Name: employing pressurized hot water extraction (phwe) to explore natural products chemistry in the undergraduate laboratory
Uploaded: 2018-11-07T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Employing Pressurized Hot Water Extraction PHWE to Explore Natural Products Chemistry in the Undergraduate Laboratory at JoVE.com

Forfatterne anerkender skole Natural Sciences - kemi, University of Tasmania og School of Chemistry, University of Sydney for finansiel støtte. B.J.D. og J.J. takke den australske regering for forskerstipendier uddannelse Program.

Bemærk: Det er tilrådeligt, at alle procedurer er udført i et stinkskab. Studerende skal bære passende personlige værnemidler på alle tidspunkter i laboratoriet og de sikkerhedsdatablade (SDS), der er forbundet med hver reagens skal høres før brug.
1. PHWE af nelliker: isolering af eugenol og acetyleugenol
<ol><li>Udvinding af eugenol og acetyleugenol fra nelliker
	<ol>
<li>Placer groft jorden nelliker (12,5 g) i et 250 mL bægerglas.</li>
		<li>Tilf...

<ol>
	<li>Newman, D. J., Cragg, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+Products+as+Sources+of+New+Drugs+from+1981+to+2014.">Natural Products as Sources of New Drugs from 1981 to 2014.</a> Journal of Natural Products. 79, 629-661 (2016).</li><li>Barnes, E. C., Kumar, R., Davis, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+isolated+natural+products+as+scaffolds+for+the+generation+of+chemically+diverse+screening+libraries+for+drug+discovery.">The use of isolated natural products as scaffolds for the generation of chemically diverse screening libraries for drug discovery.</a> Natural Product Reports. 33, 372-381 (2016).</li><li>DeCorte, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Underexplored+Opportunities+for+Natural+Products+in+Drug+Discovery.">Underexplored Opportunities for Natural Products in Drug Discovery.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 59, 9295-9304 (2016).</li><li>Bucar, F., Wube, A., Schmid, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+product+isolation+-+how+to+get+from+biological+material+to+pure+compounds.">Natural product isolation - how to get from biological material to pure compounds.</a> Natural Product Reports. 30, 525-545 (2013).</li><li>Sticher, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+product+isolation.">Natural product isolation.</a> Natural Product Reports. 25, 517-554 (2008).</li><li>Just, J., Deans, B. J., Olivier, W. J., Paull, B., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Method+for+the+Rapid+Extraction+of+Natural+Products:+Efficient+Isolation+of+Shikimic+Acid+from+Star+Anise.">New Method for the Rapid Extraction of Natural Products: Efficient Isolation of Shikimic Acid from Star Anise.</a> Organic Letters. 17, 2428-2430 (2015).</li><li>Caprioli, G., Cortese, M., Cristalli, G., Maggi, F., Odello, L., Ricciutelli, M., Sagratini, G., Sirocchi, V., Tomassoni, G., Vittori, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+espresso+machine+parameters+through+the+analysis+of+coffee+odorants+by+HS-SPME-GC/MS.">Optimization of espresso machine parameters through the analysis of coffee odorants by HS-SPME-GC/MS.</a> Food Chemistry. 135, 1127-1133 (2012).</li><li>Just, J., Jordan, T. B., Paull, B., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practical+isolation+of+polygodial+from+Tasmannia+lanceolata:+a+viable+scaffold+for+synthesis.">Practical isolation of polygodial from Tasmannia lanceolata: a viable scaffold for synthesis.</a> Organic Biomolecular Chemistry. 13, 11200-11207 (2015).</li><li>Just, J., Bunton, G. L., Deans, B. J., Murray, N. L., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+Eugenol+from+Cloves+Using+an+Unmodified+Household+Espresso+Machine:+An+Alternative+to+Traditional+Steam+Distillation.">Extraction of Eugenol from Cloves Using an Unmodified Household Espresso Machine: An Alternative to Traditional Steam Distillation.</a> Journal of Chemical Education. 93, 213-216 (2016).