Meine Abschlussarbeit, Extraktion und Synthese von Alkaloide

[Lithiumoxalat]

guten Abend,

hier also ein Ausschnitt aus meinem Laborjournal:

Chinin aus Chinarinde
Ich habe 40 g Chinarinde in einer Reibschale möglichst fein pulverisiert und mit 20 g Calciumoxid und 80 ml 5%-iger Natronlauge zu einem Brei gemischt, den ich danach für etwa vier Stunden bei Raumtemperatur Quellen ließ. Anschließend habe ich den Ansatz in eine Zellulosehülse gefüllt und in einer Soxhlet-Apparatur für sechs Stunden, mit 350 ml Toluol extrahiert. Während dem Soxhletieren bildete sich dunkelbrauner Schlonz, der in den Kolben gelangte, aber wie sich nachher zeigte, an der Kolbenwand haftete, so dass ich das Toluol Extrakt ohne Verunreinigung abgießen konnte. Das Extrakt habe ich dann am Rotationsverdampfer auf etwa 100 ml eingeengt, wobei nach dem Stehen über Nacht bei Raumtemperatur Kristalle von Chinin ausfielen, die ich abfiltrierte. Anschließend habe ich das eingeengte Extrakt im Scheidentrichter dreimal mit je 40 ml 10%-iger Schwefelsäure ausgeschüttelt. Die vereinigten wässerigen Phasen habe ich dann in einem Becherglas zum Sieden erhitzt und mit so viel 10%-iger Natronlauge versetzt, bis der ph-Wert etwa sechs war. Anschließend stellte ich die Lösung über Nacht in den Kühlschrank, wobei das Chininsulfat in nadeligen Kristallen ausfiel, die sich gut abnutschen ließen. Die Ausbeute beträgt etwa 1,2 g.


Eine DC habe ich noch nicht gemacht, werde ich aber für meine Abschlussarbeit sicher noch machen. Ich habe aber auch noch eine Flasche "Cinin. Sulfur.", die dürfte schon an die 50 Jahre alt sein (habe ich glücklicherweise mal auf einem Flohmarkt gefunden, da sind mindestens noch 20 g Chininsulfat darinn).

mfG
Lithiumoxalat

[Glaskocher]

Das ist schon mal ein gut verständlicher Journaleintrag, auch wenn er einige nicht ganz "wissenschaftliche" Beschreibungen enthält (dunkelbraune schwer beschreibbare Substanz ;--). Du schreibst, daß Du die ersten Kristalle freier Base abfiltriert hast, bevor der toluolische Extrakt schwefelsauer aufgearbeitet wurde. Wurde diese Teilernte ebenfalls gewogen und später zur Menge Chininsulfat zugerechnet? Sie taucht leider nicht in der Beschreibung der Ausbeute auf.

Eine wichtige Information solltest Du noch nachtragen: Welche Literaturquellen hast Du benutzt? Das erleichtert Dir später die Wiederholung und eventuell Verbesserung des Ansatzes.

Wenn Du die beiden Produktfraktionen noch hast kannst Du die DC immer noch machen. @Lemmi wird dazu sicher Tipps geben können. Eine Fluoreszenzprobe ist bestimmt auch interessant (leuchtet blau unter UV-Licht).



Mit einem eigenen Berberizenstrauch bist Du ja an der Quelle zum Berberin. Diese Sträucher vertragen den Schnitt recht gut, solange man sie nicht total abschneidet. Dann dauert das Nachwachsen etwas länger. Wenn Du das Schnittgut durch einen Schredder jagen kannst (ruhig mehrfach durchwerfen), dann sollte der Ertrag brauchbar sein. Wenn Du das Rohmaterial in mehrere Portionen teilst und iterativ extrahierst, dann sollte die Startkonzentration recht gut sein (erstes Lösemittel für alle Portionen nacheinander verwenden, zweites Lösemittel jeweils danach, ...). Um ein Aufkonzentrieren wirst Du kaum herum kommen, aber das Berberin ist unter den Bedingungen auch wenig flüchtig.

