DESTYLACJA wymagania 1. Destylacja frakcyjna 2. Destylacja próżniowa 3. Destylacja azeotropowa 4. Destylacja z parą wodną I. Wymagania teoretyczne 1. Krzywa zależności temperatury od ilości destylatu w zależności od składu mieszaniny 2. Zasada działania kolumny rektyfikacyjnej 3. Zasada i zalety destylacji frakcyjnej, pod zmniejszonym ciśnieniem, azeotropowej, z parą wodną 4. Wpływ ciśnienia na temperaturę wrzenia 5. Substancje rozdzielane przez frakcyjną, próżniową, azeotropową, z parą wodną 6. Rodzaje destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem II. Aparatura 1. Zestawy do destylacji 2. Rodzaje chłodnic, kolumn, pomp próżniowych i ich zastosowanie III. Pomiar temperatury wrzenia IV. BHP 1. Zapobieganie przegrzewaniu się cieczy 2. Zasady postępowania z palnymi rozpuszczalnikami 3. Praca z aparaturą pod zmniejszonym ciśnieniem
EKSTRAKCJA wymagania 1. Teoria ekstrakcji a) prawo podziału Nernsta b) efekt wysolenia 2. Rodzaje ekstrakcji a) zwykła jednokrotna b) zwykła wielokrotna 3. Ekstrakcja cieczy a) prosta b) ciągła c) rozpuszczalnikami optycznie czynnymi 4. Ekstrakcja osadów a) prosta b) ciągła ciał stałych 5. Czynności i technika ekstrakcji b) wybór rozpuszczalnika c) stosowane środki suszące d) metody zatężania 6. BHP (sposoby postępowania ze związkami palnymi i trującymi)
KRYSTALIZACJA I SUBLIMACJA wymagania 1. Teoria i metody wykonywania krystalizacji i sublimacji a) krystalizacja ze stopu b) substancje organiczne i nieorganiczne ulegające sublimacji 2. Technika wykonywania krystalizacji a) dobór rozpuszczalnika b) mieszaniny chłodzące c) sposoby przyspieszania krystalizacji d) metody sączenia e) pomiar temperatury topnienia f) wpływ temperatury i czasu na przebieg krystalizacji 3. Aparatura a) krystalizacja z rozpuszczalnika palnego b) sublimacja pod normalnym i zmniejszonym ciśnieniem 4. BHP (sposoby postępowania z palnymi toksycznymi rozpuszczalnikami)
CHROMATOGRAFIA wymagania 2. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) a) absorbenty stosowane w chromatografii cienkowarstwowej b) wykonanie chromatogramu: - wybór rozpuszczalnika do rozwijania próbek (szereg eluotropowy rozpuszczalników) - rozwijanie i wywołanie - wartość R f c) zastosowanie chromatografii cienkowarstwowej 3. Chromatografia bibułowa i jej zastosowanie 4. Chromatografia kolumnowa b) absorbenty stosowane w chromatografii kolumnowej c) rodzaje kolumn chromatograficznych d) wybór rozpuszczalnika do chromatografii absorbcyjnej e) wypełnienie i nanoszenie substancji na kolumnę f) rozwijanie chromatogramu g) zastosowanie chromatografii kolumnowej 5. Chromatografia gazowa 6. BHP (praca z toksycznymi substancjami organicznymi)
DESTYLACJA PROSTA Do kolby okrągłodennej o pojemności 250 ml wlać 130 ml mieszaniny i zmontować zestaw do destylacji prostej. Po wrzuceniu kamyczków wrzennych kolbę ogrzewać i zbierać destylat z szybkością 2-3 kropel na sekundę do cylindra miarowego. Zanotować początkową temperaturę oraz temperatury po odebraniu każdych 5 ml destylatu. W opisie ćwiczenia umieścić tabelę z odczytami temperatury oraz wykres zależności temperatury od objętości destylatu. Porównać wyniki dla destylacji prostej i frakcyjnej. Podczas destylacji cieczy może nastąpić jej przegrzanie, tzn. ogrzanie powyżej temperatury wrzenia. Wówczas, w wyniku wibracji lub obniżenia ciśnienia, zaczyna się spontaniczne wrzenie, zwane potocznie rzucaniem. Dlatego też, podczas destylacji cieczy należy intensywnie mieszać, np. mieszadłem magnetycznym, bądź też dodać kamyczki wrzenne, np. wyprażony kaolin. Kaolin należy dodawać do zimnej jeszcze cieczy/ Po jednorazowym użyciu kamyczek wrzenny traci swoje właściwości.
