mocno wytrzsa!). PoBczone ekstrakty eterowe przemy nasyconym roztworem NaCl i suszy nad bezw. siarczanem sodu. Odsczy [rodek suszcy. Osad przemy dodatkowo niewielk ilo[ci eteru. Rozpuszczalnik usun pod zmniejszonym ci[nieniem i zwa|y uzyskany surowy kwas oleinowy zanieczyszczony kwasami wielonienasyconymi m. in. linolowym i linolenowym. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 8 Chemia produktów naturalnych Izolacja kwasów tBuszczowych W celu uzyskania nasyconych kwasów tBuszczowych w postaci krystalicznej, surowy kwas oleinowy nale|y rozpu[ci w 112,5 mL acetonu i schBodzi do temperatury  75 ºC w Bazni staBy CO2 - aceton. Po pojawieniu si pierwszych krysztaBów mieszanin chBodzi jeszcze przez 10 minut, cigle mieszajc. Otrzymane krysztaBy odsczy bardzo szybko, na zimno, na lejku Büchnera (masa krystaliczna topi si nawet przy niewielkim ogrzaniu mieszaniny). o UWAGA! Mieszanina chBodzca: staBy CO2 - aceton daje temp. minimaln  78 C!!! ZaBo|y rkawice ochronne. Otrzymuje si ok. 8 g frakcji (w postaci biaBych krysztaBów), zawierajcej mieszanin kwasów tBuszczowych: oleinowego, palmitynowego i stearynowego oraz przescz, w którym pozostaBa jeszcze cz[ kwasu oleinowego oraz inne kwasy tBuszczowe (nienasycone). Wyodrbnienie czystego kwasu oleinowego W celu wyodrbnienia z mieszaniny tBuszczy kwasu oleinowego, nale|y umie[ci otrzymane krysztaBy (ok. 8 g) w kolbie o poj 100 mL, doda 16,5 g mocznika* i caBo[ rozpu[ci w 75 mL metanolu. Mieszanin ogrza do rozpuszczenia oleju i przesczy (osad na lejku zawiera zanieczyszczenia oraz nieprzereagowany mocznik). Klarowny przescz pozostawi do krystalizacji. Otrzymane krysztaBy, ok. 4 g, kompleksu kwasu oleinowego z mocznikiem, odsczy i wysuszy na powietrzu. Zwa|y i obliczy wydajno[ procesu. Zmierzy temperatur topnienia (lit. t.t. 130 - 134 oC). Czysty kwas oleinowy (w postaci wolnej) mo|na otrzyma przez rozpuszczenie otrzymanego kompleksu w 35 mL wody i ekstrakcj eterem naftowym (3 x 20 mL). Surowy ekstrakt przemy nasyconym roztworem NaCl i suszy nad bezwodnym Na2SO4. Przesczy roztwór do wytarowanej kolbki. Rozpuszczalnik odparowa pod zmniejszonym ci[nieniem. Otrzymuje si kwas oleinowy w postaci gstniejcego oleju o t.t. 16 ºC. Zwa|y produkt i obliczy wydajno[ procesu. *Czsteczki mocznika maj zdolno[ do wychwytywania zwizków posiadajcych dBugi BaDcuch alkilowy. Ta zdolno[  trzymania czsteczek alkilowych wi|e si z powstawaniem kanalików utworzonych przez wizania wodorowe czsteczek mocznika. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 9 Chemia produktów naturalnych 3.2. Izolacja trimirystyny z gaBki muszkatoBowej i okre[lanie liczby estrowej H2C OCO(CH2)12CH3 GAAKA MUSZKATOAOWA HC OCO(CH2)12CH3 H2C OCO(CH2)12CH3 TRIMIRYSTYNA Odczynniki: Aparatura/szkBo: gaBka muszkatoBowa 40 g kolba okrgBodenna poj. 250 mL eter dietylowy 100 mL chBodnica zwrotna aceton 50 mL czasza grzejna na kolb poj. 250 mL fenoloftaleina biureta 50 mL KOH 0,28 g kolba miarowa poj. 500 mL metanol (do mianowanego roztworu KOH) 0,5 L kolby sto|kowe poj. 250 mL (3 szt.) etanol 150 mL Bopatka, bagietka zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem zlewki poj. 200 mL i 400 mL Olejek muszkatoBowy - pozyskiwany jest z jdra nasiennego (gaBki), drzewa muszkatoBowca (Myristica fragrans), i osnówki pokrywajcej jdro nasienne. Olejki z obu tych cz[ci s praktycznie nierozró|nialne, pod wzgldem zapachu, smaku i skBadu chemicznego. GaBki rozdrabnia si i wytBoki destyluje z par wodn. Wydajno[ procesu to ok. 6-16% wagowych olejku. Wydestylowanie caBej ilo[ci olejku wymaga 12-godzinnego procesu. SkBad olejku: D- i L-pinen, kamfen, p-cymen, borneol, geraniol, safrol, mirystycyna (jeden z najwa|niejszych skBadników olejku). Mirystycyna jest toksyczna i ma dziaBanie narkotyczne, w wikszych ilo[ciach powoduje tBuszczow degeneracj wtroby. W zmydlajcej si cz[ci olejku stwierdzono obecno[ kwasów karboksylowych: mrówkowego, octowego, masBowego, mirystynowego (wystpuje zarówno jako wolny kwas, jak i w postaci estru). Olejek muszkatoBowy znalazB zastosowanie w przemy[le spo|ywczym do aromatyzowania ciast, puddingów, pikli, do wyrobu likierów, wódek zioBowych, sztucznych aromatów owocowych i aromatyzowania czekolady. W perfumerii stosowany jest jako skBadnik kompozycji typu chypre, lawenda i gozdzik. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 10 Chemia produktów naturalnych Celem wiczenia jest wyizolowanie lipidu  trimirystyny, zawartego w gaBce muszkatoBowej. W celu scharakteryzowania otrzymanego lipidu nale|y tak|e okre[li warto[ liczby estrowej trimirystyny. W kolbie okrgBodennej o pojemno[ci 250 mL umie[ci zawiesin 40 g zmielonej gaBki muszkatoBowej w 100 mL eteru dietylowego i ogrzewa Bagodnie do wrzenia pod chBodnic zwrotn przez 1 godzin. Nastpnie kolb nale|y ochBodzi, ekstrakt odsczy od nierozpuszczalnych pozostaBo[ci, eter odparowa pod zmniejszonym ci[nieniem na wyparce obrotowej, a pozostaBo[ krystalizowa z 50 mL acetonu. Mieszanin ozibi do temperatury pokojowej i wstawi na 1 godzin do lodówki. Czysty zwizek, w postaci ciaBa staBego, o kremowej barwie odsczy i suszy na powietrzu. Zwa|y i obliczy wydajno[. Zrednio otrzymuje si 6 - 8 g zwizku. Zmierzy temperatur topnienia (lit. t.t. 59-60 ºC). OZNACZANIE LICZBY ESTROWEJ I LICZBY ZMYDLANIA Liczba estrowa (L.estr.) to liczba mg wodorotlenku potasu potrzebnego do zmydlenia estrów znajdujcych si w 1 g tBuszczu (olejku). Liczba ta ma szczególn warto[ w badaniu tBuszczów (olejków) i jest ich cech charakterystyczn. Liczb estrow oznacza si gotujc olejek pod chBodnic zwrotn z mianowanym roztworem 0,5 M alkoholowego roztworu wodorotlenku potasu lub sodu, a| do osignicia caBkowitego zmydlenia i nastpnie odmiareczkowuje si nadmiar wodorotlenku mianowanym roztworem kwasu. Gdy olejek zawiera znaczn ilo[ aldehydów wówczas oznaczenie nie jest precyzyjne. WYKONANIE OZNACZENIA Do 1 g tBuszczu/olejku (odwa|onego z dokBadno[ci do 0,01g) umieszczonego w kolbie o pojemno[ci 100 mL doda 5 mL alkoholu etylowego, a nastpnie 5 kropli 1% alkoholowego roztworu fenoloftaleiny (sporzdzonego z 0,5 g fenoloftaleiny i 48 mL EtOH). Ewentualne obecne w tBuszczu kwasy zobojtni kilkoma kroplami 0,1 M wodorotlenku potasu, a| do uzyskania ró|owego zabarwienia. Nastpnie doda 20 mL 0,5 M alkoholowego roztworu wodorotlenku potasu, a| do ró|owego zabarwienia roztworu. W przypadku zastosowania do oznaczenia mniejszej ilo[ci olejku nale|y odpowiednio zmniejszy ilo[ci dodawanych skBadników (alkoholu i alkoholowego roztworu wodorotlenku potasu). Roztwór ogrzewa pod chBodnic zwrotn przez 1 godzin na Bazni wodnej. Po ozibieniu zawarto[ci kolby do temperatury pokojowej odmiareczkowa nadmiar nieprzereagowanego Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 11 Chemia produktów naturalnych wodorotlenku 0,5 M roztworem kwasu solnego lub siarkowego. Odczyta z biurety objto[ zu|ytego do miareczkowania roztworu kwasu. OBLICZENIA 1 g TBuszczu (olejku) reaguje z 20 mL 0,5 M alkoholowego roztworu wodorotlenku potasu lub sodu w wyniku czego dochodzi do zmydlenia lipidu/estru i wytworzenia soli sodowej lub potasowej (mydBa). Miareczkowanie wykonuje si w celu przeprowadzenia w siarczan lub chlorek nadmiaru (nieprzereagowanego z olejkiem) wodorotlenku potasu lub sodu i na tej podstawie wyznacza si liczb estrow. Liczb estrow oblicza si ze wzoru: 28 ×ð A L.estr. = A - liczba mL 0,5 M alkoholowego roztworu wodorotlenku S zu|ytego do miareczkowania 28  masa 0,5 mola wodorotlenku potasu S - ilo[ u|ytego tBuszczu/olejku w gramach Je|eli do oznaczenia stosuje si 0,5 M alkoholowy roztwor wodorotlenku sodu, to nale|y podstawi do wzoru liczb 20 odpowiadajc masie 0,5 mola NaOH. Je|eli wzór chemiczny estru jest znany, to wynik oznaczenia mo|na poda w % : M ×ð A L.estr. = % M  ci|ar czsteczkowy kwasu 20 ×ð S A - liczba mL 0,5 M alkoholowego roztworu wodorotlenku S - ilo[ u|ytego tBuszczu/olejku w gramach Liczb estrow mo|na przeliczy na zawarto[ procentow estru w olejku i odwrotnie. M ×ð l.estr. zaw.estru% ×ð560 Zaw.estru % = L.estr. = 560 M W pracach naukowych dotyczcych olejków podawana jest tak|e liczba zmydlania bdca sum liczby kwasowej (por. wiczenie 3.3.) i liczby estrowej. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 12 Chemia produktów naturalnych 3.3. Kwas mirystynowy z trimirystyny H2C OCO(CH2)12CH3 H2C OH 1. NaOH, EtOH HC OCO(CH2)12CH3 + 3 CH3(CH2)12COOH HC OH 2. HCl H2C OCO(CH2)12CH3 H2C OH Odczynniki: Aparatura i szkBo: trimirystyna 3,5 g kolba kulista poj. 250 mL alkohol etylowy 75 mL chBodnica zwrotna NaOH 0,5 g rurka na [rodek suszcy (bezw. CaCl2) st|. HCl czasza grzejna na kolb poj. 250 mL KOH zlewki poj. 200 mL i 400 mL fenoloftaleina (1% roztwór etanolowy) Bopatka etanol 0,5 L zestaw do sczenia pod zmniejszonym 0,5 M HCl ci[nieniem bagietka biureta 50 mL W wiczeniu otrzymuje si w pierwszym etapie mydBo  mirystynian sodu z trimirystyny (wyizolowanej wcze[niej ze zmielonej gaBki muszkatoBowej), a w kolejnym etapie w wyniku hydrolizy mydBa - kwas mirystynowy. Nastpnie oznacza si liczb kwasow trimirystyny. Do roztworu 2 g trimirystyny w 33 mL alkoholu etylowego umieszczonego w kolbie kulistej o poj. 250 mL doda 45 mL roztworu, zawierajcego 0,5 g NaOH w mieszaninie woda-etanol (9:1 v/v). Otrzyman mieszanin ogrzewa do wrzenia pod chBodnic zwrotn przez 2 godziny. Po ochBodzeniu uzyskane mydBo przenie[ Bopatk do 110-150 mL mieszaniny pokruszonego lodu z wod, zawierajcej kilka mililitrów st|onego kwasu solnego. Po wytrceniu si osadu kwasu mirystynowego odsczy produkt na lejku Büchnera i suszy. Zwa|y i obliczy wydajno[ procesu. Zmierzy temperatur topnienia (lit. t.t. 54  55 ºC, t.wrz. 199 - 202 ºC /16mm Hg, t.wrz. 174-176 º /4 mm Hg). OZNACZANIE LICZBY KWASOWEJ Liczb kwasow (L.kw.) oznacza si miareczkujc na zimno roztwór lipidu/olejku rozcieDczonym mianowanym roztworem wodorotlenku sodu lub potasu, co pozwala okre[li zawarto[ wolnych kwasów tBuszczowych. U|ycie st|onego roztworu nie jest wskazane, Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 13 Chemia produktów naturalnych poniewa| niektóre estry w takich warunkach ulegaj zmydleniu np. mrówczany, przez co dokBadno[ oznaczenia jest mniejsza. WYKONANIE OZNACZENIA Nale|y odwa|y 1,5 g trimirystyny (z dokBadno[ci do 0,01 g), rozpu[ci w 150 mL etanolu w kolbie o pojemno[ci 250 mL i doda 5 kropli 1% alkoholowego roztworu fenoloftaleiny i podzieli na trzy równe porcje. Sporzdzi 0,1 M etanolowy roztwór KOH i napeBni biuret. Miareczkowa ka|dy z trzech etanolowych roztworów trimirystyny wobec fenoloftaleiny. Miesza przez caBy czas miareczkowany roztwór, od momentu pierwszego zauwa|alnego odbarwienia roztworu (ró|owe zabarwienie) niezanikajcego przez 10 sekund. Odczyta objto[ zu|ytego roztworu KOH i uzupeBni biuret, czynno[ powtórzy trzykrotnie. Okre[li, na podstawie odpowiednich obliczeD, warto[ liczby kwasowej  u[redniajc wyniki z trzech pomiarów. OBLICZENIA Normalnie L.kw. oblicza si ze wzoru: 5,6 ×ð B L.kw. = B - liczba mL 0,1 M alkoholowego roztworu wodorotlenku S S - ilo[ u|ytego olejku w gramach Warto[ 5,6 we wzorze odpowiada ilo[ci 0,1 mola KOH Gdy olejki zawieraj wiksze ilo[ci kwasów, np. ambretowy, irysowy, miareczkowanie wykonuje si 0,5 M roztworem wodorotlenku: 28 ×ð A L.kw. = A- liczba mL 0,5 M alkoholowego roztworu wodorotlenku S S- ilo[ u|ytego olejku w gramach Warto[ 28 we wzorze odpowiada masie 0,5 mola KOH Gdy wynik wyra|ony ma by w % stosuje si wzór: M ×ð A×ð100 M ×ð A L.kw. = = % M  ci|ar czsteczkowy kwasu 2000 ×ð S 20 ×ð S A - liczba mL 0,5 M alkoholowego roztworu wodorotlenku S - ilo[ u|ytego olejku w gramach Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 14 Chemia produktów naturalnych 3.4. Mirystynian metylu z kwasu mirystynowego Mirystynian etylu z kwasu mirystynowego C13H27COOH + CH3OH ’! C13H27COOCH3 + H2O kwas mirystynowy mirystynian metylu Odczynniki: Aparatura i szkBo: kwas mirystynowy 1,8 g (7,8 mmol) kolba kulista poj. 50 mL bezw. metanol 2,4 mL chBodnica zwrotna eter dietylowy 30 mL rurka na [rodek suszcy st|. kwas siarkowy(VI) 0,36 g (0,2 mL) rozdzielacz poj. 250 cm3 bezw. MgSO4 kolba sto|kowa poj. 100 mL Na2CO3 (okoBo 10g) zlewka poj. 200 mL NaCl (okoBo 5g) W kolbie kulistej o poj. 50 mL, zaopatrzonej w chBodnic zwrotn zabezpieczon rurk z bezw. CaCl2, umie[ci 1,8 g kwasu mirystynowego, 2,4 mL bezwodnego metanolu oraz 0,2 mL st|onego kwasu siarkowego(VI). CaBo[ ogrzewa przez 4 godziny do wrzenia, a nastpnie oddestylowa nadmiar alkoholu metylowego. PozostaBo[ przenie[ do rozdzielacza zawierajcego 10 mL wody destylowanej i ekstrahowa 3 razy porcjami po 10 mL eteru dietylowego. PoBczone ekstrakty eterowe przemywa 10 mL wodnego roztworu wglanu sodu do uzyskania odczynu zasadowego, a nastpnie 10 mL wodnego roztworu chlorku sodu. Suszy bezwodnym siarczanem magnezu. Po odsczeniu [rodka suszcego eter odparowa pod zmniejszonym ci[nieniem na wyparce pró|niowej. Otrzymuje si 1,5 g (80 %) mirystynianu metylu o t.t. 17-19 ºC i o charakterystycznym zapachu. W analogiczny sposób otrzyma mo|na mirystynian etylu z 1,8 g kwasu mirystynowego i 5 mL bezwodnego etanolu. Mirystynian etylu: t.t. 12-13 ºC, t.wrz. 295 ºC (1013 hPa). Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) Eluent: chlorek metylenu  metanol (1:1, v/v) Na pBytk TLC nanie[ roztwory: kwasu mirystynowego i mirystynianu metylu (etylu). Po wysuszeniu pBytk wywoBuje si w oparach jodu. Poda warto[ci wspóBczynników Rf. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 15 Chemia produktów naturalnych 3.5. Izolacja kwasów tBuszczowych z migdaBów i oznaczanie liczby jodowej Odczynniki: Aparatura i szkBo: migdaBy (2 porcje po 15g) zestaw do destylacji z par wodn eter, chloroform 200 mL rozdzielacz poj. 250 mL 0,1 M Na2S2O3 kolby okrgBodenne poj. 250 mL (2 szt.) bezw. MgSO4 zlewki poj. 250 mL (2 szt.) MeOH chBodnica zwrotna EtOH biureta 50 mL jod skrobia octan etylu Olejek migdaBowy  z migdaBów gorzkich (pierwotna nazwa olejek gorzkich migdaBów), kiedy[ pozyskiwany z wytBoczyn migdaBów gorzkich jest te| skBadnikiem wielu owoców. Obecnie olejek ten produkuje si prawie wyBcznie z nasion  pestek moreli (Armeniaca vulgaris). Mo|na go tak|e produkowa z pestek brzoskwiD, [liwek, wi[ni. Nasiona migdaBowca zawieraj 45-60% oleju, w skBad którego wchodz glicerydy kwasów oleinowego (83%) i linolowego (16%), oprócz tego ok. 20% substancji biaBkowych, [luzy, witamina B2 i sacharoza. Oprócz oleju nasiona zawieraj równie| glikozyd - amygdalin, który nale|y do glikozydów cyjanohydrynowych, jest to bð-gencjobiozyd nitrylu kwasu (-)-D-migdaBowego. Kwasowa hydroliza amygdaliny prowadzi do uzyskania dwóch czsteczek D-glukozy, cyjanowodoru i aldehydu benzoesowego. Benzaldehyd jest lotny z par wodn i posiada charakterystyczny zapach gorzkich migdaBów. W sBodkich migdaBach cyjanowodór nie jest obecny. OH CHO CN + HCN Aldehyd benzoesowy stosowany jest jako surowiec do produkcji barwników (póBprodukt do syntezy barwnika  zieleni malachitowej) i pochodnych aromatycznych, jako [rodek zapachowy w przemy[le farmaceutycznym i spo|ywczym, jako rozpuszczalnik olejów, |ywic i niektórych estrów celulozy. Pozyskanie olejku migdaBowego mo|na wykona czterema metodami: A. Maceracja eterem naftowym i destylacja tak spreparowanych wytBoczyn z par wodn. B. Destylacja rozdrobnionych migdaBów z par wodn. C. Destylacja z par wodn rozdrobnionych migdaBów i nastpnie maceracja eterem naftowym. D. Maceracja eterem naftowym. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 16 Chemia produktów naturalnych Destylacja z par wodn Zestaw do destylacji z par wodn nale|y zmontowa tak, jak w wiczeniu 1 (str. 3). Metoda A i D Rozdrobnione owoce migdaBowca 15 g, np. w postaci pBatków, umie[ci w kolbie okrgBodennej o pojemno[ci 250 mL zaopatrzonej w chBodnic zwrotn i  kamyczki wrzenne . Nastpnie wla 100 mL eteru naftowego i zawarto[ kolby doprowadzi do wrzenia. Proces prowadzi przez 0,5  1 godzin. Po zakoDczeniu kolb ochBodzi. Przesczy, kolb przepBuka octanem etylu i/lub metanolem w celu wymycia wszystkich tBuszczowych pozostaBo[ci ze [cianek naczynia i tak otrzymany roztwór zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem, zwa|y i obliczy wydajno[. Nastpnie wytBoczyny migdaBów z pierwszego etapu umie[ci w kolbie i prowadzi destylacj z par wodn (opisan w wiczeniu 1, str. 3). Metoda B Zmontowa zestaw do destylacji z par wodn tak, jak jest to pokazane na rysunku w wiczeniu 1, str. 3. W kolbie umie[ci 15 g rozdrobnionych migdaBów i doda 100-150 mL wody. Proces prowadzi pod sprawnie dziaBajcym wycigiem. Na pocztku nale|y uwa|a, gdy| roztwór mo|e si do[ intensywnie pieni. Zbierany destylat ma mlecznobiaB barw. Destylacj prowadzi do momentu uzyskania 150 - 200 mL destylatu, objto[ zebranego destylatu zmierzy i zanotowa. Do odbieralnika mo|na od razu wla chloroform, co umo|liwi lepsze wydzielenie olejku z warstwy wodnej. Nastpnie destylat przenie[ do rozdzielacza i ekstrahowa chloroformem (4 x 50 mL). Otrzymane ekstrakty poBczy i suszy nad bezwodnym siarczanem (VI) magnezu. Nastpnie zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem. Obliczy wydajno[ otrzymanego olejku. Metoda C Po przeprowadzeniu destylacji z par wodn prowadzi maceracj w sposób opisany w metodzie A. Otrzymane olejki z zawarto[ci wy|szych nienasyconych kwasów tBuszczowych podda oznaczaniu liczby jodowej w sposób podany poni|ej. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 17 Chemia produktów naturalnych OZNACZANIA LICZBY JODOWEJ metod Morgoschesa Liczba jodowa (Lj) stanowi ilo[ gramów jodu, któr mog przyBczy nienasycone kwasy tBuszczowe zawarte w 100 g tBuszczu. Jej warto[ jest miar zawarto[ci w tBuszczu nienasyconych kwasów tBuszczowych. Im wy|sza warto[ liczby jodowej, tym wiksza zawarto[ nienasyconych kwasów tBuszczowych. Nadmiar nieprzereagowanego jodu usuwa si poprzez odmiareczkowanie roztworu kwasów tBuszczowych roztworem tiosiarczanu sodu wg równania: I2 + 2 Na2S2O3 NaI + Na2S4O6 2 WYKONANIE OZNACZENIA Przeprowadzi miareczkowanie próby kontrolnej i próby z badanym kwasem tBuszczowym. Próba kontrolna: w kolbie umie[ci 10 mL 0,2 M alkoholowego roztworu jodu i doda 100 mL H2O. Wymiesza i odstawi na 5 minut. Nastpnie nieprzereagowany jod odmiareczkowa za pomoc 0,1 M Na2S2O3 wobec 2 mL nasyconego roztworu skrobi, któr nale|y doda pod koniec miareczkowania (gdy roztwór uzyska jasno|óBt barw). ZakoDczy miareczkowanie, gdy roztwór uzyska mleczn barw. Próbk badanego tBuszczu o znanej masie rozpu[ci w 15 mL alkoholu metylowego i umie[ci w zlewce o pojemno[ci 100 mL. Do roztworu doda 10 mL 0,2 M alkoholowego roztworu jodu. Roztwór dokBadnie wymiesza i natychmiast doda 100 mL wody destylowanej i odstawi pod przykryciem na 4-5 min. (nie dBu|ej!). Po tym czasie nieprzereagowany jod odmiareczkowa 0,1 M Na2S2O3 wobec 2 mL roztworu skrobi, podobnie jak w próbie kontrolnej. Liczb jodow Lj oblicza si stosujc ni|ej podany wzór - z uwzgldnieniem warto[ci gramorównowa|nika jodu (126.92 g) w odniesieniu do 100 g tBuszczu: a - b Lj = 1,269 c gdzie: a  liczba mL 0,1 M Na2S2O3 zu|yta w próbie kontrolnej b  liczba mL 0,1 M Na2S2O3 zu|yta w oznaczeniu wBa[ciwym c  waga tBuszczu (w gramach) zawartego w badanej próbce. We wnioskach nale|y porówna wydajno[ci z jakimi uzyskuje si olejki oraz czy zastosowana metoda powoduje zmian warto[ci liczby jodowej (zmienna ilo[ nienasyconych kwasów tBuszczowych w próbkach olejków otrzymanych ró|nymi metodami). Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 18 Chemia produktów naturalnych 3.6. Izolacja kwasów tBuszczowych z wiórków kokosowych i oznaczanie liczby jodowej wiórki kokosowe ’! olej kokosowy CH3(CH2)10COOH (ok. 44%) kwas laurynowy Odczynniki: Aparatura i szkBo: wiórki kokosowe (2 porcje po 15g) 30 g zestaw do destylacji z par wodn eter naftowy 100 mL rozdzielacz poj. 250 mL chloroform do ekstrakcji ok. 200 mL kolby okrgBodenne poj. 250 mL (2 szt.) bezw. MgSO4 zlewki poj. 250 mL (2 szt.) 0.1 M Na2S2O3 chBodnica zwrotna MeOH 15 mL biureta 50 mL 0.2 M etanolowy roztwór I2 EtOH 25 mL skrobia octan etylu Kokos w postaci orzecha, soku, mleka i oleju jest zródBem wielu witamin i dostarcza mnóstwo skBadników od|ywczych. Od pokoleD z powodzeniem spo|ywany jest na caBym [wiecie. Na licznych wyspach kokos jest podstawowym komponentem diety dostarczajcym wikszo[ci skBadników, których potrzebuje nasz organizm. Olejek kokosowy  olej kokosowy zawiera ok. 44% kwasu laurynowego. Olej kokosowy w swoim czystym i naturalnym stanie ma w temperaturze pokojowej konsystencj staB i bardzo przyjemny zapach. Po lekkim ogrzaniu jest zupeBnie pBynny. Dziki swoim wBa[ciwo[ciom midzy innymi uelastyczniajcym i nawil|ajcym skór stanowi skBadnik wielu preparatów kosmetycznych. Pozyskanie olejku kokosowego mo|na wykona dwoma metodami: A. Maceracja eterem naftowym wiórków kokosowych. B. Destylacja wiórków kokosowych z par wodn. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 19 Chemia produktów naturalnych Metoda A Wiórki kokosowe 15 g umie[ci w kolbie okrgBodennej o pojemno[ci 250 mL zaopatrzonej w chBodnic zwrotn i  kamyczki wrzenne . Nastpnie wla 100 mL eteru naftowego i tak otrzymany roztwór doprowadzi do wrzenia. Proces prowadzi przez 0,5  1 godzin. Po zakoDczeniu kolb ochBodzi. Przesczy, kolb przepBuka octanem etylu i/lub metanolem w celu wymycia wszystkich tBuszczowych pozostaBo[ci ze [cianek naczynia i tak otrzymany roztwór zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem, zwa|y i obliczy wydajno[. Metoda B Zmontowa zestaw do destylacji z par wodn tak, jak jest to pokazane na rysunku w wiczeniu 1, str. 3. W kolbie umie[ci 15 g wiórków kokosowych i doda 100-150 mL wody. Zbierany destylat ma mlecznobiaB barw. Destylacj prowadzi do momentu uzyskania 150 - 200 mL destylatu, objto[ zebranego destylatu zanotowa. Do odbieralnika mo|na od razu wla chloroform, co umo|liwi lepsze wydzielenie olejku z warstwy wodnej. Nastpnie destylat przenie[ do rozdzielacza i ekstrahowa chloroformem (4 x 50 mL). Otrzymane ekstrakty poBczy i suszy nad bezwodnym siarczanem(VI) magnezu. Nastpnie zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem. Obliczy wydajno[ otrzymanego olejku. Otrzymane olejki zawierajce wy|sze nienasycone kwasy tBuszczowe podda oznaczaniu liczby jodowej metod Morgoschesa w sposób podany w wiczeniu 3.5 (str. 18). We wnioskach nale|y porówna wydajno[ci z jakimi uzyskuje si olejki oraz czy zastosowana metoda powoduje zmian w warto[ci liczby jodowej (zmienna ilo[ nienasyconych kwasów tBuszczowych w otrzymanych próbkach olejków ró|nymi metodami). Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 20 Chemia produktów naturalnych 3.7. Otrzymywanie mydeB sodowych i potasowych Metody otrzymywania mydeB: 1) zasadowa hydroliza estrów wy|szych kwasów tBuszczowych np. mirystynianu metylu CH3 (CH2)nCOO-Na+ + ROH CH3 (CH2)nCOOR + NaOH gdzie: n = 12,14,16 R = CH3 2) zasadowa hydroliza lipidów (trójglicerydów) H2C OCO(CH2)nCH3 H2C OH HC OCO(CH2)nCH3 + 3 NaOH 3 CH3(CH2)nCOO-Na+ + HC OH H2C OCO(CH2)nCH3 H2C OH gdzie: n = 10,12,14,16 3) reakcja wy|szego kwasu tBuszczowego z wodorotlenkiem sodu lub potasu CH3 (CH2)nCOOH + NaOH CH3 (CH2)nCOO-Na+ + H2O gdzie: n = 12,14,16 Odczynniki: Aparatura i szkBo: wodorotlenek sodu 0,22 - 0,50 g kolba okrgBodenna poj. 250 mL wodorotlenek potasu 0,28 - 0,70 g chBodnica zwrotna wy|szy kwas tBuszczowy 1g zlewka lipid 2g ester wy|szego kwasu tBuszczowego 1g EtOH ok. 40mL Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 21 Chemia produktów naturalnych W kolbie okrgBodennej o pojemno[ci 250 mL umie[ci odpowiednie ilo[ci substratów zestawione w poni|szej tabeli: 1. MydBo z estru: 1 g mirystynianu metylu - mirystynian metylu 0,22 g wodorotlenku sodu lub 0,28 g wodorotlenku potasu 2. MydBo z lipidu: 2 g olejku migdaBowego lub kokosowego - olejek migdaBowy 0,5 g wodorotlenku sodu - olejek kokosowy lub 0,7 g wodorotlenku potasu 3. MydBo z kwasu mirystynowego 1 g kwasu mirystynowego 0,24 g wodorotlenku sodu lub 0,30 g wodorotlenku potasu Nale|y sporzdzi roztwór poprzez rozpuszczenie jednej z substancji tBuszczowych z wymienionych powy|ej w 30 mL alkoholu etylowego w kolbie kulistej o poj. 250 mL i nastpnie doda 45 mL roztworu zawierajcego odpowiedni ilo[ wodorotlenku sodu lub potasu (masy podane w tabeli) w mieszaninie woda-etanol (9:1 v/v). Otrzyman mieszanin nale|y ogrzewa do wrzenia pod chBodnic zwrotn przez 2 godziny. Po ochBodzeniu uzyskane mydBo przenosi si Bopatk do zlewki zawierajcej 110-150 mL mieszaniny pokruszonego lodu z wod. Nastpnie przesczy, osuszy i zwa|y otrzymane mydBo oraz obliczy wydajno[ przeprowadzonej reakcji. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 22 Chemia produktów naturalnych 4. Ergosterol z dro|d|y piekarskich NaOH Dro|d|e piekarskie Dð Odczynniki: Aparatura/szkBo dro|d|e piekarskie 25 g kolba okrgBodenna poj. 250 mL 50% NaOH 6 mL chBodnica toluen 60 mL cylinder miarowy poj. 50 mL etanol 6 mL rozdzielacz poj. 250 mL bezw. MgSO4 kolba sto|kowa poj. 100 mL kolba sto|kowa poj. 250 mL szklany lejek zlewka poj. 100 mL zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem W kolbie okrgBodennej o poj. 250 mL umie[ci 25 g [wie|ych dro|d|y piekarskich i ogrzewa na Bazni wodnej w temperaturze 50-60 oC do utworzenia zawiesistej masy. Do tej masy, cigle mieszajc, doda 6 mL 50% roztworu wodorotlenku sodu. Nastpnie mieszanin ogrzewa pod chBodnic zwrotn przez 3 godz. CaBo[ ochBodzi i pozostawi do nastpnych wiczeD. Zimn mieszanin poreakcyjn przenie[ do rozdzielacza o poj 250 mL i ekstrahowa toluenem (4 x 15 mL), a nastpnie CHCl3 (4 x 25 mL). Roztwory osuszy nad bezw. siarczanem magnezu, odsczy [rodek suszcy. Rozpuszczalniki odparowa pod zmniejszonym ci[nieniem (wyparka). Surowy produkt rozpu[ci w 5 mL gorcego etanolu i po przesczeniu na gorco pozostawi do krystalizacji. KrysztaBy ergosterolu odsczy i ponownie oczy[ci przez krystalizacj z mieszaniny 1 mL etanolu i 1 mL toluenu. Wydzielone krysztaBy suszy na powietrzu. Zwa|y i obliczy wydajno[ procesu. Zmierzy temperatur topnienia (lit. t.t. 160-162 ºC). Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) Eluent: toluen  octan etylu (5:1, v/v) Po wysuszeniu zanurzy pBytk w 10% H2SO4  podsuszy za pomoc suszarki. Nastpnie pBytk wywoBuje si termicznie poprzez delikatne podgrzanie na pBytce elektrycznej. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 23 Chemia produktów naturalnych 5.1. Laktoza z mleka OH CH2OH HOH2C 10% CH3COOH O O O MLEKO OH HO CaCO3 HO OH OH Odczynniki: Aparatura/szkBo: zlewka poj. 300 mL mleko w proszku 30 g cylinder miarowy 10% kwas octowy 18 mL zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem wglan wapnia 2,4 g kolba okrgBodenna poj. 250 mL etanol 150 mL W zlewce przygotowa zawiesin 30 g odtBuszczonego mleka w proszku w 60 mL ciepBej wody o temperaturze 40-50 oC. Nastpnie do zawiesiny wla, cigle mieszajc za pomoc mieszadBa magnetycznego, ok. 18 mL 10% roztworu kwasu octowego. Podczas mieszania zawiesiny nastpuje koagulacja kazeiny. Kazein odsczy na lejku Büchnera. Mo|na u|y do tego celu tetry lub gazy. W celu wyklarowania otrzymanego przesczu nale|y przela go do zlewki, doda 2,4 g wglanu wapnia, miesza i ogrza do wrzenia przez 10 min. (Uwaga! Roztwór si pieni!). Do gorcego roztworu doda odrobin wgla aktywnego, w celu usunicia wydzielonych albumin i pozostaBo[ci CaCO3. Przygotowa zestaw do sczenia z lejkiem Büchnera. Do lejka wBo|y 3 sczki, a na nie warstw dokBadnie ubitej ziemi okrzemkowej (Celit), na któr nale|y naBo|y jeszcze jeden sczek. Na tak przygotowany lejek wyla gorcy roztwór z wglem aktywnym. Otrzymany klarowny przescz zat|y do ok. 30 mL na elektrycznej pBytce grzejnej. UWAGA! Nie przegrzewa, aby produkt nie ulegB karmelizacji! St|ony roztwór przela do maBej zlewki doda 10 mL etanolu i pozostawi do krystalizacji. Laktoz odsczy na lejku Büchnera i przemy niewielk ilo[ci zimnego etanolu. Zwa|y i obliczy wydajno[ procesu. Temperatura topnienia monohydratu að-ðD-laktozy wynosi 219 ºC (z rozkBadem). Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) Eluent: toluen-lodowaty kwas octowy-metanol (2:2:6, v/v/v). Po wysuszeniu pBytk wywoBuje si termicznie poprzez lekkie podgrzanie na pBytce elektrycznej. Próba Wohlkego: W czasie ogrzewania roztworu laktozy w obecno[ci KOH powstaje |óBte zabarwienie, natomiast w obecno[ci glukozy i galaktozy pojawia si czerwone zabarwienie. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 24 Chemia produktów naturalnych 5.5. D-Galaktoza z laktozy CHO OH OH CH2OH HOH2C CH2OH H OH O O O HO H O H2SO4 OH OH HO HO H HO HO H OH OH OH OH CH2OH Odczynniki: Apartatura/szkBo: laktoza 10 g (0,03 mola) kolba kulista poj. 100 mL st|ony kwas siarkowy 0,3 ml chBodnica zwrotna wodorotlenek baru x 8H2O 1,5 g zestaw do sczenia pod zmniejszonym lodowaty kwas octowy 12,5 mL ci[nieniem metanol 3 mL zlewka poj. 50 mL eter dietylowy 10 mL Do kolby kulistej o poj. 100 mL, zaopatrzonej w chBodnic zwrotn, wla roztwór 10 g laktozy w 25 mL wody z dodatkiem 0,3 mL kwasu siarkowego i ogrzewa do wrzenia przez 2 godz. Nie przegrzewa! Mo|e doj[ do utworzenia karmelu z cukru! Do gorcego jeszcze roztworu doda wodorotlenku baru, tak aby uzyska odczyn obojtny. Po ochBodzeniu mieszanin przesczy. Klarowny przescz (lekko |óBty) zat|y do poBowy objto[ci na wyparce pró|niowej. Przela do maBej zlewki, zakwasi ok. 0,3 mL lodowatego kwasu octowego i pozostawi do krystalizacji w Bazni woda - lód. Otrzymany krystaliczny produkt odsczy na lejku Büchnera, przemy kolejno kwasem octowym, metanolem i eterem dietylowym. Zwa|y i obliczy wydajno[ procesu. Zmierzy temperatur topnienia; lit. t.t. 165 ºC, [að]D = +81.5 (c=1, H2O). Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) Eluent: propanol - kwas octowy - woda (4:1:5, v/v/v). Po wysuszeniu pBytk wywoBuje si termicznie poprzez lekkie podgrzanie na pBytce elektrycznej. Próba Wohlkego: W czasie ogrzewania roztworu zhydrolizowanej laktozy (galaktoza + glukoza) w obecno[ci KOH powstaje czerwone zabarwienie, natomiast w obecno[ci laktozy pojawia si zabarwienie |óBte. Próba Barfoeda: Próba pozwala na odró|nienie monosacharydów od disacharydów redukujcych na podstawie redukcji w [rodowisku lekko kwa[nym. Monosacharydy Batwo wykazuj wBa[ciwo[ci redukujce, natomiast disacharydy dopiero po dBu|szym ogrzaniu, gdy dojdzie do rozerwania wizania glikozydowego. Zanotowa obserwowane zmiany barwy. Odczynnik Barfoeda  rozpu[ci na gorco 2,4 g Cu(CH3COO)2 w 45 mL wody i doda 2,5 mL 8,5% kwasu mlekowego. Wstrzsn do rozpuszczenia osadu. Ozibi, uzupeBni wod do 50 mL i przesczy. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 25 Chemia produktów naturalnych 6.1. Izolacja teobrominy z kakao O CH3 N HN KAKAO N O N CH3 Odczynniki: Aparatura/szkBo: kakao 10 g kolba kulista poj. 250 mL tlenek magnezu(I) 3 g czasza grzejna metanol 10 mL kolba sto|kowa z korkiem chlorek metylenu 350 mL cylinder miarowy eter dietylowy 65 mL kolba kulista poj. 100 mL jod 1 g chBodnica zwrotna jodek potasu 2 g By|ka metalowa etanol 100 mL zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem zlewka poj. 500 mL szkieBko zegarkowe W kolbie o poj. 250 mL zmiesza kakao (10 g) i tlenek magnezu (3g) w 20 mL wody i 10 mL metanolu. Operacje nale|y przeprowadza pod wycigiem. Mieszanin ogrzewa w czaszy grzejnej i miesza bagietk tak dBugo, a| masa stanie si sucha (ok. 1 godz). Do otrzymanej suchej masy doda 175 mL chlorku metylenu i ogrzewa do wrzenia pod chBodnic zwrotn przez 30 min. Nastpnie przesczy na gorco na lejku Büchnera. Otrzymany osad rozkruszy i przenie[ ponownie do kolby okrgBodennej i ponownie zala 175 mL chlorku metylenu. Mieszanin ogrzewa do wrzenia przez 30 min i znów przesczy na lejku Büchnera. PoBczone roztwory osuszy nad bezw. MgSO4, odsczy [rodek suszcy i przescz zat|y pod zmniejszonym ci[nieniem na wyparce obrotowej w kolbie o poj. 100 mL. W kolbie musi pozosta ok. 10 mL roztworu, który nale|y przenie[ do zlewki o poj. 100 mL i ochBodzi do temperatury pokojowej, doda 45 mL eteru dietylowego i pozostawi do krystalizacji. Otrzymany mikrokrystaliczny osad odsczy na lejku Büchnera i przemywa piciokrotnie 10 mL porcjami eteru dietylowego. Otrzymuje si ok. 0,15 g teobrominy o t.t. 351 ºC. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) Eluent: chloroform-metanol (9:1, v/v) PBytk zanurzy w odczynniku do wykrywania teobrominy (I2, KI, w EtOH). Po wyschniciu pBytki ponownie zanurzy j w mieszaninie 25% kwasu solnego i etanolu w stosunku (1:1, v/v). Plamka pochodzca od teobrominy wybarwia si na kolor szaroniebieski. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 26 Chemia produktów naturalnych 6.2. Metylowanie teobrominy do kofeiny O O CH3 CH3 H3C N N HN N (CH3)2SO4 NaOH N N O N O N CH3 CH3 teobromina kofeina Odczynniki: Aparatura/szkBo: teobromina 0,2 g mieszadBo magnetyczne, mieszadeBko 10% NaOH 3,35 mL cylinder miarowy siarczan dimetylu (silna trucizna!) 0,7 mL kolba dwuszyjna poj. 50 mL chlorek metylenu 25 mL rozdzielacz poj. 50 mL siarczan sodu bezwodny kolba sto|kowa poj. 50 mL chBodnica zwrotna rurka do odprowadzania gazów W dwuszyjnej kolbie o poj. 50 mL, wyposa|onej w chBodnic zwrotn z rurk do oprowadzania gazów, rozpu[ci 0,2 g surowej teobrominy w 3,35 mL 10% roztworu wodorotlenku sodu. Do tego roztworu doda pipet 0,7 mL siarczanu dimetylu (UWAGA!!! Zwizek silnie trujcy! Praca w rkawicach i pod wycigiem!) i mieszanin miesza przez 20 minut w temperaturze pokojowej. Nastpnie doda 12 mL chlorku metylenu, miesza ok. 10 minut i przela do rozdzielacza. Produkt ekstrahowa chlorkiem metylenu (2 x 20 mL) i suszy nad bezwodnym siarczanem sodu. Odsczy [rodek suszcy i przescz umie[ci w kolbie o poj. 50 mL. Roztwór zat|y pod zmniejszonym ci[nieniem na wyparce obrotowej. Otrzyman surow kofein suszy na powietrzu. Zwa|y i obliczy wydajno[ procesu. Zmierzy temperatur topnienia (lit. t.t. 225-228 ºC). Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) Eluent: chloroform - metanol (9:1, v/v). PBytk zanurzy w odczynniku do wykrywania teobrominy (I2, KI, w EtOH). Po wyschniciu pBytki ponownie zanurzy j w mieszaninie 25% kwasu solnego i etanolu w stosunku (1:1, v/v). Plamka pochodzca od kofeiny wybarwia si na kolor ciemnobrunatny. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 27 Chemia produktów naturalnych 7.1. (S)-(+)-Karwon z nasion kminku O NASIONA KMINKU Odczynniki Aparatura/szkBo: zestaw do destylacji z par wodn nasiona kminku 20 g kolba okrgBodenna poj. 500 mL chloroform 60 mL rozdzielacz poj. 500 mL bezw. siarczan magnezu kolba sto|kowa poj. 250 mL walina kolba okrgBodenna poj. 250 mL kolba okrgBodenna poj. 50 mL Celem wiczenia jest porównanie dwóch metod A i B izolacji produktów naturalnych. METODA A W kolbie o poj. 500 mL umie[ci 20 g zmielonego kminku i doda 150 mL wody. Nastpnie nale|y zmontowa ukBad do destylacji z par wodn tak, jak jest to pokazane na rysunku w wiczeniu 1 (str. 3). Przeprowadzi destylacj olejku kminkowego. Destylat zawiera karwon, który nale|y wyekstrahowa chloroformem (4 x 30 mL). PoBczone ekstrakty przemy wod destylowan (2 x 20 mL), frakcj organiczn suszy nad bezw. siarczanem magnezu. Osuszony roztwór przenie[ do kolby o poj. 250 mL i zat|y na wyparce pod zmniejszonym ci[nieniem do objto[ci ok. 15 mL. Uzyskany roztwór przenie[ za pomoc pipetki do wytarowanej kolby o poj. 50 mL i odparowa rozpuszczalnik pod zmniejszonym ci[nieniem. Otrzymuje si surowy (S)-(+)-karwon, [að]D = +61 (c=1, EtOH). Zwa|y i obliczy zawarto[ karwonu w materiale ro[linnym. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC). Eluent: heksan - octan etylu (9:1, v/v). Po wysuszeniu pBytk zanurzy w roztworze waliny (1 g waliny rozpu[ci w 100 mL kwasu siarkowego). Osuszy pBytk i wywoBa termicznie poprzez delikatne podgrzanie na pBytce elektrycznej. Plamka pochodzca od karwonu wykazuje zabarwienie ró|owe. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 28 Chemia produktów naturalnych (S)-(+)-Karwon z nasion kminku O NASIONA KMINKU Odczynniki Aparatura/szkBo: kolba sto|kowa poj. 500 mL nasiona kminku 20 g zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem eter dietylowy 150 mL kolba okrgBodenna poj. 250 mL walina kolba okrgBodenna poj. 50 mL METODA B Do kolby sto|kowej o poj. 500 mL wsypa zmielone nasiona kminku i zala caBo[ eterem. Wymiesza dokBadnie tak, aby caBy wsad byB zanurzony w rozpuszczalniku i odstawi mieszanin na 30 minut, od czasu do czasu wstrzsn i miesza zawarto[ kolby. Nastpnie przygotowa zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem i przesczy mieszanin. Kolb przemy eterem i wyla na osad na lejku przemywajc go ponownie eterem. Otrzymany klarowny przescz przela do kolby okrgBodennej i zat|y pod zmniejszonym ci[nieniem na wyparce. Nastpnie pozostaBo[ przenie[ pipetk do wytarowanej kolby o poj. 50 mL i caBkowicie odparowa rozpuszczalnik. Zwa|y otrzymany olejek karwonu i obliczy wydajno[ w stosunku do ilo[ci u|ytego zmielonego kminku. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC). Eluent: heksan - octan etylu (9:1, v/v). Po wysuszeniu pBytk zanurzy w roztworze waliny (1 g waliny rozpu[ci w 100 mL kwasu siarkowego). Osuszy pBytk i wywoBa termicznie poprzez delikatne podgrzanie na pBytce elektrycznej. Plamka pochodzca od karwonu wykazuje zabarwienie ró|owe. PozostaBe plamki, o zabarwieniu |óBtym i brzowym, pochodz od antocyjanów, limonenu oraz barwników  pigmentów, m. in. chlorofilu. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 29 Chemia produktów naturalnych 7.2. Mentol oraz (R)-(-)-karwon z mity ogrodowej (pieprzowej) O + MITA OH (-)-mentol (-)-karwon Odczynniki Aparatura/szkBo: zestaw do destylacji z par wodn Zwie|a mita pieprzowa 20 g rozdzielacz poj. 500 mL chloroform 60 mL kolba sto|kowa poj. 250 mL bezw. siarczan magnezu kolba okrgBodenna poj. 250 mL walina 1 g kolba okrgBodenna poj. 50 mL kwas fosforomolibdenowy 10 g etanol 50 mL Celem wiczenia jest porównanie dwóch metod A i B izolacji produktów naturalnych. METODA A W kolbie dwuszyjnej umie[ci 20 g mity i zala 150 mL wody. Przeprowadzi destylacj z par wodn wedBug opisu w wiczeniu 1 (str. 3). Destylat zawiera mentol i (-)-karwon, które nale|y wyekstrahowa kilkoma porcjami chlorku metylenu (5 x 30 mL). PoBczone ekstrakty suszy nad bezw. siarczanem magnezu. Osuszony roztwór odsczy od [rodka suszcego do kolby o poj. 250 mL i zat|y pod zmniejszonym ci[nieniem na wyparce do objto[ci ok. 10 mL. Przenie[ pipetk do mniejszej wytarowanej fiolki i odparowa rozpuszczalnik. Otrzymuje si ok. 0,2 g olejku zawierajcego surowy (R)- (-)-karwon, skrcalno[ wBa[ciwa [að]D = - 61 (c=1, EtOH) oraz (±)-mentol t.t. 34-36 ºC. Temperatura topnienia czystych krysztaBów (-)-mentolu wynosi 42-45 ºC. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC)  wykrywanie mentolu: Eluent: heksan-metanol-chloroform (8:2:2, v/v/v). Po wysuszeniu pBytk zanurzy w roztworze kwasu fosforomolibdenowego (10 g kwasu rozpu[ci w 50 mL etanolu). Nasycon tym roztworem pBytk ogrzewa kilka minut w temp. ok. 100 oC. Plamka pochodzca od mentolu wykazuje niebieskie zabarwienie. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC)  wykrywanie karwonu: Eluent: heksan-octan etylu (9:1, v/v). Po wysuszeniu pBytk zanurzy w roztworze waliny (1 g waliny rozpu[ci w 100 mL kwasu siarkowego). Osuszy pBytk i wywoBa termicznie poprzez delikatne podgrzanie na pBytce elektrycznej. Plamka pochodzca od karwonu wykazuje zabarwienie ró|owe. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 30 Chemia produktów naturalnych Mentol i (R)-(-)-karwon z mity ogrodowej (pieprzowej) O MITA + OH (-)-mentol (-)-karwon Odczynniki Aparatura/szkBo: kolba sto|kowa poj. 500 mL Zwie|a mita pieprzowa 20 g zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem chloroform 50 mL kolba okrgBodenna poj. 250 mL etanol 50 mL kolba okrgBodenna poj. 50 mL walina kwas fosforomolibdenowy 10 g METODA B W kolbie sto|kowej o poj. 500 mL umie[ci mit i zala caBo[ chloroformem. Wymiesza dokBadnie, tak aby caBy wsad byB zanurzony w rozpuszczalniku. Odstawi mieszanin na 30 minut i od czasu do czasu wstrzsn i miesza zawarto[. Nastpnie przygotowa zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem i przesczy mieszanin. Przemy kolb chloroformem i wyla na osad na lejku, przemywajc go ponownie. Nastpnie osad przenie[ do zlewki i zala chloroformem. Pozostawi na dodatkowe 30 min. CaB operacj powtórzy. Otrzymane klarowne przescze nale|y przela do oddzielnych kolb i zat|y na wyparce pod zmniejszonym ci[nieniem, nastpnie pipetk przenie[ do wytarowanych fiolek. Po caBkowitym odparowaniu rozpuszczalnika, zwa|y otrzymane olejki i obliczy zawarto[ w stosunku do masy li[ci. Przeprowadzi analiz porównawcz TLC. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC)  wykrywanie mentolu: Eluent: heksan-metanol-chloroform (8:2:2, v/v/v). Po wysuszeniu pBytk zanurzy w roztworze kwasu fosforomolibdenowego (10 g kwasu rozpu[ci w 50 mL etanolu). Nasycon tym roztworem pBytk ogrzewa kilka minut w temp. ok. 100 ºC. Plamka pochodzca od mentolu wykazuje niebieskie zabarwienie. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC)  wykrywanie karwonu: Eluent: heksan octan etylu (9:1, v/v). Po wysuszeniu pBytk zanurzy w roztworze waliny (1 g waliny rozpu[ci w 100 mL kwasu siarkowego). Osuszy pBytk i wywoBa termicznie poprzez delikatne podgrzanie na pBytce elektrycznej. Plamka pochodzca od karwonu wykazuje zabarwienie ró|owe. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 31 Chemia produktów naturalnych 8. Otrzymywanie olejku lawendowego z kwiatów lawendy Odczynniki: Aparatura i szkBo: Metoda A kolbka okrgBodenna poj. 250 mL kwiaty lawendy 15 g chBodnica zwrotna chlorek metylenu 450 mL czasza grzejna bezw. MgSO4 lejek rozdzielacz poj. 250 mL Metoda B zestaw do destylacji z par wodn kwiaty lawendy 15 g kolba sto|kowa 250 mL (2 szt.) chlorek metylenu 300 mL bezw. MgSO4 Celem wiczenia jest wyizolowanie z kwiatów lawendy olejku z zastosowaniem dwóch metod, A i B, a nastpnie porównanie wydajno[ci tych procesów. GBównymi skBadnikami nadajcymi charakterystyczny zapach lawendzie s dwa estry: octan linalilu i ma[lan linalilu. Metoda A W kolbie umie[ci 15 g kwiatów lawendy i 100 mL chlorku metylenu (pamita o  kamyczkach wrzennych !). CaBo[ ogrzewa przez godzin w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika. Nastpnie usun czasz i ochBodzi kolb. Oddzieli kwiaty od roztworu poprzez odsczenie na lejku z sczkiem z bibuBy. Otrzymany zielonkawy roztwór zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem i zwa|y. Zmontowa zestaw do destylacji z par wodn tak, jak jest to pokazane w wiczeniu 1 (str. 3). Nastpnie rozpu[ci uzyskan substancj w okoBo 100 mL wody i prowadzi destylacj z par wodn a| do uzyskania 250 mL destylatu. Przeprowadzi ekstrakcj destylatu chlorkiem metylenu (6 x 50 mL). Ekstrakty poBczy i suszy nad bezwodnym siarczanem(VI) magnezu. Nastpnie zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem i zwa|y. Obliczy zawarto[ % otrzymanego preparatu w pierwszym i drugim etapie. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 32 Chemia produktów naturalnych Metoda B Zmontowa zestaw do destylacji z par wodn tak, jak jest to pokazane w wiczeniu 1 (str. 3). W kolbie umie[ci 15 g kwiatów lawendy i 100 mL wody. Destylacj prowadzi do momentu uzyskania 250 mL destylatu. Destylat przenie[ do rozdzielacza i ekstrahowa chlorkiem metylenu (6 x 50 mL). Otrzymane ekstrakty poBczy i suszy nad bezwodnym siarczanem(VI) magnezu. Nastpnie zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem. Obliczy wydajno[ otrzymanego olejku. Nastpnie porówna wydajno[ci olejku lawendowego uzyskanego metod A i B. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 33 Chemia produktów naturalnych 9.1. Synteza flawonu Synteza flawonu przebiega w trzech etapach: Etap 1 o-Benzoiloksoacetofenon Etap 2 o-Hydroksydibenzoilometan Etap 3 Flawon 9.1.1 o-Benzoiloksoacetofenon O OH O Cl + O pirydyna O O Odczyniki: Aparatura i szkBo: o-hydroksyacetofenon 3,4 g (0,025 mol) kolba sto|kowa ze szlifem poj. 50 mL chlorek benzoilu 4 mL (0,035 mol) korek bezw. pirydyna 5 mL zlewka poj. 250 mL 1M HCl 120 mL zestaw do sczenia pod zmniejszonym metanol 15 mL ci[nieniem Do 3,4 g (0,025 mol) o-hydroksyacetofenonu umieszczonego w kolbie sto|kowej o pojemno[ci 50 mL doda 4 mL (4,9 g, 0,035 mol) chlorku benzoilu i 5 mL bezwodnej, [wie|o destylowanej pirydyny i zamkn korkiem. Nale|y pracowa pod sprawnie dziaBajcym wycigiem i w rkawicach ochronnych! Kolb wytrzsa tak, aby jej zawarto[ ulegBa wymieszaniu, przy czym nale|y zwróci uwag, |e temperatura masy reagujcej nieco wzrasta. Po 20 minutach wyla zawarto[ kolby, mieszajc, do zlewki z 120 mL 1 M kwasu solnego zawierajcego 50 g pokruszonego lodu. Wydzielony produkt odsczy pod zmniejszonym ci[nieniem i przemy najpierw 5 mL metanolu ozibionego w Bazni z lodem, a nastpnie 5 mL wody destylowanej. Produkt krystalizowa z metanolu (6-8 mL). OchBodzi otrzyman mieszanin w Bazni z lodem i osad odsczy pod zmniejszonym ci[nieniem. Otrzymuje si 4,8 g (80%) produktu - o-benzoiloksoacetofenonu o t.t. 87-88 ºC. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC): Eluent: metanol-chloroform (1:2, v/v). Na pBytk nanie[ roztwory o-hydroksyacetofenonu i o-benzoilooksoacetofenonu. PBytk wywoBywa w oparach jodu. Poda warto[ci Rf dla substratu i produktu. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 34 Chemia produktów naturalnych 9.1.2. o-Hydroksydibenzoilometan O OH KOH O O O O Odczyniki: Aparatura i szkBo: o-benzoiloksoacetofenon 4 g kolba okrgBodenna poj. 50 mL pirydyna 15 mL chBodnica zwrotna wodorotlenek potasu 1,4 g Baznia wodna 10% kwas octowy 21 mL mieszadBo magnetyczne metanol bagietka zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem Wszystkie czynno[ci nale|y wykonywa pod wycigiem! Kolb o pojemno[ci 50 mL, zaopatrzon w chBodnic zwrotn, umie[ci w Bazni wodnej na mieszadle magnetycznym. Do kolby doda 4 g o-benzoiloksoacetofenonu w 15 mL pirydyny i mieszajc ogrzewa do temperatury 50 oC. Doda 1,4 g rozdrobnionego wodorotlenku potasu i caBo[ miesza przez 15 minut, je|eli wydzielajcy si |óBty osad soli potasowej uniemo|liwi mieszanie przy pomocy mieszadBa magnetycznego, to nale|y miesza rcznie przy pomocy bagietki. Nastpnie mieszanin ochBodzi do temperatury pokojowej i zakwasi, dodajc, w trakcie mieszania, 21 mL 10% wodnego roztworu kwasu octowego. Wydzielony jasno|óBty osad odsczy pod zmniejszonym ci[nieniem i suszy w suszarce w temperaturze 50 oC. Wydajno[ o-hydroksydibenzoilometanu o t.t. 117-120 ºC wynosi ok. 3,2 g (80%). Czysto[ zwizku jest wystarczajca, aby mógB by u|yty w kolejnym etapie syntezy. Po krystalizacji z metanolu mo|na otrzyma czysty zwizek o t.t. 121-122 ºC. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC): Eluent: metanol-chloroform (1:2, v/v). Na pBytk nanie[ roztwory o-benzoilooksoacetofenonu i o-hydroksydibenzoilometanu. PBytk wywoBywa w oparach jodu. Poda warto[ci Rf dla substratu i produktu. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 35 Chemia produktów naturalnych 9.1.3. Flawon OH O H+ O O O Odczyniki: Aparatura i szkBo: o-hydroksydibenzoilometan 3 g kolba okrgBodenna poj. 50 mL lodowaty kwas octowy 17 mL chBodnica zwrotna st|ony kwas siarkowy(VI) 0,7 mL Baznia wodna eter naftowy zlewka poj. 200 mL zestaw do sczenia pod zmniejszonym ci[nieniem Do roztworu 3 g o-hydroksydibenzoilometanu w 17 mL lodowatego kwasu octowego przygotowanego w kolbie o pojemno[ci 50 mL zaopatrzonej w chBodnic zwrotn i umieszczonej w Bazni wodnej, doda wstrzsajc, 0,7 mL st|onego kwasu siarkowego(VI). Roztwór ogrzewa przez 1 godzin w Bazni wodnej, co jaki[ czas wstrzsajc delikatnie kolb. Nastpnie zawarto[ kolby wyla do zlewki o pojemno[ci 200 mL zawierajcej 80 g pokruszonego lodu i pozostawi, a| lód ulegnie caBkowitemu roztopieniu. Wydzielony flawon odsczy i przemy wod tak dBugo, a| przescz wyka|e odczyn obojtny (okoBo 170 mL wody). Osad suszy w suszarce w temperaturze 50 oC. Po krystalizacji z du|ej objto[ci eteru naftowego otrzymuje si czysty flawon w postaci bezbarwnych igieB. Zwa|y otrzymany produkt i obliczy wydajno[ ostatniego etapu oraz wydajno[ caBego procesu. Zmierzy temperatur topnienia (lit. t.t. 98 ºC). Chromatografia cienkowarstwowa (TLC): Eluent: metanol-chloroform (1:2, v/v). Na pBytk nanie[ roztwory o-hydroksyacetofenonu, o-benzoilooksoacetofenonu, o-hydroksydibenzoilometanu i flawonu. PBytk wywoBywa w oparach jodu. Poda warto[ci Rf dla poszczególnych substancji. Porówna czysto[ otrzymanego zwizku z wzorcem flawonu. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 36 Chemia produktów naturalnych 9.2. Izolacja flawonoidów i reakcje barwne Odczynniki: Aparatura i szkBo kora dbu, wierzby, brzozy lub Buski cebuli 10 g zlewka poj. 400mL metanol 150 mL lejek zwykBy woda destylowana sczki z bibuBy sole nieorganiczne i organiczne probówki i statyw do probówek flawon 0,1 g Kora wierzby (Salicis cortex): Stosuje si w postaci odwarów w objawowym leczeniu gorczki i bólu oraz Bagodnych bólach reumatycznych, gdy| dziki obecno[ci salicylanów posiada wBa[ciwo[ci przeciwgorczkowe i przeciwzapalne. Nie zaleca si stosowania u osób z nadwra|liwo[ci na salicylany lub leki z grupy niesterydowych, przeciwzapalnych oraz u osób z astm oskrzelow. Kora dbu (Quercus cortex): Do stosowania zewntrznego w postaci odwaru do okBadów, przemywaD, pBukania gardBa i jamy ustnej, gdy| wykazuje dziaBanie [cigajce w Bagodnych stanach zapalnych skóry i bBon [luzowych gardBa i jamy ustnej. Przeprowadzi maceracj surowca (Buski cebuli lub kora dbu, wierzby, brzozy) w zlewce o pojemno[ci 400 mL zalewajc na póB godziny metanolem. Co kilka minut nale|y pomiesza bagietk. Uzyskany macerat nale|y przesczy przez zwykBy lejek i roztwór zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem. Zwa|y. Otrzymany olej z flawonoidami rozpu[ci w 100 mL metanolu lub w wodzie destylowanej i okre[li odczyn tego roztworu za pomoc papierka uniwersalnego. Przygotowa wodne roztwory soli nieorganicznych poprzez caBkowite rozpuszczenie okoBo 50 mg danej soli w najmniejszej mo|liwej ilo[ci wody (okoBo 5 mL) w oznaczonych probówkach (wg tabeli podanej poni|ej). Przygotowa roztwór, który bdzie stanowi wzorzec koloru poprzez dodanie 6-10 kropli wodnego roztworu flawonoidów do probówki z wod destylowan. Dodawa za pomoc pipety Pasteura kroplami roztwór flawonoidów do kolejnych roztworów soli obserwujc zmian barwy i zanotowa w tabeli. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 37 Chemia produktów naturalnych Piszc odpowiednie równania reakcji hydrolizy (czsteczkowo i jonowo) okre[li odczyn wyj[ciowych roztworów soli. Po okoBo póB godziny sprawdzi zmiany barwy roztworów i obserwacje zanotowa w tabeli. Pobra próbk flawonu (syntetycznego), rozpu[ci w wodzie lub/i metanolu i nastpnie przeprowadzi reakcje z przygotowanymi roztworami soli. Porówna barwy roztworów otrzymanych w przypadku flawonu oraz mieszaniny flawonoidów otrzymanej z surowca ro[linnego. Na podstawie wiadomo[ci o flawonoidach i obserwacji eksperymentalnych sformuBowa zale|no[ pomidzy barw roztworu, a skBadnikami znajdujcymi si w danej probówce, biorc pod uwag nastpujce czynniki: - odczyn roztworu, - rodzaj kationu i anionu. Okre[li wpByw budowy strukturalnej badanego zwizku na zmian zabarwienia poszczególnych roztworów soli (nale|y wzi pod uwag obecno[ jonów jednowarto[ciowych i dwuwarto[ciowych w analizowanych roztworach). Nr Stosowana Odczyn wodnego Barwa roztworu Barwa roztworu po próbki sól roztworu soli bezpo[rednio po dodaniu 0,5 godz po dodaniu odczynnika odczynnika 1 LiClO4 2 Li2CO3 cytrynian 3 litu 4 NaCl 5 cytrynian sodu 6 NaNO2 7 Na2SO3 8 KBr 9 K2CO3 10 MgSO4 11 CaCl2 12 NH4Cl 13 FeCl3 14 Fe(ClO4)2 15 Al(NO3)3 Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 38 Chemia produktów naturalnych 10.1. Reakcje barwne antocyjanów izolowanych z owoców dzikiej ró|y i gBogu, kwiatów hibiskusa i malwy czarnej R1 R1 R1 O OH OH OH O O R2 HO O R2 HO R2 HO OH OH OH OH OH OH ZRODOWISKO KWAZNE ZRODOWISKO OBOJTNE ZRODOWISKO ZASADOWE BARWA CZERWONA BEZBARWNE BARWA NIEBIESKA Odczynniki: Aparatura i szkBo: surowiec: owoc gBogu 10 g zlewki poj. 400 mL i 200 mL kwiat hibiskusa 5 g probówki 30 sztuk dzika ró|a 10 g lejek zwykBy ([rednica okoBo 10 cm) kwiat malwy czarnej 5 g papierki wskaznikowe (1-14 pH) metanol pipety Pasteura sole nieorganiczne (tabela) flawon 0,1 g Przeprowadzi maceracj surowca (10 g owocu