</li><li>Deans, B. J., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practical+Isolation+of+Asperuloside+from+Coprosma+quadrifida+via+Rapid+Pressurised+Hot+Water+Extraction.">Practical Isolation of Asperuloside from Coprosma quadrifida via Rapid Pressurised Hot Water Extraction.</a> Australian Journal of Chemistry. 69, 1219-1222 (2016).</li><li>Deans, B. J., Just, J., Chetri, J., Burt, L. K., Smith, J. N., Kilah, N. L., de Salas, M., Gueven, N., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressurized+Hot+Water+Extraction+as+a+Viable+Bioprospecting+Tool:+Isolation+of+Coumarin+Natural+Products+from+Previously+Unexamined+Correa+(Rutaceae).">Pressurized Hot Water Extraction as a Viable Bioprospecting Tool: Isolation of Coumarin Natural Products from Previously Unexamined Correa (Rutaceae).</a> ChemistrySelect. 2, 2439-2443 (2017).</li><li>Deans, B. J., Olivier, W. J., Girbino, D., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+carboxylic+acid-containing+diterpenoids+from+Dodonaea+viscosa+via+pressurised+hot+water+extraction.">Extraction of carboxylic acid-containing diterpenoids from Dodonaea viscosa via pressurised hot water extraction.</a> Fitoterapia. 126, 65-68 (2018).</li><li>Deans, B. J., Kilah, N. L., Jordan, G. J., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arbutin+Derivatives+Isolated+from+Ancient+Proteaceae:+Potential+Phytochemical+Markers+Present+in+Bellendena,+Cenarrhenes+and+Persoonia+Genera.">Arbutin Derivatives Isolated from Ancient Proteaceae: Potential Phytochemical Markers Present in Bellendena, Cenarrhenes and Persoonia Genera.</a> Journal of Natural Products. 81, 1241-1251 (2018).</li><li>Deans, B. J., Tedone, L., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phytochemical+profile+of+the+rare,+ancient+clone+Lomatia+tasmanica+and+comparison+to+other+endemic+Tasmanian+species+L.+tinctoria+and+L.+polymorpha.">Phytochemical profile of the rare, ancient clone Lomatia tasmanica and comparison to other endemic Tasmanian species L. tinctoria and L. polymorpha.</a> Phytochemistry. 153, 74-78 (2018).</li><li>Deans, B. J., Skierka, B., Karagiannakis, B. W., Vuong, D., Lacey, E., Smith, J. A., Bissember, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Siliquapyranone:+a+Tannic+Acid+Tetrahydropyran-2-one+Isolated+from+the+Leaves+of+Carob+(Ceratonia+siliqua)+by+Pressurised+Hot+Water+Extraction.">Siliquapyranone: a Tannic Acid Tetrahydropyran-2-one Isolated from the Leaves of Carob (Ceratonia siliqua) by Pressurised Hot Water Extraction.</a> Australian Journal of Chemistry. 71, (2018).</li><li>Olivier, W. J., Kilah, N. L., Horne, J., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ent-Labdane+Diterpenoids+from+Dodonaea+viscosa.">ent-Labdane Diterpenoids from Dodonaea viscosa.</a> Journal of Natural Products. 79, 3117-3126 (2016).</li><li>Rihak, K. J., Bissember, A. C., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polygodial:+A+viable+natural+product+scaffold+for+the+rapid+synthesis+of+novel+polycyclic+pyrrole+and+pyrrolidine+derivatives.">Polygodial: A viable natural product scaffold for the rapid synthesis of novel polycyclic pyrrole and pyrrolidine derivatives.</a> Tetrahedron. 74, 1167-1174 (2018).</li><li>Ntamila, M. S., Hassanali, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+Oil+of+Clove+and+Separation+of+Eugenol+and+Acetyl+Eugenol.">Isolation of Oil of Clove and Separation of Eugenol and Acetyl Eugenol.</a> Journal of Chemical Education. 53, 263 (1976).</li><li>Still, W. C., Kahn, M., Mitra, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+chromatographic+technique+for+preparative+separations+with+moderate+resolution.">Rapid chromatographic technique for preparative separations with moderate resolution.</a> Journal of Organic Chemistry. , 2923-2925 (1978).</li></ol>

Den klassiske procedure for isolere eugenol fra nelliker ved dampdestillation har været en del af de mellemliggende kemi laboratorium program på University of Sydney i årtier, men blev moderniseret for at ansætte PHWE metodologi i 2016 (figur 1). 9 , 18 det givet et antal fordele. For det første, udnytte husstand espressomaskiner i laboratoriemiljø straks fascineret og engageret studerende af illustrerer anvendelsen af en ikke-...