[Lithiumoxalat]

Hallo,

Die Quelle der Literatur habe ich weiter unten im Laborjournal schon angegeben, wer möchte kann es hier anschauen oder herunterladen. Ich habe beide Proben noch, und werde sicher davon noch eine DC machen, die auskristallisierte freie Base sind nur etwa 50 mg, diese sind in der "Endausbeute" nicht einberechnet. Versuche zur Fluoreszenz habe ich auch gemacht, siehe Laborjournal.

mfG
Lithiumoxalat

[NI2]

on topic: Ich habe gerade mal die Extraktion nach dem Paper versucht und bin recht enttäuscht. Man muss dazu sagen: Ich habe das Pflanzenmaterial nicht pulverisiert sondern lediglich ordentlich klein gehäckselt. Die Vorbehandlung mit NH₃ ging ganz gut und passt auch zu meiner jetzigen Extraktionsmethode. Du kannst das ganze gerne ausprobieren, aber die DC hat eigentlich gezeigt, dass es nichts bringt.



links: BerberinCl als ref.
mitte: basisch behandeltes Extrakt mit Diethylether
rechts: Rohmaterial kurz mit wässrigem Ethanol ausgekocht

man sieht recht eindeutig, dass beim Extrahieren mit Diethylether überwiegend Berberin mitkommt. zwar fluoresziert die Lösung eher bläulich als gelb, dennoch scheint das ganze nicht richtig zu trennen, daher werde ich erst einmal einfach alles extrahieren und mit danach Gedanken zur Trennung machen.

[Lithiumoxalat]

Könnte man dan vielleicht alle Alkaloide miteinander extrahieren, einrotieren, mit HCl in das Chlorid überführen, kristalisieren (ggf. umkristallisieren) und dann Chromatografisch trannan?

mfG
Lithiumoxalat

[NI2]

Jain, Sinn dieses Papers war ja, dass man das salzartige Berberin erstma in Ruhe lässt und sich um den Rest kümmert. die ganzen Hydrochloride lassen sich vermutlich einfach so chromtographieren.... Plan ist es erstma alles zu extrahieren, dann Lömis entfernen, mit iPrOH trocken rotieren (wird vermutlich schleim) dann das ganze in DCM/MeOH oder so aufnehmen und zu padden um die Harze los zu werden, wenn man dann die rohen Alkaloide hat kann man weiter schauen.

[Lithiumoxalat]

Hallo,

Ich habe nun DC-Platten, und habe gestern meine erste DC gemacht:



Essigsaures Berberinextrakt aus Berberitzenrinde, 1= 3, 2= 2 und 3= 1 Tropfen Probelösung. Als Laufmittel habe ich 5%-ige Essigsäure verwendet, Die trennleistung ist nich so super, aber es ist auch meine erste DC überhaupt. Macht es sinn diese DC mit Kaliumpermanganat o.ä. einzufärben?

mfG
Lithiumoxalat

[NI2]

Eher weniger. Ich habe vor einigen Wochen selbst eine größere Menge Der Wurzelrinde extrahiert und die DC sieht prinzipiell ähnlich aus. Das Berberin gibt einen schönen dicken, aber schmierenden Spot. (Laufmittel glaube Ethanol). Was ich bei mir sehe, sind noch Verunreinigungen/Nebenalkoloide die über dem Berberin laufen (fluoreszieren blau), diese sind bei dir scheinbar nicht zu sehen. Ich vermute, dass man diese mit KMnO₄ auch nicht so gut anfärben kann, da ihre Intensität äußerst gering ist.

[Glaskocher]

Mir fällt auf, daß die Fronten bei unterschiedlicher Konzentration unterschiedlich hoch gelaufen sind, je konzentrierter desto weiter. Für mich ist das ein Zeichen, daß die stationäre Phase überlastet ist; in der GC oder LC wird das "Heading" genannt. Ich vermute, daß Wasser als Laufmittel zu polar ist und man eher auf Ethanol oder weniger polare Lösemittel gehen müßte, unter Zusatz von ionischen Stoffen, um das Berberin überhaupt bewegen zu können.

Ich hatte mit Methylenblau ein ähnliches Problem. Da habe ich eine Ammoniumchloridlösung zum Laufmittel Ethanol zugegeben, um das Methylenblau zum Laufen zu bringen. In meinem Fall lief Eosin knapp hinter der Front, Kristallviolett ca. den halben Weg und Methylenblau kam 5-10% des Weges. Insgesamt ist die Chromatographie von Immonium-Ionen eine gewisse Herausforderung, da man ihnen immer eine ausreichende Menge an Gegenion im Laufmittel bereitstellen muß. Sonst bleiben sie als adsorbiertes Salz liegen. Außerdem trennt sich ein komplex zusammengesetztes Laufmittel selber auch auf dem Weg durch die stationäre Phase auf, wenn diese an der Front immer frisch benetzt wird.