DESTYLACJA FRAKCYJNA Do kolby okragłodennej o pojemności 250 ml wlać około 130 ml mieszaniny i zmontować zestaw do destylacji frakcyjnej. Po wrzuceniu kamyczków wrzennych kolbę ogrzewać i zbierać destylat do cylindra miarowego. Zanotować początkową temperaturę oraz temperaturę po zebraniu każdych 5 ml destylatu. W opisie ćwiczenia umieścić tabelkę z odczytami temperatury oraz wykres zależności temperatury od objętości destylatu (zaznaczyć przedgon, frakcje główne, frakcje pośrednie, pogon oraz temperatury wrzenia składników mieszaniny). Rys. 6. Zestaw do destylacji frakcyjnej; a kolumna typu Vigreux
DESTYLACJA AZEOTROPOWA Do kolby o pojemności 250 ml zaopatrzoną w nasadkę azeotropową i chłodnicę wlać mieszaninę rozpuszczalników: toluen:woda:etanol (1:1:1). Wrzucić kamyki wrzenne i prowadzić destylację. Obserwować zbierające się warstwy w nasadce azeotropowej. Rys. 7. Zestaw do destylacji z nasadką azeotropową.
DESTYLACJA PRÓŻNIOWA Do kolby destylacyjnej o pojemności 100 ml wlać 50 ml DMF. Przeprowadzić destylacje próżniową zbierając poszczególne frakcje: przedgon, frakcja główna, pogon. Zanotować temperaturę wrzenia i porównać z literaturową pod normalnym ciśnieniem. Rys. 8. Zestaw do destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem Praca pod zmniejszonym ciśnieniem ( pod próżnią ). Zmniejszone ciśnienie używane jest podczas takich operacji jak: destylacja, sączenie, sublimacja, liofilizacja i suszenie w eksykatorach próżniowych lub suszarkach próżniowych. Wszelkie prace pod zmniejszonym ciśnieniem należy prowadzić pod wyciągiem lub za specjalnym ekranem, zabezpieczającym przed odłamkami szkła w przypadku implozji. Podczas prowadzenia prac pod zmniejszonym ciśnieniem należy bezwzględnie nosić okulary ochronne. Ze względu na niebezpieczeństwo implozji do wszelkich prac prowadzonych: pod próżnią nie można używać naczyń z płaskim dnem, takich jak np. kolby stożkowe. Wyjątek stanowią specjalnie wykonane z grubego szkła kolby ssawkowe stosowane do sączenia pod zmniejszonym ciśnieniem. Większe aparaty lub eksykatory próżniowe bywają pokryte warstwą przezroczystego tworzywa, które w przypadku awarii, podobnie jak w szybach samochodowych, zabezpiecza przed powstaniem ostrych odłamków szkła.