At isolering og identifikation af naturlige produkter er af grundlæggende betydning for det videnskabelige samfund og samfund mere generelt. 1 Bioprospecting, søge efter værdifulde organiske molekyler findes i naturen, stadig et uundværligt proces i opdagelsen af nyt stof kundeemner og potentielle terapeutiske agenter. Det anslås, at fra 1981-2014, ~ 75% af alle godkendte lille molekyle lægemidler var naturlige produkter, naturlige produkt, der stammer eller naturlige produkt-inspireret. 1 øvrigt naturprodukter besidder enorme strukturelle og kemiske mangfoldighed. Af denne grund repræsenterer de også værdifulde kemiske stilladser, der kan bruges direkte i organisk syntese eller i udviklingen af chiral ligander og katalysatorer. 2 , 3
Traditionelt, har relativt tidskrævende procedurer såsom maceration, Soxhlet udvinding og dampdestillation været grundlaget for forskning fokuseret på isolering af sekundære metabolitter fra planter. 4 mere moderne udvinding teknikker, herunder accelererede opløsningsmiddelekstraktion, har fokuseret på at reducere udvinding gange og oprettelse af grønnere protokoller. 4 , 5 i 2015, en original trykisoleret varmt vand udvinding (PHWE) metode blev rapporteret. 6 denne teknik ansat en umodificeret husstand espressomaskine til at lette hurtig og særdeles effektiv udvinding af shikimic syre fra stjerneanis. Espressomaskiner har været specielt designet og udviklet til at udtrække organiske molekyler fra passende jorden kaffebønner. At opnå dette, disse instrumenter varme vand ved temperaturer op til 96 ° C og ved tryk på typisk 9 bar. 7 med dette i tankerne, det er måske ikke overraskende at espressomaskiner kan udnyttes til at effektivt uddrag naturprodukter fra en vifte af plantemateriale.
Efterfølgende undersøgelser der involverer en lang række jordbaserede plantearter har vist denne PHWE teknik kapacitet til effektivt uddrag naturlige produkter over en relativt bred polaritet vifte. 6 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 endvidere forbindelser, der indeholder lidt følsomme funktionelle grupper, såsom aldehyder, Epoxider, glycosider og potentielt epimerizable stereogenic Centre var typisk upåvirket af udpakningsprocessen. Komplementariteten mellem denne teknik i forhold til mere traditionelle metoder er også blevet påvist. 12 , 16 dette PHWE metode har også været ansat til at isolere flere gram mængder af naturprodukter, som har været brugt til at forberede roman naturprodukt derivater og i komplekse molekyle syntese mere generelt. 8 , 11 , 17
Det blev identificeret denne nye PHWE metode kunne tjene som et nyttigt undervisningsredskab, som kunne indarbejdes i undergraduate laboratoriet. Dette stammer primært fra hurtige arten af denne teknik i forhold til de traditionelle udvindingsmetoder, som ofte er uforeneligt med de tidsmæssige begrænsninger forbundet med bachelor laboratorieforsøg. Derfor, denne teknik fortrængt den traditionelle bachelor kemi laboratorium eksperiment fokuseret på udvinding af eugenol fra nelliker beskæftiger dampdestillation på University of Tasmania. 9 , 18 siden dengang, variationer af dette eksperiment er blevet vedtaget af andre universiteter og en modificeret eksperiment med fokus på PHWE af nelliker nu funktioner i programmet bachelor kemi laboratorium på University of Sydney (vide infra ).
For at demonstrere det praktisk og gennemførligt beskæftiger denne nye PHWE tilgang til undervisningsformål, er to protokoller præsenteret som en del af denne undersøgelse. Den første del af denne betænkning fremhæver et eksperiment på PHWE af eugenol og acetyleugenol fra nelliker, som er en del af andet år bachelor laboratorium programmet på University of Sydney (figur 1). Dette eksperiment tjener til at introducere de studerende til naturprodukter kemi samtidig udvikle grundlæggende praktiske færdigheder. Den anden del er udstyret med et eksperiment på PHWE af de endemiske australske plantearter Correa reflexa som en del af det tredje år bachelor laboratorium program på University of Tasmania (figur 2). Dette eksperiment er designet til at simulere naturlig produkter bioprospecting og styrke core laboratoriemetoder. 11