Eine UV-Lampe wäre jetzt gut, um die verschiedenen, bei Normallicht nicht unterscheidbaren (farblosen, gleichfarbigen) Bestandteile besser unterscheiden zu können. Wenn Du die Möglichkeit hast, dann kannst Du testen, ob Ioddampf irgendwelche unterschiedlichen Farbschattierungen erzeugt. Alternativ kannst Du es versuchen, einen Teil der Platte mit einer sehr verdünnten Permanganat-Lösung zu besprühen. da Du die Platte schon bei "Normallicht" fotographiert hast kannst Du ja nach der Betrachtung unter UV einige Teile (schmale ausfeschnittene Streifen, wenn schneidbarer Träger) irreversibel behandeln.

[lemmi]

Für Berberitzenalkaloide empfehlen Wagner und Bladt als Laufmittel Propan-1-ol/Ameisensäure/Wasser = 90+1+9.
Bei J.Wolf wird Ethylacetat/Ameinsensäure/Wasser = 8+1+1 verwendet.

EDIT: für Chinaalkaloide wird empfohlen: Chloroform oder Dichlormethan 9 Raumteile + Diethylamin 1 RT.

[Lithiumoxalat]

Die Platte hat eigentlich einen Fluoreszenzindikator für 245 nm UV, ich habe aber leider nur eine Schwarzlichtlampe da. Ich mache aber mal Fotos unter Schwarzlicht, das Berberin fluoresziert ja im Langwelligen UV. Nach dem Fotografieren im UV werde ich dann eine Iodfärbung versuchen.

Edit: Danke lemmi, ich werde es mal mit diesen versuchen

PS: Kennt jemand eine Bezugsquelle für günstige DC-Platten, bzw hat jemand noch welche übrig?

mfG
Lithiumoxalat

[NI2]

Eine "Schwarzlichtlampe" bringt dir hierbei nicht unbedingt was, da diese nicht bei 254nm emittiert, allerdings könntest du so die bläulichen Verunreinigungen sehen. Bevor du dir eine ältere Platte unter UV anschaust kann es helfen diese nochmal mit Lösungsmittel zu befeuchten, da viele Stoffe in Lösung besser fluoreszieren als komplett trocken. Oft ändern sich die Spots aber auch auf der DC und fangen an zu verblassen oder zu verschwinden, daher lieber gleich neue machen.

[Lithiumoxalat]

So, habe jetzt mal Fotos unter UV (Geldscheinprüfer) gemacht:



Im UV sieht man einige, schwächere, kleinere Spots oberhalb des Berberins (es sind leider nicht alle auf dem Foto sichtbar), vielleicht lassen sich diese mit Iod einfärben?
Sollte ich besser vor dem Färben mit Iod noch eine Aufnahme im kurzwelligen UV machen (könnte ich vielleicht in der Schule).


EDIT: Noch ein Foto im Tageslicht: (das weiter oben war gescant, und etwas zu hell)




mfG
Lithiumoxalat

[Lithiumoxalat]

Guten Tag,

Ich habe nun nochmals eine DC gemacht, diesmal mit Ethylacetat-Ameisensäure-Wasser 8-1-1, das ergebnis sah zunächst ähnlich aus, nur, dass der Fleck weiter hochgestiegen war. Interessanter wurde es dann beim einfärben mit Iod-Dampf, wo noch andere Punkte auftauchten!:



Die neue DC


Direkt nach dem Färben mit Iod-Dampf, es sind deutlich zwei weitere Punkte aufgetaucht, die sich wenig überlagern. Ich vermute, dass diese beiden Punkte andere Alkaloide sind (Berbamin?).


EDIT: Gerade mal die erste DC eingefärbt mit iod:



mfG
Lithiumoxalat

[Lithiumoxalat]

So,
nun wieder mal zu meiner Abschlussarbeit:
Ich habe inzwischen vergebentlich etliche Versuche gemacht, das Berberin kristallin als Hydrochlorid zu erhalten, ich werde aber noch zwei verschiedene Wege versuchen, zum einen eine präparative Chromatographie des Alkaloidkonzentrates. Wie ist denn die Löslichkeit von Berberin und Berberinchlorid in Dichlormethan?(Konnte das leider nirgends finden, währe froh, wenn es jemand herausfindet).

Auch bin ich noch auf der Suche nach einer Synthese einen Alkaloids, bei der kein Dimethylsulfat als methylierungsmittel benötigt wird, und in einem einfachen Labor durchführbar ist (Analysemöglichkeiten stehen mir eigentlich nur DC, UV/VIS spektrometer und eventuell HPLC zur verfügung).

mfG
Lithiumoxalat