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Zeitschrit fiir Lebensmittel-Untersuchung und-Forschung 97. BAND OKTOBER 1953 HEFT 4 Anwendungen der Papierchromatographie bei der Untersuchung von Lebensmitteln. II. Mitteilung*. _Nachweis und Reinheitsprii[ung von Glykolen und iihnlichen Verbindungen. Von K. G. BERGNER und H. SPERLICH. Mitteilung aus der Chemischen Landesuntersuchungsanstalt Stuttgart. )/[it 6 Textabbildungen. (Eingegangen am 1. Juli 1953.) Glykole lind ~hnliche mehrwertige Alkohole sowie ihre J~ther werden seit l~ngerer Zeit als technische LSsungsmittet, Gefrierschutzmittel und Zwischenprodukte der organischen Synthese verwendet. Zu nennen sind hier vor Mlem.~thylenglykol, ],2-Propylenglykol, 1,3- und 1,4-Butan- diol sowie ~thylglykol und Dii~thylenglykolmonoithylither (APV). In den letzten Jahren haben diese Verbindungen auch in der Pharmazie und Lebensmittelchemie eine gewisse Bedeutung erlangt. Seit 1930 wurden sie in den USA, bald darauf in Deutschland Ms LOsungsmittel z. ]3. fiir Essenzen und Aromen angeboten und wihrend des Krieges kamen sie Ms Glyeerinersatzmittel fiir pharmazeutische Zwecke in den Handel, was keineswegs unbedenklich war. Bei ihrer Ver- wendung ist n~mlich die unterschiedliehe Toxicit~t zu beachten. So gelten Athylenglykol, 1,3- Propandiol, 1,4-Butandiol und 2,3-Butylenglykol als recht toxisch, w~thrend nach den Unter- suchungen yon LOESEn 1 1,2-Propylenglykol und 1,3-Butandiol gesundheitlich nicht bedenklicher als Glycerin sind. Unsaehgemfige Anwendung -- vor allem in Arzneimitteln zum innerlichen Gebrauch, aber auch in Lebensmitteln -- haben wiederholt zu Vergiftungsf~llen gefiihrt. In Deutschland wurde daher die Verwendung yon Glykolen und Glykolverbindungen irn Lebens- mittelverkehr dutch den I~dErl. des l~MinI, veto 10. VIII. 1942 verboten. Glykole werden welter zum Feuchthalten yon Tabak und kosmetisehen Pr~paraten vorgesehlagen. Ffir diese Zwecke wird in Deutschland laut Rundschreiben des BMinI. veto ll. III. 1952 1,3-Butandiol als unbedenklich angesehen. SchlieNich konnten wir Glykole als Verfitlschungsmittel ~therischer 01e, die aus dem Ausland eingefiihrt wurden, beobachien. Aus diesen Tatsachen geht die Bedeutung mSglichst einfach durchzufiihrender analytischer Verfahren hervor, mit denen nicht nur Glykole in Erzeugnissen a]ler Art nachzuweisen, sondern auch ihre t~einheit nachzuprfifen sind. Mit den bisher bekannt gewordenen chemischen N~chweisre~ktionen ist jedoch eine sichere Iden- ~ifizierung der Glykole nicht immer mSglieh, vor allem wenn diese in Mischungen miteinander vorliegen. Dies gilt besonders fiir die Farbreaktionen, die aueh durch Fremdstoffe leicht gestSrt werden. Fiir die Feststellung der physikalischen Kon- stanten ben6tigt man wiederum grSBere Mengen an Reinsubst~nzen, die in der Pmxis nieht immer zur Verfiigung stehen. So kamen in neuerer Zeit SeSC~IDT und ManeZINKE 2 zu dem Schlufi, dab ,,die Unterscheidung und der Nachweis der untersuchten Verbindungen auflerordentlich schwierig ist und nut die Bestimmung des Mikrosiedepunkts, der l~efraktion und die ]3ildung der p-Nitrophenylhydrazine * I. Mitteilung. BE~ClVE~, K. G., u./-I. SPEnL~C~:Dtsch. Lebensmittel-Rdseh. 47, 134 (1951). LOESE~, A. : Pharmazie 4, 263 (1949). SCHMIDT, A., u. G. Ma~CZ~NKE: Pharmaz. Zentralhalle 88, 203, 236 (1949). Lebensmittel, 13and 97, l~eft 4. 17

Anwendungen der Papierchromatographie bei der Untersuchung von Lebensmitteln II. Mitteilung Nachweis und Reinheitsprüfung von Glykolen und ähnlichen Verbindungen

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Zeitschrit fiir

Lebensmittel-Untersuchung und-Forschung 97. BAND O K T O B E R 1953 H E F T 4

Anwendungen der Papierchromatographie bei der Untersuchung von Lebensmitteln.

I I . M i t t e i l u n g * .

_Nachweis und Reinheitsprii[ung von Glykolen und iihnlichen Verbindungen. Von

K. G. BERGNER und H. SPERLICH. M i t t e i l u n g aus der Chemischen L a n d e s u n t e r s u c h u n g s a n s t a l t S t u t t g a r t .

)/[it 6 Textabbildungen.

(Eingegangen am 1. Juli 1953.)

Glykole lind ~hnliche mehrwertige Alkohole sowie ihre J~ther werden seit l~ngerer Zeit als technische LSsungsmittet, Gefrierschutzmittel und Zwischenprodukte der organischen Synthese verwendet. Zu nennen sind hier vor Mlem.~thylenglykol, ],2-Propylenglykol, 1,3- und 1,4-Butan- diol sowie ~thylglykol und Dii~thylenglykolmonoithylither (APV). In den letzten Jahren haben diese Verbindungen auch in der Pharmazie und Lebensmittelchemie eine gewisse Bedeutung erlangt. Seit 1930 wurden sie in den USA, bald darauf in Deutschland Ms LOsungsmittel z. ]3. fiir Essenzen und Aromen angeboten und wihrend des Krieges kamen sie Ms Glyeerinersatzmittel fiir pharmazeutische Zwecke in den Handel, was keineswegs unbedenklich war. Bei ihrer Ver- wendung ist n~mlich die unterschiedliehe Toxicit~t zu beachten. So gelten Athylenglykol, 1,3- Propandiol, 1,4-Butandiol und 2,3-Butylenglykol als recht toxisch, w~thrend nach den Unter- suchungen yon LOESEn 1 1,2-Propylenglykol und 1,3-Butandiol gesundheitlich nicht bedenklicher als Glycerin sind. Unsaehgemfige Anwendung - - vor allem in Arzneimitteln zum innerlichen Gebrauch, aber auch in Lebensmitteln - - haben wiederholt zu Vergiftungsf~llen gefiihrt. In Deutschland wurde daher die Verwendung yon Glykolen und Glykolverbindungen irn Lebens- mittelverkehr dutch den I~dErl. des l~MinI, veto 10. VIII. 1942 verboten. Glykole werden welter zum Feuchthalten yon Tabak und kosmetisehen Pr~paraten vorgesehlagen. Ffir diese Zwecke wird in Deutschland laut Rundschreiben des BMinI. veto l l . III. 1952 1,3-Butandiol als unbedenklich angesehen. SchlieNich konnten wir Glykole als Verfitlschungsmittel ~therischer 01e, die aus dem Ausland eingefiihrt wurden, beobachien.