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1069px;" width="1070">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">espresso machines</td>
			<td style="width:167px;">Breville/Sunbeam</td>
			<td style="width:520px;">Breville espresso machine model 800ES / Sunbeam EM3820 Caf&#233; Espresso II</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">rotary evporators</td>
			<td style="width:167px;">Buchi and Heidolph</td>
			<td style="width:520px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">cloves (plant material)</td>
			<td>Dijon Food Pty Ltd</td>
			<td></td>
			<td>Cloves must be ground in a food processor for students.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Correa reflexa (plant material)</td>
			<td>sample obtained in Tasmania</td>
			<td>Sample collected from mature shrubs in the Thomas Crawford Reserve at the University of Tasmania</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">sand</td>
			<td style="width:167px;">Ajax</td>
			<td style="width:520px;">1199</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">ethanol</td>
			<td>Redoc Chemicals</td>
			<td>E95 F3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">hexanes</td>
			<td>Ajax</td>
			<td>251</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">magnesium sulfate</td>
			<td>Ajax</td>
			<td>1548</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">diethyl ether</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1009215000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">silica on aluminium TLC plates</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1055540001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">eugenol</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1069620100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">eugenyl acetate</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>W246905</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">acetone</td>
			<td>Redox Chemicals</td>
			<td>Aceton13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">cyclohexane</td>
			<td>ChemSupply</td>
			<td>CA019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">silica gel 60</td>
			<td>Trajan</td>
			<td>5134312</td>
			<td style="width:167px;">40 - 63um (230-400mesh)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Congo red paper</td>
			<td>ChemSupply</td>
			<td>IS070-100S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">32% hydrochloric acid</td>
			<td>Ajax</td>
			<td>256</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

employing pressurized hot water extraction (phwe) to explore natural products chemistry in the undergraduate laboratory

En nyligt udviklede trykisoleret varmt vand udvinding (PHWE) metode, der udnytter en umodificeret husstand espressomaskine for at lette naturlige produkter forskning har også fundet programmer som en effektiv undervisningsredskab. Specifikt, er denne teknik blevet brugt til at introducere andet og tredje år universitetsstuderende til aspekter af naturprodukter kemi i laboratoriet. I denne rapport præsenteres to eksperimenter: PHWE af eugenol og acetyleugenol fra nelliker og PHWE af seselin og (+)-epoxysuberosin fra de endemiske australske plantearter Correa reflexa. Ved at ansætte PHWE i disse eksperimenter, rå fed ekstrakt, beriget med eugenol og acetyleugenol, blev fremstillet i 4-9% w/w fra nelliker ved andet år bachelorstuderende og seselin og (+)-epoxysuberosin blev isoleret i udbyttet af op til 1,1% w/w og 0,9% w/w fra C. reflexa af tredje års studerende. Den tidligere øvelse blev udviklet som en erstatning for den traditionelle damp destillation eksperiment giver en introduktion til ekstraktion og fraseparering teknikker, mens den sidstnævnte aktivitet featured guidede undersøgelse undervisningsmetoder i et forsøg på at simulere naturlige produkter bioprospecting. Dette stammer primært fra hurtige arten af denne PHWE teknik i forhold til traditionelle udvindingsmetoder, der er ofte uforenelige med den tidsbegrænsninger forbundet med bachelor laboratorieforsøg. Denne hurtige og praktiske PHWE metode kan bruges til at effektivt isolere forskellige klasser af organiske molekyler fra en række plantearter. Komplementariteten mellem denne teknik i forhold til mere traditionelle metoder er også blevet påvist tidligere.

PHWE af nelliker. Når du forsøger at udføre trinnet væske-væske ekstraktion, stødt studerende ofte emulsioner (tilsætning af saltlage ikke var typisk effektivt). På nuværende tidspunkt blev studerende instrueret i at Lad blandingen stå i en skilletragt, mens de udforskede virkningerne af Elueringsvæskens sammensætning på adskillelse af eugenol og acetyleugenol af TLC. Det skal bemærkes, at hexan kan erstattes med enten heptan eller dichlormethan taktfast væske-væske ekstra...

