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

De auteurs erkennen de School of Natural Sciences - chemie, Universiteit van Tasmanië en de School in de chemie, de Universiteit van Sydney voor financiële steun. B.J.D. en J.J. bedanken de Australische regering voor onderzoek Training programma beurzen.

Opmerking: Het is raadzaam dat alle procedures worden uitgevoerd in een zuurkast. Studenten dienen passende persoonlijke beschermingsmiddelen te allen tijde te dragen in het laboratorium en de veiligheidsinformatiebladen (SDS) dat elk reagens gekoppeld moeten worden geraadpleegd voordat gebruik.
1. PHWE van kruidnagel: isolatie van eugenol en acetyleugenol
<ol><li>Extractie van eugenol en acetyleugenol van kruidnagel
	<ol>
<li>Plaats grof gemalen kruidnagel ...

<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>

De klassieke procedure voor het isoleren van eugenol van kruidnagel door stoomdestillatie is onderdeel van het programma laboratorium tussenliggende scheikunde aan de Universiteit van Sydney geweest voor decennia maar werd gemoderniseerd om PHWE methodologie in 2016 (Figuur 1) tewerk te stellen. 9 , 18 dit leverde een aantal voordelen. In de eerste plaats met behulp van huishoudelijke espressomachines in de labo-omgeving onmiddellijk...

De isolatie en identificatie van natuurlijke producten zijn van fundamenteel belang voor de wetenschappelijke gemeenschap en de samenleving meer in het algemeen. 1 Bioprospecting, het zoeken naar waardevolle organische moleculen in de natuur, blijft een onmisbaar proces in de ontdekking van nieuwe drug leads en potentiële therapeutische agenten. Geschat wordt dat vanaf 1981-2014 ~ 75% van alle goedgekeurde klein molecuul farmaceutische drugs werden natuurproducten, natuurlijke product afkomstige of natuurlijke product-geïnspireerd. 1 voorts natuurproducten beschikken over enorme structurele en chemische diversiteit. Om deze reden vertegenwoordigen zij ook waardevolle chemische steigers die direct kunnen worden gebruikt in de organische synthese of in de ontwikkeling van chirale ligand en katalysatoren. 2 , 3
Relatief tijdrovende procedures zoals maceratie Soxhlet extractie en stoomdestillatie hebben van oudsher de steunpilaar van onderzoek gericht op het isolement van secundaire metabolieten van planten. 4 modernere technieken van de extractie, met inbegrip van versnelde solvent extractie, hebben gericht op de vermindering van de winning keer en tot oprichting van groenere protocollen. 4 , 5 in 2015, een originele drukkend warm water-extractiemethode (PHWE) werd gemeld. 6 deze techniek gebruikt een ongewijzigde huishoudelijke espressomachine ter vergemakkelijking van de snelle en vooral efficiënte winning van shikiminezuur zuur van steranijs. Espressomachines zijn specifiek ontworpen en gebouwd om uittreksel van organische moleculen uit adequaat grond koffiebonen. Om dit, deze instrumenten warmte water bij temperaturen tot 96 ° C en druk van meestal 9 bar. 7 met dit in gedachten, het is misschien niet verrassend dat espressomachines kunnen worden gebruikt om natuurproducten efficiënt te extraheren uit een scala van plantaardig materiaal.
Latere studies waarbij allerlei soorten terrestrische planten hebben aangetoond dat de capaciteit van deze techniek PHWE efficiënt uitpakken van natuurlijke producten in een relatief brede polariteit scala. 6 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 voorts verbindingen met enigszins gevoelig functionele groepen, zoals aldehyden, epoxiden, glycosiden en potentieel epimerizable stereogenic centra werden meestal niet beïnvloed door het extractieproces. Het complementaire karakter van deze techniek ten opzichte van meer traditionele methoden is ook aangetoond. 12 , 16 deze PHWE methode heeft ook tewerkgesteld te isoleren multi gram hoeveelheden van natuurlijke producten, die zijn gebruikt voor het bereiden van roman natuurproduct derivaten en in ingewikkelde molecuul synthese meer in het algemeen. 8 , 11 , 17
Het was vastgesteld dat deze nieuwe PHWE methode zou kunnen dienen als een nuttig leermiddel die kan worden opgenomen in het undergraduate laboratorium. Dit is primair afgeleid van de snelle aard van deze techniek ten opzichte van de traditionele extractiemethoden die vaak onverenigbaar met de tijdsdruk undergraduate laboratoriumexperimenten is gekoppeld zijn. Bijgevolg is deze techniek verdrongen de traditionele undergraduate chemie laboratorium experiment, gericht op de winning van eugenol uit teentjes dienst stoomdestillatie op de Universiteit van Tasmanië. 9 , 18 sinds die tijd, variaties van dit experiment zijn overgenomen door andere universiteiten en een gemodificeerde experiment, gericht op de PHWE van kruidnagel nu functies in het programma van de laboratorium undergraduate scheikunde aan de Universiteit van Sydney (vide infra ).
Om aan te tonen de uitvoerbaarheid en de haalbaarheid van het gebruik van deze nieuwe benadering van de PHWE voor onderwijsdoeleinden, zijn twee protocollen ingediend als onderdeel van deze studie. Het eerste deel van dit verslag wijst op een experiment op de PHWE van eugenol en acetyleugenol van kruidnagel die deel van het programma van het tweede jaar undergraduate laboratorium aan de Universiteit van Sydney (Figuur 1 uitmaakt). Dit experiment dient om studenten kennismaken met chemie van natuurproducten terwijl de ontwikkeling van fundamentele praktische vaardigheden. Het tweede deel beschikt over een experiment op de PHWE van de endemische Australische plantensoorten Correa reflexa dat deel van het programma van de derdejaars undergraduate laboratorium aan de Universiteit van Tasmanië (Figuur 2 uitmaakt). Dit experiment is ontworpen om te simuleren van natuurproducten bioprospecting en versterking van de kern laboratoriumtechnieken. 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