Aus diesen Tatsachen geht die Bedeutung mSglichst einfach durchzufi ihrender analyt ischer Verfahren hervor, mi t denen nicht nu r Glykole in Erzeugnissen a]ler Art nachzuweisen, sondern auch ihre t~einheit nachzuprfifen sind. Mit den bisher bekann t gewordenen chemischen N~chweisre~ktionen ist jedoch eine sichere Iden- ~ifizierung der Glykole nicht immer mSglieh, vor allem wenn diese in Mischungen mi te inander vorliegen. Dies gilt besonders fiir die Farbreakt ionen , die aueh durch Fremdstoffe leicht gestSrt werden. Fi ir die Fests te l lung der physikalischen Kon- s tan ten ben6t igt m a n wiederum grSBere Mengen an Reinsubst~nzen, die in der Pmxis n ieht immer zur Verfiigung stehen.

So kamen in neuerer Zeit SeSC~IDT und ManeZINKE 2 zu dem Schlufi, dab ,,die Unterscheidung und der Nachweis der untersuchten Verbindungen auflerordentlich schwierig ist und nut die Bestimmung des Mikrosiedepunkts, der l~efraktion und die ]3ildung der p-Nitrophenylhydrazine

* I. Mitteilung. BE~ClVE~, K. G., u./-I. SPEnL~C~: Dtsch. Lebensmittel-Rdseh. 47, 134 (1951). LOESE~, A. : Pharmazie 4, 263 (1949). SCHMIDT, A., u. G. Ma~CZ~NKE: Pharmaz. Zentralhalle 88, 203, 236 (1949).

Lebensmittel, 13and 97, l~eft 4. 17

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[ihrer Oxydationsprodukte] zu einem einigermaBen befriedigenden Ergebnis fiihren kann." .S.p~iter gaben S4LZEI~ und WEBE~ ~ einen Analysengang zur Unterscheidung yon Glycerin, A~hylenglykol, 1,3- und 1,4-Butylenglykol an, der eine Destillationsanalyse, die Bestimmung der Hydroxylzahl und neun qualitative Reaktionen erfordert. Es erschien uns daher lohnend, zum einfacheren qualitativen l~achweis die Papierchrom&tograpbie heranzuziehen, die sich zur Trennung anderer Polyoxy-Verbindungen, z. B. yon Zuckern, bew~ihrt hat.

Untersuchungen zur Methodik.

Zu den Versuehen wurden folgende Glykole b e n u t z t : ~ thy leng lyko l , Di~thylen- glykol , Tr i~ thylenglykol , 1 ,2-Propylenglykol , 1 ,3-Propandiol (1,3-Propylenglykol , Tr imethylenglykol ) , 2 ,3-Butylenglykol , 1 ,3-Butandiol (1,3-Butylenglykol) , 1,4- Bu tand io l (1,4-Butylenglykol) , 1,2,4-Butantr iol , sowie einige Glykol~ther ~. AuGer- dem wurde auch der l~achweis von Glycer in und das Verha l ten yon Hex i t en als bekann ten Glyce r inaus tauschmi t t e ln berf icksicht igt .

E e a g e n t i e n .

Das e infachs te Reagens zur S ich tba rmachung der Glykole auf Pap ie r is t a m m o - n i a k a l i s c h e S i 1 b e r n i t r a t 15 s u n g. Diese wurde bisher haupts i ichl ich zum papier- chromatographischen Nachweis reduzierender Zucker verwendet . Schon PAI~TRIDGE s h a t t e aber die i iberrasehende Beobach tung gemacht , da~ auch der Po lya lkoho l Inos i t ammoniaka l i sche Si lbern i t ra t l6sung reduzier t , wenn auch weir schwiicher als rednz ierende Zucker. I-Ioua~i 4 best~itigte dies und land, dai~ aul3cr H e x i t e n noch Glycerin, A thy leng lyko l und 1 ,2-Propylenglykol mi t diesem l~eagens reagieren. Wir konn ten feststellen, da[t auch Polyalkohole , deren H y d r o x y l g r u p p e n nicht be na c hba r t sind, auf diese Weise s ich tbar gemacht werden kSnnen. Die l~caktionsfi~higkeit der Po lya lkohole mi t ammoniaka l i scher Si lberni t ra t lSsung n i m m t aber mi t der Zahl der H y d r o x y l g r u p p e n und ihrer En t fe rnung vone inander ab. So reagieren Hex i te st~irker als Glycer in und dieses s t a rker als Athylenglykol , ebenso die leicht oxydab len s<-Glykole st~trker als die 1,3- und 1,4-Diole oder die Poly~ther des Athylenglykols . Zur l~edukt ion der ammoniaka l i schen Si lbcrni t ra t lSsung sind mindes tens zwei freie H y d r o x y l g r u p p e n erforderl ich; Glykol i i ther oder -ester, die keine oder nur noch eine freie O H - G r u p p e t ragen, reagieren nicht .

Wegen der geringeren Reaktionsempfindliehkeit sind fiir die Papierchromatographie der Glykole gr58ere Substanzmengen erforderlich als bei den reduzierenden Zuckern. Wi~hrend bei diesen gewShnlich 1--20 ~ verwendet werden, benStigt man fiir eine deutliche lZeaktion der Glykole etwa die 10fache Menge. Die bcnfitzten LSsungen sollen daher folgcnde Mindestkonzen- tration aufweisen:

Glycerin und 1, 2, 4-Butantriol . . . . . . . . . . . . . 5 % c~- Glykole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 % 1,3- und 1,4-Diole sowie Di- und Trigthylenglykol . . . . 20 %.

Aul~erdem ist es nStig, ein konzentrierteres l~eagens als ffir die Sichtbarmaehung reduzierender Zucker zu verwenden. W~ihrend fiir diesen Zweck bereits eine Mischung gleicher Teile 0,1 n-Sil- bernitratlSsung und 5 %iger AmmoniaklSsung ausreicht, hat sieh fiir die Sichtbarmachung yon Glykolen ein Gemisch von 9 Vol. 5%iger Silbernitratl~isung und 1 Vol. 25%iger Ammoniak- 15sung als zweckmal3ig erwiesen, lXlach dem Bespriihen des Chromatogramms mu8 dieses min- destens 10 bis 15 rain, bei sehr kleinen Mengen bis zu 20 rain bei 100 ° C getrocknet werden. Die Glykole erseheinen dann als dunkelbraune bis sehwarze Flecken auf gelbbraunem Untergrund. Die Chromatogramme dunkeln beim Aufbewahren nach, sodal~ die Flecken dann nicht mehr

SALZER, F., u. G. WEBEI~: Diese Z. 91, 174 (1950). 2 Wir danken folgenden Firmen, die uns Proben dieser Glykole sowie Literatur fiberlassen

haben: Badische-Anilin- und Sodafabrik (Ludwigshafen), Carbide and Carbon Chemicals Corp. (New York), Celanese Corp. of America (New York), Chemische Werke Hiils GmbH. (Marl).

PAaTI~IDGE, S. M.: Biochemic. J. 42, 238 (1948). 4 I-Iovalt, L. : Nature [London] 165, 400 (1950).

