Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych z przedmiotu Podstawy Biotechnologii
Temat ćwiczenia:
„Kondensacja acyloinowa benzaldehydu przy użyciu drożdży”
Data wykonania ćwiczenia: 19.10.2015
Skład sekcji:
Bem Agata
Cichoń Natalia
Czekaj Marta
Czemerajda Agata
Hadyk Alina
Marszolik Magdalena
Potrzebowska Natalia
Profus Paulina
Tomala Aleksandra
Serafimowicz Weronika
I Cel ćwiczenia:
Otrzymanie diolu w reakcji kondensacji acyloinowej benzaldehydu z wykorzystaniem drożdży jako biokatalizatorów.
II Wykonanie ćwiczenia:
Otrzymano od prowadzącego gotowy, sporządzony tydzień wcześniej roztwór benzaldehydu z podwójną porcją drożdży i glukozy (NR2.0). Sporządzono próbkę, w celu zbadania roztworu metodą TLC na obecność benzaldehydu oraz produktów kondensacji. Następnie, roztwór przesączono przez lejek Buchnera z warstwą celitu. Przesącz umieszczono w rozdzielaczu i przemyto 4x70ml octanem etylu. Ekstrakty organiczne połączono, wysuszono siarczanem (VI) magnezu i przesączono. Rozpuszczalnik odparowano na wyparce rotacyjnej. Otrzymany produkt zbadano metodą TLC.
W kolbie stożkowej o pojemności 100ml umieszczono wcześniej odważone 6g drożdży i 5g glukozy. Dodano 50ml wody. Całość mieszano ok. 15 minut w temperaturze otoczenia (20°C).
Następnie za pomocą jednorazowych strzykawek dodano do mieszaniny 0,3ml benzaldehydu oraz 0,6ml acetaldehydu i pozostawiono na mieszadle magnetycznym na ok. 90 minut. Dodatkowo kolba włożona była do naczynia z wodą, w celu utrzymania stałej, niskie temperatury roztworu – ok.20°C. Reakcje skontrolowano 2 razy za pomocą TLC (3:1 heksan/octan etylu). Pierwszy pomiar dokonano po 30 minutach, drugi po upływie 90 minut.
Po tym czasie mieszaninę reakcyjną podzielono na dwie części – roztwór NR1 i roztwór NR2.1.
Do roztworu NR2.1 dodano kolejną porcję drożdży (3,2g), glukozy (3g) a także dodatkowo 20 ml wody. Całość mieszano na mieszadle magnetycznym do końca zajęć. Mieszaninę kontrolowano poprzez analizy TLC.
Roztwór NR1 przesączono. W tym celu wcześniej przygotowano lejek Buchnera, do którego włożono papierowy sączek. Na niego nasypano warstwę cellitu (10g), który zwilżono metanolem, ugnieciono, przemyto kilka razy metanolem i na koniec wodą. Na tak przygotowaną warstwę położono kolejny sączek papierowy.
Roztwór NR1 przesączono przez warstwę cellitu pod zmniejszonym ciśnieniem do kolby ssawkowej. Osad przemyto dużą ilością wody, przesącz przelano do rozdzielacza i przemyto 4x70ml octanem etylu. Kolejno połączono ekstrakty organiczne i wysuszono siarczanem magnez. Odsączono środek suszący, a rozpuszczalnik odparowano na wyparce rotacyjnej. Otrzymany produkt zbadano metodą TLC.
III Obserwacje i wyniki:
Analiza TLC
Wanilina – substancja służąca do wizualizacji położenia poszczególnych związków na chromatogramie po jego rozwinięciu.
Obliczanie Rf:
Rf = a/b
droga substancji
droga czoła rozpuszczalnika
Płytka I po 30 minutach:
Rf dla wskaźnika – benzaldehydu oraz benzaldehydu z próby (substrat nie zanikł) – 0,619
Rf dla hydroksyketonu (pojawienie się produktu przejściowego reakcji) – 0,381
Rf dla produktu ubocznego reakcji (prawdopodobnie alkohol, gdyż pod wpływem waniliny zabarwił się na różowo) – 0,167
Płytka II po 60 minutach:
Rf dla wskaźnika – benzaldehydu – 0,512
Rf dla benzaldehydu (resztka substratu) – 0,561
Rf dla hydroksyketonu – 0,333
Rf dla produktu ubocznego reakcji (prawdopodobnie alkohol, gdyż pod wpływem waniliny zabarwił się na różowo) – 0,119
Płytka III druga próbka drożdży po 15 minutach:
Rf dla wskaźnika – benzaldehydu – 0,581
Rf dla hydroksyketonu (pojawienie się produktu przejściowego reakcji) – 0,326
Rf dla produktu ubocznego reakcji (prawdopodobnie alkohol, gdyż pod wpływem waniliny zabarwił się na różowo) 0,203 oraz 0,116
Płytka IV druga próbka drożdży po 45 minutach:
Rf dla wskaźnika – benzaldehydu – 0,595
Rf dla hydroksyketonu – 0,357
Rf dla produktu ubocznego reakcji (prawdopodobnie alkohol, gdyż pod wpływem waniliny zabarwił się na różowo) – 0,190
Rf dla produktu końcowego – diolu – 0,119
Płytka V zatężone próbki:
Rf dla benzaldehydu – 0,595
R1: roztwór po ekstrakcji i zatężeniu w wyparce:
Rf dla hydroksyketonu – 0,310
Rf dla produktu ubocznego reakcji – 0,190
Rf dla produktu końcowego – diolu – 0,071
R2: roztwór po ekstrakcji i zatężeniu w wyparce:
Rf dla hydroksyketonu – 0,357
Rf dla produktu ubocznego reakcji – 0,262
Rf dla produktu końcowego – diolu – 0,119
Miejsce na wklejenie płytek TLC 1 2 3 4 5 |
|---|
Masa produktu w kolbie I (z próbki roztworu drożdży otrzymanej od prowadzącej): 300mg
Masa produktu w kolbie II (próbki roztworu drożdży sporządzonej na zajęciach): 140mg
IV Wnioski:
Na płytkach z TLC zaobserwowano benzaldehyd (zanieczyszczenie), widoczna jest również obecność dodatkowych produktów ubocznych reakcji jakimi były alkohole, m.in. alkohol benzoesowy.
Zwiększenie ilości drożdży i glukozy (dodanie kolejnej porcji) spowodowało, że benzaldehyd przereagował w całości do diolu i hydroksyketony.