Een onlangs ontwikkelde drukkend warm water (PHWE) extractiemethode die gebruik maakt van een ongewijzigde huishoudelijke espressomachine om natuurproducten onderzoek gebleken ook toepassingen als een effectieve pedagogisch instrument. Deze techniek is in het bijzonder gebruikt om tweede - en derdejaars studenten kennismaken met aspecten van de chemie van natuurproducten in het laboratorium. In dit verslag twee experimenten worden gepresenteerd: de PHWE van eugenol en acetyleugenol van kruidnagel en de PHWE van seselin en (+)-epoxysuberosin van de endemische Australische plantensoorten Correa reflexa. Deze experimenten door PHWE, het ruwe teentje extract, verrijkt met eugenol en acetyleugenol, op 4-9% w/w van kruidnagel is verkregen door tweedejaars studenten, seselin en (+)-epoxysuberosin werden geïsoleerd in opbrengsten van maximaal 1,1% w/w en 0,9% w/w van C. reflexa door derdejaars studenten. De voormalige oefening werd ontwikkeld als een vervanging voor het traditionele stoom distillatie experiment dat het verstrekken van een inleiding tot de extractie en afscheiding technieken, terwijl de laatstgenoemde activiteit geleid-onderzoek onderwijsmethoden featured in een poging om te simuleren natuurproducten bioprospecting. Dit is primair afgeleid van de snelle aard van deze techniek PHWE ten opzichte van traditionele extractiemethoden die vaak onverenigbaar met de tijdsdruk undergraduate laboratoriumexperimenten is gekoppeld zijn. Deze snelle en praktische PHWE-methode kan worden gebruikt om efficiënt isoleren van verschillende klassen van organische moleculen uit een aantal plantensoorten. Het complementaire karakter van deze techniek ten opzichte van meer traditionele methoden is ook eerder aangetoond.

PHWE van kruidnagel. Wanneer u probeert uit te voeren van de vloeistof-vloeistof extractie stap, tegengekomen studenten vaak emulsies (de toevoeging van pekel was meestal niet effectieve). In dit stadium, studenten werden instructies hebt ontvangen laat het mengsel in de scheitrechter staan terwijl ze de effecten van eluens samenstelling op de scheiding van eugenol en acetyleugenol onderzocht van TLC. Opgemerkt moet worden dat hexaan met heptaan of dichloormethaan in de vloeistof-vloeisto...

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

Hier, hanteren wij een drukkend warm water (PHWE) extractiemethode, die gebruik maakt van een ongewijzigde huishoudelijke espressomachine om studenten kennismaken met natuurproducten chemie in het laboratorium. Twee experimenten worden gepresenteerd: PHWE van eugenol en acetyleugenol van kruidnagel en PHWE van seselin en (+)-epoxysuberosin van de Australische plant Correa reflexa.

Drukkend warm Water extractie (PHWE) om te verkennen van natuurproducten chemie in het Undergraduate laboratorium in dienst