DESTYLACJA Z PARĄ WODNĄ W kolbie okrągłodennej umieścić mieszaninę: 2 g o-nitrofenolu i 2 g p-nitrofenolu, rozpuszczoną w 30 ml wody. Dodać kamyki wrzenne i zmontować zestaw do destylacji z parą wodną. Wytworzyć parę wodną w kociołku napełnionym do 2/3 objętości. W celu niedopuszczenia do kondensowania się zbyt ilości pary wodnej w kolbie, powoli ogrzewamy jej zawartość. Gdy woda w kociołku zacznie wrzeć, obserwować wydzielanie się pęcherzyków pary wodnej w kolbie i destylowanie cieczy. Destylację prowadzić do momentu, gdy wpływający do odbieralnika destylat jest klarowny. Rys. 9. Zestaw do destylacji z para wodną
WYODRĘBNIANIE LIMONENU Z OWOCÓW CYTRUSOWYCH ZA POMOCĄ DESTYLACJI Z PARĄ WODNĄ Limonen (węglowodór z grupy terpenów) jest głównym składnikiem olejku eterycznego występującego w skórkach owoców cytrusowych. W przyrodzie występuje izomer R limonenu. H 2 C H C CH 3 CH 3 Odczynniki: skórka z dwu pomarańczy lub grapefruita chlorek metylenu 20 ml siarczan magnezu bezw. Sprzęt laboratoryjny: kolby okragłodenne: 500 ml i 50 ml zestaw do destylacji z parą wodną termometr rozdzielacz stożkowy 100 ml kolba stożkowa 50 ml 2 szt. moździerz cylinder miarowy 100 ml lejek szklany Skórkę z 2 pomarańczy lub 1 grapefruita pokroić na drobne kawałki i rozetrzeć w moździerzu wraz z 200 ml wody na miazgę. Miazgę przenieść do kolby destylacyjnej na 500 ml, zmontować zestaw do destylacji prostej i destylować z para wodną do czasu zebrania 50-60 ml destylatu. Destylat schłodzić do temperatury pokojowej, przenieść do rozdzielacza i ekstrahować za pomocą 10 ml chlorku metylenu, którym uprzednio przepłukano chłodnicę. Fazę organiczną zlać do suchej kolby stożkowej o pojemności 50 ml, a pozostała w rozdzielaczu faze wodną ponownie ekstrahować 10 ml chlorku metylenu. Połączone ekstrakty organiczne suszyć przez 15 min siarczanem magnezu, następnie przesączyć przez sączek karbowany do suchej kolb i odparować chlorek metylenu. Po odparowaniu pozostaje około 0,5 ml oleju o charakterystycznym zapachu.
EKSTRAKCJA JODU Z ROZTWORU JODKU POTASU CHLORKIEM METYLENU Do rozdzielacza o pojemności 100 ml wlać 20 ml roztworu jodku w jodku potasu i ekstrahować 15 ml chlorku metylenu. Po dokładnym wytrząśnięciu pozostawić zawartość do rozdzielenia się warstw. Warstwę organiczną przenieść do erlenmajerki. Ekstrakcję powtórzyć 3-krotnie, obserwując zachodzące zmiany. Porównaj, czy ekstrakcja 1-krotna (45 ml chlorku metylenu), czy 3-krotna tą samą ilością rozpuszczalnika (3 x 15 ml) jest bardziej wydajna. Rys. 3. Oddzielanie roztworów w rozdzielaczu: a położenie rozdzielacza podczas oddzielania dolnej warstwy, b położenie rozdzielacza podczas wyrównywania ciśnienia Proces ekstrakcji stosowany jest do wydzielania, np. z roztworu wodnego, substancji lepiej rozpuszczającej się w cieczy, nie mieszającej się z wodą. Ekstrakcję prowadzi się najczęściej w rozdzielaczach. Podczas mieszania się dwóch ciekłych faz w rozdzielaczu bardzo często wytwarza się nadciśnienie, w związku z czym proces należy prowadzić nadzwyczaj ostrożnie, usuwając nadciśnienie z wnętrza naczynia. W tym celu wylot rozdzielacza należy skierować ku górze (rys. 3b), najlepiej pod wyciągiem, a następni ostrożnie wyrównać ciśnienie, otwierając powoli kurek. Pod żadnym pozorem wylotu rozdzielacza nie można kierować w kierunku laboratorium lub ku sąsiadom. Szczególnie niebezpieczne są ekstrakcje fazy wodnej, zawierającej węglany, rozpuszczalnikami takimi jak np. chloroform, zawierającymi niewielkie ilości chlorowodoru. Tworzy się wówczas dwutlenek węgla, a powstałe nadciśnienie może wyrzucić zawartość naczynia na zewnątrz. Podczas ekstrakcji należy zakładać okulary i rękawice ochronne.
