Upload
others
View
30
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
1
PRAKTIKUM IZ
HEMIJE PRIRODNIH PRODUKATA
izabrane vjeţbe
akademska 2019/2020
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
2
________________________________IZOLACIJA ALKALOIDA
Vjeţba br. 1 IZOLACIJA PIPERINA I PIPERINSKE KISELINE IZ BIBERA
UVOD
Alkaloidi se obično definišu kao bazni nitrogenovi produkti biljaka koji imaju specifino dejstvo na
organizam ljudi i ţivotinja.
Strukturna karakteristika većine alkaloida je više ili manje sloţeni heterociklički sistem. Biološka
funkcija alkaloida u biljkama još je gotovo nepoznata, a na ţivotinjske organizme i ljude već mala
količina alkaloida pokazuje izvanredno fiziološko djelovanje. Na primjer kurare-alkaloidi, kojima se
zbog njihove otrovnosti juţnoamerički uroĎenici sluţe za premazivanje vršaka strelica. Muskarin je
isto tako snaţan otrov koji sadrţi gljiva muhara
U početku su u terapijama primjenjivane alkaloidne droge, a da njihove komponente nisu bile
poznate. Razvojem savremenih ekstrakcionih i instrumentalnih metoda bilo je moguće izolovati i
odrediti aktivne sastojke mnogih alkaloidnih droga.
U biljkama se alkaloidi nalaze uglavnom u obliku soli s kiselinama, kao što su oskalna, sirćetna,
mliječna, vinska.
Nosioci ljutog okusa bibera su alkaloidi koji sadrţe piperidinsku jezgru. Piperin je alkaloid
piperidinskog niza. Glavni je sastojak crnog bibera (Piper nigrum) koji se ubraja u porodicu
Pipereceae.
Alkaloid piperin nalazi se u zrnu crnog i bijelog bibera, i u nekim drugim srodnim biljkama. U zrnu
crnog bibera ima ga 6-9%.
C17H19NO3
O
O
N
O
Informacije za eksperiment:
Reagensi: Etanol, C2H5OH
Metanol CH3OH
10% Kalijumhidroksid, KOH
Hloridna kiselina, HCl
1,3,5-trinitrobenzol
Pribor: Soxletov aparat
Balon
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
3
Vodeno hladilo
Vodeno kupatilo
Rotavapor
Produkt: Piperin t.t 125-126°C
Piperinska kiselina t.t. 216-217°C
Postupak rada
Ekstrakcija
U Soxletov aparat za ekstrakciju stavi 40 g samljevenog crnog bibera
(Stavi biber u filter papir i umotaj tako da visina bude u visini bočne
cjevčiće kojom se preljeva rastvarč).
Nasuti etanol 8oko 100 mL) u balon i zagrijavaj na vodenom kupatilu
2h
Sakupljeni ekstrakt koncentruj na rotavaporu na temperaturi ne višoj od
60°C.
Ostatak poslije koncentrovanja tretira se sa 10-20 mL 10% kalijim
hidroksida u etanolu.
Poslije 10 minuta alkoholni rastvor se dekantiranjem odvoji od taloga
U filtrat dodati hladne vode i ostaviti da piperin iskristališe u obliku ţutih
kristalića.
Odrediti prinos piperina.
Filtrat ohladiti da bi se formirali kristali piperina, profiltrirati i isprati
kristale sa 2 mL hladne vode. Odrediti prinos piperina.
Uraditi bojenu reakciju piperina s koncentrovanom H2SO4. Otopiti par
kristalića izoliranog spoja u etanolu i dodati par kapi koncentrovane
H2SO4, u prisustvu piperina nastaje intenzivno crveno obojenje koje
nestaje paţljivim dodatkom vode. OPREZ!!!!
Uraditi bojenu reakciju piperina s koncentrovanom HNO3. Otopiti par
kristalića izoliranog spoja u etanolu i dodati malo HNO3, u prisustvu
piperina nastaje zeleno-ţuto obojenje koje brzo prelazi u narandţasto i na
karaju u intenzivno crveno. OPREZ!!!!
Piperin sa 1,3,5-trinitrobenzolom (1:1) gradi kompleks u obliku crvenih
iglica.
Hidroliza
piperina
Hidrilizom piperina alkoholnim rastvorom kalijum hidroksida dobiva se
piperinska kiselina i piperidin
U balon od 50 mL, sa povratnim hladilom, stavi se 1 g piperina i 10 mL
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
4
10%-tnog alkoholnog rastvora kalijumhidroksida.
Reakciona smjesa se zagrijava 90 min na vodenom kupatilu.
Alkohol se predestilira iz reakcione smjese pod vakuumom na rotavaporu
Ostatak u balonu se ohladi na ledenom kpatilu
Izdvojena kalijumova so piperinske kiseline suspenduje se u malo vruće
vode i zakiseli hloridnom kiselinom
Nastali voluminozni ţuti talog odvoji se filtriranjem i ispere s malo
hladne vode
Prekristaliziraj nastali talog iz etanola, nastaju igličasti ţuti kristali.
Alkalni rastvor etanola dobiven destilacijom, zakiseli do jako kisele
reakcije i otpari do suha
Kristalizacijom ostatka iz metanola dobiva se piperidinhlorhidrat t.t.
244°C
IZVJEŠTAJ
Ime i prezime: ____________________________________ Grupa:__________
Izračunaj prinos piperina
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
5
Vjeţba br. 2a IZOLACIJA KOFEINA IZ ČAJA
UVOD
Alkaloidi su prirodni organski spojevi koji sadrţe nitrogen, a tako su nazvani zbog njihovog bazičnog
("alkalijama sličnog") karaktera kojem je razlog upravo nitrogen. Danas je poznato više od 12 000
alkaloida, pa pripadaju jednoj od najbrojnijih grupa prirodnih spojeva.
Izrazitog su, ali različitog, fiziološkog djelovanja na organizam čovjeka i ţivotinja. Djeluju već u vrlo
malim količinama. Neki se u malim dozama koriste kao jaki i nezamjenjivi lijekovi, dok su gotovo svi
u većim količinama vrlo jaki otrovi. U biljkama alkaloidi ne dolaze u slobodnom obliku, već su vezani
za neke organske kiseline (na primjer: oksalnu, octenu, mliječnu, vinsku, limunsku i druge) ili u obliku
estera, amida i glikozida. Čisti alkaloidi većinom su bijeli sitnokristalni prašci ili tekućine. Netopivi su
u vodi, ali topivi u anorganskim kiselinama i u organskim otapalima. Njihove su soli čvrste, topive u
vodi, a netopive u organskim otapalima.
Zbog raznolikosti i sloţenosti alkaloidnih struktura ne postoji sistematizovana klasifikacija ovih
jedinjenja. Prema hemijskoj klasifikaciji alkaloidi se mogu podijeliti u sljedeće grupe:
a) Derivati piridina i piperidina,
b) Derivati tropana
c) Derivati hinolina
d) Derivati izohinolina
e) Derivati indola
f) Derivati imidazola
g) Derivati purina
h) Aciklični alkaloidi
i) Sterodini alkaloidi
Spojevi koji se javljaju u prirodi imaju različite vrste primjene. Jedan od često korištenih je i kofein
Koristi se kao stimulans u nekim lijekovima, a većina nas ga koristi svakodnevno u pićima dobivenim
ekstrakcijom iz kafe ili čaja vrućom vodom. Kofein poticajno djeluje na središnji ţivčani sistem,
osobito na koru velikog mozga i neka središta u produţenoj moţdini. Pića koja ga sadrţe izazivaju
stanje budnosti, te prolazno i kratkotrajno uklanjaju znakove umora. Kofein umor ne uklanja u cijelosti
već samo privremeno ublaţava simptome, a kad djelovanje popusti, osjećaj umora još je intenzivniji.
To obično navodi na uzimanje nove doze kofeina čime zakidamo jedan od osnovnih načina kojim nas
tijelo upozorava da mu je potreban odmor.
Primarni izvor kofeina je zrno kafe koje sadrţi oko 2-3% kofeina. Sadrţaj kofeina u napitku varira od
40 do 120 mg, u zavisnosti od načina pripreme. Kafa takoĎe sadrţi tragove srodnog alkaloida
teofilina, ali ne i teobromina. Čaj je drugi vaţan izvor kofeina i mada sadrţi više kofeina nego kafa,
uobičajeni čajni napitak sadrţi mnogo manje kofeina. Za razliku od kafe, čaj sadrţi male količine
teobromina i nešto viši nivo teofilina.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
6
KOFEIN TEOBROMIN TEOFILIN
Listovi biljke čajevac, Camellia sinensis, od kojih se spravlja čaj, vrući aromatični napitak blago
gorkog i oporog mirisa, sastoje se primarno od celuloze kao osnovnog gradivnog materijala svih
biljnih ćelija. Na sreću, celuloza nije topiva u vodi, pa korištenjem ekstrakcije vrućom vodom, mnogo
topiviji kofein moţe se razdvojiti. TakoĎe u vodi su topivi i sloţeni spojevi, tanini. Ovo su obojeni
fenolski spojevi velikih molekulskih masa(500-3000) koji imaju kiseli karakter. Ako se neka bazna so
kao što je natrijum karbonat doda vodenoj otopini, tanini će reagovati i formirati soli. Ove soli su ne
topive u organskom otapalu, kao što su hloroform ili dihlormetan, ali su topivi u vodi. Kako je kofein
slabije topiv u vodi (2g/100g hladne vode), a mnogo je topiviji u organskom otapalu (14g/100g
dihlormetana), kofein moţemo ekstrahovati iz bazne otopine čaja dihlormetanom, a natrijumove soli
tanina ostaju u vodenoj otopini. Otparavanjem dihlormetana ostaje sirovi kofein, koji se moţe
prečistiti sublimacijom.