Watch this Scientific Journal Video about Employing Pressurized Hot Water Extraction PHWE to Explore Natural Products Chemistry in the Undergraduate Laboratory at JoVE.com

Employing Pressurized Hot Water Extraction PHWE to Explore Natural Products Chemistry in the Undergraduate Laboratory

Her, anvender vi en trykisoleret varmt vand udvinding (PHWE) metode, der udnytter en umodificeret husstand espressomaskine for at indføre bachelorstuderende til naturprodukter kemi i laboratoriet. Præsenteres to eksperimenter: PHWE af eugenol og acetyleugenol fra nelliker og PHWE af seselin og (+)-epoxysuberosin fra den australske plante Correa reflexa.

Ansætte trykisoleret varmt vand udvinding (PHWE) til at udforske naturprodukter kemi på bachelor laboratorium

A recently developed pressurized hot water extraction (PHWE) method which utilizes an unmodified household espresso machine to facilitate natural products ...

Denne teknik repræsenterer en i sagens natur praktisk og effektiv strategi for ekstraktion af naturlige produkter i isolationskemi. Og vi synes, det er en nyttig og gratis udvinding værktøj. Da dette er en hurtig strømningsproces, opvarmes ekstraktet kun i en kort periode, og udvindingen af uhåndterlige plantepigmenter, som ofte komplicerer rensningen, minimeres.Vi mener, at denne teknik er velegnet til at muliggøre kemo taksonomisk prøveudtagning ud over medicinsk kemi ved at lette bio efterforskning, som er søgen efter værdifulde molekyler i naturen. Visuel demonstration af denne metode er vigtig, da et prøvepræparat i udsugningstrin forklares mest effektivt visuelt. Dette styrker også enkelheden i udvinding og dens hensigtsmæssige anvendelse i bachelor laboratorium miljø.Placer 12,5 gram groft malede nelliker i en 250 milliliter bægerglas. Tilsæt 12,5 gram sand og bland godt. Derefter indsamles et portafilter og læg kurven med hele fed- og sandblandingen.Brug en manipulation til let at komprimere prøven og sørg for ikke at komprimere den for meget, hvilket ville forhindre væske i at flyde. Læg portafilteret i espressomaskinen, og anslæm et klart 250 milliliter bæger under det. Tilsæt en opløsning, der indeholder 30 procent ethanol i vand til vandtanken.Ved hjælp af espressomaskinen indsamles 100 milliliter af ekstraktet. Lad portafilteret tørre af og derefter fjerne det fra espressomaskinen. Brug en spatel til at fjerne fed grinds fra portafilter og kassér dem i en fast affaldsbeholder.Skyl eventuelle resterende faste stoffer med vand fra hanen i vasken. Bægerglasset med fed ekstrakter til et isbad og lad det køle af, indtil temperaturen er reduceret til mindst 30 grader celsius. I en røghætte hældes det afkølede ekstrakt i en 250 milliliter separatory tragt.Tilsæt 30 milliliter hexan og blandes ved at ryste forsigtigt. Anvend separattragten i en ringklemme, der er monteret på en retortstand, og lad de vandige og organiske lag adskilles. Det kan tage op til 10 minutter, før lagene adskilles, så vi anbefaler, at du udfører optimering af TFC'er, mens du venter.Opsaml det vandige lag tilbage i bægeret på 250 milliliter. Det organiske lag, der indeholder produktet, overføres til en ren 250 milliliter konisk kolbe. Hæld derefter den vandige ansigtspakke i separatory tragten.Uddrag det vandige lag to ekstra gange med hexan. Brug 30 milliliter hexan hver gang. De organiske lag kombineres i samme koniske kolbe på 250 milliliter efter hver ekstraktion.Efter den tredje flydende ekstraktion hæld den kombinerede organiske ekstrakt i separatory tragt. Det organiske ekstrakt vaskes ved at tilsætte 100 milliliter vand og ryste kraftigt. Det organiske lag opsamles i en ren konisk kolbe på 250 milliliter.Og tør det derefter ved at tilføje magnesiumsulfat og hvirvlende. Den tørrede blanding filtreres gennem riflet filterpapir i en glastragt i den runde bundkolbe. Ved hjælp af en roterende fordamper, fordampe opløsningsmidlet fra den opsamlede filtrate.Kolben, der indeholder den resulterende olie, vejes derefter. Der tilsættes 10 milliliter hexan til den runde bundkolbe, der indeholder den rå eugenol, der indeholder ekstrakt. Den resulterende opløsning hældes i en 250 milliliter separatory tragt.Skyl den runde bundkolbe med 10 milliliter hexan og tilsæt denne til separattragten. Hexanopløsningen udvindes to gange med tre molarvandenatriumhydroxid via flydende væskeekstraktion. Ved hjælp af 25 milliliter natriumhydroxid til hver ekstraktion.De vandige lag opsamles fra hver