Etap 1. Ekstrakcja piperyny
Odczynniki i materiały wyjściowe:- 400 ml 88% etanolu
- 300 g zmielonego czarnego pieprzu
- Wodorotlenek potasu (KOH)
- Bibuła filtracyjna o średnicy 180 mm
- Ekstraktor Soxhleta (500 ml)
- Kubki miarowe
- Lejek
- Grzałka
Wlać 300 ml 88% etanolu do kolby o pojemności 500 ml.
Umieścić 60 g zmielonego czarnego pieprzu w papierowym rękawie ekstrakcyjnym (o średnicy 180 mm).
Po zmontowaniu aparatu do ekstrakcji piperyny kolbę z etanolem podgrzano, a chłodnicę zwrotną schłodzono.
Każdą porcję pieprzu (60 g) ekstrahowano do momentu, aż kondensujący etanol stał się bezbarwny. Następnie przeprowadzono nową ekstrakcję kolejnych porcji czarnego pieprzu, każda o wadze 60 g, dodając 20 ml świeżego etanolu. W sumie przeprowadzono 5 ekstrakcji z porcji mielonego czarnego pieprzu o masie 60 g każda, co odpowiada maksymalnemu nasyceniu etanolu piperyną.
Umieścić 60 g zmielonego czarnego pieprzu w papierowym rękawie ekstrakcyjnym (o średnicy 180 mm).
Po zmontowaniu aparatu do ekstrakcji piperyny kolbę z etanolem podgrzano, a chłodnicę zwrotną schłodzono.
Każdą porcję pieprzu (60 g) ekstrahowano do momentu, aż kondensujący etanol stał się bezbarwny. Następnie przeprowadzono nową ekstrakcję kolejnych porcji czarnego pieprzu, każda o wadze 60 g, dodając 20 ml świeżego etanolu. W sumie przeprowadzono 5 ekstrakcji z porcji mielonego czarnego pieprzu o masie 60 g każda, co odpowiada maksymalnemu nasyceniu etanolu piperyną.
Etap 2: Wytrącanie piperyny
Odczynniki i materiały.
- Ekstrakt etanolowy z czarnego pieprzu uzyskany w etapie 1
- 24 g wodorotlenku potasu (KOH)
- 216 ml 88% etanolu
- 1 litr wody destylowanej
- Zlewki chemiczne
- Bibuła filtracyjna
- Lejek
Wodorotlenek potasu (KOH) rozpuszczono w etanolu. Uzyskany ekstrakt z czarnego pieprzu został przefiltrowany przez papierowy filtr bezpośrednio do przygotowanego roztworu KOH.
Otrzymany roztwór podgrzano do 60-70 ℃.
Do podgrzanego roztworu stopniowo dodawano porcjami wodę (około 1 litra), aż do ustania tworzenia się żółtego osadu piperyny.
Otrzymaną zawiesinę schłodzono w zamrażarce do następnego dnia, a wytrąconą pozostałość odfiltrowano.
Przefiltrowany osad piperyny suszono w eksykatorze nad alkaliami lub pod opalarką, aż do uzyskania stałej masy. Osad powinien mieć lekki zapach pieprzu i temperaturę topnienia 127-128°C.
Wydajność piperyny wynosi 17 g.
Etap 3: Alkaliczna hydroliza piperyny do kwasu piperynowego
Odczynniki i materiały.
- 17 g piperyny
- 193,8 g KOH
- 500 ml etanolu (EtOH)
- 900 ml 14% HCl
- Mieszadło magnetyczne z podgrzewaniem
- Zlewki chemiczne
- Kolba o pojemności 1 litra
- Chłodnica zwrotna
- Lejek
- Papier filtracyjny
Do kolby o pojemności 1 litra dodano etanol, KOH i piperynę. Mieszaninę mieszano do rozpuszczenia i ogrzewano w temperaturze 70-80°C przez 10 godzin.
Powstałą ciepłą zawiesinę piperatu potasu przeniesiono do zlewki i dodano kwas solny aż do całkowitego wytrącenia kwasu piperowego.
Wytrącony jasnożółty kwas piperynowy przefiltrowano przez gęsty filtr papierowy. Filtry szklane o porowatości 160 i 100 nie filtrują osadu, podczas gdy filtr o porowatości 60 zatyka się.
Kwas piperynowy suszono w eksykatorze lub pod opalarką, aż do uzyskania stałej masy. Kwas ma postać żółtego proszku o lekkim zapachu pieprzu.
Wydajność kwasu piperynowego wynosi 12 g.
Etap 4: Utlenianie kwasu piperowego do piperonalu przy użyciu wodorotlenku miedzi(II) (NIEAKTYWNE)
Odczynniki i materiały.
- 12 g kwasu piperowego
- 41 g NaOH
- 62 g CuSO4-5H2O
- 500 ml wody (250 ml dla siarczanu miedzi(II) i 250 ml dla zasady)
- 150 ml DCM
- Zlewki chemiczne
- Mieszadło magnetyczne z podgrzewaniem
- Chłodnica zwrotna
Roztwór siarczanu miedzi mieszano podczas dodawania roztworu alkaliów, a następnie dodano kwas piperynowy. Roztwór ogrzewano przez 8 godzin pod chłodnicą zwrotną w temperaturze 80-90°C.
Po 8 godzinach, na podstawie zapachu heliotropu i lekkiego zapachu pieprzu, zakłada się, że kwas piperynowy i piperonal są w równowadze w powstałej mieszaninie reakcyjnej. Podjęto próbę usunięcia powstałej heliotropiny przez destylację z parą wodną i ekstrakcję z mieszaniny reakcyjnej dichlorometanem. Dichlorometan wysuszono siarczanem sodu i odparowano. W rezultacie wydajność olejopodobnej, niekrystalizującej substancji o odpowiednim zapachu heliotropu była mniejsza niż 1 g. Alkaliczna mieszanina reakcyjna zawierała również nieprzereagowany kwas piperynowy w postaci piperatu sodu. Metoda okazała się nieskuteczna w odtwarzaniu utleniania kwasu piperowego przy użyciu Cu(OH)2.
Wyniki te pozwalają zrozumieć, że metoda ekstrakcji piperyny jest prawidłowa. Również synteza kwasu piperynowego z piperyny daje przyzwoitą wydajność. Jednak Cu(OH)2 nie działa dobrze jako utleniacz kwasu piperynowego w syntezie piperonu.
Last edited:
