Impiegando l'estrazione con acqua calda pressurizzata (PHWE) per esplorare la chimica di prodotti naturali in laboratorio dello studente non laureato

Questa tecnica rappresenta una strategia intrinsecamente pratica ed efficiente per l'estrazione di prodotti naturali in chimica di isolamento. E pensiamo che sia uno strumento di estrazione utile e gratuito. Poiché si tratta di un processo di flusso rapido, l'estratto viene riscaldato solo per un breve periodo e l'estrazione di pigmenti vegetali intrattabili che spesso complicano la purificazione è ridotta al minimo.

Riteniamo che questa tecnica sia adatta a consentire il campionamento tassonomico chemio oltre alla chimica medicinale facilitando la biospezione, che è la ricerca di molecole preziose in natura. La dimostrazione visiva di questo metodo è importante in quanto una preparazione di esempio nelle fasi di estrazione viene spiegata visivamente nel modo più efficace. Ciò rafforza anche la semplicità dell'estrazione e il suo uso appropriato nell'ambiente di laboratorio universitario.

Mettere 12,5 grammi di chiodi di garofano macinati grossolanamente in un becher da 250 millilitri. Aggiungere 12,5 grammi di sabbia e mescolare bene. Successivamente, raccogliere un portafiltro e caricare il cestello con l'intera miscela di chiodi di garofano e sabbia.

Utilizzare una manomissione per comprimere leggermente il campione assicurandosi di non comprimerlo troppo, il che impedirebbe il flusso del fluido. Caricare il portafiltro nella macchina per caffè espresso e posizionare un becher chiaro da 250 millilitri sotto di esso. Aggiungere una soluzione contenente il 30% di etanolo in acqua al serbatoio dell'acqua.

Utilizzando la macchina per caffè espresso, raccogliere 100 millilitri dell'estratto. Lasciare che il portafiltro finisca di gocciolare e quindi rimuoverlo dalla macchina per caffè espresso. Utilizzare una spatola per rimuovere le macine di chiodi di garofano dal portafiltro e scartarle in un contenitore di rifiuti solidi.

Risciacquare eventuali solidi residui con acqua del rubinetto nel lavandino. Trasferire il becher contenente gli estratti di chiodi di garofano in un bagno di ghiaccio e lasciarlo raffreddare fino a quando la temperatura ridotta ad almeno 30 gradi Celsius. In una cappa aspirante versare l'estratto raffreddato in un imbuto separatore da 250 millilitri.

Aggiungere 30 millilitri di esano e mescolare tremando delicatamente. Posizionare l'imbuto separatore in un morsetto ad anello montato su un supporto per la tordo e consentire agli strati acquosi e organici di separarsi. La separazione degli strati può richiedere fino a 10 minuti, quindi si consiglia di eseguire l'ottimizzazione del solvente dei TLC in attesa.

Raccogliere di nuovo lo strato acquoso nel becher da 250 millilitri. Trasferire lo strato organico che contiene il prodotto in un matraccio conico pulito da 250 millilitri. Quindi versare il pacchetto viso acquoso nell'imbuto separatorio.

Estrarre lo strato acquoso due volte in più con esano. Usando 30 millilitri di esano ogni volta. Unire gli strati organici nello stesso pallone conico da 250 millilitri dopo ogni estrazione.

Dopo la terza estrazione liquida versare l'estratto organico combinato nell'imbuto separatore. Lavare l'estratto organico aggiungendo 100 millilitri di acqua e scuotendo vigorosamente. Raccogliere lo strato organico in un pallone conico pulito da 250 millilitri.

E poi asciugarlo aggiungendo solfato di magnesio e vorticoso. Filtrare la miscela essiccata attraverso carta da filtro scanalata contenuta in un imbuto di vetro nel pallone inferiore rotondo. Utilizzando un evaporatore rotante, evaporare il solvente dal filtrato raccolto.

Quindi pesare il pallone contenente l'olio risultante. Aggiungere 10 millilitri di esano al pallone a fondo tondo contenente l'eugenolo grezzo contenente estratto. Versare la soluzione risultante in un imbuto separatore da 250 millilitri.

Risciacquare il pallone inferiore rotondo con 10 millilitri di esano e aggiungerlo all'imbuto separatore. Estrarre la soluzione di esano due volte con tre idrossido di sodio acquoso molare attraverso l'estrazione di liquidi liquidi. Utilizzando 25 millilitri di idrossido di sodio per ogni estrazione.

Raccogliere gli strati acquosi da ogni estrazione e combinarli in un pallone conico da 250 millilitri. Raccogliere lo strato organico in un pallone conico da 50 millilitri. Quindi asciugarlo aggiungendo solfato di magnesio al pallone e girandolo.