EKSTRAKCJA SUBSTANCJI STAŁYCH W APARACIE SOXHLETA Aparat Soxhleta służący do ekstrakcji ciągłej substancji stałych gorącym rozpuszczalnikiem pokazano na rys. 4a. Substancję przeznaczoną do ekstrakcji umieszcza się w gilzie A wykonanej z twardej bibuły filtracyjnej. Gilzę wsuwa się do wewnętrznej rury aparatu B, pod którym montuje się kolbę C wypełnioną rozpuszczalnikiem do ekstrakcji. U góry aparatu montuje się chłodnicę zwrotną D. Kolbę z rozpuszczalnikiem ogrzewa się do osiągnięcia stanu łagodnego wrzenia zawartości. Pary rozpuszczalnika przepływają do chłodnicy, tam skraplają się i zostają zawrócone do gilzy. Po zebraniu takiej porcji rozpuszczalnika w gilzie, że jego górny poziom osiąga wysokość bocznej rurki F, ekstrakt zostaje przelany syfonem do kolby. Proces ten powtarza się automatycznie aż do zakończenia ekstrakcji. Po zakończeniu ekstrakcji rozpuszczalnik należy odparować na wyparce próżniowej (rys. 4b) w całości. Wnioski z ćwiczeń umieścić w sprawozdaniu. a) b) Rys. 4. a - aparat Soxhleta; b laboratoryjna wyparka obrotowa typu Unipan 350
EKSTRAKCJA Z WYKORZYSTANIEM KWASOWO-ZASADOWYCH WŁAŚCIWOŚCI WYODRĘBNIONEGO ZWIĄZKU Często zdarza się, że w wyniku reakcji otrzymujemy mieszaninę, w której skład wchodzą związki o właściwościach, kwasowych, zasadowych i obojętnych (w różnych kombinacjach). Można je wówczas rozdzielić wykorzystując te właściwości, tzn. stosując do ekstrakcji wodne roztwory kwasów lub zasad. Związki o charakterze kwaśnym (fenole, kwasy karboksylowe) rozpuszczają się w wodnych roztworach zasad, tworząc sole, i w ten sposób można je oddzielić od związków obojętnych, które pozostają w fazie organicznej. Po rozdzieleniu faz kwasy możemy odzyskać (o ile nam na nich zależy) przez zakwaszenie roztworu wodnego, a następnie odsączenie (jeśli są to związki stałe) lub kolejną ekstrakcję, tym razem już rozpuszczalnikiem organicznym. RCOOH + NaOH RCOO - Na + + H 2 O rozpuszczalne w wodzie RCOO - Na + + HCl RCOOH + NaCl Związki o właściwościach zasadowych (aminy) rozpuszczają się w wodnych roztworach kwasów i analogicznie można je oddzielić od związków obojętnych przez ekstrakcję rozcieńczonym kwasem (związki obojętne pozostaną w fazie organicznej). Po rozdzieleniu faz wolne aminy odzyskuje się przez potraktowanie roztworu ich soli zasadą (np. NaOH), a następnie ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym lub przez sączenie, w zależności od właściwości fizycznych aminy. RNH 2 + NaOH RNH + 3 + Cl - (chlorek amoniowy, rozpuszczalny w wodzie) RNH 3 + Cl - + NaOH RNH 2 + NaCl + H 2 O Jeżeli obecne w ekstrahowanej mieszaninie związki kwaśne lub zasadowe stanowią jedynie zanieczyszczenie i nie są dla nas interesujące, to ich wodne ekstrakty odrzuca się bez dalszego ich wyodrębniania. Mówimy wtedy, że kwas czy aminę odmywa się, np. wodnym roztworem NaHCO 3 (czy HCl).