gBogu, 5 g kwiatu hibiskusa, 10 g dzikiej ró|y, 5 g kwiatów malwy czarnej) w zlewce o pojemno[ci 400 mL zalewajc na póB godziny metanolem. Co kilka minut nale|y zamiesza bagietk. Uzyskany macerat nale|y przesczy przez zwykBy lejek i roztwór zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem. Otrzyman mieszanin antocyjanów zwa|y i rozpu[ci w wodzie destylowanej. Sporzdzi wodne roztwory soli nieorganicznych poprzez caBkowite rozpuszczenie okoBo 50 mg zwizku w najmniejszej mo|liwej ilo[ci wody (okoBo 5 mL) w oznaczonych probówkach (wg tabeli podanej poni|ej). Przygotowa roztwór, który bdzie stanowi wzorzec koloru poprzez dodanie 6 -10 kropli wodnego roztworu antocyjanów do probówki z wod destylowan. Dodawa kroplami do poszczególnych probówek z wodnymi roztworami soli za pomoc pipety Pasteura roztwór antocyjanów obserwujc zmian barwy i zanotowa w tabeli. Okre[li odczyn wyj[ciowych roztworów soli, piszc odpowiednie równania reakcji hydrolizy Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 39 Chemia produktów naturalnych (czsteczkowo i jonowo). Po okoBo póB godziny sprawdzi czy barwy roztworów ulegBy zmianie i obserwacje zanotowa w tabeli. Pobra próbk flawonu (syntetycznego), rozpu[ci w wodzie lub/i metanolu i nastpnie przeprowadzi reakcje z przygotowanymi roztworami soli. Porówna barwy roztworów otrzymanych w przypadku flawonu oraz mieszaniny antocyjanów otrzymanej z surowca ro[linnego. Na podstawie wiadomo[ci o antocyjanach i obserwacji eksperymentalnych sformuBowa zale|no[ pomidzy barw roztworu, a skBadnikami znajdujcymi si w danej probówce, biorc pod uwag: - odczyn roztworu, - rodzaj kationu i anionu. Okre[li wpByw jonów jednowarto[ciowych i dwuwarto[ciowych na zmian barwy analizowanych roztworów. Barwa roztworu Barwa roztworu po Numer Stosowana Odczyn wodnego bezpo[rednio po dodaniu 0,5 godz. po dodaniu próbki sól roztworu soli odczynnika odczynnika 1 LiClO4 2 Li2CO3 3 cytrynian litu 4 NaCl 5 cytrynian sodu 6 NaNO2 7 Na2SO3 8 KBr 9 K2CO3 10 MgSO4 11 CaCl2 12 NH4Cl 13 FeCl3 14 Fe(ClO4)2 15 Al(NO3)3 Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 40 Chemia produktów naturalnych 10.2. Izolacja i badanie wpBywu odczynu roztworu na barw antocyjanów zawartych w owocach dzikiej ró|y i gBogu, kwiatach hibiskusa i malwy czarnej R1 R1 R1 O OH OH OH O O R2 HO O R2 HO R2 HO OH OH OH OH OH OH ZRODOWISKO KWAZNE ZRODOWISKO OBOJTNE ZRODOWISKO ZASADOWE BARWA CZERWONA BEZBARWNE BARWA NIEBIESKA Odczynniki: Aparatura i szkBo: surowiec (dwa do wyboru): zlewki poj. 400 mL i 200 mL owoc gBogu 10 g kolba okrgBodenna poj. 250 mL kwiat hibiskusa 5 g lejek zwykBy ([rednica ok. 10 cm) dzika ró|a 10 g papierki wskaznikowe (1-14 pH) kwiaty malwy czarnej 5 g biureta 50 mL metanol ok. 300 mL bagietka 0,5 M HCl 0,5 M NaOH Przeprowadzi maceracj surowca (10 g owocu gBogu, 5 g kwiatu hibiskusa, 10 g dzikiej ró|y, 5 g kwiatów malwy czarnej) w zlewce o pojemno[ci 400 mL zalewajc na póB godziny metanolem. Co kilka minut nale|y pomiesza bagietk. Uzyskany macerat nale|y przesczy przez zwykBy lejek i roztwór zag[ci pod zmniejszonym ci[nieniem i zwa|y. Otrzymany olej z antocyjanami (1 g) rozpu[ci w 100 mL metanolu w kolbie sto|kowej, zbada pH wyj[ciowego roztworu za pomoc papierka uniwersalnego i miareczkowa 0,5 M wodnym roztworem NaOH cigle mieszajc do momentu zauwa|alnej zmiany barwy utrzymujcej si przez 30 sekund, zbada warto[ pH i zanotowa barw. Je|eli zmiana barwy nastpi ponownie i bdzie utrzymywa si przez 30 sekund, to zanotowa barw roztworu i okre[li warto[ pH za pomoc papierka uniwersalnego. Kontynuowa miareczkowanie do osignicia przez roztwór miareczkowany warto[ci pH 14. Nastpnie biuret umy i prowadzi miareczkowanie (tego samego roztworu) wodnym roztworem 0,5 M HCl i zanotowa zmiany barwy i warto[ci pH. Poda wnioski wynikajce z przeprowadzonej analizy. Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 41 Chemia produktów naturalnych 11. Literatura 1. MatBawska I., Bylka W., Gawron-Gzella A., Sikorska M., Szafer-Hajdrych M., WójciDska M., Dudek-Makuch M., Witkowska-Banaszak E.,  Farmakognozja , Wydawnictwo Naukowe Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, PoznaD 2006 2. Praca zbiorowa pod redakcj Stefana Malepszego,  Biotechnologia ro[lin , Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001. 3. Jerzmanowska Z.,  Substancje ro[linne  metody wyodrbniania , Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1967 4. Glover, B.,  Understanding Flowers and Flowering , Oxford University Press, 2007 5. Wrzeciono W., Zaprutko L.,  Chemia zwizków naturalnych , Wydawnictwa Akademii Medycznej im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu, PoznaD 2001 6. KoBodziejczyk A.,  Naturalne zwizki organiczne , Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006 7. Molski M.,  Chemia pikna , Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009 8. Vogel,  Preparatyka organiczna , Wydawnictwa Naukowo- Techniczne, Warszawa 1976 9. Kczkowski J.,  Podstawy biochemii , wyd. 14, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004 10. Lewak S., Kopcewicz J.,  Fizjologia ro[lin, Wprowadzenie , Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009 11. Klimek R.,  Olejki eteryczne , Wydawnictwo PrzemysBu Lekkiego i Spo|ywczego, Warszawa 1957 12. Nowak K., Rutkowski K., SuryBo P., Mitka K., Kowalski P., Kowalska T.,  Laboratorium chemii organicznej, techniki pracy i przepisy bhp , Wydawnictwo Naukowo-Techiczne, Warszawa 2004 13. Brud W. S., Konopacka-Brud I.,  Podstawy perfumerii. Historia, pochodzenie i zastosowania substancji zapachowych , Oficyna Wydawnicza MA Aódz 2009 14. Berger S., Sicker D.,  Classics in Spectroscopy. Isolation and structure elucidation of natural products , Wiley-VCH, 2009, 65-82. 15. Dewick P. M.,  Medicinal Natural Producs: a Biosynthetic approach , Wiley, 2nd ed., 2002, 291-398. 16. Bhat S. V., Nagsampagi B. A., Sivakumar M.,  Chemistry of Natural Products , Springer, 2005, 237-315. 17. SoBoducho J., Idzik K.,  Chemia Produktów Naturalnych , Politechnika WrocBawska 2004. 18. Penniston K. L., Nakada S. Y., Holmes R. P., Assimos D. G. "Quantitative Assessment of Citric Acid in Lemon Juice, Lime Juice, and Commercially-Available Fruit Juice Products". J. Endourol. 22, (2008) 567. 19. Lucas J. M., KanekoJ. J., Katsuni Hirohara, Max Kleiber.  Separation of Milk Components, Chromatographic Isolation of Citric Acid and Lactose from Skim Milk . J. Agric. Food Chem., 7, (1959), 638 20. Wohlk, Zeitschr. F. Anal. Ch. 1904, 670.  Odczynnik na cukier mleczny i maltoz . 21. Chemik Polski, nr 21. 24 (11) maja 1905r (V) 22. http://cnx.org/content/m15591/latest/ (ekstrakcja karwonu) 23. http://www.chemistry.mcmaster.ca/~chem2ob3/nhw_temp/old_old_labmanual/expt1/c arvone_nmr_questions.html (widma NMR karwonu) 24. http://www.chemistry.mcmaster.ca/~chem2ob3/nhw_temp/old_old_labmanual/expt5/2 ob3exp5.html (laktoza) Opracowanie: Joanna Kurek i Anna K. PrzybyB 42

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
UWr Chemia Produktów Naturalnych
Chemia produktów naturalnych laboratorium
Pochodzenie Odkryj naturalne prawa innowacyjnosci produktow i przetrwania w biznesie
ZwiÄ…zki fenolowe pochodzenia naturalnego ( Chemia w Szkole 6 2006 r )
Natura i zastosowanie związków ciekłokrystalicznych ( Chemia w szkole 5 2006 r )
CHEMIA materiały dodatkowe
teoria produkcji
chemia organiczna2
2006 04 Karty produktów
Trendy w światowej produkcji i obrocie narkotykami

więcej podobnych podstron