EKSPERIMENTALNI RAD
ZADATAK VJEŢBE
- Izvršiti izolaciju kofeina
- Naučiti tehnike ekstrakcije
- Izvršiti prečišćavanje izoliranog produkta
HEMIKALIJE I REAGENSI
- Čaj ili filter vrećice čaja
- Natrijum karbonat, Na2CO3
- Dihlormetan, CH2Cl2
- Toluen C6H5CH3
- Heptan C7H16
- Bezvodni natrijumsulfat, Na2SO4
- Destilovana voda
OPREMA I PRIBOR
- Čaše od 100, 250, 600 mL
- Erlenmajerova tikvica od 50, 125 mL
- Menzura od 10, 100 mL
- Lijevak za odvajanje od 500 mL
- Büchnerov lijevak
- Vakuum boca
- Rešo
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
7
MJERE OPREZA
- Ne udišite pare organskih rastvarača
- Oprez pri radu sa vrućim priborom
SAVJETI
- Ekstrakcije dihlormetanom i prekristalizaciju radite u digestoru
PRODUKT
- Kofein, bijeli igličasti kristali t. t. 230°C
IZVOĐENJE VJEŢBE
Postupak I
Izolacija
U čašu od 600 mL naspi oko 200 mL vode i dodaj 15 g natrijum karbonata.
Zagrijavaj na rešou uz mješanje dok se karbonat ne rastvori.
Izvagaj oko 15 g čaja
Dodaj čaj u čašu sa vodom i zagrij do ključanja
Smanji grijanje i pusti da lagano ključa poklopljeno satnim staklom oko 30
min
Prekini zagrijavanje i pusti da se rastvor ohladi (hlaĎenje moţeš ubrzati
stavljanjem čaše pod mlaz hladne vode).
Profiltriraj dobivenu smjesu preko Büchnerovog lijevka
Pokvasi ostali čvrsti ostatak sa 10 mL destilovane vode i profiltriraj uz
pritiskanje malom erlenmajericom kako bi dobili maksimalnu količinu
tečnosti.
Ostavite čašu u ledeno kupatilo da se ohladi ispod sobne temperature
Ekstrakcija
Prebaci filtrat u lijevak za odvajanje od 500 mL
Dodaj 30 mL dihlormetana
Promućkaj sadrţaj nekoliko puta i ostavi da se razdvoje slojevi. (Nemojte
mućkati previše intenzivno kako bi izbjegli stvaranje pjene)
Ispusti dihlormetanski dio u čistu čašu od 250 mL pazeći da se slojevi što
preciznije odvoje ne ispuštajući vodu iz gornjeg sloja.
Ponovi ekstrakciju na isti način još 3 puta sa po 15 mL dihlormetanu
Sušenje Dodaj 15-20 g anhidrovanog natrijumsulfata u čašu sa dihlormetanskim
slojem kako bi izvršili sušenje
Uz povremeno miješanje ostavi da stoji 10 min (ako je rastvor mutan
prebaci ga u novu čašu i dodaj novu porciju natrijumsulfata).
Otparavanje
orgasnkog
radtvarača
Sastavi aparaturu za destilaciju, koristeći vodeno kupatilo kao sredstvo za
zagrijavanje, a destilat sakupite u tikvicu koja je uronjena u ledeno kupatilo.
Predestiliraj dihlormetan uz lagano zagrijavanje kako bi izbjegli stavranje
pjene.
Kada je rastvarač otpario kofein bi trebao da kristalizira.
U ovoj fazi kofein je oko 90% čist, ţućkastih kristala.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
8
Prekristalizacija Naspi po 5 mL toluena i heptana u balon u kome se nalazi kofein
Zagrijte dok se kristali kofeina ne otope (moţda će biti potrebno po još 2
mL svakog rastvarača kako bi se rastvorili nastali kristali).
Prekinite zagrijavanje kada se otope kristali kofeina
Prebacite sadrţaj balona u čašu od 50 mL i pustite da doĎe do
rekristalizacije pri halĎenju na ledenom kupatilu
Ovako nastali kristali kofeina su bijele boje i obično 96-98% čisti
Nastali produkt profiltriraj kroz Buchnerov lijevak
Izvagajte nastali produkt i izračunajte prinos
Shema izolacije kofeina
Postupak II
U čaši ugrijati 100 mLvode i u ključalu vodu staviti tri vrećice indijskog čaja (oko 5 g refuznog čaja).
Vrećice drţati u vodi 5 minuta. Kofein je dobro topiv u vreloj vodi pa će preći u vodeni sloj. Izvaditi
vrećice iz čaše i istisnuti iz njih tečnost koju su upile.
Iz dobivene otopine se kofein ekstrahira u lijevku za odvajanje uz dihlormetan ili hloroform, tri puta
sa po 15 mL rastvarača. Kofein prelazi u organski sloj.
Nakon ekstrakcije organski sloj isprati dva puta sa po 20 mL hladnog 6M rastvora NaOH i jednom sa
20 mL hladne vode. Nakon toga organski sloj osušiti s anhidrovanim Na2SO4. Nakon sušenja
dekantirati rastvor u suhu i izvaganu kristalizirku i upariti do suha. Nakon otparavanja rastvarača
ostaju bijeli talog kofeina.
zagrijavanje
Ekstrakcija
CH2Cl2
ČAJ Nerastvorljivi
ostatak
KOFEIN u CH2Cl2
Soli tanina u
vodi
KOFEIN
Otparavanje
CH2Cl2
UZORAK
ČAJA
Na2CO3 u vrućoj vodi
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
9
Vježba br.2b IZOLACIJA TEOBROMINA IZ KAKAO PRAHA
Kakao prah
POSTUPAK I
U balon okruglog dna (500 mL) pripremi se smjesa kakao praha (20g) i metanola (30 mL), a zatim se
doda rastvor 3 MgO. Sve dobro izmješati i zagrijavati na rešou uz mješanje do stvaranja mrvičaste
čvrste forme. Ohladiti smjesu i dodati dihlormetan ili hloroform (150 mL) i zagrijavati pod refluksom
30 minuta. Smjesu ponovo ohladiti, filtrirati, a potom filtrat osušiti sa Na2SO4 i potom prebaciti u
balon okruglog dna (250 mL). Rastvor se koncentrira na rotavaporu do volumena 10-15 mL, a potom
dodati 30 mL dietiletera i ohladiti smjesu u ledenom kupatilu.. Nakon izdvajanja taloga izvršiti
filtriranje i ostaviti talog da se osuši. Izvagati masu dobijenog teobromina i izračunati prinos.
Vjeţba br. 2c IZOLACIJA NIKOTINA IZ LISTA DUVANA
UVOD
Duvan je biljak koja pripada porodici Solanaceae. U vrijeme otkrića duvan je bio autoktona
vrsta sa područja Juţne i Srednje Amerike. Komponenta koja ima najveći fiziološki efekat u
duvanu je alkaloid nikotin. Sadrţaj nikotina u duvanu varira, zavisno od vrste, a kreće se od
0,3-5% u suhoj biljci. Prvi put je izolovan iz duvana 1828 godine.
Nikotin se sintetizira u korjenu biljke, a nakuplja u listovima. Predstavlja jak neurotoksin, a
uključen je i u mnoge insekticide. U manjim količinama djeluje stimulativno.
Nikotin je higroskopna uljasta tečnost. Sa kiselinama gradi soli koje su topive u vodi.
Struktura nikotina
Teobromin
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
10
Informacije za eksperiment: Reagensi:
- Duvan
- Eter
- Kalij karbonat-bezvodni
- Metanol
- NaOH (5%)
- Zasićena otopina
- Pikrinske kiseline u metanolu
Pribor:
- Laboratorijska čaša od 250 mL
- Lijevak za odvajanje (250 mL)
- Erlenmajerove tikvice
- Büchnerov lijevak
Postupak rada
- Odvagati 10g duvana u laboratorijsku čašu
- Dodati 100 mL otopine NaOH i dobro mješati 15 minuta
- Nakon toga filtrirati preko Buchner-ovog liejvka i dobro pririsnuti duvan sa drugom čašom
- Duvan ponovo prenjeti u čašu i preliti ga sa 30 mL destilovane vode
- Sve dobro izmješati i filtrirati
- Sav filtrat sakupiti u jednu čašu i prebaciti ga lijevak za odvajanje
- Izvršiti ekstrakciju sa eterom (3x25mL)
- Sakupiti organski sloj i osušiti ga sa bezvodnim kalij karbonatom
- Filtritati i nakon toga otparavati eter na vodenom kupatilu
- Nakon otparavanja etera, dodati 4 mL metanola da se otopi dobijeno ulje
- Dodati 10 mL zasićene otopine pikrinske kiseline, ohladiti u ledenom kupatilu kako bi se
izdvojili kristali nikotin pikrat.