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Anwendungen der Papierehromatographie bei der Untersuehung yon Lebensmitteln. II. 255

deutlieh siehtbar sind. Dies kann verhindert werden, wenn man das iibersehiissige Silber mit Komplexbildnern herausw~seht. Naoh unseren Erfahrungen eignet sich dafiir besonders gut eine angesguerte Thioharnstoffl6sung. Die Fleeke erseheinen dann sehwarz oder grau auf weiBem Untergrund und sind unbesehr~nkt haltbar (siehe Abb. 3, 4 u. 6).

Buc~I~A~, D~KI~ER und LONG 1 weisen nieht reduzierende Kohlenhydrate auf Papier dureh Oxydation mit B l e i~e t r aaee t a t oder Pe r j odsgu re naeh. Ftir den Nachweis der Glykole sind diese Reagentien nieht al]gemein anwendbar, da sie nur mit ~-Glykolen reagieren, nieh~ aber mit den 1,3- und 1,4-Diolen und anderen ,,Glykolen", deren OH-Gruppen nicht benachbart sind. Dagegen kSnnen sie in manehen Fgllen zur zusgtzlichen Differenzierung der ~- Glykole yon anderen Verbindungen benutzt werden. Ffir diesen Zweck eignet sieh der einfaehen Ausfiihrung weger~ am besten die Bleitetraaeetat-Oxydation. BUCttA2,IAN und Mitarbeiter benutzten als 8priih- reagens eine LSsung von Bleitetraaeetat in Benzol. Nach dem Besprtihen und Troeknen des Papiers hydrolysiert das nicht verbrauehte B]eitetraaeetat zu braunem Bleidioxyd, sodai~ ct-Gly- kole als weil~e Fleeken auf brannem Untergrund erscheinen. Noeh einfacher ist es, als Spriih- reagens eine LSsung yon Mennige in Eisessig zu verwenden. Man kann auf diese Weise die Reindarstellung des wenig haltbaren Bleitetraacetats umgehen.

Bleitetraazetat seheint sich nach sehon vorliegenden Beobaehtungen aueh zur quantitativen Bestimmung der papierchromatiseh getrennten Glyko]e zu eignen. Bei der Oxydation entsteht Formaldehyd, der noeh in kleinsten Mengen mit Chromotropsgure colorimetriert werden kann 2. Versuche hieriiber sind im Gange.

Zahlreiehe Versuche wurden gemacht, um ein empfindlicheres t~eagens zur Siehtbarmachung der Glykole auf Papier aufzufinden. Leider ist es nicht mSglieh, die sehr reaktionsfghigen Diiso- evanate ftir diesen Zweek zu verwenden, da sie mit Alkoholen nur bei vSlligem Aussehlul] von ~¢~¢asser reagieren a . Filtrierpapier hglt aber aueh naeh seh~rfster Trocknung immer noch ca. 5% Wasser zuriiek, das wahrscheinlieh mieellar gebunden ist. Beim Aufsprtihen auf Papier reagieren Diisoeyanate daher nur damit unter Bildung symmetriseher disubstitnierter I-Iarnstoffe, nicht aber mit dell Glykolen. ARch die Versuehe, die 3,5-Dinitrobenzoesaureester der Glykole auf dem Papier darzustellen, um sie dann mit ~-Naphthylamin naehzuweisen ~, fi~hrten zu keinem Erfolg. Die Xanthogenatreaktion gelang nur mit grol~en Substanzmengen. Ebensowenig eignete sieh die Behandlung des Papiers mit saurer oder alkalischer Permanganatl6sung, mit Brom- oder JodlSsungen zum Nachweis kleiner Glykolmengen.

Ffir die Praxis reicht jedoch die Empfindl ichkei t der Si lberni t ra t reakt ion vSllig aus, da es wohl immer mSglieh ist, die benSt igten kleinen Mengen der Ana]ysen- ]Ssungen in der erforderlichen Konzen t r a t i on herzustellen. Uberdies kSnnen auch konzentr ier tere G]ykollSsungen, sogar die unverdf inn ten Glykole ohne weiteres chro- matographier t werden, ohne dal] eine Verzerrung der Flecken e in t r i t t (,,Schwanz- bi ldung") .

Wie bereits erwghnt, kSnnen G]ykolgther, z . B . Athylenglykolmonogthylg ther (Athylglykol) n icht mi t dem Silberni t ratreagens sichtbar gemacht werden. Es ist jedoch mSglich, auch in diesen Verb indungen den Glykolantei l papierchromato- graphisch nachzuweisen, wenn m a n die Ather im Kapi l larrShrchen mit verdfinnter Salzsgure auf ca. 200 ° C erhitzt und dadurch teilweise spaltet. Bei den Athern des Xthylenglykols mi t sich selbst z. B. Di- u n d Trigthylenglykol er laubt diese Methode eine zusgtzliche Differenzierung, indem nach der Spal tung auf dem Chromatogramm mehrere Flecken auftreten. So gibt Digthylenglykol nach dieser Behand]ung zwei Flecke, die Athylenglykol u n d unvergnder tem Digthylenglykol entsprechen.

L S s u n g s m i t t e l .

Bei der Auswahl geeigneter LSsungsmit te l ist zu berticksichtigen, dal3 die Glykole leichter in das Papier diffundieren, als feste Stoffe. Sie erseheinen deshalb als ver- sehwommene, nu r schwach sichtbare F]ecken, wenn sie lgngere Strecken als 12--15 em auf dem Papier wandern. Ffir eine deutliehe Differenzierung, die kleine u n d seharf

1 BUCHANAN, J. G., C. A. DEKK]~I~ u. A. G. Logo: J. chem. Soe. [London] 1950, 3162. B I ~ I S , E. : Z. analyt. Chem. ta0, 4~ (1950).

a BAYER, 0.: Angew. Chem. ~9, 257 (1947). 4 ]:~EICI~STEI~, T.: Helvet. ehim. Acfa 9, 793 (1926).

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2 5 6 K . G . B ] ~ a z ~ E ~ a u n d H . "SP]~RLIO~[ :

begrenzte Fleeken voraussetzt, sollen diese Laufstreeken daher nicht iiberschritten werden. Da es also nieht mSglich ist, nahe beieinander wandernde Glykole dadureh zu trennen, dab man die Laufstrecken vergrSBert, wie z. B. bei den Zuckern, muB man hier yon vornherein solehe LSsungsmittel verwenden, mit denen die Glykole

mSglichst unterschiedliche l%r-Werte geben.

¢w

1,0

0,~ I I I

= ~ ~ =

LbSung~i#el

A b b . 1. A b h ~ n g i g k e i t d e r R f - W e r t e y o n d e r A r t

d e s L S s u n g s m i ~ t e l s . - . . . . ~ t h y l e n g l y k o l , - - G l y c e r i n .

Dies ist bei den LSsungsmitteln, die iib- ]ieherweise fiir die Papierehromatographie der Zueker verwendet werden, wie z. B. wassergesgttigtes n-Butanol, n-Butanol-Atha- nol-Wasser (4:1:5) oder Athylaeetat-Pyri- din-Wasser (4:2:4) nicht der Fall. Mit diesen wandern die Glykole im I~f-Bereich 0 ,6-- ! ,0 , also im obersten Drittel des Chromato- gramms; bei kleinen SteighShen erfolgt da- her keine ausreiehende Trennung yon Glykol- gemischen.

