Video: Purification of Alkenones via Saponification for Uk'37 Paleothermometry

Conversione di esteri metilici di acidi grassi mediante saponificazione per paleotermometria U^k'₃₇

Panoramica

Fonte: Laboratorio di Jeff Salacup - Università del Massachusetts Amherst

Il prodotto di un'estrazione con solvente organico, un estratto lipidico totale (TLE), è spesso una miscela complessa di centinaia, se non migliaia, di composti diversi. Il ricercatore è spesso interessato solo a una manciata di composti o, se interessato a molti, potrebbe aver bisogno di rimuovere i costituenti indesiderati che sono "in mezzo" o co-eluizione. Ad esempio, le concentrazioni di singoli composti in un campione sono spesso determinate su un gascromatografo accoppiato a un rivelatore ionizzante di fiamma (GC-FID), perché la relazione tra la risposta FID (in pA) e la quantità di composto in un campione(ad esempio,ng / μL) è sia lineare che sensibile. La porzione GC dello strumento separa diversi composti in un campione in base al loro punto di ebollizione, alla struttura chimica e all'affinità con una fase solida che può cambiare in base all'applicazione. Il risultato è un cromatogramma (Figure 1), che mostra la separazione dei diversi costituenti chimici nel tempo, nonché la loro concentrazione relativa (calcolata come l'area sotto la curva). Tuttavia, a volte più di un composto eluisce il GC alla volta (Figure 1). In questo caso, è necessaria la purificazione del campione prima che i composti possano essere quantificati con sicurezza.

Figura 1. Un cromatogramma che mostra la separazione di diversi costituenti chimici nel tempo e la loro concentrazione relativa (area sotto la curva). Vengono mostrati picchi co-eluinti e separati.

Procedura

1. Impostazione e preparazione dei materiali

Ottenere un estratto lipidico totale (TLE) utilizzando un metodo di estrazione con solvente (sonicazione, Soxhlet o estrazione con solvente accelerato (ASE)).
Preparare una soluzione di 2 N KOH in 5% H₂O in metanolo.
1. KOH e metanolo possono essere acquistati presso i rivenditori di prodotti chimici. Queste sostanze chimiche dovrebbero essere pure e prive di idrocarburi.
  1. La massa molare di KOH è ~ 56 amu c

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Risultati

Questa purificazione produce un TLE privo di esteri che possono essere co-eluinti con gli alchenoni. Tuttavia, la purificazione ha prodotto acidi carbossilici, che non possono essere iniettati su strumenti comunemente usati per analizzare campioni per concentrazioni di alcheni a causa della loro bassa volatilità. Ad esempio, il punto di ebollizione dell'esano, un idrocarburo a 6 atomi di carbonio, è di 68 °C, ma il punto di ebollizione del suo acido (acido esanoico) è di 205 °C. La maggior parte dei biomarcatori suscettibili di GC hanno...

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Applicazione e Riepilogo

Come accennato in precedenza, la saponificazione è comunemente usata nei laboratori di geochimica organica per rimuovere gli esteri metilici degli acidi grassi (FAME) degli alchenoni, chiamati alchenoati, che co-eluiscono con gli alchenoni sui gascromatografi (Figure 1). La saponificazione viene anche utilizzata per "liberare" gli acidi grassi "legati" a sedimenti o macromolecole. La degradazione e la conservazione della materia organica e dei biomarcatori nei sedimenti comporta la rimozio.

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Valore vuoto Problema

1. Impostazione e preparazione dei materiali

Ottenere un estratto lipidico totale (TLE) utilizzando un metodo di estrazione con solvente (sonicazione, Soxhlet o estrazione con solvente accelerato (ASE)).
Preparare una soluzione di 2 N KOH in 5% H₂O in metanolo.
1. KOH e metanolo possono essere acquistati presso i rivenditori di prodotti chimici. Queste sostanze chimiche dovrebbero essere pure e prive di idrocarburi.
  1. La massa molare di KOH è ~ 56 amu che produce 1 mol di OH^- per ogni mol di KOH. Pertanto, per ottenere una concentrazione di 2 N, sciogliere 112 g di KOH in 0,95 L di acqua pura e 0,05 L di metanolo.
  2. Si noti che la dissoluzione di KOH in acqua è esotermica e crea una grande quantità di calore. Fare attenzione ad aggiungere lentamente i pellet KOH all'acqua per evitare una reazione violenta.
2. Sciogliere 112 g di pellet KOH in 0,95 L di acqua pura su una piastra di agitazione automatica.
3. Aggiungere 0,05 L di metanolo una volta che tutto il KOH è disciolto per aiutare nella dissoluzione dei biomarcatori organici nella soluzione acquosa.
Preparare una soluzione di acido cloridrico 6 N (HCl) in H₂O.
1. HCl può essere acquistato presso i rivenditori di prodotti chimici. Questa sostanza chimica dovrebbe essere pura e priva di idrocarburi.
2. HCl viene generalmente concentrato come 13 N. Pertanto, una miscela 1: 1 di HCl e acqua pura produce una miscela di 6,5 N di HCl, che è abbastanza vicina a 6 N ai fini di questo esperimento.
  1. Assicurati di aggiungere l'HCl all'acqua e non il contrario, poiché l'aggiunta di acqua all'HCl concentrato è esotermica e genera calore. Ciò potrebbe causare lo schizzo di HCl.
3. Versare delicatamente e lentamente 100 mL HCl in un becher contenente 100 ml di acqua pura, facendo roteare la miscela tra le aggiunte di HCl.
Preparare una soluzione di NaCl al 5% (sale da cucina) in H₂O.
1. NaCl può essere acquistato presso i rivenditori di prodotti chimici. Questa sostanza chimica dovrebbe essere pura e priva di idrocarburi.
2. Calcolare e pesare la massa di sale necessaria per produrre ~1 L di soluzione al 5% (p/p). 1 L di acqua pesa ~ 1 kg o 1.000 g. Pertanto, 50 g di NaCl disciolti in 950 ml danno una soluzione al 5% (50 g + 950 g = 1.000 g; 50 g / 1.000 g = 0,05 o 5%).
3. Aggiungere delicatamente 50 g di NaCl all'acqua pura su una piastra automatica e attendere che si sciolga.
Ottenere i seguenti materiali: 2 flaconcini di vetro borosilicato puliti e bruciati (550 °C per 6 ore) da 40 mL con tappo rivestito in PTFE; un forno riscaldante o blocchi riscaldanti; pipette e lampadine in vetro borosilicato bruciato (550 °C per 6 ore); nastro pH (intervallo acido); Esano (l'esano può essere acquistato dai rivenditori di prodotti chimici. Questa sostanza chimica dovrebbe essere Optima Grade o equivalente).

2. Metodi

Iniziare con il TLE essiccato (contenente esteri) in uno dei flaconcini di vetro borosilicato da 40 ml.
Aggiungere circa 10 ml di 2 N KOH al TLE e al tappo.
Riscaldare in forno o su un blocco riscaldante a 60 °C per 2,5 ore per scindere il legame estere (Figura 3).
Togliere il campione dal fuoco e lasciarlo raffreddare a temperatura ambiente.
Aggiungere circa 10 ml della soluzione naCl al 5% al TLE (Figura 3). Questo aiuta a mantenere l'interfaccia tra la fase acquosa e organica (da aggiungere) dalla formazione di schiuma. Tappare e agitare brevemente.
Aggiungere 6 N HCl al TLE salato a goccia fino a raggiungere il pH 2 per protonare l'O^-e formare il prodotto finale, un acido carbossilico stabile (Figura 3; utilizzare carta a pH per testare). Se il TLE è stato colorato, potrebbe esserci un cambiamento di colore in coincidenza con pH 2.
Aggiungere circa 20 ml di esano alla soluzione acidificata, che ora è priva di esteri. Tappare e agitare vigorosamente per 5 s per estrarre i composti organici dall'acqua.
Lasciare impostare fino a quando le fasi acquose e organiche completamente separate. Sali, ioni, acqua e HCl non reazioni rimangono nella fase acquosa. I composti organici sono ora nell'esano.
Rimuovere circa il 75% dell'esano surnatante usando una pipetta ed erogare nell'altro flaconcino di vetro borosilicato da 40 mL.
Ripetere 2,7 - 2,9 due volte, aggiungendo circa 10 ml di esano ogni volta.
Scartare la miscela acquosa avanzata in un contenitore per rifiuti adeguato.
Etichettare il flaconcino contenente esano e sostanze organiche prive di esteri "TLE - saponificato.

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0:00

Overview

1:03

Principles of Saponification

2:38

Hydrolyzing Fatty Acid Methyl Esters

4:00

Separating the Organic and Aqueous Phases

5:36

Applications

8:03

Summary

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Conversione di esteri metilici di acidi grassi mediante saponificazione per paleotermometria Uk'37

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