- Filtrirati, osušiti dobijene kristale, izvagati produkt i odrediti prinos
PRPIREMNA VJEŢBANJA
1. Zašto je vaţno dobro ohladiti vodeni ekstrakt čaja kao i polučvrstu masu kod izolacije
teobromina prije dodatka dihlormetana za ekstrakciju?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
11
2. Kojim metodama je moguće izvršti prečišćavanje kofeina?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
3. Koja je uloga MgO pri izolaciji teobromina iz kako praha?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
IZVJEŠTAJ
Ime i prezime: ____________________________________ Grupa:__________
Izračunati prinos kofeina Izračunati prinos teobromina Izračunati prinos nikotina
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
12
Vjeţba br. 3 IZOLACIJA I EKSTRAKCIJA ESENCIJALNIH ULJA
UVOD
Prirodni produkti su podjeljeni u dvije velike grupe spojeva. Metaboliti koji su uobičajeni za veliki
broj organizama, poznati kao primarni metaboliti, npr. amino kiseline. Općenito oni imaju dobro
definisan ulogu u biohemijskom sistemu. Druga velika grupa prirodnih produkata poznata je pod
imenom sekundarni metaboliti meĎu koje spadaju i esencijalna ulja.
Esencijalna ulja su volatilne tečnosti konzistencije ulja. Izolacija iz biljnog materijala vrši se različitim
metodama. Ulja imaju karakterističan miris biljke iz koje su izolirane.
Prije izolacije biljni materijal iz kojeg se dobiva esencijalno ulje se mora osušiti i usitniti. Izolacija
esencijalnog ulja iz biljnog materijala se moţe vršiti slijedećim metodama:
a) hidrodestilacija;
b) destilacija vodenom parom;
c) eskstrakcija rastvaračima;
d) anfleriranje;
e) maceracija;
f) presovanje.
Hidrodestilacija je metoda koja se najčešće koristi za izoliranje esencijalnih ulja. Ovaj metod se
bazira na činjenici da su navedene supstance veoma slabo rastvorljive u vodi. Procedura se sastoji u
destilaciji vode iz vodenog rastvora koji sadrţi organske spojeve pri čemu para nosi sa sobom i
organske spojeve. Para se moţe stvarati u sistemu i van njega. U sistemu se para stvara intenzivnim
ključanjem vode pomiješane sa materijalom koji sadrţi spojve koje je potrebno izolirati, uz povremeno
dodavanje vode kako bi se nivo vode odrţavao konstantnim.
Biljni materijal se kuha u vodi. Pare koje nastaju kondenzuju se u hladilu i sadrţe smjesu vode i
esencijalnog ulja. Iz destilata se ulje i voda odvajaju ekstrakcionim postupcima. Prilikom destilacije
dolazi do hidrolize pojedinih komponenata ulja što je uzrokovano visokom temperaturom.
Esencijalna ulja razlikuju se od masnih ulja po njihovoj isparljivosti i činjenici da nisu saponibilni
(saponifikacija je proces nastanka sapuna iz masti i baze), daju specifičan miris cvijetu, listu i drvetu
ili su izvedeni iz komponenata biljaka enzimatskom reakcijom. Esencijalna ulja često su zapaljiva,
rastvorljiva u alkoholu i eteru i samo slabo rastvorljivi u vodi. Mogu sadrţavati, ugljikovodike,
alkohole, fenole, etere, aldehide, ketone, kiseline i estere.
Začini su često kompleksne smjese različitog sastava. Mirisne komponente su najčešće povezane sa
esterima, a kakakteristični okus i aroma mnogih začina rezultat je prisustva aromatskih aldehida i
ketona. Primjeri takvih aldehida su vanilin (štapići vanilija), cimetaldehid (cimet), eugenol (klinčići),
karvon (kim)
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
13
OH
O
H
O CH3 O
H
OH
O CH3
CH2
CH3CH2
CH3
O
Vanilin Cimetaldehid Eugenol Karvon
Od davnina, posebno kada nije bilo friţidera, začini su se dodavali da maskiraju nepoţeljne mirise.
Antiseptici i antioksidansi prisutni u začinima bili su efikasni u produţenju roka trajanja hrane.
U ovom eksperimentu, vršićete izolaciju esencijalog ulja iz klinčića. Klinčići su pupoljci jednog
zimzelenog drveta iz istočne Indije. Esencijalno ulje se uglavnom sastoji od eugenola. Koristi se u
parfimeriji, za sintezu vanilina, kao anelgetik i antiseptik.
Cimetaldehid je glavni sastojak esencijalnog ulja koji se moţe izolirati iz suhih dijelova biljke
Cinnamomum, porjeklom iz istočne Indije i jugoistočne Azije. Cimetaldehid je i sintetiziran za
komercijalne svrhe, koristi se kao vještački začin. Cimetaldehid je meĎu nekoliko aldehida za koji se u
IUPAC sistemu zadrţalo uobičajeno ime.
Karvon je keton, pronaĎen u ulju kima, Carum carvi, i miroĎije. Nema komercijalnu primjenu. Kim
je dvogodišnja biljka iz familije peršuna, koja se uzgaja zbog sjemenki koje imaju intenzivan,
privlačan miris. Sjemenke kima se koriste kao začin za peciva i sluţe da poboljšaju probavu.
EKSPERIMENTALNI RAD
ZADATAK VJEŢBE
- Izolirati esencijalno ulje iz klinčića*1
- Izvršiti ekstrakciju esencijalnog ulja iz destilata
- Odrediti prinos
HEMIKALIJE I REAGENSI
- 5% kalijum hidroksid, KOH
- 5% hloridna kiselina, HCl
- Dihlormetan, CH2Cl2
- Destilovana voda, H2O
- Bezvodni natrijum sulfat, Na2SO4
- Zasićeni rastvor natrijum hlorida, NaCl
PRIBOR I OPREMA
- Aparatura za destilaciju
- Erlenmeyerove tikvice 250 mL, 125 mL
- Menzura 100 mL
1 Ista procedura moţe se koristiti i za izolaciju esencijalnog ulja iz cimeta i kima
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
14
- Lijevak za odvajanje, 150 mL, 250 mL
- Vodeno kupatilo
- Univerzalni pH papir
MJERE OPREZA
- Nemoj udisati pare organskih otapala
- Budi oprezan pri radu sa kiselinama i bazama, u slučaju posipanja isperi koţu velikim
količinama vode
- Ekstrakciju dihlormetanom izvodi u digestoru
SAVJETI
- Nemoj bacati nijednu otopinu koja bi mogla sadrţavati ţeljeni produkt. Ostavite ih u propisno
označenim posudama do kraja eksperimenta. Uobičajena greška je korištenje pogrešne otopine
za nastavak eksperimenta tokom ekstrakcije. Ako nisi siguran prati upute u Shemi
- Prinos primarno odreĎuju destilacija i ekstrakcija dihlormetanom. Uspješnost destilacije
odreĎuje količina predestiliranog organskog materijala vodom, dok je uspješnost ekstrakcije
odreĎena količinom materijala koji se iz vodenog dijela prenese u organski.
- Formiranje emulzije moţe predstavljati ozbiljan problem tokom ekstrakcije, usporava cijeli
postupak i uzrokuje gubitak produkta.
- Pri drugoj destilaciji ili jednostavnom otparavanju otapala, produkt će ostati na dnu u malim
količinama, moţe ga biti tako malo da je gotovo nevidljiv, ali će vaganje potvrditi njegovo
postojanje.
- Ovaj eksperiment zahtijeva dobro planiranje i koordinaciju različitih poslova unutar grupe
kako bi se eksperiment mogao završiti na vrijeme. Počnite sa destilacijom što prije, to je dio
vjeţbe koji najduţe traje, a ostale poslove podijelite unutar grupe.
PRODUKT
- Esencijalno ulje klinčića je ţuta volatilna tečnost, t. k. 243°C
- Eugenol je bezbojna tečnost, t. k. 253°C, slabo topiv u vodi.
- Karvon je bezbojna tečnost t. k.245°C.
- Cimetaldehid je ţuta volatilna tečnost, t.k. 245°C
IZVOĐENJE VJEŢBE
a) Izolacija eugenola
Destilacija Sastavi aparaturu za hidrodestilaciju, zagrijavanje vrši na električnom
grijaču, a koristi vodeno hladilo.
Izvagaj 14-16 g klinčića, smrvi ih u avanu kako bi voda lakše prodrla u
njih. (20-25 g kima, 15-20 g štapića cimeta)
Stavi biljni uzorak u tikvicu za destilaciju i preko njega naspi oko 2/3
vode
Priključi vodu na hladilo i uključi grijač kako bi smjesa lagano
proključala da se ne stvara pjena. Kada ključanje otpočne, pojačaj
grijanje.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
15
Prikupljaj destilat u Erlenmeyerovu tikvicu dok god vidiš emulziju koja
izlazi iz hladila (destilacija obično traje 45-60 min). Trebalo bi da
prikupiš najmanje 150-200 mL destilata.
Izbaci ostatke biljnog materijala iz balona dok je još vruć ili ga napuni
do vrha vodom, snaţno izmješaj i prebaci u veću čašu, otopinu iz čaše
dekantiraj u odvod, a čvrsti ostatak baci u kantu za smeće.
Ekstrakcija
Prebaci destilat u lijevak za odvajanje od 250 mL i dodaj oko 25 mL
dihlormetana.
Protresi lijevak nekoliko puta, (previše intenzivno miješanje moţe
prouzrokovati stvaranje emulzije; ako se emulzija stvori pokušaj izvršiti
isoljavanje). Okrećući lijevak za odvajanje naopako, kroz ventil moţeš
ispusti gasove koji nastaju pri ekstrakciji.
Ostavi lijevak da stoji na prstenu dok se slojevi ne razdvoje.
U Erlenmeyerovu tikvicu od 125 mL, ispusti donji organski sloj i ponovi
ekstrakciju još dva puta na isti način sa po 20 mL dihlormetana.