Um die Abhgngigkeit der gf-Werte von der Art der LSsungsmittel zu studieren, wurde ein Gemiseh yon Glycerin und Xthylenglyko] jeweils mit Methanol, Athanol und n-Propa-

nol, die 2% Wasser enthielten, und mit wasserges~ttigtem Butanol chromatogra. phiert. Dabei zeigte sieh (siehe Abb. l), dafl die Rf-Werte und damit die Wande- rungsgeschwindigkeit beider Verbindungen mit zunehmendem Alkylrest des LS- sungsmittels abnehmen; gleichzeitig w~iehst auch ihre Differenz und damit der

7 , 0 -

. , - " - - - : Z : : .............

- 4 " - . .............

T I 700 50 o % CaHsOH

o 50 700% CHefs ,"VTl~ChUng, sverb~i#n/~

A b b . 2. A b h ~ n g i g k e i t d e r R f = W e r t e v o m ~I i schungsverh~t l tn i s

d e s C h l o r o f o r m s m i t A l k o h o l . . . . . . T r i i i t h y l e n g l y k o l , • . . . . . D i ~ t h y l e n g l y k o l , - - - - _ ~ t h y l e n g l y k o l , - - - - - - G l y c e r i n .

Trenneffekt des LSsungsmittels. Mit zunehmendem Alkylrest w~ehst je- doeh auch die Viscosit/~t der Alko- hole, so dab derartige LSsungsmittel nur sehr langsam im Papier hoch- steigen. Es war aber mSglich, dutch Kombination eines niederen Alkohols und eines niedrig viscosen LSsungs- mittels yon vorwiegend lipophilem Charakter diese Schwierigkeit zu urn- gehen. Am giinstigsten erwiesen sich Gemische von 96 %igem Xthanol und Chloroform. Die Abh/ingigkeit der Rf-Werte und der Trennwirkung yon dem Mischungsverhaltnis beider Kom- ponenten geht aus Abb. 2 hervor. Diese zeigt, dab die Differenz der Rf-Werte mit steigendem Chloroform- anteil des LSsungsmittels w~chst. lgeines oder wassergesgttigtes Chloro- form ist jedoch trotz guter Trenn-

wirkung nicht brauchbar, da damit stark geschwgnzte Flecken entstehen. Zur Ausbildung runder bis ovaler Flecken ist ein Athanolgehalt yon mindestens 5 % er- forderlich. Ftir die Praxis empfiehlt es sich, den Athanolgehalt auf 20 % zu erhShen, damit auch Glycerin soweit mitgefiihrt wird, dab es sich von Zuckern und Hexiten trennt, die bekanntlich als Glycerinersatzprgparate eine l~olle spielen.

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Anwendungen der Papierehromatographie bei der Untersuchung yon Lebensmitteln. iI. 257

Diese Stoffe bleiben bei einem Atha- nolgehalt unter 30 % auf der Start- linie zuriiek. Die Rf-Werte der unter- suchten Verbindungen mit diesem L6sungsmittel sind aus der neben. stehenden Tabelle ersieht]ieh.

Die Tabelle zeigt, dag sieh Chloro- form-~thanol vor allem zur Tren- nung yon Glycerin, ~thylenglykol, Di- und TriS~thylenglykol und 1,2- Propylenglykol eignet. Die Abbil- dung 3 zeigt das Chromatogramm einer Misehung yon Glucose, Gly- cerin, Athylenglykol und ],2-Pro- pylenglykol sowie der entspreehen- den Vergleiehssubstanzen.

Tabelle 1. l~f-Werte verschiedener Glykole (Papier Schleicher & Schiill Nr. 2043 a;

Temp. : 22 ° C.)

Substanz

R f - W e r t e

Glycerin . . . . . . . . 1,2,4-Buiantriol . . . . 26thylenglykol . . . . . 1,3-Propylenglykol . . . 1,2-Propylenglykol . . . Di~thylenglykol . . . . 1,4-Butylenglykol . . . . 1,3-Bugylenglykol . . . . 2,3-Butylenglykol . . . . Tri~thylenglykol . . . .

Chloroform- t t thanol

(s:2)

0,18 0,20 0,47 0,55 0,67 0,72 0,74 0,76 0,78 0,83

Ftir die Trennung der Butylenglykole yon anderen Glykolen war

wasser - ges~tt . J~ther

0 0 0,08 0,14 0,24 0,08 0,26 0,35 0,48 0,08

wasserges~t- tigter Ather allen anderen L6sungsmitteln fiberlegen. Glycerin und 1,2, 4-Butantriol werden yon Ather nieht mitgefiihrt, ~thylenglykol, Di- und Trigthylenglykol wan- dern nur wenig und werden nieht ge- trennt, w~hrend die I~f-Werte der Butylenglykole und der Propylengly- kole soweit auseinanderliegen, dag ein Naehweis dieser Verbindungen aueh bei Verwendung kurzer Papierstreifen von ca. 15 em LSmge ohne weiteres mSglich ist. Fiir die Trennung yon Ge- mischen dieser Glykole wiiren grSBere SteighShen erforderlieh. Da das je- doeh wegen der sehwierigen Handha- bung yon langen Papierstreifen unbe- quem ist, empfiehlt es sieh, in solehen F~llen das Prinzip der Mehrfaeh-Ent- wicklung anzuwenden I. I)abei wird das Chromatogramm abweehselnd ent- wieke]t, getroeknet, wieder mit dem- selben LSsungsmittel entwiekelt und so fort bis eine ausreiehende Differen- zierung erreieht ist. Fiir die Trennung der Propylen- und Butylenglykole ge- niigt eine 3 ~ m a l i g e Entwieklung mit wassergesS~ttigtem ~ther bei jedesmal ca. I0 em SteighShe. Die Leistungs- fiihigkeit dieser Arbeitsweise geht aus der Abbildung 4 hervor.

Besonders wertvoll ist, dab Kohlen- Abb. 3. Iden t i f iz ie rung einer Misehung yon Glucose, hydrate und ttexite bei beiden LSsungs- Glycerin, J~thylenglykol und 1,2-Propylenglykol. (LS-

sungsmi t te l : Chloroform-~thanol 8 : 2, Reagens ammonia - mitteln auf der Startlinie zuriiekbleiben kalische AgNOa-Lsg. Fixierung mit Thioharnstoff.)

1 JEANES, A., C. S. WISE ii. 1~. J. DIMLEI~: Analy~. Chemistry 23, 415 (1951).

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und das Chromatogramm nieht stSren. Ebenso verhalten sieh wasserl6sliehe or- ganisehe Farbstoffe, wi~hrend sieh fettl6sliehe Farbstoffe an der L6sungsmittelfront bewegen, Mso aueh nicht stSrend wirken. Aueh Aromastoffe maehen naeh den bis- herigen Beobaehtungen keine besondere geinigung erforderlieh.