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

Deze techniek is een inherent praktische en efficiënte strategie voor de winning van natuurlijke producten in de isolatiechemie. En we denken dat het een nuttig en gratis extractie-instrument is. Omdat dit een snel stroomproces is, wordt het extract slechts voor een korte periode verwarmd en wordt de extractie van hardnekkige plantenpigmenten die de zuivering vaak bemoeilijken, geminimaliseerd.Wij denken dat deze techniek is zeer geschikt voor het mogelijk maken van chemo taxonomische bemonstering in aanvulling op medicinale chemie door het vergemakkelijken van bio prospectie dat is het zoeken naar waardevolle moleculen in de natuur. Visuele demonstratie van deze methode is belangrijk omdat een monstervoorbereiding in extractiestappen het meest effectief visueel wordt uitgelegd. Dit versterkt ook de eenvoud van de extractie en het juiste gebruik ervan in de undergraduate laboratoriumomgeving.Doe 12,5 gram grof gemalen kruidnagel in een bekerglas van 250 milliliter. Voeg 12,5 gram zand toe en meng goed. Verzamel vervolgens een portafilter en laad de mand met het hele kruidnagel- en zandmengsel.Gebruik een sabotage om het monster licht te comprimeren om ervoor te zorgen dat het niet te veel comprimeren, waardoor vloeistof zou worden voorkomen dat stromen. Laad het portafilter in de espressomachine en plaats er een duidelijke bekerglas van 250 milliliter onder. Voeg een oplossing met 30 procent ethanol in water toe aan de watertank.Verzamel met behulp van de espressomachine 100 milliliter van het extract. Laat het portafilter druipen en haal het vervolgens uit de espressomachine. Gebruik een spatel om de kruidnagel maalt uit de portafilter te verwijderen en gooi ze in een vaste afvalcontainer.Spoel alle resterende vaste stoffen met kraanwater in de gootsteen. Breng het bekerglas met de kruidnagelextracten over in een ijsbad en laat het afkoelen tot de temperatuur tot ten minste 30 graden celsius is verlaagd. Giet het afgekoelde extract in een 250 milliliter separatortrechter.Voeg 30 milliliter hexaan toe en meng door zachtjes te schudden. Plaats de separatory trechter in een ringklem die op een retorttribune is gemonteerd en laat de waterige en organische lagen scheiden. Het kan tot 10 minuten duren voordat de lagen zijn gescheiden, dus we raden u aan om oplosmiddeloptimalisatie van TLCs uit te voeren terwijl u wacht.Verzamel de waterige laag terug in de 250 milliliter bekerglas. Breng de organische laag die het product bevat over in een schone conische kolf van 250 milliliter. Giet vervolgens de waterige face pack in de separatory trechter.Haal de waterige laag twee keer extra uit met hexaan. Met behulp van 30 milliliter hexaan elke keer. Combineer de organische lagen in dezelfde conische kolf van 250 milliliter na elke extractie.Na de derde vloeibare extractie giet het gecombineerde organische extract in de separatory trechter. Was het organische extract door het toevoegen van 100 milliliter water en schudden krachtig. Verzamel de organische laag in een schone 250 milliliter conische kolf.En droog het dan door magnesiumsulfaat toe te voegen en te wervelen. Filtreer het gedroogde mengsel door geribbeld filterpapier in een glazen trechter in de ronde bodemkolf. Verdampen met behulp van een roterende verdamper het oplosmiddel uit het verzamelde filtraat.Weeg vervolgens de kolf met de resulterende olie. Voeg 10 milliliter hexaan toe aan de ronde bodemkolf met de ruwe eugenol die extract bevat. Giet de resulterende oplossing in een 250 milliliter separatory trechter.Spoel de ronde bodemkolf af met 10 milliliter hexaan en voeg deze toe aan de separatory trechter. Haal de hexaanoplossing twee maal uit met drie molaire natriumhydroxide via vloeibare vloeistofextractie. Met behulp van 25 milliliter natriumhydroxide voor elke extractie.Verzamel de waterige lagen van elke extractie en combineer ze in een 250 milliliter conische kolf. Verzamel de organische laag in een 50 milliliter conische kolf. Droog het vervolgens door magnesiumsulfaat aan de kolf toe te voegen en te wervelen.Filtreer de oplossing door geribbeld filterpapier in een glazen trechter in een voorgewogen ronde bodemkolf van 100 milliliter. Gooi het vaste residu weg en gebruik vervolgens een roterende verdamper om het oplosmiddel te verwijderen. Daarna weegt u de ronde bodemkolf die nu de resulterende olie op een bovenste panbalans bevat.Plaats vervolgens de conische kolf die de gecombineerde waterige lagen bevat in een ijswaterbad. Draai de kolf terwijl langzaam het toevoegen van een 10 molaire oplossing van zoutzuur tot een witte emulsie wordt gevormd. Gebruik een pipet om een druppel van deze oplossing over te brengen op Congo rood papier om de zuurgraad te testen.Het papier moet blauw worden. Na deze overdracht van de melkachtige waterige emulsie naar een 250 milliliter scheiden kolf. Zorg ervoor dat de emulsie op kamertemperatuur is en voer vervolgens twee maal vloeibare vloeistofextractie uit met behulp van 30 milliliter hexaan