(Sljedeći dio vrijedi samo za ekstrakciju eugenola iz esencijalnog ulja)
Prebaci dihlormetanski dio u drugi lijevak za odvajanje i dodaj 30 mL
5% otopine KOH. Otopina u lijevku je topla jer se pri reakciji oslobaĎa
toplota.
Sačuvaj vodenu otopinu u Erlenmeyerici od 125 mL i vrati
dihlormetanski dio u lijevak za odvajanje.
Ekstrahuj dihlormetanski dio još dva puta sa po 25 mL 5% otopinom
KOH i spoji vodene slojeve.
Prebaci vodeni sloj ponovo u lijevak za odvajanje i još ga jednom isperi
novom porcijom dihlormetana.
Prebaci vodeni rastvor u čašu od 250 mL i polako zakiseli do pH 1
koristeći 5% rastvor HCl-a. Kiselinu dodaj u kapima i uz miješanje. pH
vrijednost kontroliši univerzalnim pH papirom; biće potrebno 20-50 mL
kiseline. Primjetićeš da se razvija toplota i da otopina postaje zamućena
kad pH postane kisela.
Prebaci zakiseljenu otopinu ponovo u lijevak za odvajanje i dodaj 20 mL
dihlormetana.
Sačuvaj dihlormetanski dio i ponovi ekstrakciju još dva puta sa po 25 mL
dihlormetana. Pazi pri razdvajanju da u organskom sloju ne bude vode.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
16
Koristi isti lijevak za odvajanje da opereš sakupljeni organski dio sa 15
mL destilovane vode.
Nakon pranja vodom operi organski dio sa poluzasićenom otopinom
NaCl (napravi ga miješanjem 8 mL zasićene otopine NaCl sa 7 mL
destilovane vode).
Prebaci dihlormetanski dio u čistu i suhu Erlenmeyericu, dodaj 15 g
bezvodnog natrijum sulfata, Na2SO4, da osušiš organsku otopinu (ako
otopina ostaje mutna dodaj još bezvodnog natrijum sulfata).
Otparavanje
organskog
otapala
Izvagaj balon okruglog dna od 150 mL koji će biti korišten za destilaciju,
a ne za prikupljanje destilata.
Dekantiraj osušeni organski sloj iz Erlenmeyerice u izvagani balon i
sastavi aparaturu za destilaciju, koristeći vodeno kupatilo kao sredstvo za
zagrijavanje.
Predestiliraj dihlormetanski dio. Zagrijavanje vrši lagano, kako bi izbjegli
stvaranje pjene, sve dok otapalo izlazi iz hladila.
Kad je otapalo otparilo, izvagaj balon i iz razlike masa izračunaj masu
dobivenog produkta.
b) Izolacija ulja cimeta
Sastavi aparaturu za destilaciju vodenom parom, zagrijavanje vrši na
električnom grijaču, a koristi vodeno hladilo.
Izvagaj 20-25 g štapića cimeta, smrvi ih u avanu kako bi voda lakše
prodrla u njih. (20-25 g kima).
Stavi biljni uzorak u tikvicu za destilaciju i preko njega naspi oko 100-
150 mL destilovane vode.
Priključi vodu na hladilo i uključi grijač kako bi smjesa lagano
proključala da se ne stvara pjena. Kada ključanje otpočne, pojačaj
grijanje. Sakupiti 150-200 mL destilata.
Prebaci destilat u lijevak za odvajanje i dodaj oko 25 hloroforma.
Protresi lijevak nekoliko puta, (previše intenzivno miješanje moţe
prouzrokovati stvaranje emulzije; ako se emulzija stvori pokušaj izvršiti
isoljavanje). Okrećući lijevak za odvajanje naopako, kroz ventil moţeš
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
17
ispusti gasove koji nastaju pri ekstrakciji.
Ostavi lijevak da stoji na prstenu dok se slojevi ne razdvoje.
U Erlenmeyerovu tikvicu od 125 mL, ispusti donji organski sloj i ponovi
ekstrakciju još dva puta na isti način sa po 20 mL hloroforma
Sakupljeni ekstrakt osusiti sa anhidrovanim magnesiz sulfatom, višak
rastvaraca upariti na rotavaporu do volumena 10 mL.
Nakon uparavanja ostatak prebaciti u izvaganu kristalizirku.
Kad je otapalo otparilo, izvagaj kristalizirku i iz razlike masa izračunaj
masu dobivenog produkta.
PRIPREMNA VJEŢBANJA
1. Navedi metode kojima moţeš izolirati esencijalna ulja iz biljnog materijala!
________________________________________________________
________________________________________________________
__________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
__________________________________________________ 2. Na koji način se vrši sušenje organskog ekstrakta?
________________________________________________________
________________________________________________________
__________________________________________________
______________________________________________________
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
18
IZVJEŠTAJ
Ime i prezime: ____________________________________ Grupa:__________
1. Izračunaj prinos esencijalnog ulja u odnosu na početnu masu biljnog
materijala!
2. Izračunaj prinos eugenola u odnosu na masu dobivenog esencijalnog ulja
i u odnosu na početnu masu biljnog materijala!
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
19
1. Šta moţe uticati na prinos eugenola?
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
2. Objasni šta se dešava sa eugenolom u svakom korak
ekstrakcije!
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
Eugenol u
klinčićima
Destilacija
Ekstrakcija sa CH2Cl2
Ekstrakcija sa KOH
Eugenol u baznom
ekstraktu
Ekstrahuj sa CH2Cl2
Isperi sa CH2Cl2
Zakiseli sa HCl
Eugenol u
CH2Cl2
ekstraktu
Isperi sa H2O
Isperi sa NaCl
Osuši sa Na2SO4
Otpari CH2Cl2
Eugenol
Eugenol u destilatu
Eugenol u CH2Cl2
ekstraktu
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
20
Vjeţba br. 4 IZOLACIJA LIKOPENA IZ PARADAJZA
UVOD
Karotenoidi su organska jedinjenja koja se svrstavaju u terpenoide; po formuli su tetra-terpenoidi,
zbog obojenosti pigmenti, a po fizičkim osobinama su lipidi. Osnovni biohemijski značaj karotenoida
je u tome što učestvuju uz hlorofile i fikobilinske pigmente u fotosintezi. Karotenoidi u toku
fotosinteze štite ćeliju od fotodinamičke destrukcije koju katalizuje hlorofil, i apsorbuju i prenose
svjetlosnu energiju do hlorofila A.
Dejstvo svjetlosti i molekulskog kiseonika moţe biti letalno za ćeliju. Pokazalo se da karotenoidi
inhibiraju fotodinamičku akciju svjetlosti i kiseonika na hlorofil.
Centralni dio molekule sastavljen je od dugog konjugovanog niza, najčešće osam izoprenskih jedinica
CH2=CHC(CH3)=CH2, vezanih tako da dvije CH3 grupe najbliţe centru zauzimaju poloţaj 1,6, a ostale
su u poloţaju 1,5. Na krajevima ovog niza nalaze se bilo dva otvorena niza, bilo dva prstena ili je na
jednom kraju otvoren niz, a na drugom prsten.
Posljedica ovakve strukture je velika reaktivnost karotenoida, podloţnost autoksidaciji, intezivna boja,
kao i karaktersitični apsorpcioni spektri.
Karotenoidi koji su ugljovodonici nazvani su karotenima, a oksidovani derivati karotena ksantofilima.
Svi karotenoidi su rastvorni u mastima, većina je rastvorna u organskim rastvaračima (karoteni), dok
su neki rastvorni u alkoholu i alkalijama (ksantofili). Karotenoidi koji su vezani za bjelančevine i
ugljikohidrate-oblik u kojem se najčešće nalaze u prirodi-jesu jedinjenja rastvorna u vodi.
Nekoliko pigmenata obično dolazi zajedno i to u malim količinama. U višim biljkama najčešće se i u
najvećim količinama nalaze β-karoten, lutein, kao i violaksantin i neoksantin, koji su najvaţniji
ksantofili u višim biljkama. U nekim biljkama je prisutan i α-karoten, mada u mnogo manjim
količinama.
Likopen je polien sa 11 dvostrukih veza (C40H56, aciklički tetraterpen). Svrstava se u grupu
karotenoida i strukturni je izomer karotena, ali ne pokazuje vitaminske aktivnosti. Nalazi se u
plodovima voća i povrća (jabuka, paradajz) da daje plodovima crvenu boju. Apsorpcioni maksimum je
na 504 nm.
Po strukturi su vrlo slični i njihovo čišćenje pomoću uobičajenih metoda kristalizacije je bilo vrlo
teško. Nagli razvoj na području hemije karotenoida započeo je primjenom hromatografske apsorpcije
na aluminijevom oksidu, magnezijevom oksidu ili kalcijevom karbonatu. Upravo pri odvajanju
karotenoida ova se tehnika ubrzano razvijala.
likopen
-karoten
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
21
ksantofil
EKSPERIMENTALNI DIO
Izolacija
Postupak 1
Odvagati 20 grama paradajz pirea u erlenmajericu (150-200 mL) i dodati 20 mL acetona. Smjesu
mješati 15-20 minuta na magetnoj mješalici i nakon toga je profiltrirati. Filtrat odbaciti, a talog
prenjeti u novu erlenmajericu, dodati dihlormetan (25 mL) i sadrţaj mješati 5 minuta. Sadrţaj
dekantirati preko Bihnerovog lijevka, ostavljajući glavninu taloga u erlenmajerici. Ponoviti ekstrakciju
sa novom količinom dihlormetana (10 mL). Sadrţaj profiltrirati u istu bocu, a potom ga osušiti sa
Na2SO4 i filtrirati u čistu izvaganu posudu. Na vodenom kupatilu otpariti višak rastvarača i izračunati
prinos.
Postupak 2
Odvagati 10 g paradjaz pirea u balon okruglog dna (250 mL) i dodati 15 mL metanola i 35 mL
dihlormetana. Smjesu zagrijavati 10 minuta pod refluksom. Nakon hlaĎenja, smjesu profiltrirati,
prebaciti u lijevak za odvajanje i oprati zasićenom otopinom NaCl (100 mL). Ako doĎe do stvaranja
pjenastog sloja na dnu lijevka, ispustiti nastali sloj u posebnu posudu, a zatim organski sloj u čistu
čašu. Organski sloj ponovo isprati sa 100 mL zasićene otopine NaCl. Osušiti organski sloj, prebaciti u
izvaganu kristalizirku da višak rastvarača otpari. Izračunati prinos dobijenog likopena.
PRIPREMNA VJEŢBANJA
3. Šta su karotenoidi?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
4. Kakva je uloga karotenoida u biljakama?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
22
5. Kakva je razlika u strukturi izmeĎu likopena, -karotena i ksantofila?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
IZVJEŠTAJ
masa uzorka ___________
masa kristalizirke ___________ masa kristalizirke likopena _____________
masa likopena _______________ prinos _________________
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
23
Vjeţba br. 5 SINTEZA 7-HIDROKSI-4-METILKUMARINA
UVOD
Kumarini spadaju u heterociklične spojeve koji u svojoj skeletnoj strukturi sadrţe atome oksigena kao
heteroatome. Kao prirodni produkti naĎeni su u mnogim biljkama. Samo ime kumarin potiče od
karipske riječi „coumarou“ za biljku tonkovac (Dipteryx odorata Willd.) iz koje je kumarin (Slika 1)
prvi put izoliran 1820. godine. Do danas je izolirano preko 2000 kumarinskih struktura iz različitih
biljnih vrsta.
O O Slika 1. Struktura kumarina.
Značajne koncentracije kumarinskih struktura se mogu naći u voću. Najviše u marelicama, višnjama,
jagodama, te začinskim biljkama kao što je cimet i lavanda.
Proizvodnja kumarina počela je 1868. godine kada su se prvi put počeli koristiti u industriji parfema i
pojačivača okusa. Njihova današnja upotreba se najviše zasniva na njihovim antikoagulacijskim
svojstvima, te kao otrov za pacove, upravo zbog tog svojstva. Zagrijavanjem kumarina nastaju
dikumaroli koji su jaki antikoagulanti. Kumarini takoĎer imaju snaţan uticaj na biosintezu vitamina K.
Pored ovih svojstava, kumarini posjeduju i antibakterijska i antigljivična svojstva.
Neke od bitnijih kumarinskih struktura naĎenih u biljnom svijetu su (Slika 2):
a) umbeliferon (1) – kumarin prisutan u aromatičnim biljkama familije Umbelliferae sa izrazitim
antigljivičnim svojstvima;
b) eskulin (2) – glikozidni kumarin iz ploda kestena sa vaskularnim terapeutskim svojstvima;
c) skopoletin (3) – kumarin iz bljke noni koji regulira krvni pritisak, ima značajna antibakterijska
svojstva, te regulira hormon serotonin, te smanjuje depresiju i anksioznost;
d) bergapten (4) – kumarin iz citrusnog voća bergamota koji spada u grupu furokumarina
(psoralena) koristi se kao aktivna komponenta krema i losiona za sunčanje.
O OOH
O
O
HHOH
H
H
OH OH
H
OH
O OOH O O
OH
O
CH31 2 3
O O
OCH3
O
4 Slika 2. Neke kumarinske strukture.
Biosinteza kumarina u biljkama kreće od cimetne kiseline koja se ciklizacijom prevodi u kumarinsku
strukturu. U laboratoriji se najčešće koriste mnoge sintetičke metode, a meĎu njima Perkinova,
Knoevenagelova i Pechmannova reakcija.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
24
TEORIJSKE OSNOVE EKSPERIMENTA
U ovoj vjeţbi sinteza 7-hidroksi-4-metilkumarina će se izvršiti prema jednoj od najpoznatijih
sintetičkih metoda za dobivanje kumarina – Pechmannova reakcija. Hans von Pechmann je 1883.
godine sintetizirao kumarinsku strukturu kondenzirajući fenolski derivat sa β-ketonskim esterom.
Kondenzacija ove dvije molekule se uspješno provodi u prisustvu jake kiseline koja ima ulogu
katalizatora, pri čemu nastaje novi prsten u molekuli.
Cijeli tok kondenzacije zavisi od vrste fenolskog spoja, od estera, i od kiselog kondenzacionog
katalizatora.
Generalno, fenolski spojevi koji imaju aktivatorske grupe u meta- i para-poloţaju (CH3, OH, OCH3,
NH2) vrlo lako podlijeţu Pechmannovoj kondenzaciji. Ako je supstituent u orto-poloţaju, onda je već
zauzeta pozicija kondenziranja estera sa fenolom u novi prsten.
Slično, β-ketonski esteri koji imaju jednostavne alkilne grupe u α-poloţaju takoĎer lako podlijeţu
kondenzaciji.
U ovoj vrsti kondenzacije katalizator ima veliki uticaj na tok reakcije. Najčešće korišteni katalizatori
su koncentrovana sulfatna kiselina i polifosforna kiselina. Generalno, postoje dvije vrste mogućih
produkata Pechmannove kondenzacije: kumarin i hromen (Slika 3).
OH
+CH3
O CH3
O OO
CH3
O
O
O
CH3 Slika 3. Produkti Pechmannove kondenzacije
Koji će od ova dva produkta nastati, zavisi od upotrebljenog katalizatora. Uopšteno, vaţe slijedeća
pravila:
a) U prisustvu koncentrovane sulfatne kiseline nastaje kumarin. Jedino u slučaju kada se kao
fenolski derivat koristi β-naftol nastaje smjesa kumarina i hromena.
b) Fenoli koji u prisustvu koncentrovane sulfatne kiseline daju kumarinske strukture, u prisustvu
polifosforne kiseline takoĎer daju iste strukture.
U upotrebi su još neki katalizatori, preteţno Lewisove kiseline: aluminijum (III)-hlorid, cink (II)-
hlorid, indij (III)-hlorid, samarijum (III)-nitrat, bizmut (III)-nitrat, te kationske smole.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
25
EKSPERIMENTALNI RAD
ZADATAK VJEŢBE
- Uradi pripremu za vjeţbu i ispiši je u svoj laboratorijski dnevnik
- Pripremi čisto i laboratorijsko posuĎe za sintezu.
- Izvrši sintezu 7-hidroksi-4-metilkumarina prema navedenim uputama.
- Prekristaliziraj sirove produkte.
- Odredi masu prektristaliziranog produkta.
- Odredi tačku topljenja prektristaliziranog produkta.
- Upiši rezultate u svoj laboratorijski dnevnik.
HEMIKALIJE I REAGENSI
- koncentrovana sulfatna kiselina
- rezorcinol
- etilacetoacetat
- 5% otopina natrijum-hidroksida
- etanol
- destilovana voda
- aktivni ugalj
PRIBOR I OPREMA
- Erlenmajerova tikvica od 250 mL
- čaše od 50 mL, 100 mL i 400 mL
- lijevak za dokapavanje
- stakleni štapić
- pipeta, 20 mL
- Bucherov lijevak
- lijevak
MJERE OPREZA
- Natrijum hidroksid je nagrizajuća supstanca i u slučaju kontakta sa koţom treba ga isprati
velikim količinama vode.
- Koncentrovana sulfatna kiselina je takoĎet veoma nagrizajuća supstance. U kontaktu sa
koţom nagriţeni dio isprati velikim količinama vode.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
26
IZVOĐENJE VJEŢBE
Sinteza 7-hidroksi-4-metilkumarina
U Erlenmajerovu tikvicu od 250 mL paţljivo nasuti 10 mL
koncentrovane sulfatne kiseline.
Tikvicu sa kiselinom prenijeti u ledeno kupatilo i pričvrstiti je za
laboratorijski stalak.
Iznad tikvice postaviti lijevak za dokapavanje.
U čaši od 50 mL otopiti 1 g rezorcinola u 3-5 mL etilacetoacetata i
smjesu pomoću uliti u lijevak za dokapavanje.
Paţljivo dokapavati smjesu rezorcinola i etilacetoacetata u
Erlenmayerovu tikvicu sa sulfatnom kiselinom (u porcijama od 1-2
mL). Pri tome paziti da temperatura reakcione smjese ne preĎe 10°C.
Nakon svakog dodavanja smjese rezorcinola i etilacetoacetata,
Erlenmayerovu tikvicu energično promiješati.
Kad je sva smjesa prenesena u tikvicu, tikvicu ostaviti na sobnoj
temperaturi 15-20 minuta.
Pripremiti 200 g smjese leda i vode u čaši od 400 mL.
Preliti reakcionu smjesu u smjesu leda i vode uz veliki oprez, i snaţno
promiješati. U prisustvu vode nastaju ţuti kristali 7-hidroksi-4-
metilkumarina.
Sirovi produkt profiltrirati na Büchnerovom lijevku i isprati ga sa 50
mL hladne destilovane vode.
Sirovi 7-hidroksi-4-metilkumarin otopiti u čaši sa 50 mL 5% vodene
otopine natrijum-hidroksida.
Nastalu otopinu profiltrirati i filtrat zakiseliti do neutralne reakcije.
Tokom neutralizacije smjesu snaţno miješati. Zakiseljavanjem
otopine ponovo dolazi do taloţenja 7-hidroksi-4-metilkumarina.
Prečišćeni produkt ponovo profilrirati na Buchnerovom lijevku i talog
isprati s 50 mL hladne destilovane vode.
Sirovi 7-hidroksi-4-metilkumarin prekristalizirati iz 95% etanola
koristeći aktivni ugalj.
Osušti prekristalizirani kumarin, izvagati svoj produkat na papirnoj
laĎici i odrediti tačku topljenja.
Rezultate upiši u svoj dnevnik.
Na papirnoj laĎici upiši svoje ime, podatke i naziv spoja kojeg si
sintetizirao, te predaj asistentu.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
27
PRIPREMNA VJEŢBANJA
1. Objasni pojam reakcija kondenzacije!
________________________________________________________
________________________________________________________
__________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
__________________________________________________
2. Napiši reakciju sinteze 7-hidroksi-4-metilkumarina!
3. Objasni ulogu sulfatne kiseline u sintezi 7-hidroksi-4-metilkumarina!
________________________________________________________
________________________________________________________
__________________________________________________
________________________________________________________
____________________________________________________
4. Napiši sve moguće izomere rezorcinola i imenuj ih po IUPAC nomenklaturi?
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
28
IZVJEŠTAJ
Ime i prezime: _______________________________________ Grupa:___________
Datum: ___________________ Asistent: ___________________________________
masa rezorcinola: ____________ g
količina rezorcinola: ____________ mol
teorijski prinos 7-hidroksi-4-metilkumarina
masa sintetiziranog 7-hidroksi-4-metilkumarina:
____________ g
____________ g
prinos 7-hidroksi-4-metilkumarina: ___________ %
tačka topljenja 7-hidroksi-4-metilkumarina (interval topljenja) ______°C (_______°C)
PITANJA:
Koliki je prinos 7-hidroksi-4-metilkumarina ako si za sintezu uzeo/la 3 g rezorcinola, a dobio/la
si 4 g 7-hidroksi-4-metilkumarina?
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
29
Vjeţba br. 6 ODREĐIVANJE ANTIOKSIDACIJSKE AKTIVNOSTI
UVOD
Najšire prihvaćena definicija bioloških antioksidanasa jeste ona koju je dao Halliwell, 1990.
god , a prema kojoj su antioksidansi „ supstance koje prisutne u malim koncentracijama u odnosu na
supstrat (biomolekulu) koji se oksiduje, značajno usporavaju ili sprečavaju oksidaciju tog supstrata“.
Antioksidansi mogu ispoljavati svoju aktivnost različitim mehanizmima, zahvaljujući njihovoj
sposobnosti da:
djeluju kao „hvatači“ (skevindţer) slobodnih radikala
djeluju kao donori elektrona ili
donori H-atoma
Način djelovanja antioksidansa
Prema klasifikaciji antioksidanasa (Shi et al., 2001) izvršenoj na osnovu nivoa i načina
djelovanja u ljudskom organizmu, postoje: preventivni antioksidansi, „skevindţer“ antioksidansi i
„reparacioni“ antioksidansi. Preventivni antioksidansi sprječavaju nastanak slobodnih radikala.
„Skevindţer“ antioksidansi posjeduju sposobnost da „hvataju“ slobodne radikale. „Reparacioni“
antioksidansi djeluju posebnim mehanizmima, obnavljajući ili uklanjajući oštećene vitalne
biomolekule koji nastaju u uslovima oksidativnog stresa. U „reparacione“ antioksidanse ubrajaju se
fosfolipaze, proteaze, enzimi koji obnavljaju DNK, transferaze, itd.
Prema mjestu nastajanja, antioksidansi značajni za ljudski organizam dijele se na: endogene i
egzogene. Endogeni antioksidansi predstavljaju antioksidanse koji nastaju u ljudskom organizmu, dok
egzogeni unose putem hrane ili lijekova. Fenolna jedinjenja su jedna od najvaţnijih grupa prirodnih
egzogenih antioksidanasa, čija je aktivnost uslovljena strukturnim karakteristikama.
Antioksidansi mogu reducirati (deaktivirati) radikal kroz dva istraţena mehanizma. Krajnji
rezultat po oba mehanizma je isti, ali je razlika u kinetici i potencijalu pratećih reakcija. Pomenuti
mehanizmi se odnose na tzv. HAT (Hydrogen Atom Transfer) mehanizam i SET (Single Electron
Transfer) mehanizam.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
30
HAT mehanizam i metode bazirane na HAT mehanizmu
HAT mehanizam podrazumijeva transfer atom vodika sa antioksidansa na radikal. Odvijanje
rekacije po HAT mehanizmu zavisi od niza faktora, kao što su struktura i osobine antioksidansa,
topivost antioksidansa i sistema rastvarača. Energija disocijacije veze i jonizacijski potencijal su dva
glavna faktora koji odreĎuju mehanizam i učinkovitost antioksidansa.
Metode bazirane na HAT mehanizmu podrazumjevaju mjerenje sposobnosti „neutralizacije“
radikala doniranjem vodikovog atoma.
Mnogi naučnici smatraju da je doniranje vodikovog atoma slobodnom radikalu upravo jedan
od presudnih koraka mehanizma po kojem antioksidansi „neutraliziraju“ iste. Faktor koji u najvećoj
mjeri determinira HAT mehanizam jeste energija disocijacije grupe koja donira vodikov atom
potencijalnog antioksidansa i dominira kod spojeva kod kojih je ΔBDE≈-10 kcal/mol i ΔIP<-36
kcal/mol. Mjerenja antioksidativne aktivnosti i kapaciteta temelji se na mjerenju kinetike same
reakcije. HAT mehanizam je ovisan o sistemu rastvarača kao i pH vrijednosti medija i obično se radi o
vrlo brzim reakcijama koje postiţu ravnoteţu reda sekundi do nekoliko minuta. Prisustvo redukujućih
vrsta, uključujući i metala, usloţnjavaju metode odreĎivanja antioksidativne aktivnosti bazirane na
HAT mehanizmu i vrlo često dovode do prividno velike antioksidativne aktivnosti
SET mehanizam i metode bazirane na SET mehanizmu
SET mehanizma podrazumjeva jednostavan transfer elektrona sa antioksidansa na aktivnu
vrstu. Prema tome, metode bazirane na SET mehanizmu mjere potencijal antioksidansa da prenese
elektron na neku reaktivnu vrstu, uključujući i metale, karbonile i radikale.
SET i HAT mehanizmi se redovito odvijaju zajedno u nekom sistemu, a odreĎeno je prirodom
antioksidansa i pH vrijednošću medija. Relativna reaktivnost prema SET mehanizmu odreĎena je
korakom deprotonacije i IP (Ionization potential) vrijednošću funkcionalne grupe, koja nastupa kao
donor pa su reakcije koje teku po SET mehanizmu jako pH ovisne. U opštem slučaju IP vrijednost se
smanjuje povećanjem pH medija, što odrţava povećani elektrodonorski kapacitet uz deprotonaciju.
SET mehanizam je dominantan ako se u sistemu nalazi spoj sa ΔIP>-45 kcal/mol. Reakcije koje se
odvijaju po SET mehanizmu su obično spore i treba im dosta vremena do uspostavljanja ravnoteţe, a
antioksidativna aktivnost se obično izraţava kao postotak smanjenja reaktivne vrste, a ne kinetičkim
parametrima.
Kada AH+.
ima dovoljno dug vijek trjanja, sekundarne reakcije postaju značajna smetnja u
testovima baziranim na SET mehanizmu. Reakcije koje teku po SET mehanizmu jako su osjetljive na
prisustvo askorbinske i mokraćne kiseline. Vaţne interferencije uzrokuju i nečistoće u tragovima
(naročito metali), naročito u pogledu promjenljivosti, dosljednosti i ponovljivosti u rezultatima
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
31
testova. Danas jako značajan broj metoda koje se koriste za odreĎivanje antioksidativne aktivnosti
upravo teku po SET mehanizmu. Takve su:
DPPH metoda
ABTS metoda
RP metoda
Metoda redukcije Mo(VI)
Inhibicija helatacije Fe(II) ferozinom
ABTS metoda
Metoda se zasniva na praćenju promjene apsorbanse ABTS•+
radikala na talasnoj duţini
maksimuma apsorpcije od 734 nm, prije i nakon reakcije sa antioksidansom . Sposobnost komponenti
uzorka da izvrše redukciju ABTS•+
radikal kationa mjerena je spektrofotometrijski. Originalna metoda
se sastojala u reakciji metmioglobina sa hidrogenperoksidom u prisustvu ABTS, kako bi se formirao
radikal kation, sa ili bez antioksidansa. Ovakav način je modificiran, tako da se prvo radikal prevede u
stabilnu formu, a nakon toga stupa u reakciju sa potencijalnim antioksidansom. Pored ostalih
modifikacija, ABTS je modificiran i na „microplate“ metod čime se smanjuje potrebno vrijeme za
analizu i reducira cijena. Plavozeleni hromofor ABTS•+
se priprema u reakciji sa kalijum persulfatom
12-16 sati ranije. Vaţna prednost ove metode je u tome da se ABTS moţe otopiti i u vodi i u
organskom otapalu, pa je na ovaj način moguće mjeriti antioksidacijsku aktivnost i hidrofilnih i
hidrofobnih spojeva u ispitivanom uzorku.
Rezultati se predstavljaju kao IC50 vrijednost. IC50 koja podrazumjeva veličinu koja prikazuje
koncentraciju antioksidansa koja inhibira 50% ABTS radikal katjona. Ona se odreĎuje na način da se
prati inhibicija ABTS radikal katjona pri dodatku različitih koncentracija antioksidansa, zatim se iz
grafika PI=f(cantioksidans) sa datom jednačinom pravca izračunava EC50 vrijednost. ABTS kapacitet se
poredi sa BHT (butil-hidroksi-toluen), BHA (butil-hidroksi-anizol) i vitaminom C.
Hemikalije
ABTS reagens,
Etanol-apsolutni,
Kalijum-persulfat,
Kvercetin,
Galna kiselina
Postupak
Pripema ABTS reagensa
- Pomješati jednake volumene ABTS reagensa, otopljenog u vodi (7 mM) i K2S2O8 (2,45mM) i
ostaviti 12-16 sati u mračnom, na temperaturi 4oC.
- Ovakvu otopinu razblaţiti toliko da njena aposrbansa bude 0,7-0,9.
Snimanje toka reakcije
- Etanol koristiti kao slijepu probu, a kao standard kvercetin ili galnu kiselinu
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
32
- Pripremiti rastvore standarda i uzoraka koncentracije 1mg/mL
- Razblaţenoj otopini ABTS reagensa dodati 100 µL standarda/uzorka •+
i pratiti tok reakcije u
toku 10 min, na 743 nm.
- Nacrtati grafik toka reakcije
- Na osnovu grafika toka reakcije, odrediti četiri koncentracije za standard i uzorke i mjeriti
%AA za sve njih
- Od osnovnog rastvora (1mg/mL) pripremiti odgovarajuće koncentracije
- Nakon dobijenih rezultata nacrtati grafik za standard i sve uzorke, %AA u funkciji
koncentracije.
Procenat inhibicije ABTS•+
radikala računat je po formuli :
0 0% / 100tAA A A A Ao - apsorbansa ABTS•+, At - apsorbansa uzorka nakon 10 min.
Izračunati IC50 je na osnovu jednačine pravca. Niţa vrijednost IC50, predstavlja jaču antioksidativnu
aktivnost.
IZVJEŠTAJ
Ime i prezime: _______________________________________ Grupa:___________
Datum: ___________________ Asistent: ___________________________________
IC50 (uzorka):_________________
IC50 (standarda):_______________
Uz izvještaj priloţiti grafik!!!
Šta moţete reći za antioksidaciju aktivnost ispitivanog uzorka?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
33
Vjeţba br. 7 HROMATOGRAFIJA NA TANKOM SLOJU (TLC)
UVOD
TLC je jednostavna, brza i jeftina procedura koja hemičaru daje odgovor koliko se komponenti
nalazi u smjesi. Ona se koristi za identifikaciju komponente uporeĎujući njenu Rf vrijednost sa Rf
vrijednošću poznate komponente (obje se nalaze na istoj ploči).
Kod TLC-a stacionarna faza (adsorbens) je u tankom sloju nanešena na staklenu ploču odreĎenih
dimenzija, najčešće 20 x 20 cm (10 x 10 cm). Kao adsorbensi koriste se silika gel, aluminij-oksid,
celulozni prah i poliamid. Moţe biti impregniran i cink-sulfid (fluerescirajuća supstanca) zbog
detekcije pod UV-svjetlom.
Izbor adsorbensa se vrši na osnovu njegove aktivnosti koja je odreĎena njegovom selektivnošću
(jačina aktivnih centara), kapacitetom (gustoća rasporeda aktivnih centara na površini adsorbensa),
veličinom čestica i aktivitetom (sadrţaj vode).
Veze kojima se organska komponenta veţe na adsorbens zavise od jačine slijedećih tipova
interakcije: ion-dipol, dipol-dipol, vodikove veze, dipol inducirani dipol, i Van der Walsove sile. Kod
silika gela dominantne interakcije izmeĎu adsorbensa i materijala koji treba biti razdvojen su dipol-
dipol tipa. Polarnije molekule djeluju poprilično jako sa polarnim Si-O vezama ovog adsorbensa i
nastojat će da se adsorbuju na fine čestice adsorbensa, dok slabije polarna molekule nisu tako jako
vezane. Slabije polarne molekule zbog toga nastoje da proĎu kroz adsorbens brţe od polarnih.
Različite komponente u uzorku putuju različitim brzinama zbog razlika u rastvorljivosti u
rastvaraču i razlikama u privlačnosti sa stacionarnom fazom. Rezultati ovise od upotrebljenog
rastvarača.
Vizualizacija tačaka se moţe napraviti tako što ploču prskamo sa odgovarajućim detekcionim
reagensima. Za svaku klasu organskih spojeva postoje karakteristični detekcioni reagensi koji sa
komponentema uzorka daju karakteristična obojenja ili pojavu fluorescencije.
Uzorak rastvoren u odgovarajućem rastvaraču se nanosi u vidu mrlje na jednu stranu ploče, na
udaljenosti 1 cm od ivice. Ploča se unosi u komoru na čijem dnu se nalazi rastvarač koji kapilarnim
silama prolazi kroz adsorbens noseći sa sobom komponente uzorka, koje se kreću do odreĎene
udaljenosti na ploči. Zbog različitog afiniteta komponente se zaustavljaju na različitim mjestima na
ploči, što omogućava njihovu identifikaciju
Za svaku komponentu karakteristična je njena Rf vrijednost koja se dobije iz omjera duţine
preĎenog puta komponente i duţine preĎenog puta mobilne faze. Rf vrijednost nije fizikalna konstanta
i ona zavisi od:
a) vrste mobilne faze i stepena zasićenosti atmosfere mobilnom fazom u kadi za razvijanje;
b) aktiviranja i uslova čuvanja ploča za hromatografiju;
c) veličine čestica adsorbensa;
d) debljine sloja adsorbensa.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
34
Da bi se mogao identificirati odreĎeni spoj potrebno je imati standard odreĎene čistoće. Spoj je
identificiran TLC-om ako je nakon detekcije odreĎenim detekcionim reagensom isto obojen kao
njegov standard i ako ima istu Rf vrijednost kao i standard pod istim uslovima.
Hromatografija na tankom sloju ima široku primjenu u analizi organskih spojeva. Njome se vrše
preliminarna ispitivanja, separacija, identifikacija i odreĎivanje čistoće različitih spojeva.
Alkaloidi
Većina biljnih alkaloida su tercijarni amini; drugi sadrţe primarni, sekundarni ili kvanterni nitrogen.
Slika 1-4. Bazičnost alkaloida varira u zavisnosti kojem tipu od ova četiri pripada. Veličina uzorka
alkaloida koja će se aplicirati na TLC ploču mora biti izračunata prema srednjoj vrijednosti sadrţaja
alkaloida specifičnog ekstrakkta. Ekstrakcija se vrši na slijedeći način: usitnjena droga 1 g dobro se
izmiješa sa 1 ml 10% rastvorom amonijaka ili 10% rastvoromm Na2CO3 i onda se ekstrahira sa 5 ml
metanola 10 minuta pod povratnim hladilom. Filtrat se koncentrira prema sadrţaju ukupnih alkaloida
specifične droge, tako da 100 μl sadrţi 50 – 100 μg ukupnih alkaloida. Većina istraţivača koristi
silika gel 60 F254, ali aluminij oksid je takoĎer pogodan. Mnoge mobilne faze sadrţe hloroform, čija
se moć eluacije moţe smanjiti dodatkom cikloheksana ili povećati dodatkom acetona, etanola ili
metanola. Mobilna faza je obično bazna dodatkom amonijaka ili dietilamina do manje polarnih
rastvarača, ali dietilamin nije tako lako ukloniti prije prskanja. Najčešći eluenti su hloroform-metanol
(90:10) ili hloroform-dietilamin (90:10). TakoĎer se moţe koristiti i mješavina koja je pogodna za
većinu alkaloida toluen-etil acetat-dietilamin (70:20:10).
Detakcija alkaloida je moguća pod UV svjetlom 254 nm i 365 nm kao i sa dva reagensa. Dragendorff i
jodoplatinat.
Esencijalna ulja
Esencijalna ulja su mirisne komponente koje se nalaze u različitim djelovima biljke zbog toga što
isparavaju kada se izloţe zraku na sobnoj temperaturi zovu se i volatilna ulja, eterična ulja ili
esencijalna ulja. Najčešće se sastoje od (a) terpena npr. alkohola (borneol, geraniol, linalol, mentol),
aldenihda (anisaldehid, citral), ketona (tujon), estera (bornil acetat, linalil acetat) ili (b) fenil
propanskih derivata (eugenol, safrol) itd. Rastvorljiva su u etanolu i toluenu i najčešće se dobivaju
hidrodestilacijom biljnog materijala. Za pripremanje ekstrakta, mikro-destilacija je metod koji se
koristi da bi se izvuklo i sačuvalo esencijalno ulje. Esencijalno ulje se ekstrahuje toluenom, ili
ksilenom i sadrţi uzorak koji će biti analiziran metodom TLC, ali tkoĎer moţemo ga izolovati i sa
heksanom, eterom ili acetonom.