Die spezifisehe Trennwirkung beider L6sungsmittel erm6glieht es, bei der Unter- suehung unbekannter Gemisehe raseh festzustellen, welehe Glykole darin enthalten sind. Man verfghrt dann so, dab man zwei Chromatogramme ansetzt, yon denen

das eine mit Chloroform-Xthanol, das andere mit wasser- ges/~ttigtem Ather entwiekelt wird. Dabei kann man als ,,Bezugssubstanz" je einen Tropfen einer Xthylenglykol- 15sung mitlaufen lassen. In den meisten F~illen wird man bereits an Hand dieser beiden Chromatogramme entseheiden kSnnen, welehe Glykole in Betraeht kom- men. Man fertigt dann ein neues Chromatogramm mit den VergleiehslSsungen dieser Glykole an.

An Stelle von Chloroform-~thanol (8 + 2) kann aueh ein Gemiseh yon 8 Vol. Chloroform mit 2 Vol. Eisessig verwendet werden, das etwa die gMehe Trennwirkung h~t. Chromato- gramme, die mit diesem L6sungsmittel entwiekelt werden, mfissen jedoeh vor dem Besprfihen mit dem Silbernitrat-Rea- gens erst fiber Naeht bei Zimmertemperatur und dann noeh mindestens eine Stunde bei 100 ° C getroeknet werden, um die Essigs~ure restlos zu entfernen. Far die Trennung yon Glycerin, Nthylenglykol und 1,2-Propylenglykol eignen sieh auBerdem noeh Methyl- und Nthylaeetat mit je 2% Wassergehalt. Be- sondere Vorteile bieten jedoeh diese LSsungsmittel nicht.

Die gfinstigste Arbeitstemperatur liegt bei 18--220 C. HShere Temperaturen wirken sieh infolge der ErhS- hung der Rf-Werte ungtinstig fiir die Trennung nahe beieinander wandernder Glykole aus.

H e r s t e l l u n g der A n a l y s e n l S s u n g e n .

Es wurde bereits erw~thnt, dag man fiir den papier- ehromatograpbisehen Naehweis der Glykole wenn aueh nur kleine Mengen', so doeh verh~ltnism~Big konzen- trierte Analysenl5sungen ben5tigt. Wenn es sieh darum handelt, reine Glykole oder Glykolgemisehe zu identi- fizieren oder wenn Untersuehungsmaterial vorliegt, in dem Glykole Ms LSsungsmittel enthalten sind, so kSn-

Abb. 4. Trennung yon 1,2-Pro- nen die AnalysenlSsungen einfaeh dureh Verdiinnen pylenglykol (oberer Fleck) und 1,3-Propandiol (unterer Fleek)mit hergestellt werden, wobei sieh eine besondere geinigung wassergesgttigtem 2[ther. a: ein- gewShnlieh ertibrigt. In vielen F/~llen kann man auch

real entwickelt, b: viermal entwiekelt, die zu untersuehenden Fliissigkeiten unverdfinnt ehro-

matographieren, z. B. bei Reinheitspriifungen yon Gly- kolen (siehe Arbeitsvorsehrift S. 262). Wennes jedoeh daraufankommt, den Naehweis yon Glykolen in stark verdiinnten L6sungen, z. B. yon Essenzen (Limonaden) oderin festem oder halbfestem Material (Tabak, Kosmetika) zu fiihren, so ist zun~ehst eine Anreieherung n6tig. W~thrend man bekanntlieh verdfinnte wi~grige LSsungen yon Glycerin dutch Eindampfen konzentrieren kann, ist dies bei den meisten Glykolen nieht mSglieh, da sie mehr oder weniger stark wasserdampffliiehtig s~nd.

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Anwendungen der Papierchromatographie bei der Untersuehung yon Lebensmitteln. II. 259

Die untersehiedliche Fliichtigkeit der Glyko!e mit Wasserdampf geht aus folgendem Versueh hervor:

Je 1 g eines Glykols wurde mit 25 ml Wasser in einer Porzellanschale yon 10 cm Durehmesser auf dem Wasserb~d erhitzt, bis alles Wasser verd~mpft war, und dann 2 Stunden im Exsiecator getroeknet (T~b. 2).

Abe t aueh die wasserfreien Glykole s ind bei 100°C z . T . erhebl ieh f l i ieht ig.

Abgewogene Mengen (ca. 0,5--1,0g) der wasserfreien Glykole wurden in einer PorzellanschMe yon 10 cm Durchmesser eine Stunde auf dem siedenden Wasserb~d erhitzt (Tab. 2).

N~turgem~B werden die Verluste bei sehr Meinen Glykolmengen, wie sie bei der praktisehen Untersuchung gew6hnlieh ~nfallen, noeh hSher. So gingen yon 0,0857 g 1,3-Butylenglykol 61,6%, yon 0,0597 g 1,3-Butylenglykol sogar 76,7% flfiehtig, wenn die angegebenen Mengen 15 rain lang in einer 10 em-Sehale auf 100 ° C erhitzt wurden. Dagegen k~nn man die Chromato- gramme, die wesentlieh kleinere Mengen enthalten, sogar mehrere Stunden bei 100 ° C trocknen, ohne d~8 eine merkliehe Verfltichtigung der Glykole eintritt. Diese kleinen Mengen (I00--200y) sind wahrseheinlieh durch Adsorption sehr fest an die Oberfli~ehe der Cellulosefasern gebunden.

Aus diesen Ergeb- nissen geht hervor , dab m a n durch E i n d a m p f e n nur wgBrige L6sungen konzent r ie ren kann, dig Di- oder Tr ig thylen- glykol, 1 ,2 ,4-Butantr iol oder Glycer in en tha l ten , n icht abe t dig anderen Glykole. Zur E x t r a k t i o n yon Glykolen aus festen Mate ra l i en i s tWasse r also nur besehr~nkt braueh- bar . Es wurde daher versueht , die Glykole mi t niedr ig s iedenden orga-

Tabelle 2. V e r l u s t e be i der E r h i t z u n g yon Glyko len .

Substanz

! Yerluste beim Erhitzen

Siedepunkt der w~grigen I der llein- LSsung I substanz

~thy]englykol . . . . . . 1,2-Propylenglykol . . . . 1,3-Butylenglykol . . . . . 1,4-Butyleng]ykol . . . . . 2,3-Butylenglykol . . . . . Di~ithylenglykol . . . . . Trifithylenglykol . . . . . 1,2,4-But~ntriol . . . . . Glycerin . . . . . . . . .