Schemat stopniowego rozdzielania mieszaniny trzech związków O, Z i K o właściwościach odpowiedni: obojętnych (O), zasadowych (Z) i kwaśnych (K) pomiędzy fazą wodną i organiczną (np. chloroform) przedstawiono na rys. 5. Rys. 5. Schemat rozdzielania mieszaniny związków o właściwościach kwasowych (K), zasadowych (Z) i obojętnych (O)
KRYSTALIZACJA ACETANILIDU Z WODY Odważyć 2 g acetanilidu i umieścić w zlewce o pojemności 250 ml, dodać 60 ml wody i ogrzewać do wrzenia. Acetanilid staje się ciekły i tworzy olej w wodzie. Następnie dolać porcjami gorącą wodę stale mieszając i ogrzać roztwór do łagodnego wrzenia, aż acetanilid rozpuści się. Jeżeli roztwór nie jest bezbarwny, to należy nieznacznie go ochłodzić, dodać węgla aktywnego i ogrzewać do wrzenia przez kilka minut, aby usunąć barwne zanieczyszczenia. Prawie gorący roztwór przesączyć przez karbowany sączek, umieszczony na lejku na płaszczu grzejnym. Przesącz zebrać do zlewki, nakryć szkiełkiem zegarkowym i szybko schłodzić, energicznie mieszając. Następnie odstawić roztwór na 30 min, aby całkowicie wydzielił się osad. Kryształy odsączyć na lejku Büchnera, przemyć dwukrotnie 5 ml wody (aby usunąć przylegający do kryształów macierzysty ług) i wycisnąć na lejku za pomocą dużego korka szklanego. Lejek przewrócić na bibułę filtracyjną o podwójnej grubości lub szkiełko zegarkowe i pozostawić kryształy do wysuszenia na powietrzu do następnych zajęć. Przy suszeniu kryształów na powietrzu wskazane jest przykrycie związku krążkiem z bibuły, podziurkowanej tak, aby umożliwić ulatnianie rozpuszczalnika. Wysuszoną substancję należy zważyć, obliczyć wydajność krystalizacji i oznaczyć temperaturę topnienia. a) b) c) Rys. 10. Zestaw do sączenia: a osadu; b na gorąco; c - pod zmniejszonym ciśnieniem
KRYSTALIZACJA Z ROZPUSZCZALNIKA LOTNEGO Odważyć 2,5 g p-acetanilidu (lub innego związku zgodnie z zaleceniem prowadzącego ćwiczenia) i umieścić w kolbie okrągłodennej o pojemności 100 ml pod chłodnicą zwrotną (rys.11a), dodać niewielką ilość rozpuszczalnika (etanolu lub innego w zależności od krystalizowanej substancji) i ogrzewać do wrzenia. W przypadku gdyby substancja nie uległa rozpuszczeniu, dodać następne porcje rozpuszczalnika, aż do momentu całkowitego rozpuszczenia. Gorący roztwór przesączyć przez karbowany sączek. Przesącz ochłodzić, wytrącony osad przesączyć na lejku Büchnera, a uzyskany produkt pozostawić do wysuszenia na powietrzu do następnych zajęć. Wysuszoną substancję należy zważyć, obliczyć wydajność krystalizacji i oznaczyć temperaturę topnienia. a) b) Rys. 11. a - Zestaw do ogrzewania pod chłodnicą zwrotną; b Aparat do mierzenia temperatury topnienia typu Boetius: 1 - blok grzewczy, 2 - termometr w osłonie, 3 - lampa oświetlająca próbkę od dołu, 4 - lampa oświetlająca termometr i układ optyczny, 5 - regulacja ostrości, 6,7 - układ optyczny, 8 - regulacja jasności, 9 - przewód opornicy regulujący ogrzewanie bloku, 10 - szklane pokrywy bloku i próbki, 11 - transformator oświetlenia, 12 - próbka
STRĄCANIE ROZPUSZCZALNIKIEM 1. Odważyć w małej zlewce 0,5 g glicyny. Następnie rozpuścić w niewielkiej ilości wody. Wkraplać ostrożnie etanol aż do całkowitego wytrącenia osadu. Powstały osad odsączyć na lejku Büchnera, wysuszyć i zważyć. Obliczyć wydajność strąconej glicyny. Podobnie postępować z: 1. kwas benzoesowy rozpuścić w acetonie strącić wodą 2. kwas salicylowy rozpuścić w etanolu strącić wodą 3. naftalen rozpuścić w acetonie strącić wodą
KRYSTALIZACJA Krystalizacja z H 2 O (na gorąco) próbka 1-2 g 1. acetanilid 2. fenyloseryna Krystalizacja z rozpuszczalników lotnych (na gorąco) próbka 2 g 1. p-bromonitrobenzen z etanolu 2. benzanilid z etanolu 3. dicykloheksylidenoglukofuranoza z eteru naftowego 4. pentaacetylo-β-d-glukoza z metanolu Strącanie z mieszaniny rozpuszczalnikiem 4. glicyna w wodzie strącanie etanolem 5. kwas benzoesowy w acetonie strącanie wodą 6. kwas salicylowy w etanolu strącanie wodą 7. naftalen w acetonie strącanie wodą
SUBLIMACJA Parownicę porcelanową zawierającą 2,5 g naftalenu przykryć krążkiem bibuły z małymi otworami i odwróconym lejkiem szklanym. Nóżkę lejka zatkać korkiem z waty. Parownicę postawić w płaszczu grzejnym (rys. 12a). Po łagodnym ogrzaniu parownicy pary czystej substancji przechodzą przez otwory w bibule i kondensują na wewnętrznych ściankach lejka. Zebrać i zważyć sublimat. Obliczyć wydajność sublimacji. Rys. 12. Zestaw do sublimacji: a pod normalnym ciśnieniem; b pod zmniejszonym ciśnieniem Podczas sublimacji należy unikać przegrzania, ponieważ powoduje to stopienie związku, czasami także jego rozkład, a tym samym straty. Do zbierania przesublimowanej substancji można przystąpić dopiero po ochłodzeniu aparatury.