per extractie.Combineer de twee hexaanextracten in een schone conische kolf van 100 milliliter. Voeg magnesiumsulfaat toe om de oplossing te drogen. Filtreer de oplossing door geribbeld filterpapier in een glazen trechter in de voorgewogen ronde bodemkolf van 100 milliliter.Gebruik vervolgens een roterende verdamper om het oplosmiddel te verwijderen. Daarna weegt u de ronde bodemkolf die nu de resulterende olie op een bovenste panbalans bevat. Met behulp van een elektrische kruidenmolen maal 10 gram correa reflexa bladeren gedurende 20 tot 30 seconden.Breng het grondplantmateriaal over op een bekerglas van 250 milliliter. Voeg ongeveer twee gram grof zand toe. Meng het zand en plantaardig materiaal door elkaar en breng het vervolgens over in de mand van een portafilter.Gebruik een sabotage om het monster licht te comprimeren om ervoor te zorgen dat u het niet te veel comprimeert. Voeg ongeveer 300 milliliter van 35 procent ethanol in water toe aan de espressomachinetank. Laad het portafilter in de espressomachine en plaats er een bekerglas van 250 milliliter onder.Verzamel vervolgens ongeveer 100 milliliter extract. Wacht ongeveer een minuut dan verzamelen nog eens 100 milliliter extract. Breng dit mengsel naar een ijsbad om af te koelen.Gebruik een roterende verdamper met een waterbadtemperatuur van 40 graden Celsius om de ethanol te verdampen. Breng vervolgens het waterige extract over naar een aparte trechter. Haal de oplossing twee maal uit met ethylacetaat met behulp van 50 milliliter ethylacetaat per extractie.Combineer de organische extracten. Voeg magnesiumsulfaat toe en draai de kolf om de oplossing te drogen. Gebruik vervolgens een gecentreerde glazen trechter om de oplossing te filteren en een roterende verdamper te gebruiken om het ruwe extract te verkrijgen.In deze procedure krijgen de studenten een TLC oplosmiddelverhouding van aceton en cyclohexaan toegewezen en voorzien van zuivere normen van eugenol en acetyl-eugenol. TLC-analyse wordt uitgevoerd en de effecten van oplosmiddelsamenstelling op de retentiefactor worden in aanmerking genomen. De optimale oplosmiddelsamenstellingen worden gezien als meestal variëren tussen de vijf en 20 procent aceton cyclohexaan.Met een deltaretentiefactor van 0,1 tot 0,2. De verschillende op zuur gebaseerde eigenschappen van de twee belangrijkste organische moleculen worden vervolgens benut om ze te scheiden door vloeibare vloeistofextractie. Typisch eugenol werd geïsoleerd in een opbrengst van 45 tot 65 procent van het ruwe extract, terwijl acetyl-eugenol werd geïsoleerd in een opbrengst van vijf tot 10 procent.Studenten gebruikten vervolgens de geoptimaliseerde eluant om het succes van hun vloeibare extractie te bepalen door hun extracten te vergelijken met de zuivere referentiemonsters van TLC. Gevorderde studenten onderwerpen vervolgens de helft van hun geïsoleerde ruwe olie aan flash kolomchromatografie. Terwijl de volledige scheiding van eugenol van acetyl-eugenol zelden wordt bereikt vanwege hun nauwe retentiefactoren, worden over het algemeen een paar fracties met zuivere eugenol verzameld.Na deze procedure kunnen methoden zoals nucleaire magnetische resonantiespectroscopie en gaschromatografie massaspectrometrie worden uitgevoerd, gekenmerkt door de geïsoleerde verbindingen. Vergeet niet, het werken met hete vloeistoffen, relatief hoge druk en bijtende vloeistoffen kan gevaarlijk zijn, zodat voorzorgsmaatregelen zoals het dragen van persoonlijke beschermingsmiddelen moeten worden genomen.

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 Biologische Katalyse: Isothermisch titratiecalorimetrie om enzymatische reacties karakteriseren

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

Chemische Gardens als doorstroomreactoren simuleren Natural Hydrothermal 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

Water in olie emulsies: Een nieuw systeem voor het samenstellen van water-oplosbare-Chlorophyll bindende eiwitten met Pigmenten Hydrofobe

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

Een Direct, Early Stage Guanidinylation protocol voor de synthese van complexe-Aminoguanidine bevattende Natural Products

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 van gehydrateerde Eiwitten in Water door SALVI en 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

Eiwitsynthese Bioconjugaten<em&gt; via</em&gt; Cysteïne-maleïmide Chemistry

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 productie van biobrandstoffen en Biochemicals uit een Koolzaadolie door middel van katalytisch kraken 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

Synthese van een water-oplosbaar metaal-organisch 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

Toepassing en methodologie van de niet-destructieve 19F tijdsdomein NMR techniek voor het meten van de inhoud in fluor-bevattende geneesmiddelen

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 van böhmiet deeltjes in het Water met behulp van vloeibare 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 ...