ekstraktion, ogbiner dem i en konisk kolbe på 250 milliliter. Det organiske lag opsamles i en konisk kolbe på 50 milliliter. Tør den derefter ved at tilsætte magnesiumsulfat til kolben og hvirvle den.Opløsningen filtreres gennem riflet filterpapir, der er indeholdt i en glastragt, i en forvejet 100 milliliter rund bundkolbe. Kassér derefter den faste rest, og brug derefter en roterende fordamper til at fjerne opløsningsmidlet. Efter denne vej den runde bundkolbe, som nu indeholder den resulterende olie på en top pan balance.Dernæst placere koniske kolbe, der indeholder de kombinerede vandige lag i en is vandbad. Kolben hvirvles om, mens der langsomt tilsættes en 10 molaropløsning af saltsyre, indtil der dannes en hvid emulsion. Brug en pipette til at overføre en dråbe af denne opløsning til Congos røde papir for at teste dens surhedsgrad.Papiret skal blive blåt. Efter denne overførsel overføres den mælkeagtige vandige emulsion til en 250 milliliter, der adskiller kolben. Sørg for, at emulsionen er ved stuetemperatur, og udfør derefter væskeekstraktion to gange med 30 milliliter hexan pr. ekstraktion.Kombiner de to hexanekstrakter i en ren 100 milliliter konisk kolbe. Tilsæt magnesiumsulfat til at tørre opløsningen. Opløsningen filtreres gennem riflet filterpapir, der er indeholdt i en glastragt, i den forvejede 100 milliliter rund bundkolbe.Brug derefter en roterende fordamper til at fjerne opløsningsmidlet. Efter denne vej den runde bundkolbe, som nu indeholder den resulterende olie på en top pan balance. Ved hjælp af en elektrisk krydderi kværn male 10 gram correa reflexa blade i 20 til 30 sekunder.Jordanlæggets materiale overføres til et bægerglas på 250 milliliter. Tilsæt cirka to gram groft sand. Bland sand og plantemateriale sammen og derefter overføre det i kurven af en portafilter.Brug en manipulation til let at komprimere prøven og sørg for ikke at komprimere den for meget. Tilsæt omkring 300 milliliter 35 procent ethanol i vand til espressomaskinetanken. Læg portafilteret i espressomaskinen, og anslæm et 250 milliliter bæger under det.Derefter indsamles ca. 100 milliliter ekstrakt. Vent i ca. et minut, og saml derefter yderligere 100 milliliter ekstrakt. Overfør denne blanding til et isbad for at køle af.Brug en roterende fordamper med en vandbadtemperatur på 40 grader celsius til at fordampe ethanolen. Overfør derefter det vandige ekstrakt til en separat tragt. Opløsningen udvindes to gange med ethylacetat med 50 milliliter ethylacetat pr. ekstraktion.Kombiner de organiske ekstrakter. Der tilsættes magnesiumsulfat, og kolben hvirvles rundt for at tørre opløsningen. Brug derefter en centreret glastragt til at filtrere opløsningen og bruge en roterende fordamper til at opnå det rå ekstrakt.I denne procedure studerende tildeles en TLC opløsningsmiddel forhold af acetone og cyclohexan og forsynet med rene standarder for eugenol og acetyl-eugenol. TLC-analyse udføres, og virkningerne af opløsningsmiddelsammensætningen på retentionsfaktoren tages i betragtning. De optimale opløsningsmiddel sammensætninger ses typisk varierer mellem fem og 20 procent acetone cyclohexan.Med en deltafastholdelsesfaktor på 0,1 til 0,2. De forskellige syrebaserede egenskaber af de to store organiske molekyler udnyttes derefter til at adskille dem ved flydende væskeekstraktion. Typisk eugenol blev isoleret i et udbytte på 45 til 65 procent af den rå ekstrakt, mens acetyl-eugenol blev isoleret i et udbytte på fem til 10 procent.Studerende derefter udnyttet den optimerede eluant at bestemme succesen af deres flydende flydende ekstraktion i forhold til deres ekstrakter til den rene reference prøver af TLC. Avancerede studerende derefter underkaste halvdelen af deres isolerede råolie til flash kolonne kromatografi. Mens den fuldstændige adskillelse af eugenol fra acetyl-eugenol sjældent opnås på grund af deres tætte retentionsfaktorer, indsamles der generelt nogle få fraktioner, der indeholder ren eugenol.Efter denne procedure, metoder som nuklear magnetisk resonans spektroskopi og gaskromatografi massespektrometri kan udføres karakteriseret de isolerede forbindelser. Glem ikke, at arbejde med varme væsker, relativt høje tryk og ætsende væsker kan være farligt, så forholdsregler såsom at bære personlige værnemidler bør træffes.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Employing Pressurized Hot Water Extraction (PHWE) to Explore Natural Products Chemistry in the Undergraduate Laboratory