CHROMATOGRAFIA CIENKOWARSTWOWA (TLC) I. Rozdzielanie aminokwasów 1) Przygotowanie komory chromatograficznej Do komory chromatograficznej wyłożonej bibułą nalewa się mieszaninę rozpuszczalników: propanol-1 amoniak (7:3) (układ rozwijający), aby grubość warstwy wyniosła 0,5 cm. Komorę zamknąć i odstawić na kilkanaście minut celem nasycenia jej parami rozpuszczalników. 2) Przygotowanie chromatogramu Na płytce chromatograficznej zaznaczyć delikatnie ołówkiem linie startu w odległości ok. 1 cm wzdłuż krótszego boku płytki. 3) Nanoszenie substancji Za pomocą cienkiej kapilary na linii startu w równych odległościach nanieść kolejne roztwory wzorcowe aminokwasów i ich mieszaninę. Plamki można suszyć ostrożnie zimnym strumieniem powietrza. 4) Rozwijanie chromatogramu Płytkę włożyć do uprzednio przygotowanej komory chromatograficznej tak, aby dolna krawędź była w momencie zanurzenia możliwie równoległa do powierzchni cieczy w komorze. Należy zwrócić uwagę, aby krawędzie boczne nie dotykały ścian komory, gdyż powoduje to nierównomierne wznoszenie się rozpuszczalnika na wysokość około 0,5 cm od góry. Płytkę należy następnie wyjąć, zaznaczyć czoło rozpuszczalnika i wysuszyć dokładnie suszarką. 5) Wywołanie chromatogramu Wysuszoną płytkę ustawić w pozycji pionowej i spryskać roztworem ninhydryny. Następnie wstawić płytkę do suszarki o temp. 105 C na około 10 min. Zaznaczyć plamki odpowiednich aminokwasów. ZESTAW AMINOKWASÓW: I DL-alanina III L-lizyna II L-leucyna IV mieszanina aminokwasów
II. Rozdzielanie izomerów nitroaniliny Wykonać analogicznie jak przy rozdziale aminokwasów. Jako układ rozwijający zastosować mieszaninę benzen:octan etylu (4:1). Plamki związków są barwne i wywołanie nie jest konieczne. Roztwory do nanoszenia: I o-nitroanilina II m-nitroanilina III p-nitroanilina IV mieszanina wszystkich izomerów Rys. 1. Wygląd chromatogramu i definicje niektórych wielkości stosowanych w chromatografii cienkowarstwowej
CHROMATOGRAFIA KOLUMNOWA Na dnie kolumny chromatograficznej umieszczamy niewielką ilość waty i napełniamy silikażelem do ¾ wysokości. Na tak przygotowaną kolumnę wprowadzamy 1-1,5 ml mieszaniny barwników. Chromatografię prowadzimy dodając kolejno następujące eluenty: octan etylu, mieszanina etanolu i acetonu w stosunku 1:4. Rozdzielone barwniki zbieramy do osobnych kolbek. W opisie ćwiczenia podać barwę mieszaniny substancji, przebieg chromatografii oraz barwy substancji wchodzących w skład mieszaniny. Rys. 2. Zestaw aparatury do chromatografii kolumnowej