Filtrare la soluzione attraverso carta filtrante scanalata contenuta in un imbuto di vetro in un pallone inferiore rotondo pre-pesato da 100 millilitri. Scartare il residuo solido, quindi utilizzare un evaporatore rotante per rimuovere il solvente. Dopo questo pesare il pallone inferiore rotondo che ora contiene l'olio risultante su un bilanciere superiore.

Quindi posizionare il pallone conico che contiene gli strati acquosi combinati in un bagno d'acqua ghiacciata. Ruotare il pallone aggiungendo lentamente una soluzione molare 10 di acido cloridrico fino a formare un'emulsione bianca. Utilizzare una pipetta per trasferire una goccia di questa soluzione sulla carta rossa del Congo per testarne l'acidità.

La carta dovrebbe diventare blu. Dopo questo trasferire l'emulsione acquosa lattiera in un pallone da separazione da 250 millilitri. Assicurarsi che l'emulsione sia a temperatura ambiente e quindi eseguire l'estrazione di liquidi liquidi due volte utilizzando 30 millilitri di esano per estrazione.

Unire i due estratti di esano in un matraccio conico pulito da 100 millilitri. Aggiungere solfato di magnesio per asciugare la soluzione. Filtrare la soluzione attraverso carta filtrante scanalata contenuta in un imbuto di vetro nel pallone inferiore rotondo pre-pesato da 100 millilitri.

Quindi utilizzare un evaporatore rotante per rimuovere il solvente. Dopo questo pesare il pallone inferiore rotondo che ora contiene l'olio risultante su un bilanciere superiore. Utilizzando un macinino elettrico di spezie macinare 10 grammi di foglie di correa reflexa per 20-30 secondi.

Trasferire il materiale della pianta macinata in un becher da 250 millilitri. Aggiungere circa due grammi di sabbia grossolana. Mescolare la sabbia e il materiale vegetale insieme e quindi trasferirlo nel cesto di un portafiltro.

Utilizzare una manomissione per comprimere leggermente il campione assicurandosi di non comprimerlo troppo. Aggiungere circa 300 millilitri di etanolo al 35% in acqua al serbatoio della macchina per caffè espresso. Caricare il portafiltro nella macchina per caffè espresso e posizionare un becher da 250 millilitri sotto di esso.

Quindi raccogliere circa 100 millilitri di estratto. Attendere circa un minuto, quindi raccogliere altri 100 millilitri di estratto. Trasferire questa miscela in un bagno di ghiaccio per raffreddare.

Utilizzare un evaporatore rotante con una temperatura del bagno d'acqua di 40 gradi Celsius per evaporare l'etanolo. Successivamente trasferire l'estratto acquoso in un imbuto seperatorio. Estrarre la soluzione due volte con acetato di etile utilizzando 50 millilitri di acetato di etile per estrazione.

Unire gli estratti organici. Aggiungere il solfato di magnesio e ruotare il pallone per asciugare la soluzione. Quindi utilizzare un imbuto di vetro centrato per filtrare la soluzione e utilizzare un evaporatore rotante per ottenere l'estratto grezzo.

In questa procedura agli studenti viene assegnato un rapporto solvente TLC di acetone e cicloesano e dotato di standard puri di eugenolo e acetil-eugenolo. Viene eseguita l'analisi TLC e vengono presi in considerazione gli effetti della composizione del solvente sul fattore di ritenzione. Si vede che le composizioni ottimali del solvente variano tipicamente tra il 5 e il 20% di cicloesano acetone.

Con un fattore di ritenzione delta da 0,1 a 0,2. Le diverse proprietà acide delle due principali molecole organiche vengono quindi sfruttate per separarle mediante estrazione di liquidi liquidi. Tipicamente l'eugenolo era isolato in una resa dal 45 al 65% dell'estratto grezzo mentre l'acetil-eugenolo era isolato in una resa dal 5 al 10%.

Gli studenti hanno quindi utilizzato l'eluiante ottimizzato per determinare il successo della loro estrazione di liquidi liquidi rispetto ai loro estratti ai campioni di riferimento puri da parte del TLC. Gli studenti avanzati quindi sottoseminano metà del loro petrolio greggio isolato alla cromatografia a colonna flash. Mentre la completa separazione dell'eugenolo dall'acetil-eugenolo è raramente raggiunta a causa dei loro stretti fattori di ritenzione, alcune frazioni contenenti eugenolo puro sono generalmente raccolte.

Seguendo questa procedura, metodi come la spettroscopia a risonanza magnetica nucleare e la spettrometria di massa gascromatografica possono essere eseguiti caratterizzando i composti isolati. Non dimenticare che lavorare con liquidi caldi, pressioni relativamente elevate e liquidi corrosivi può essere pericoloso, quindi devono essere prese precauzioni come indossare dispositivi di protezione individuale.