197,2 °C 188,2 ° C 207,5 ° C 230,0 ° C 182,0 ° C 245,0 ° C 287,0 ° C 190,0 o C 290,0 ° C

95,9 97,6 64,7 13,9 98,8 7,93 2,19 1,46 1,38

%

83,8 88,2 54,7 13,5

100,0 17,9 2,3 3,74 1,30

nischen LSsungsmi t te ln zu ex t rah ieren . Dabe i erwiesen sieh Methanol und Aeeton als wenig geeignet , weil sie aus manchen Substanzen, wie z. B. Tabak , zahlreiche s tSrende Stoffe mi tex t rah ie ren , sodag die Ausziige n icht ohne umsti~ndliehe Rein igungsprozedur zur Chromatograph ic benu tz t werden kSnnen. Auge rdem er forder t das Einengen dieser E x t r a k t e , das wegen der groSen Fl f ich t igkei t maneher Glykole bei n iederer Tempe- r a t u r erfolgen mug, erhebl ichen Zei tau i \vand. SehlieBlich eignen sieh wassermisehbare LSsungsmi t te l n ich t dazu, u m Glykole aus ve rd i inn ten wgSrigen LSsungen anzurei- ehern. Dagegen erwies sieh Ather als ein ausgezeiehnet b rauehbares E x t r a k t i o n s m i t t e l . Mit Ausnahme yon 2 ,3-Buty lenglykol s ind die Glykole a n d Glycer in in Athe r schwer- 15slich. Es gel ingt jedoeh, Glykole und Glycer in aus T a b a k du tch halbs t i indiges E x t m h i e r e n mi t ) [ ther und Einengen des Atherauszuges soweit anzureichern, dab sie pap ie rch romatograph i sch naehgewiesen werden k6nnen. U m Verluste zu ver- meiden, 1/~8t m a n das E x t r a k t , naehdem der gr6Bte Teil des ) [ thers abdes t i l l ie r t ist, bei normale r Tempera tu r oder bei hSehstens 40 ° C e indunsten, was nu t kurze Zeit er forder t . Aueh aus ve rd i inn ten w~grigen LSsungen k6nnen Glykole durch Perfo- r a t ion mi t A the r angere ieher t werden. Dieses LSsungsmi t te l h a t a u g e r d e m den Vor- teil , dab es aus T a b a k und kosmet i schen Zubere i tungen nu t geringe Mengen s tSrender Stoffe ex t rah ie r t , eine wei tere g e i n i g u n g also n ieht nStig ist. Aus diesem Grunde empf ieh l t es sieh, aueh Glycer in und die jenigen Glykole, die mi t W a s s e r d a m p f wenig f l i ieht ig sind, du tch E x t r a k t i o n mi t Athe r anzureiehern.

Page 8: Anwendungen der Papierchromatographie bei der Untersuchung von Lebensmitteln II. Mitteilung Nachweis und Reinheitsprüfung von Glykolen und ähnlichen Verbindungen

2 6 0 K . G . BERGNER u n d H. SPERLICH:

R e g e l m ~ i 3 i g k e i t e n in der l~e ihen fo lge der G l y k o l e bei der T r e n n u n g .

Die Tatsache, dag die Glykole, ausgenommen die Ather Di- und Tri~thylenglykol, beim Entwickeln mit verschiedenen LSsungsmitteln zwar mit verschiedener Ge- schwindigkeit, aber in stets gleichbleibender geihenfolge w a n d e r n (vgl. Tab. 1 ), legte die Frage nahe, ob eine Rege] zugrunde ]iegt, die Aussagen fiber das papier- chromatische Verhalten erlaubt. Faint man die Papierchromatographie in erster Linie als ein Verteilungsph~nomen auf, so h~ngt die Wanderungsgeschwindigkeit tier Glykole v0n ihrer L5slichkeit in den angewandten Phasen ab. Die Glykole nehmen eine Mittelstellung zwischen Wasser und den lipophilen organischen L6sungs- mitteln ein. Unter der obigen Voraussetzung m fiBre der chromatographischen Reihenfolge der Glykole eine gradweise J~nderung ihrer L5slichkeitseigenschaften entsprechen dergestalt, dal3 die mit einem organischen LSsungsmittel langsamer

wandernden mehr hydrophilen, die Tabelle 3. Beziehung zwisehen den

R/-Werten versehiedener Glykole und der ,,Kennzahl" D.

Substanz

Glycerin . . . . . . . . . 1,2,4-Butantriol . . . . . Athylenglykol . . . . . . 1,3-Propylenglykol . . . . 1,2-Propy]englykol . . . . 1,4-Butylenglykol . . . . . 1,3-Butylenglyko] . . . . . 2,3-Butylenglykol . . . . .

92 78 62 48 46 34 32 30

Rf-Werte in Chloroform-

Athanol (8 : 2)

0,18 0,20 0,47 0,55 0,67 0,74 0,76 0,78

schneller wandernden mehr lipo- philen Charakter haben. Der mehr oder weniger ausgepr~gte hydrophile Charakter einer Polyhydroxylver- bindung h~ngt offenbar yon der Zahl und der Stellung der Hydroxy]grup- pen im Molekfil ab. Man kann nun, zunachst rein formal, den Einfluf3 der hydrophilen Faktoren im Ge- samtmolekiil tines Glykols (die ather- artigen Verbindungen Di- und Tri- iithylenglykol werden hier nieht be- rfieksichtigt) dadurch ausdrfieken, dab man hypothetiseh die CI-IsOH-

und-CgOH-Gruppen als Tr~ger der hydrophilen Eigenschaften ansieht. Bildet man die Differenz der Gewichte dieser Gruppen zu dem Gewicht des restlichen Molekfils, so gelangt man ffir jedes Glykol zu einer bestimmten Zahl D. Ordnet man die Glykole nach diesen ,,Kennzahlen", so entspricht die en~standene Ordnung ihrer chromatographischen Reihenfolge (vgl. Tabelle 3).

Die praktische Bedeutung dieserKennzahlen liegt darin, dag sie eineVoraussage des papierchromatographischen Verha]tens der Glyko]e ermSglichen.

Experimenteller Tell.

Arbeitsvorschrif t .

Da die Kenntnis der papierchromatographischen Technik vorausgesetzt werden k~nn, werden hier nur solche Einzelheiten n/~her er]/~utert, die sich in der PraMs besonders bew/~hrt haben.

Methode: Aufsteigend nach WILLIAMS und KIRBY 1. Apparatur (vgl. Abb. 5): Besonders geeignet sind Weckgl&ser yon ca. 2 Liter Inhalt mit

durchbohrtem Deckel. Zur Aufnahme des Papierzylinders (s. u.) dient eine Kristallisierschale (6 cm Z ), die auf den Boden des Glasgefa6es gestellt wird. Durch die Deckelbohrung wird mittels eines Korkstopfens ein Glasrohr gefiihrt, das dicht fiber den] Boden der Kristallisierschale endet. Zur Sattigung der Kammeratmosph$ire gibt man auf den Boden des GlasgefaB.es (Weck- glases) die Bestandtefle des jewefls verwendeten LSsungsmitte]s; dabei soll Wasser im UberschuB vorhanden sein. Es empfieh]t sich, die Innenwand des Glasgefages mi~ Filtrierpapier auszu- kleiden, mn eine schnellere Verdunstung zu erreichen. Vor der ersten Bemltzung bleibt das Gef~B mindestens eine Stunde verschlossen stehen (gr6Bere Gefal]e entsprechend lfinger).

1 WILLIAMS, R., U. H. M. KmB¥: Science [New York] 107, 481 (1948).

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Anwendungen der Papierchromatographie bei der Untersuehung yon Lebensmitteln. II. 261

LSsungsmittel: 1.8 Voh Teile Chloroform mit 2 Vol. Teilen ~thanol (96%); 2. wassergesfttigter ~ther.

Reagentien: 1, Silbernitratreagens: 9 Vot. Teile 5%ige SilbernitratlSsung mit 1 Vol. Tell 25 % iger AmmoniaklSsung.

2, Bleitetraacetatreagens: 3 g Mennige werden in einem Erlenmeyerkolben mit 100 ml Eisessig tibergossen und unter gelegentlichem Umschfitteln bis zur vSlligen Auf- 16sung stehen gelassen.