BADANIE SKŁADU BARWNIKÓW ROŚLIN ZIELONYCH i ksantofil. W skład barwnika roślin zielonych wchodzą chlorofile: a i b oraz karotenoidy: karoten Wykonanie: Zielone liście uciera się w moździerzu z odrobiną piasku (w celu łatwiejszego zniszczenia tkanek komórkowych) i kilkoma kroplami acetonu, a następnie za pomocą kapilary nanosi się na płytkę i rozwija w układzie aceton:toluen (1:2). Próbkę należy nanosić kilkakrotnie w tym samym miejscu, zachowując jednocześnie małą średnicę plamki. Po rozwinięciu należy szybko analizować, gdyż barwniki łatwo blakną. Plamki obu chlorofili są blisko siebie, wyraźnie natomiast oddziela się od nich karoten i ksantofil. Odczynniki wrażliwe na zanieczyszczenie powietrza w laboratorium: Produkty stanowiące bardzo dobre adsorbenty takie jak na przykład silikażel czy też płytki do chromatografii cienkowarstwowej (TLC) powinny być chronione przed atmosferą panującą w laboratorium. Tego typu materiały należy przechowywać w specjalnych pojemnikach, gdyż na przykład płytki do TLC znajdujące się w kontakcie z laboratoryjnym powietrzem stopniowo tracą aktywność, co oczywiście wpływa na ich zdolności separacyjne.
PREPARAT do wyboru: KWAS ACETYLOSALICYLOWY (ASPIRYNA) COOH H + COOH + (CH 3 CO) 2 O + OH OCOCH 3 CH 3 COOH Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny: kwas salicylowy 2 g termometr bezwodnik octowy 3 ml cylinder miarowy kwas siarkowy stęż. 0.3 ml zlewka 250 ml etanol kolba ssawkowa lejek Büchnera kolba stożkowa 100 ml W kolbie stożkowej o pojemności 100 ml miesza się 2 g kwasu salicylowego, 3 ml bezwodnika octowego i 0.3 ml stęż. kwasu siarkowego. Kolbę stożkową ogrzewa się na łaźni wodnej do temp. 60 C w ciągu 20 min. Kontynuuje się temperaturę termometrem umieszczonym w mieszaninie reakcyjnej i równocześnie miesza zawartość kolby. Mieszaninę reakcyjną pozostawia się do ochłodzenia a następnie równocześnie mieszając, dodaje się 40 ml wody. Wytrącony surowy osad odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem i krystalizuje z wodnego roztworu etanolu (1 objętość alkoholu na 3 objętości wody). Wydajność ok. 2 g. Temperatura topnienia z rozkładem 128 135 C.
NIKOTYNA Z TYTONIU tytoñ N N CH 3 Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny: tytoń (np. z papierosów) 4 g zestaw do destylacji z parą wodną 3 N wodorotlenek sodu 67 ml cylinder miarowy 50 ml chlorek sodu 25 g kolba stożkowa 100 ml 3 szt. eter dietylowy 60 ml rozdzielacz 100 ml siarczan (VI) magnezu bezw. kolba okrągłodenna 100 ml W kolbie okrągłodennej o pojemności 500 ml poddaje się destylacji z parą wodną 4 g tytoniu w 67 ml 3 N roztworu wodorotlenku sodu do chwili, aż destylat będzie pozbawiony zapachu nikotyny (ok. 100 150 ml). Po oziębieniu destylatu dodaje się do niego 14-25 g stałego chlorku sodu i ekstrahuje się produkt trzema porcjami eteru dietylowego po 20 ml. Ekstrakty łączy się i przemywa wodą. Po osuszeniu ekstraktu bezw. siarczanem(vi) magnezu oddestylowuje się rozpuszczalnik na wyparce obrotowej. Otrzymuje się oleistą, surową nikotynę.
