Praktikum Organische Chemie/ Chromatographie/ Isolierung von Myristicin aus dem Muskatnuss-Extrakt durch präparative Schichtchromatographie

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Isolierung von Myristicin aus dem Muskatnuss-Extrakt durch präparative Schichtchromatographie (PSC)[Bearbeiten]

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Formel von Myristicin

Materialien und Anweisungen der GefStoffV[Bearbeiten]

  • Die ethanolische Mutterlauge der Kristallisation aus dem Versuch "Trimyristin".
  • PSC-Fertigplatte (Kieselgel mit Fluoreszenzindikator 254 nm, 20 × 20 cm, Schichtdicke 2 mm)


Versuchsbeschreibung[1][Bearbeiten]

Vorarbeit[Bearbeiten]

Aus festem Kaliumhydroxid wird eine 50-prozentige wässrige Lösung (Kalilauge, mindestens 25 ml) bereitet. Vorsicht! Schutzbrille!

a) Aufarbeitung der Trimyristin-Mutterlauge[Bearbeiten]

Zur Verseifung der restlichen Triglyceride wird die ethanolische Lösung in einem 250 ml Erlenmeyer-Kolben mit 25 ml einer 50%igen wässrigen Kaliumhydroxid-Lösung versetzt. Die dunkelbraune Reaktionsmischung lässt man über Nacht stehen. Daraufhin wird die Lösung in einen l Liter-Scheidetrichter übergeführt, vorsichtig mit je 200 ml Wasser und tiefsiedendem Petrolether versetzt (nicht schütteln - Gefahr der Emulsionsbildung) und über Nacht sich selbst überlassen (Auffanggefäß unter den Scheidetrichter stellen, falls dieser undicht wird). Am nächsten Tag wird die organische Phase abgetrennt und mit Magnesiumsulfat mindestens l h getrocknet. Nach dem Abfiltrieren werden die Lösungsmittel im Rotationsverdarapfer abdestilliert. Das so erhaltene Substanzgemisch wird gewogen und durch Dünnschichtchromatographie untersucht; als Referenzsubstanz wird reines Myristicin (vom Assistenten erhältlich) aufgetüpfelt. Entwickelt wird mit dem Lösungsmittelgemisch Petrolether/Essigsäureethylester (4:1). Die Detektion der Substanzen erfolgt unter UV-Licht und durch Besprühen der Folie mit dem Anisaldehyd- oder Vanillin-Schwefelsäure-Reagens (zur Sichtbarmachung der Flecken muss die Folie eventuell kurz mit dem Fön erhitzt werden).

b) Isolierung von Myristicin durch präparative Schichtchromatographie[Bearbeiten]

Das Substanzgemisch wird in l ml des für die Entwicklung der Dickschichtplatte benötigten Lösungsmittelgemisches (Petrolether/Essigsäureethylester (4:1) gelöst. Die PSC-Fertigplatte wird mit einem Bleistiftstrich 2 cm parallel zum unteren Rand und l cm von den beiden Seitenrändern entfernt markiert. Auf dieser Linie trägt man die Lösung mit einer ausgezogenen Pipette vorsichtig auf. Der obere Teil der PSC-Platte ist am besten mit einem Blatt Papier abgedeckt. Die Entwicklung der Platte findet in einer Kammer statt, die mit Filtrierpapier an den Seitenwänden zur Erzielung einer guten Kammersättigung ausgekleidet ist. Das Laufmittel (s.o.) soll in das Entwicklungsgefäß ca. l cm hoch eingefüllt sein. Es wird zweimal entwickelt. Vor der zweiten Entwicklung lässt man die Platte mit Hilfe eines Stickstoff-Stroms oder eines Föns kurz trocknen. Die Detektion der getrennten Substanzen findet unter der UV-Leuchte statt; die Zonen werden mit dünnen Bleistiftstrichen markiert. Zusätzlich können die Substanzen noch durch Ansprühen mit dem Anisaldehyd- oder Vanillin-Schwefelsäure-Reagens nachgewiesen werden. Hierzu wird die Platte bis auf einen Randstreifen von 1-2 cm mit einer Glasplatte oder einem starken Karton abgedeckt, der Rand mit dem Reagens besprüht und kurz mit dem Fön erhitzt. Die gewünschte Zone wird mit einem Spatel oder einem spitzen Messer herausgekratzt oder abgehoben (die besprühte Fläche wird ausgespart); dazu stellt man die Platte senkrecht auf ein Blatt Papier. Man zerkleinert die groben Kieselgel-Brocken auf dem Papier oder im Mörser und füllt dann das Pulver in einen Erlenmeyer-Kolben, wo es mit 40 ml Dichlormethan digeriert wird. Man filtriert vom Kieselgel ab und wäscht dreimal mit Dichlormethan nach. Das Filtrat wird in einem zuvor gewogenen Kolben im Rotationsverdampfer eingeengt, der Rückstand ausgewogen und im DC auf Reinheit geprüft, wobei man wieder reines Myristicin als Vergleichssubstanz verwendet. Die kleine Menge des extrahierten Myristicins kann in einem  Kugelrohrofen im Vakuum destilliert werden, falls dieses Gerät im Praktikum zur Verfügung steht.

Präparatives Schichtchromatogramm der Neutralfraktion des Muskatnuss-Extraktes.


Abb. #1. Präparatives Schichtchromatogramm der Neutralfraktion des Muskatnuss-Extraktes.

Hintergrund[Bearbeiten]

Von den in der Muskatnuss enthaltenen Stoffen (siehe Versuch „Trimyristin“) wurden Fette und ätherische Öle aus den Gerüststoffen extrahiert, und ein Großteil des Triglycerids (Trimyristin) durch Kristallisation gewonnen. Die in der Mutterlauge noch enthaltenen Glyceride werden nun verseift und bleiben bei der Extraktion des ätherischen Öls in der wässrigen Phase (Salzbildung im basischen Milieu).

Für den typischen Geruch der geriebenen Muskatnuss sind die Komponenten des ätherischen Öls verantwortlich, welches durch verschiedene Methoden abgetrennt werden kann.

Die Analyse des ätherischen Öls, vor allem durch die Methode der Gaschromatographie, zeigte eine Fülle von Inhaltsstoffen an. Wie in den meisten ätherischen Ölen treten verschiedene Terpen-Kohlenwasserstoffe auf: p-Mentha-1,4-dien, p-Mentha-1,4(8)-dien, p-Mentha-1,8-dien (Limonen), p-Cymol, alpha- und beta-Pinen, Sabinen, Camphen (Formelschema 1, welche Konstitutionsformeln haben die nicht gezeigten Komponenten?)

Als weitere Terpene wurden Geraniol, Citronellol, Citronellal, Linalool, p-Menth-l-en-4-ol (4-Terpinol), p-Menth-l-en-8-ol, Cineol, Borneol, Campher und Cineol nachgewiesen (Formelschema 2, nicht angegebene Formeln nachtragen!). Typische Inhaltsstoffe des Muskatnusskerns, die auch für den Geruch bestimmend sind, gehören jedoch der Klasse der Phenylpropan-Derivate an (Formelschema 3); es handelt sich um Phenolether. Sie werden mit den Trivialnamen Eugenol (vgl. Nelkenöl), Isoeugenol, Methyleugenol, Methylisoeugenol, Safrol, Methoxyeugenol, Elemicin, Isoelemicin bezeichnet. Die Hauptkomponente des ätherischen Öls der Muskatnuss ist das Phenylpropanderivat Myristicin. Das ätherische Öl der Muskatnuss hat, in großen Mengen eingenommen, eine psychotrope (halluzinogene) und toxische Wirkung; diese scheint vor allem auf das Myristicin zurückzugehen.

Die komplexe Zusammensetzung des in unserem Versuch erhaltenen ätherischen Öls in dem Petrolether-Extrakt (Neutralfraktion) wird durch das Kapillargaschromatogramm in Abb. #2 dokumentiert. Durch die präparative Schichtchromatographie wird die Hauptkomponente des ätherischen Öls (Myristicin) in reiner Form erhalten, wie eine GC/MS-Analyse (Abb. #3) und ein 1H-NMR-Spektrum (Abb. #4) beweisen.

[[Datei:]] Abb. #2. Kapillar-GC der Neutralfraktion des Muskatnuss-Extraktes.

[[Datei:]] Abb. #3. GC/CIMS-Analyse des aus der Neutralfraktion isolierten Myristicins.

[[Datei:]] Abb. #4. 1H-NMR-Spektrum (60 MHz, CDCl3) des aus der Neutralfraktion isolierten Myristicins.


Protokoll[Bearbeiten]

Zeichnen Sie ein Fließschema, in dem die einzelnen Schritte der Auftrennung und Isolierung der Inhaltsstoffe der Muskatnuss angegeben werden.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

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Literatur[Bearbeiten]

  • Knaurs Pflanzenreich in Farben, Bd. l, S. 75, Droemer, Zürich 1964.
  • E. Gildemeister und F. Hoffmann, Die ätherischen Öle (Hrsg. W. Treibs), 4. Aufl. Bd. 4, S. 666, Akademie-Verlag, Berlin 1956.
  • D. A. Kalbhen: Die Muskatnuß als Rauschdroge, Angew. Chem. 83, 392 (1971).
  1. R. Ikan, Natural Products. A laboratory guide, p. 25-26, Academic Press, London-New York, 1969. Hier wurde Myristicin durch Säulenchromatographie an Aluminiumoxid erhalten. Der Autor dieses Wiki-Beitrags hat den Versuch überarbeitet.