Pflanzenextrakt + Phosphorsäure

[magictrips]

Hallo zusammen,

ich hoffe ich bin hier richtig ?

und zwar würde mich interessieren, was passiert, wenn ich zu einem ethanolischen Pflanzenextrakt der ätherische Öle enthält (zB Minze) Phosphorsäure (67%) hinzugebe ?

Das Magnesiumion des Chlorophylls würde sich mit der Säure verbinden und es würden Magnesiumphosphat und Phäophytin. (sind diese in Ethanol löslich ?)

Die Phosphorsäure soll wohl auch etwas mit den Proteinen machen ?

Macht die auch was mit den Fetten, Wachsen und den ätherischen Ölen ?

Gibts ein einfachen Weg die Säure zu neutralisieren (vielleicht Ethanol noch mit Calciumchlorid trochnen !?), so das diese nach dem abdestillieren des Ethanols nicht im Extrakt verbleibt ?

[synthon]

Pflanzenextrakte sind eine relativ komplexe Angelegenheit, da muss man schon wissen, welche Pflanze wie extrahiert wurde, um ungefähr abschätzen zu können, welche Substanzen enthalten sind und wie diese auf Säuren (hier im konkreten Fall Phosphorsäure) reagieren.

Ester und andere hydrolyse-empfindliche Verbindungen werden sicherlich in Mitleidenschaft gezogen, abhängig von den Reaktionsbedingungen (z.B. kalte Lösung, kurzer Kontakt vs. kochen unter Rückfluss). Zu deiner Frage betreffend Chlorophyll:

Treatment of cholorophyll-a with acid removes the magnesium ion replacing it with two hydrogen atoms giving an olive-brown solid, phaeophytin-a. Hydrolysis of this (reverse of esterification) splits off phytol and gives phaeophorbide-a. Similar compounds are obtained if chlorophyll-b is used.
Chlorophyll can also be reacted with a base which yields a series of phyllins, magnesium porphyrin compounds. Treatment of phyllins with acid gives porphyrins.

Quelle: http://www.ch.ic.ac.uk/local/projects/steer/chloro.htm
https://de.wikipedia.org/wiki/Ph%C3%A4ophytine

Proteine können sowohl im Alkalischen als auch im Sauren denaturiert werden.
Ätherische Öle sind als Stoffgemisch wieder recht komplex. Je nach Verbindung kann es zu Reaktionen kommen, eventuell an den Doppelbindungen, Ester-Bindungen etc. Allgemein mögen Naturstoffe (hier bestätigen aber auch wieder viele Ausnahmen die Regel) keine drastischen Bedingungen: hohe Temperaturen, extreme pH-Werte, Hydrolyse-Bedingungen etc.
Fette machen vielleicht eine Umesterung bzw. saure Hydrolyse, bei reichlich unpolaren Wachsen passiert evtl. nicht allzu viel.

Ich würde erwarten, dass die konzentrierte Phosphorsäure bei höheren Temperaturen allgemein höchst unübersichtliche, vielfältige Produkte entstehen lässt. Pflanzenextrakte sind ohnehin schon chemisch höchst "bunt", unkontrollierbare Hydrolyse macht diesen Zoo an Verbindungen nicht übersichtlicher.

Ob man den Ethanol nun noch trocknet oder nicht, spielt für die Neutralisation der Säure keine Rolle. Wenn der Ethanol wirklich trocken sein soll, muss man ohnehin absolutieren:
https://www.chm.tu-dresden.de/oc2/Lehre/Modul_OC_II/Praktikum/Trocknung.pdf
http://www.lambdasyn.org/synfiles/ethanol.htm

Die Phosphorsäure lässt sich z.B. durch Zugabe von Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat neutralisieren. Würdest du mit einem nicht mit Wasser mischbaren Lösungsmittel (z.B. Ethylacetat, Trichlormethan oder Butanon) extrahieren, könntest du einfach gegen Natriumhydrogencarbonat-Lösung ausschütteln.

Was ist denn der Hintergrund der Fragestellung?

[magictrips]

WOW ! Danke für die Antwort !

Der Hintergrund der Fragestellung, ist pure Neugier bzw eine Gedankenspielerei (bzw ein bischen den Chemieuntericht nachholen (; )........also nichts Konkretes....
ich muss aber auch zugeben, ich habe leider nichts im chemischen Bereich gelernt (und mein Chemiunterricht liegt schon etwas zurück) und bin somit ein absoluter Laie.......aber mit Wissensdurst (;

Es werden ja auch öfter mal Pflanzenextrakte ("Tinkturen") ohne Wasserdampfextraktion, zB mit Ethanol hergestellt........
und ich hab mich gefragt, ob es da nicht eine "einfache" Möglichkeit gibt, diese etwas zu "befreien"....von Proteinen, Wachsen und Chlorophyll usw...
naja und hatte durch Zufall gelesen, das Chlorophyll und Proteine Säuren gar nicht mag.... da is der Gedanke ja naheliegend, eine Säure zum "reinigen" zu verwenden...

(Im Fall von Alkaloiden geht das ja wahrscheinlich recht einfach/automatisch durch die Säure/Base-Extraktion ?!)

ich hatte mich in dieser Frage für Phosphorsäure entschieden, da ich dachte, diese hätte gegenüber anderen Säuren irgendwelche "Besonderheiten", wenn dem aber nicht so ist, kann man die auch durch andere (leicht verfügbare) Säuren ersetzen.......

mit einem unpolaren LM wärs natürlich wesentlich leichter, aber ich finde Ethanol dann doch "geeigneter" bzw interessanter, da er leicht verfügbar ist (wenn auch teuer), "pharmazeutisch rein"  ist und auch für Laien gut händelbar ist......

Wenn ich jetzt zB zu einem ethanolischen Pflanzenextrakt eine Säure hinzugebe, wird dann ein Ester gebildet bzw bildet sich im Fall von Schwefelsäure Ether ?
oder hab ich dann eine ethanolische ...säure ? Weil die Wege dahin sahen für mich recht gleich aus......

Wenn kein Ester/Ether gebildet werden sollte und man zB zu einerm ethanolischen Pflanzenextrakt Salzsäure hinzugibt,
würden also die Proteine denaturiert.
eventuell vorhandene Alkaloide wasserlöslich (und ethanollöslich ? je nachdem um was es geht) (weil ...hcl).
und bei Fetten, Wachsen und Terpenen (dazu gehören doch ätherische Öle ?) kommts dann auch drauf an, um welches es geht ?!
Chlorophyll würde zu Phaeophytin, Magnesiumchlorid(Ethanol und Wasserlöslich) und Wasserstoff ?


Gibt man jetzt Calciumcarbonat hinzu (zum neutralisieren der Säure),
reagiert (vermute ich mal) die überschüssige Salzsäure mit dem Calciumcarbonat zu Calciumchlorid (wasserlöslich, nicht ethanollöslich).
Man hätte aber noch das Magnesiumchlorid und das Phaephytin im Ethanol gelöst.....
Magnesiumchlorid könnte man aber mit Natriumcarbonat ausfällen und ergibt Magnesium und Natriumchlorid und Kohlenstoffdioxid ? Was natürlich auch nicht viel bringt, da Natriumchlorid auch wieder in Ethanol löslich ist.

naja, wie auch immer........ ich merke schon, ich hab anscheinend nicht die Kompetenz um da weiterzudenken.......

Gibts denn eine einfache Möglichkeit ethanolische Pflanzenextrakte, einfach (und ohne unpolares LM) zu "klären" ?
Hatte da mal was von Talkum gelesen.
Oder Fullererde wird in der Ölherstellung verwendet.
UV-Strahlen oder große Hitze zerstören wohl auch Chlorophyll.


Ich vermute mal, das es von Fall zu Fall auch unterschiedlich ist und es da kein allgemeines Vorgehen gibt ?

[synthon]

Es werden ja auch öfter mal Pflanzenextrakte ("Tinkturen") ohne Wasserdampfextraktion, zB mit Ethanol hergestellt........
und ich hab mich gefragt, ob es da nicht eine "einfache" Möglichkeit gibt, diese etwas zu "befreien"....von Proteinen, Wachsen und Chlorophyll usw...
naja und hatte durch Zufall gelesen, das Chlorophyll und Proteine Säuren gar nicht mag.... da is der Gedanke ja naheliegend, eine Säure zum "reinigen" zu verwenden...

Die Art der Extraktion entscheidet, welche Stoffe angereichert bzw. in weiteren Schritten isoliert werden können. Wenn man z.B. im ersten Schritt die Pflanzenteile entfettet, also mit stark unpolaren Lösungsmitteln behandelt, löst man schon einen Großteil der Fette und Wachse - natürlich dürfen die zu extrahierenden Substanzen nicht allzu unpolar sein. Den so gewonnenen, entfetteten Extrakt kann man dann weiter extrahieren, z.B. mit Ethanol oder Aceton. Das gibt dann recht "grobe" Auszüge, die eine Vielzahl an Substanzen beinhalten. Proteine, Chlorophyll etc. kann man zersetzen, aber dann hat man eben Zersetzungsprodukte in seinem Extrakt - ist nicht unbedingt die beste Wahl. Sofern diese Substanzen nicht stören, kann man sie auch einfach im Extrakt lassen. Je nach Möglichkeiten kann man eben bspw. eine Wasserdampfdestillation durchführen, Auszüge herstellen, per Soxhlet extrahieren... gibt ja genug Möglichkeiten.

Im Fall von Alkaloiden geht das ja wahrscheinlich recht einfach/automatisch durch die Säure/Base-Extraktion ?!)
ich hatte mich in dieser Frage für Phosphorsäure entschieden, da ich dachte, diese hätte gegenüber anderen Säuren irgendwelche "Besonderheiten", wenn dem aber nicht so ist, kann man die auch durch andere (leicht verfügbare) Säuren ersetzen.......

Säure-Base-Extraktionen benötigen natürlich einen protonierbaren Stickstoff, sonst funktioniert das Prinzip nicht. Ohne Wechsel der Polarität und somit der Löslichkeit ist keine Säure-Base-Extraktion möglich:
sauer -> protoniert -> polar löslich
alkalisch -> deprotoniert -> unpolar löslich
So ganz allgemein.

mit einem unpolaren LM wärs natürlich wesentlich leichter, aber ich finde Ethanol dann doch "geeigneter" bzw interessanter, da er leicht verfügbar ist (wenn auch teuer), "pharmazeutisch rein"  ist und auch für Laien gut händelbar ist......

Ethanol, Aceton etc. lösen alle möglichen Stoffe aus einer Pflanze. Für eine erste Anreicherung mag das sinnvoll sein, aber wenn man zum Schluss einen Reinstoff haben will, kommt man um komplexere Aufreinigungsschritte wie Fällungen, Umkristallisieren oder chromatographische Methoden (z.B. klassische Säulenchromatographie oder präparative HPLC oder Flash-Chromatographie oder....)

Wenn ich jetzt zB zu einem ethanolischen Pflanzenextrakt eine Säure hinzugebe, wird dann ein Ester gebildet bzw bildet sich im Fall von Schwefelsäure Ether ?
oder hab ich dann eine ethanolische ...säure ? Weil die Wege dahin sahen für mich recht gleich aus......

Ob sich Ether oder Ester bilden, ist abhängig von den Reaktionsbedingungen. Bei den milden Extraktionsbedingungen, die üblicherweise vorherrschen (sollten), finden solche Reaktion wohl allenfalls in untergeordnetem Maßstab statt, also quasi "nicht". Empfindliche Naturstoffe reagieren ggf. schneller, aber das ist fallabhängig.

Wenn kein Ester/Ether gebildet werden sollte und man zB zu einerm ethanolischen Pflanzenextrakt Salzsäure hinzugibt, würden also die Proteine denaturiert.eventuell vorhandene Alkaloide wasserlöslich (und ethanollöslich ? je nachdem um was es geht) (weil ...hcl). und bei Fetten, Wachsen und Terpenen (dazu gehören doch ätherische Öle ?) kommts dann auch drauf an, um welches es geht ?!
Chlorophyll würde zu Phaeophytin, Magnesiumchlorid(Ethanol und Wasserlöslich) und Wasserstoff ?

Die Proteine werden so oder so denaturiert, durch die Protonierung entsprechender Verbindungen steigert sich auch deren Löslichkeit in polaren Lösungsmitteln. Bei milden Bedingungen passiert mit Fetten, Wachsen und ätherischen Ölen nichts. Terpene sind eine Verbindungsklasse, dementsprechend können Terpene zu ätherischen Ölen gehören; nicht umgekehrt. Auch nicht-terpenoide Verbindungen können in ätherischen Ölen enthalten sind.
Die Reaktion passiert vermutlich wie von dir beschrieben...

Gibt man jetzt Calciumcarbonat hinzu (zum neutralisieren der Säure), reagiert (vermute ich mal) die überschüssige Salzsäure mit dem Calciumcarbonat zu Calciumchlorid (wasserlöslich, nicht ethanollöslich).
Man hätte aber noch das Magnesiumchlorid und das Phaephytin im Ethanol gelöst..... Magnesiumchlorid könnte man aber mit Natriumcarbonat ausfällen und ergibt Magnesium und Natriumchlorid und Kohlenstoffdioxid ? Was natürlich auch nicht viel bringt, da Natriumchlorid auch wieder in Ethanol löslich ist.