KOFEINA Z HERBATY herbata Ca(CO 3 ) 2 /H 2 O H 3 C O N O N CH 3 CH 3 N N kofeina Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny: herbata 60 g kolba stożkowa 1000 ml chloroform 180 ml cylinder miarowy 500 ml węglan wapnia 60 g kolba stożkowa 100 ml etanol rozdzielacz 250 ml siarczan (VI) magnezu bezw. kolba okrągłodenna 100 ml zlewka 250 ml 2 szt. W kolbie stożkowej z szeroką szyją o poj. 1000 ml umieszcza się 60 g herbaty w torebkach (lub sypką w woreczku z gazy) i ogrzewa do wrzenia przez 20 minut z 600 ml wody zawierającej 60 g sproszkowanego węglanu wapnia. Po przesączeniu na gorąco, przemyciu herbaty gorącą wodą i oziębieniu dodaje się do przesączu 180 ml chloroformu. Obie warstwy miesza się delikatnie (w celu uniknięcia powstania emulsji) przez 15 min, stosując mieszadło magnetyczne. Ekstrakt chloroformowy oddziela się w rozdzielaczu, suszy bezwodnym siarczanem magnezu i odparowuje na wyparce obrotowej. Surowy produkt krystalizuje się benzenu lub etanolu, otrzymując 240 mg kofeiny o t,t, 225-228 C. Chromatografia TLC na żelu krzemionkowym: 1. R f = 0.5-0.6, chloroform - etanol 99:1 2. R f = 0.4, chlorek metylenu - octan etylu 1:1 Wykrywanie: płytkę spryskać roztworem jodu w etanolowym roztworze jodku potasu (1) i po upływie 2 minut ponownie spryskać mieszaniną 25% kwasu solnego i etanolu w stosunku 1:1. W wyniku reakcji plama kofeiny barwi się na kolor ciemnobrunatny. (1) 1 g jodu i 2 g jodku potasu rozpuścić w 100 ml etanolu.
EPISMILAGENINA (redukcja epismilagenonu za pomocą NaBH 4 ) O O O NaBH 4, THF O temp. pokojowa O H HO H Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny: epismilagenon (M=414,62 g/mol) 50 mg kolba okrągłodenna x 2 szt. NaBH 4 (M=37,83 g/mol) 2 eq cylinder miarowy chlorek metylenu (DCM) element mieszający octan etylu (AcOEt) mieszadło magnetyczne siarczan magnezu bezw. rozdzielacz tetrahydrofuran (THF) 20 ml erlenmajerka 4 szt. Heksan (Hex) lejek komora chromatograficzna Wykonanie: Do roztworu epismilagenonu (100 mg) w THF-ie (50 ml), umieszczonego w kolbie okrągłodennej na 100 ml, dodano 2 eq. NaBH 4. Mieszaninę reakcyjną mieszano na mieszadle magnetycznym w temperaturze pokojowej. Przebieg reakcji kontrolowano za pomocą chromatografii cienkowarstwowej (TLC) w układzie rozpuszczalników AcOEt/Hex (3:7). Po stwierdzeniu zakończenia reakcji redukcji, mieszaninę przeniesiono do rozdzielacza, dodano wodę (20 ml), ekstrahowano trzema porcjami chlorku metylenu (po 20 ml). Warstwę organiczną przemyto wodą, nasyconym roztworem NaCl i na zakończenie wodą, osuszono nad bezw. siarczanem magnezu. Oczyszczanie: Przygotowano kilka układów rozpuszczalników do komór chromatograficznych AcOEt/Hex w różnym stosunku. Należy wybrać najbardziej odpowiedni do efektywnego oczyszczenia produktu na kolumnie chromatograficznej. Kolumnę wypełniono silikażelem i naniesiono na nią osuszoną we wcześniejszym etapie epismilageninę. Rozpoczęto eluowanie odpowiednio dobranym rozpuszczalnikiem. Wymywanie związków monitorowano za pomocą TLC. Frakcje zawierające główny produkt zebrano do kolby na 250 ml i odparowano na wyparce obrotowej. Osuszony związek zważono i obliczono wydajność reakcji. W sprawozdaniu należy umieścić: schemat reakcji tabelę zawierającą ilości stosowanych substancji, ich masy molowe, ilości moli, ekwiwalentów opis wykonania ćwiczenia chromatogramy TLC zasadę doboru rozpuszczalników do kolumny chromatograficznej wydajność reakcji