Hot Biological Catalysis: Isothermal Titration Calorimetry to Characterize Enzymatic Reactions

Hot Biologisk katalyse: Isothermal Titrering kalorimetri at karakterisere enzymatiske reaktioner

Isothermal titration calorimetry (ITC) is a well-described technique that measures the heat released or absorbed during a chemical reaction, using it as ...

Chemical Gardens as Flow-through Reactors Simulating Natural Hydrothermal Systems

Kemiske haver som Flow-through Reactors simulere naturlig Hydrotermiske Systems

Here we report experimental simulations of hydrothermal chimney growth using injection chemical garden methods. The versatility of this type of experiment ...

Water in Oil Emulsions: A New System for Assembling Water-soluble Chlorophyll-binding Proteins with Hydrophobic Pigments

Vand i olie Emulsioner: Et nyt system til samling Vandopløselige klorofyl-bindende proteiner med Hydrofobe Pigmenter

Chlorophylls (Chls) and bacteriochlorophylls (BChls) are the primary cofactors that carry out photosynthetic light harvesting and electron transport. ...

A Direct, Early Stage Guanidinylation Protocol for the Synthesis of Complex Aminoguanidine-containing Natural Products

En Direct, Early Stage Guanidinylation Protokol til syntese af komplekse aminoguanidin-holdige Naturprodukter

The guanidine functional group, displayed most prominently in the amino acid arginine, one of the fundamental building blocks of life, is an important ...

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

In situ karakterisering af Hydratformerne Proteiner i vand ved Salvi og ToF-SIMS

This work demonstrates in situ characterization of protein biomolecules in the aqueous solution using the System for Analysis at the Liquid Vacuum ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Syntese af Protein biokonjugater<em&gt; via</em&gt; Cystein-maleimid Kemi

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

Laboratorium Produktion af biobrændstoffer og biokemikalier fra en Rapsolie gennem Catalytic Cracking Conversion

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

Synthesis of a Water-soluble MetalÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œOrganic Complex Array

Syntese af en Vandopløseligt Metal-Organic Complex Array

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Application and Methodology of the Non-destructive 19F Time-domain NMR Technique to Measure the Content in Fluorine-containing Drug Products

Application and Methodology of the Non-destructive 19F Time-domain NMR Technique to Measure the Content in Fluorine-containing Drug Products

Ansøgning og metodologi for ikke-destruktiv 19F-domæne NMR teknik til at måle indholdet i fluor-holdige lægemidler

Here, we describe a protocol developed by our group that uses low-field fluorine-19 (19F) time-domain (TD) nuclear magnetic resonance (NMR) to measure the ...

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

In Situ Karakterisering af Boehmite partikler i vandet ved hjælp af flydende SEM

In situ imaging and elemental analysis of boehmite (AlOOH) particles in water is realized using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface ...