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Die Vitali-Reaktion zum Nachweis von Tropanalkaloiden
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Die Vitali-Reaktion zum Nachweis von Tropanalkaloiden

Die Reaktion nach Vitali wurde erstmals vor 130 Jahren veröffentlicht. Sie ist eine der wenigen Farbreaktionen zur Identifikation von Alkaloiden, die noch heute verwendet werden. In der Modifikation von Morin ist sie gut reproduzierbar, empfindlich und recht spezifisch und wird nach wie vor in den Arzneibüchern zur Identitätsprüfung von Tropanalkaloiden (Hyoscyamin, Atropin, Homatropin, Skopolamin) geführt.


Geräte:

Kleine Abdampfschalen, Spiritusbrenner, Dreifuß, Drahtnetz, Reagenzglashalter, Meßzylinder 10 mL, Kolbenhubpipetten (500 µL, 20-200 µL, 10 µL), Tropfpipette, Glasstab, Reagenzgläser


Chemikalien:

eine Ampulle „Atropinum sulfuricum 0,5 mg“

rauchende Salpetersäure (C)


Aceton (F, Xi)


ethanolische Kalilauge, ca. 1N (C)

(3 g Kaliumhydroxid in 50 ml unvergälltem Ethanol 96% lösen)


Hinweis:

Atropin ist stark giftig (wenngleich der Inhalt der hier angewandten Ampulle nicht zu relevanten Vergiftungserscheinungen führen kann)


Durchführung:

Ausgangsmaterial ist eine Ampulle Atropinsulfat, wie sie in der Notfallmedizin gängig ist. Ein Milliliter enthält 0,5 mg der Substanz in physiologischer Kochsalzlösung. Die Ampulle wird geöffnet, mit den Kolbenhubpipetten folgende Mengen entnommen und jeweils in eine kleine Abdampfschale gegeben:

600 µl = 0,3 mg Atropinsulfat
200 µl = 0,1 mg Atropinsulfat
100 µl = 50 µg Atropinsulfat
50 µl = 25 µg Atropinsulfat
20 µl = 10 µg Atropinsulfat
10 µl = 5 µg Atropinsulfat

Die Flüssigkeiten lässt man dann bei Zimmertemperatur eintrocknen. Dabei bedeckt man die Abdampfschalen mit Filtrierpapier, damit kein Staub hineingelangt. Dann gibt man in jede Schale 10 Tropfen (ca. 0,5 mL) rauchende Salpetersäure und dampft über dem Spiritusbrenner vorsichtig ein, bis ein geringer, blassgelb gefärbter Rückstand zurückbleibt. Wegen der dabei verdampfenden Salpetersäure muss dies unter dem Abzug oder vor dem offenen Fenster geschehen. Die Prozedur verlangt etwas Fingerspitzengefühl. Man muss erhitzen, bis der Rückstand ganz trocken ist und sich gelblich verfärbt hat. Andererseits darf man nicht zu hoch erhitzen, da sich das Reaktionsprodukt sonst zersetzt.

Nach dem Erkalten gibt man in die Schale 5 mL Aceton und rührt mit einem Glasstab, bis sich der Rückstand gelöst hat. In die farblose oder allenfalls blassgelbliche Flüssigkeit gibt man dann tropfenweise etwa 0,5 mL ethanolische Kalilauge. Es bildet sich eine schöne, intensiv violette Färbung aus. Bei sehr kleinen Mengen Atropin kann die Violettfärbung noch erkannt werden, wenn man die Flüssigkeit in den Reagenzgläsern von oben betrachtet und so eine größere Schichtdicke vor sich hat. Vitali berichtet, mit seiner Reaktion noch 1 µg Atropinsulfat nachgewiesen zu haben (siehe unten).


Entsorgung:

Die Flüssigkeiten können über das Abwassernetz entsorgt werden.


Erklärung:

Atropin ist ein racemisches Gemisch aus D- und L-Hyoscyamin. Hyoscyamin stellt einen Ester dar, bestehend aus dem bizyklischen Aminoalkohol Tropin und der Tropasäure, die ein optisch aktives C-Atom enthält:



Beim Abdampfen mit rauchender Salpetersäure (die übliche konzentrierte Säure von 65% Gehalt ist nicht ausreichend!) werden aus dem Atropin zwei nitrierte Produkte gebildet - der 4-Nitroatropin-Salpetersäureester und das 4-Nitro-Apoatropin - die in sich in Aceton lösen. Mit Kaliumhydroxid wird unter Abspaltung des benzylischen H-Atoms ein Anion gebildet, das mehrere Mesomere Grenzstrukturen aufweist und tief violett gefärbt ist:



Die rechts oben abgebildete Grenzstruktur mit dem chinoiden Ringsystem und dem Nitro-anion entspricht einem sog. Meisenheimer-Salz. Diese Verbindungen wurden zuerst 1902 von Jakob Meisenheimer aus Nitroaromaten und Kaliummethylat erhalten und sind oft intensiv gefärbt.

Der ansonsten historisch nicht weiter in Erscheinung getretene, italienische Apotheker D. Vitali (1832–1917) hat diese Reaktion zuerst 1880 veröffentlicht. Die Originalpublikation in "Orosi" habe ich leider nicht finden können. Aber bereits im folgenden Jahr wurde in zwei deutschen Zeitschriften über die Reaktion referiert (siehe unten).

Da viele andere Substanzen, die aromatische Ringe enthalten, ähnliche Färbungen geben, wurde in der Folge nach Modifikationen gesucht, welche die Reaktion spezifischer machen sollten. Die Bildung des farbigen Anions in acetonischer Lösung geht auf Morin (1936) zurück, weshalb die Reaktion auch als Vitali-Morin-Reaktion bezeichnet wird. Zwar bilden sich auch unter den oben beschriebenen Bedingungen mit vielen Verbindungen gefärbte Produkte. Unter den Alkaloiden geben aber nur die Tropasäurederivate die charakteristische Violettfärbung. Mit dem in der ersten Veröffentlichung genannten Strychnin erhält man zunächst eine grünliche, dann eine braungelbe Farbe, die nicht mit Atropin verwechselt werden kann.


Literatur:

Deutsches Arzneibuch, 10 Ausgabe 1991
Europäisches Arzneibuch, 7. Ausgabe 2011
Stahl E, Schild W: Pharmazeutische Biologie (Bd.4.) Drogenanalyse II: Inhaltsstoffe und Isolierungen;
1981Gustav Fischer Verlag; ISBN 3-437-20209-X
Steinegger E, Hänsel R: Lehrbuch der Pharmakognosie und Phytopharmazie, 4. Auflage 1988;
Springer Verlag; ISBN 3-540-17830-9
Anonym: Reaction auf Atropin und Daturin; Archiv der Pharmazie 1881: 306-307
Schwenker G: Zur Kenntnis der Vitali´schen Farbreaktion; Archiv der Pharmazie 1965: 826-838



Bilder:


Ampullen "Atropinum sulfuricum 0,5 mg"


Schälchen mit fallenden Mengen des Ampulleninhaltes beschickt


Abrauchen mit Salpetersäure


Verdampfungsrückstand mit 300 µg Atropinsulfat


Zugabe ethanolischer KOH


Farbintensität mit fallenden Mengen Atropinsulfat


Reaktionslösungen mit 25-10-5 µg Atropinsulfat, von oben betrachtet


Reaktionsausfall mit Strychninnitrat



Erste Veröffentlichung der Vitali-Reaktion in deutscher Sprache (Archiv der Pharmazie 1881)

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NI2
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Mal wieder interessant! Die Farbreaktion erinnert mich sehr an die Murexidreaktion zum Nachweis von Harnsäure/Purinderivaten.

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NI2 hat Folgendes geschrieben:
Mal wieder interessant! Die Farbreaktion erinnert mich sehr an die Murexidreaktion zum Nachweis von Harnsäure/Purinderivaten.

Ja, das ist auch so ´ne schöne alte Farbreaktion - die habe ich auch gerade in Arbeit... Cool

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Schick...^^ hab ich damals für meine Seminarfacharbeit gemacht (Coffein in HCl lösen, H2O2 dazu und eindampfen, mit NH3 erfolgt ein Farbumschlag des orangefarbenen Festoffes zu einer lilafarbenen Lösung)

Aber wenn du schon dran bist spar ich's mir, dass ganze mit Harnsäure (verwendung von HNO3 als Oxidationsmittel), Coffein, Theobromin und Theophyllin zu wiederholen^^

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NI2 hat Folgendes geschrieben:
(Coffein in HCl lösen, H2O2 dazu und eindampfen, mit NH3 erfolgt ein Farbumschlag des orangefarbenen Festoffes zu einer lilafarbenen Lösung)


http://illumina-chemie.de/purine-t2137.html

Wobei ich mal ein schöneres Bild hochladen muss...

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Genau Very Happy

Aber wenn ich nochma' das Bild aus der Arbeit finde lade ich das nochma' hoch,... da hat man die Farbe des Murexids noch besser gesehen Wink

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Cyanwasserstoff hat Folgendes geschrieben:
...
Wobei ich mal ein schöneres Bild hochladen muss...


Wenn ich da behilflich sein darf:


Murexidprobe mit 3 mg Coffeincitrat

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Hab damals 30 mg Coffein (Base) verwendet und kam auf ein sattes Lila Very Happy

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mal eine frage: wo bekommt man unvergäten ethanol her,(vom sellber machenabgesehen ) habe nirgendwo wellchen gefunden.

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Interessant finde ich auch, wie empfindlich solche Nachweise bei geringen Substanzmengen noch sein können. Wink

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Mir fiel noch ein: es gibt ein Tropanalkaloidderivat das freiverkäuflich als Arzneimittel zu haben ist: N-Butylscopolaminbromid, Handelsname "Buscopan". Es wird als krampflösendes Mittel verwendet (Menstruationsschmerzen, Bauchkrämpfe bei Darmgrippe u.ä). Ein Dragee enthält 10 mg. Damit muss die Vitali-Reaktion auch klappen - jedenfalls laut der Ph. Eur.!

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Wie immer beste Lemmiqualität
Buscopan hat mein Kater als krampflösendes Mittel bei seiner Blasensteinsache als Spasmolytikum subkutan bekommen. Innerhalb von kurzer Zeit hatte er Pupillen in der "Größe von Tellerminen" Wink wenig später war er ein "Auslaufmodell" weil die Blasenmuskulatur lahmgelegt war... Viel geholfen hat es allerdings nicht, da jeweils eine partielle Obstruktion der Harnröhre vorlag.
Allerdings hätte das Zeug eigentlich im Katzenklo nachweisbar sein müssen Wink

p.s.:
Es geht ihm wieder besser. Allerdings erst nach einer Penisspitzenamputation und einer erneuten endoskopisch unterstützen Zystotomie um "angeblich neue" Konkremente zu entfernen... (Man kann mir viel erzählen, aber ich glaube einfach nicht, dass sich innerhalb von 2-6 Wochen erneut ein Struvitkonkrement bilden kann welches die Größe einer Erbse besitzt! Die haben das,meiner Ansicht nach, schlicht und simpel genauso "übersehen" wie sie vergessen haben dem Kater nach der OP den transurethralen Katheter zu ziehen! Hatte dann die "ehrenvolle" Aufgabe das selber zuhause machen zu dürfen...)

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"...wie ein Sprecher betont,hat für die Bevölkerung zu keinem Zeitpunkt Gefahr bestanden."
http://www.youtube.com/watch?v=bn0PgN0HpRY
"...mittlerweile rostet das Miststück..." E.v. Däniken
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edit by NI2: Kleinigkeiten geändert und verschoben.

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