Najčesće stacionarna faza koja se koristi je silika gel, a mobilne faze koje se koriste su : benzen,
toluen, hloroform. Zbog svoje toksičnosti benzen se ne preporučuje kao rastvarač za TLC. Mobila faza
toluen-etil acetat (97:3) je pogodan za sva vaţna esencijalna ulja.različiti rastvarači mogu se primjeniti
u posebnim slučajevima npr. toluen (Pimpinella anisum), hloroform (Melissa officinalis), metilen
hlorid (Pimpinella, Juniperus, lavandula, Rosmarinus i Salvia), toluen-etil acetat (Eucaliptus,
Mentha), hloroform-toluen (75 : 25) za Thyms vulgaris i Chamomilla recutica.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
35
Detekcija pod UV svjetlom na 254 nm za komponente koje sadrţe najmanje dvije konjugirane
dvostruke veze i gase tamne zone naspram zelenoj fluorescirajućoj pozadini. Ovo je slučaj kad su u
pitanju derivati fenil-propana (anetol, šafrol, eugenol itzd). Reagensi koji se koristi za prskanje su:
anisaldehid-sulfat koji daje plavo, zeleno, crveno i smeĎe obojenje i fosfomolibdenska kiselina koja
daje plave mrlje na ţutoj pozadini. Reagens koji se najčešće koristi je vanilin-sulfat koji daje širok
dijapazon boja.
EKSPERIMENTALNI RAD
1 ZADATAK VJEŢBE
- Pripremi ploče za tankoslojnu hromatografiju.
- Izvrši separaciju komponenti esencijalnog ulja tankoslojnom hromatografijom.
- Rezultate analize upiši u svoj laboratorijski dnevnik.
2 HEMIKALIJE I REAGENSI
- dihlormetan
- iod/škrob reagens za detekciju*
- vanilin/sulfatna kiselina reagens za detekciju*
- silika gel (GF-245)
- anhidrovani natrijum sulfat
- etilacetat
- toluen
3 PRIBOR I OPREMA
- Erlenmayerova tikvica, 250 mL
- čaša od 100 mL, 2 komada
- staklene kapilare
- ploče za tankoslojnu thomatografiju
- kada za tankoslojnu hromatografiju
- sprejalica za tankoslojnu hromatografiju
- UV-lampa
- eksikator
4 IZVOĐENJE VJEŢBE
Preliminarna ispitivanja heterogenosti uzorka ulja, rade se tankoslojnom hromatografijom.
Kao rastvarač koristi se sistem toluen – etilacetat (97:3)
Priprema reagenasa
Anisaldehid – sulfatna
kiselina
0,5 ml anisaldehida, 10 ml glacijalne sirćetne kiseline, 85 ml
metanola i 5 ml koncentrovane sulfatne kiseline, se pomiješa
navedenim redom i priprema neposredno pred upotrebu
Vanilin – sulfatna kiselina
C8H803/H2SO4 a) 1 % etanolni rastvor vanilina – rastvor I
b) 10 % etanolni rastvor sulfatne kiseline – rastvor II
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
36
Jod / škrob (pare joda /
1 % rastvor škroba)
2 g topivog škroba pomiješa se sa 5 ml vode i ulije u 45 ml
ključale vode, smjesa se zagrijava 2 min i spremna je za
upotrebu nakon hlaĎenja
Fosfomolibdenska
kiselina
P20524MoO3xH2O
20 % etanolni rastvor fosfomolibdenske kiseline
Tankoslojna hromatografija
Pripremi dvije hromatografske ploče. Na svaku nanesi pripremljene
uzorke
Odredi startnu liniju na hromatografskoj ploči, oko 1,5-2,0 cm od
ruba ploče.
Na startnu liniju nanesi uzorke esencijalnog ulja, tako da je najmanji
razmak meĎu mrljama 2 cm.
Na hromatografske ploče nanesi i uzorak standarda kojeg ćeš dobiti
od asistenta.
Kao mobilnu fazu pripremiti otopinu toluen – etilacetat u volumnom
omjeru 97:3.
Paţljivo prenesi hromatografske ploče u kadu u kojoj se nalazi
mobilna faza.
Startna linija mrlja uzoraka mora biti iznad površine mobilne faze.
Kada mobilna faza preĎe odreĎeni put na hromatografskoj ploči,
ploče paţljivo izvadi iz kade, označi front i ostavi ploče da se osuše.
Detekcija komponenata esencijalnog ulja
DETEKCIJA POD UV LAMPOM 365 nm i 254 nm
Suhu Ploču stavi pod UV lampu i uoči da li je neke od komponata
moguće detektovati na ovaj način
DETEKCIJA REAGENSOM IOD/ŠKROB*
Suhu hromatografsku ploču prenesi u eksikator u kojoj se nalaze
kristali ioda. Uočit ćeš ljubičaste pare ioda koji sublimira u
eksikatoru.
Kada na hromatogramu uočiš ţuto-smeĎe mrlje ioda koji se adirao na
komponente esencijalnog ulja, ploče paţljivo izvadi iz eksikatora.
Da bi se fiksirale detektirane ţute mrlje, razvijene hromatograme
sprejaj otopinom škroba koju ćeš dobiti od laboranta.
Detektovane ţute mrlje postat će modro-plave.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
37
* Reagens iod/škrob je univerzalni detekcioni reagens na sve organske spojeve.
DETEKCIJA REAGENSOM ANISALDEHID – SULFATNA KISELINA
Ploča se prska sa 10 ml reagensa, zagrijava na 100 - 105°C, 5-10 min,
dok mrlje ne postignu maksimum intenziteta boje. Detekcija se vrši
na dnevnoj svjetlosti ili/i pod UV 365 nm. Reagens je specifičan za
različite prirodne materijale, posebno derivate terpena, ali i za fenole,
šećere i steroide, koji daju različito obojene produkte (ljubičasto,
plavo, crveno, ţuto ili zeleno) zavisno o vrsti jedinjenja.
DETEKCIJA REAGENSOM VANILIN – SULFATNA KISELINA
Ploča se prvo prska rastvorom I, a zatim odmah rastvorom II.
Zagrijavaj u sušnici na 110°C, 5-10 min. Reagens je specifičan za
komponente esencijalnog ulja, npr. terpenoide i fenilpropanoide.
Nastaju mrlje sličnih boja kao kod detekcije s anisaldehidom.
Hromatografsku ploču stavi pod UV svjetlost. Uočit ćeš
fluorescenciju različitih boja.
* Reagens vanilin/sulfatna kiselina je univerzalni detekcioni reagens na komponente
esencijalnih ulja.
DETEKCIJA REAGENSOM FOSFOMOLIBDENSKA KISELINA
Ploča se prska sa 10 ml rastvora, nakon čega se zagrijava na 100
- 110°C, 5 min nastaju plave mrlje na ţutoj pozadini.
Univerzalni reagens za reducirajuća jedinjenja uključujući
terpene.
Identifikacija komponenata esencijalnog ulja
Prebroj komponente svakog uzorka na oba razvijena hromatograma.
Odredi Rf vrijednosti standarda koje si dobio od asistenta i odredi da
li imaš iste komponente u svom uzorku.
Upiši rezultate u svoj laboratorijski dnevnik.
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
38
Rezultati vjeţbe
Uzorci___________________________________________________________________
Standardi _______________________________________________________________
Mobilna faza _____________________________________________________________
Stacionarna faza __________________________________________________________
Upiši Rf vrijednosti i odgovarajuću boju detektovane komponente u prvu kolonu, a u drugu
kolonu upiši podatke za korišteni standard
Uzorak Standard
Rf vrijednost Boja Rf vrijednost Boja
OVJERA VJEŢBE
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
39
Vjeţba br 7
IZOLACIJA I IDENTIFIKACIJA PRIRODNIH PRODUKATA
Naziv spoja
CAS broj
Molekulska masa
Molekulska
formula
Strukturna formula
Prirodni izvori
Maksimović et al, 2007
Načini izolacije
Navesti literaturni izvor
Identifikacija
Navesti literaturni izvor
Separacija
Navesti literaturni izvor
Kvantitativno
odreĎivanje
Navesti literaturni izvor
Literatura:
Napomena :
Na web stranici predmeta nalazi se isti ovaj formular u word-formatu koji moţete koristiti
pri pripremi ove vjeţbe.
Ovjera
HEMIJA PRIRODNIH PRODUKATA – laboratorijske vjeţbe
40
UPUTE
Zadatak je predstaviti način izolacije i identifikacije odreĎenog prirodnog produkta,
pregledom dostupne literature.
Navesti ;
Ime, molekulska i strukturna formula, CAS broj, molekulska masa
prirodne izvore za zadati spoj (npr; biljnog porjelka, specificirati vrstu –e u kojima se
moţe naći i u kojim količinama)
specifičnosti ( nije obavezno ali ukoliko ima neku specifičnost npr. vezanu za
upotrebu, uticaj na ţivi organizam......)
način izolacije (npr; destilacije, ekstrakcije.......)
način separacije (npr; hromatografije, ekstrakcije........)
način identifikacije (npr; spektroskopske metode, IR, NMR....)
kvantitativno odreĎivanje (navesti instrumentalnu tehniku)
spisak literature (za svaki od navedenih koraka navesti literaturu predstavljenu
spiskom po harvardskom načinu pisanja literature) npr;
Maksimovic, M., Vidic, D., Milos, M., Solic, M. E., Abadzic, S., Siljak-Yakovlev, S. (2007)
Effect of the environmental conditions on essential oil profile in two Dinaric Salvia species: S.
brachyodon Vandas and S. officinalis L., Biochemical Systematics and Ecology, 35, 473-
478.