Vergleichsl6sungen: 5 %ige LSsungen yon Glycerin und 1, 2, 4-Butantriol, 10%ige LSsungen der e-Glyko]e, 20%ige LSsungen der fibrigen Glykole. Zweeks besserer Haltbarkeit bereitet mall die Vergleichsl6sungen mit 50% igem Alkohol.

Papier: Schleieher und Schfil] Nr. 2043a oder 2045a, 12 × 15 cm; Startlinie in 3 em Abstand von einer Schmalseite. Startpunkte in 1,5 cm Abstand voneinander, /iugere Startpunkte min- destens 2,0 cm yon den Kanten des Paloiers entfernt.

Vorpri~/ung au/Glylcole: Zur sehnellen Entscheidung, ob in einer LSsung fiberhaupt Glykole anwesend sind, stellt man folgende Vorpriifung an: 1 Tropfen der LSsung wird auf einem Filtrier-

J

Abb. 5. Apparatur fiir aufsteigende Chromatographic. ¥olumen des Gef~iBes 1,5 I.

Abb. 6. Yorpriifung auf Glykole.

papierstreifen (10 × 2 cm) getfipfelt. Nach dem Antrocknen lgBt man den Streifen senkrecht herabhgngen und gibt ans einer Tropfpipette 15--20 Tropfen des L6sungsmittels 1 auf den Tfipfel. Dadurch werden Glykole, nicht aber Zucker, I-Iexite und Glycerin herausgewasehen. Naeh dem Verdunsten des LSsungsmittels besprfiht man den Streifen mit Silbernitratreagens und frock- net ihn 15--20 min bei 100 ° C. Sind nur Zucker, Hexite oder Glycerin vorhanden, so erscheint der ursprfinglieh aufgesetzte Tfipfel als scharf begrenzter schwarzer Fleck. Die Anwesenheit von Glykolen gibt sieh in einer yore Tiipfel ausgehenden verwasehenen Reduktionszone zu erkennen (Abb. 6). Die Identifizierung hat dann naeh den unten gegebenen Vorschriften zu erfolgen.

An/ertigung eines Chromatogramms: Man gibt mittels einer PlatinSse oder Mikropipette auf die Startpunkte je einen Tropfen (ca. 2 mm 3) der Vergleichs- und AnalysenlSsungen. Die letz- teren sollen mindestens so konzentriert sein wie die VergleichslSsungen. Sie k6nnen aber aueh starker oder unverdfinnt sein, ausgcnommen Glycerin und 1, 2, 4-Butantriol, bei denen leicht gesehw~nzte Fleeken auftreten, wenn zu konzentrierte L6sungen chromatographiert werden. Man formt dann mittels Klebestreifen aus dem Papier einen Zylinder und stellt diesen mit der Startlinie nach unten in die Kristallisierschale. Dann verschliegt man das Gef~il3, wobei man das Glasrohr dureh den Papierzylinder ffihrt (vgl. Abb. 5). Nach einigen Minuten gibt man dureh einen kleinen Trichter, der auf das Glasrohr gesetzt wird, 10 ml des L6sungsmittcls in dig Kristal- lisierschale. Wenn die LSsungsmit~elfront den oberen Rand des Papierzylinders erreicht hat, nimm~ man diesen aus dem Geffig heraus, l~13t ihn bei normaler Temperatur troeknen und besprfiht ihn mit dem Silbernitratreagens. Dazu stellt man den Papierzylinder zweckm~Big fiber den Hals eines umgekehrt stehenden grSBeren Triehters, der seinerseits im Abzug in einem

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262 K . G . BERGNER und H. SPERLICH." Anwendungen der Papierchromatographie. II.

einseitig offenen Kasten steht, um Versehmutzung der Umgebung zu vermeiden. Dann trocknet man 15--20 rain lang bei 100--105 ° C, bis die Fleeken deutlich hervortreten.

Bei Anwendung des B]eitetraaeetatreagens werden die besprtihten Chromatogramme bei Zimmertemperatur getroeknet, c~-Glykole erseheinen naeh 30--60 rain als weil~e Fleeken auf braunem Untergrund.

Haltbarmachung der Chromatogramme. Zur Haltbarmaehung der mit Silbernitrat behandelten Chromatogramme legt man diese in eine 10%ige L6sung yon Thioharnstoff, die ca. 0,1 normal an Sehwefels~ure ist, solange, bis der Untergrund weft3 erseheint nnd nur noeh die Fleeken sicht- bar sind. Dann spfilt man sofort eine halbe Stunde in flieBendem Leitungswasser und troeknet. Dieses Verfahren empfiehlt sich nur, wenn die F]ecken deutlieh ansgebildet sind. Schwach aus- gepr/igte Fleeken kSnnen dabei leicht herausgelSst werden. Die Thioharnstoffl6sung kann wieder- holt verwendet werden und ist monatelang haltbar.

Anwendung der LSsungsmittel: L6sungsmittel l : Nachweis and Trennung yon: Glycerin, 1, 2, 4-Butantriol, ~thylenglykol,

1,2-Propylenglyko], 1,3-Propylenglykol, Di~tbylenglykol, Triiithylenglykol. L6sungsmittel 2: Nachweis und Trennung yon: 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol,

1,3-Butylenglykol, 1,4-Butylenglykol, 2,3-Butylenglykol. Ffir den Einzelnachweis mit LSsungsmittel 2 ist eine ein- bis zweimalige, ffir die Trennung

dieser Glykole eine 3 ~ m a l i g e Entwicklung fiber je 10--12 cm erforderlich:

Mehr/achentwicklung 1: Nachdem das L6sungsmittel 2 den oberen Rand des Papierzylinders erreicht hat, nimmt man

diesen aus dem Gef~8 heraus und stellt ihn zun~chst auf einer sauberen Glasplatte beiseite. Dann giel~t man den restlichen ~ther aus der Kristallisierschale und stellt diese wieder in das GefaB zurfiek. Der Papierzylinder, yon dem der ~ther inzwischen verdunstet ist, wird darauf wieder in die Kristallisierschale gestellt, Nach dem Verschliel~en des Chromatographiergefi~l~es ent- wickelt man das Chromatogramm yon neuem, indem man durch das Glasrohr wieder 1O ml wasserges~ttigten ~ ther in die Kristallisiersehale gibt. Die Manipulation wiederholt man 3--4 real.

Prinzipiell l~Bt sich auch absteigende Chromatographie auf langen Streifen durehffihren. Es hat sich jedocb gezeigt, dab bei Mebrfachentwicklung besser ausgebildete Flecken erhalten werden. AuBerdem hat dieses Verfahren den Vortei], da~ man kleine Gef~Be und kurze, hand- liche Papierstreifen benutzen kann.

Trennung von Icomplizierten Glylcolgemisch~n: Werden Misehungen yon 3 oder noch mehr Glykolen chromatographiert, so wird hhufig eine

geringe VerzSgerung der Wanderungsgeschwindigkeit und damit eine Erniedrigung der Rf-Wel~e beobacbtet. Diese Erseheinung tri t t fibrigens auch bei der Papierchromatographie anderer Stoffe ein. In solchen FAllen empfiehlt es sich, in einem weiteren Chromatogramm als VergleichslSsungen Gemisehe der vermuteten Glykole von ann~hernd derselben Konzentration wie die Analysen- 16sungen mitlaufen zu ]assen.

A n w e n d u n g e n .

Identi/izierung und Reinheitspri~/ung von Glylcolen. Man chromatographiert auf einem Papier- streifen nebeneinander je einen Tropfen des unverdfinnten Glykols und einen Tropfen der ent- sprechenden VergleichslSsung. Priift man auf eine bestimmte Verunreinigung, so li~Bt man aul~erdem einen Tropfen einer VergleichslSsung der als Verunreinigung vermuteten Substanz mitlaufen. Eine grSBenordnungsm~l~ige Sch~tzung der Verunreinigung ist mSglich, wenn man nebeneinander das unverdfinnte zu untersuchende Glykol and eine Reihe yon Verdfinnungen z .B. einer 80, 60 und 40%igen L(isung in 50%igem Alkohol chromatographiert. ~'ach dem Sichtbarmachen vergleicht man die Intensit~t der Fleeken der Verunreinigung mit derjenigen der mitgelaufenen Vergleichsl5sung yon bekannter Konzentration.

Die Reinheitspriifung soleher Glykole, die als physiologiseh unbedenklich angesehen und deshalb zum menschlichen Genul~ (Essenzen) oder ffir Tabak und Kosmetika freigegeben werden sollen, erscheint uns als eine besondere wichtige Anwendungsm6glichkeit des neuen Verfahrens. Es hat sich n~mlich gezeigt, dab viele im Handel bezogene Glykole nicht rein waren. So konnten wir in einem yon der Herstellerfirma als ,,reinst" bezeichneten 1,2-Propylenglykol betri~chtliche Mengen (ca. 20%) ~thylenglykol nachweisen, ebenso in Mustern von sog. reinem Di~thylen- glykol, ~thylglykol und Diathylenglykolmono~thyli~ther (APV). Die Reinheitsprfifung dieser Substanzen mittels physikalischer Kennzahlen reicht nicht immer aus, da die in der Literatur

J ~ A ~ s , A., C. S. Wish u. R. J . DIaLeR: Zit. S. 257, Anm. 1.

Page 11: Anwendungen der Papierchromatographie bei der Untersuchung von Lebensmitteln II. Mitteilung Nachweis und Reinheitsprüfung von Glykolen und ähnlichen Verbindungen

W. I-IEIMANN, R. STROtIECKEI~ und F. MATT: Zur Bestimmung der Ascorbins~ure. 263

angegebenen Werte oft sehw~nken, m6glieherweise, weft sic z. T. an unreinen Praparaten fest- gestellt worden sind. In diesem Zusaramenhang erseheinen aueh die zahlreiehen Widersprfiehe in den Literaturangaben fiber die Toxieit~t der Glykole in einem neuen Lieht.

Nachweis yon Glylcolen in Limonade- und Lilc6ressenzen, ~itherischen Olen usw.: Identifizierung wie im vorigen Absohnitt besehrieben.

Nachweis yon Glylcolen in Zahnpasten: 10 g der Zahnpaste werden mit 20 g wasserfreiem Natriumsulfat und soviel Kieselgur ver-

rieben, bis eine trockene kriimelige Masse entsteht. I)iese wird im BEssos-Extraktor 30 rain lang mit 50 ml .~ther extrahiert. I)er _~_ther wird auf einem 500--60 ° C warmen Wasserbad bis auf ca. l0 ml abdestilliert, der Rest in eine SchMe gespfilt und bei normMer Temperatur oder auf einem Wasserbad yon 40 ° C eingedunstet (der Atherextrakt darf nicht filtriert werden, da aus- gesehiedene, in ~i_ther sehwer 15sliehe Glykole auf dem Filter zurtiekbleiben k6nnen). I)er ROok- stand wird je nach der gescNitzten Glykolmenge mit 0,1--0,5 ml Alkohol aufgenommen. Ein Tropfen dieser LSsung wird, gegebenenfalls neben VergleiehslSsungen, ehromatographiert.

Will man nur auf Glycerin prfifen, so verf~hrt man einfaeher anf folgende Weise: 1 g Zahn- paste wird in einem kleinen Becherglas mit 5 g wasserfreiem Natriumsulfat gemiseht und mit 10 ml ~thanol durehgerfihrt. I)er filtrierte Auszug wird auf dem Wasserbad abgedampft und der Rfiekstand mit 0,5 ml ~thanol aufgenommen. 1 Tropfen dieser L6sung wird ehromato- graphiert.

Nachweis yon GIylcolen und Glycerin in verdi~nnten wiifirigen L6sungen, z. B. in Brauselimo- nade: 100--500 ml der LSsung werden im Perforator eine Stunde lang mit ~ther extrahiert. Der Nther wird auf ca. 10 ml abdestilliert und der Rest bei normaler Temperatur oder auf einem Wasserbad yon 40 ° C eingedunstet (Nicht filtrieren!). Der Rfickstand wird je nach seiner Menge mit 0,1 bis 1,0 ml Alkohol aufgenommen und ehromatographiert.

SpaItung von Glykolgthern: 1 Tropfen des Glykol/~thers wird mit 1 Tropfen 4n-Salzs~iure gemiseht und in eine Sehmelzpunkteapillare eingesaugt. Nach dem Zusehmelzen erhitzt man die Capillare im 01bad (Reagensglas) 30 rain lang auf 200 ° C. Dabei werden Glykoliither teilweise gesl0alten. Naeh dem Offnen bringt man den Inhalt der Capillare auf ein Uhrglas und h~lt dieses umgekehrt kurze Zeit tiber konzentrierte Ammoniakl6sung (NeutrMisation der S~iure). Dann ehromatographiert man auf tibliehe ~Yeise.

Uber den Naehweis yon Glykolen in TabMc wird an anderer Stelle berichtet werden.

Zusammenfassung. Glykole k 6 n n e n papierehromatographiseh nachgewiesen und voneinander und

von Glycerin, Hexi ten u n d Zuekern ge t renn t werden. Die Anreicherung der Glykole aus festen oder halbfesten Zubere i tungen u n d aus ve rd i inn ten w~igrigen L6sungen gelingt durch Ex t r ak t i on oder Perforat ion mit Ather. Aus der St rukturformel der Glykole lassen sieh Kennzah len ableiten, die eine Voraussage des papierehromato- graphischen Verhaltens der Glykole gestat ten.

Zur Bestimmung der Ascorbins~iure auf papierchromatographischem Weg.

Von

WERNER HEIMANN, I~OBERT STROHECKER und FRANZ MATT.

M i t t e i l u n g aus dem I n s t i t u t fiir L e b e n s m i t t e l c h e m i e der T e c h n i s c h e n Hoch- s c h u l e K a r l s r u h e u n d dem S t ~ d t i s e h e n L e b e n s m i t t e h n t e r s u c h u n g s a m t u n d

I n s t i t u t ftir L e b e n s m i t t e l c h e m i e G e l s e n k i r c h e n .

Mit l l Textabbildungen.

(Eingegangen am 24. April 1953.)

Die meis ten Methoden, die bisher fiber die Erfassung der Aseorbins~ure ver- 6ffentlicht wurden, beruhen auf der s tarken Redukt ionswirkung des Aseorbinsiture- molekfils. Diese hohe Redukt ionswi rkung bzw. die leichte Oxydierbarkei t wird