Natriumchlorid ist in Ethanol schlecht löslich und zusammen mit den anderen Ionen, die sich in der Lösung befinden, wird es wohl zu einem Aussalz-Effekt kommen, sofern relevante Konzentrationen (Löslichkeitsprodukt) erreicht werden.

Gibts denn eine einfache Möglichkeit ethanolische Pflanzenextrakte, einfach (und ohne unpolares LM) zu "klären" ? Hatte da mal was von Talkum gelesen. Oder Fullererde wird in der Ölherstellung verwendet. UV-Strahlen oder große Hitze zerstören wohl auch Chlorophyll.

Es gibt bestimmte Filterhilfsmittel, die man mal probehalber einrühren kann: https://de.wikipedia.org/wiki/Filterhilfsmittel
oder eben auch https://de.wikipedia.org/wiki/Bleicherde
Vielleicht führt das schon zu einer Klärung im eigentlichen Sinne des Begriffs. Ausprobieren. Ob Talkum funktioniert, weiß ich nicht, ist mir so noch nicht untergekommen. Aus dem Labor kenne ich Kieselgur-Filtrationshilfen, Markenname Celite, gibts als verschiedene Typen:
Link zu Carl Roth GmbH, Celite 545
Die Zerstörung von Verbindungen führt eben zu Abbauprodukten, die dann weiter im Extrakt vorhanden sind. Energiereiche UV-Strahlung kann dir auch gewünschte Verbindungen zerstören. Mit solchen Techniken wäre ich vorsichtig.

Ich vermute mal, das es von Fall zu Fall auch unterschiedlich ist und es da kein allgemeines Vorgehen gibt ?

Absolut. Je nach Möglichkeiten wird man einen Rohextrakt herstellen, unerwünschte Verbindungen soweit wie möglich anreichern bzw. abtrennen und dann per weiterer Extraktion und/oder chromatographischen Methoden Reinstoffe isolieren, wenn der Extrakt den Ansprüchen nicht genügt.

So ganz grob und pauschal: Pflanze -> Rohextrakt -> Aufreinigung -> Isolation Reinstoff

[magictrips]

WOW ! vielen, vielen Dank !
Das is wirklich ziemlich interessant ! (schade, das ich mich damals für einen anderen Beruf entschieden hab....)

Ich hätte da noch eien Frage zur Chromatographie.....
Warum wird das nicht öfter gemacht ?
Das scheint ja recht einfach zu sein (im Fall einer Säulenchromatographie) und zudem auch noch kostengünstig......
Ich hätte da noch Fragen, bzw Dinge, die ich bis jetzt nicht so ganz verstanden hab.....vielleicht kannst du mir die auch beantworten !? (:
Wenn ich jetzt eine gefüllte und vorbereitete Säule habe und dann das gelöste gemisch daraufgebe..... ka zB 100ml...
das "sickert" ja dann langsam durch und es bilden sich verschiedene Abschnitte.....
wenn ich jetzt zu lange warte und die Säule unten zugedreht ist, müßte sich doch wieder alles unten sammeln/vereinen ?
kann ich die Säule immer nur mit 100ml "füttern" und muss warten bis die durch sind oder kann ich nochmal 100ml oben draufkippen, wenn die anderen 100ml "versickert" sind...... ich vermute jetzt mal, das sich dann die verschiedenen Phasen überlagern würden ? bzw das man immer warten muss bis einmal alles durchgelaufen ist  ?....
durch Überdruck oder Vakuum kann man das beschleunigen und die Trennleistung verbessern ?


Auch das mit dem Ether und Ester hab ich noch nicht so 100% verstanden...
Wenn ich jetzt einfach Salzsäure in den Ethanol kippe (Zimmertemperatur) passiert wahrscheinlich nichts ? mit einem Katalysator würde sich dann der Ester bilden ? (hab dazu im Netz leider sehr wiedersprüchliches gefunden).
bzw was macht man denn um ethanolische Schwefelsäure herzustellen ? wenn man verhindern möchte, das Ether entsteht ?


Und zum Natriumchlorid...bzw zu dem was ich da geschrieben hab...
man könnte die Löslichkeit des Ethanol ja noch weiter herabsetzen durch runterkühlen bzw Gefrierschrank !?
Und so außerdem noch einige der Wachse mit rausfiltern...


Je nachdem, wie empfindlich die zu extrahierenden Stoffe sind, könnte man doch auch einfach den Ethanolextrakt kurz köcheln und so das Chlorophyll zerstören ?

Gibts eine "chemische" Möglichkeit, das Phaeophytin zu entfernen ?

Aktivkohle ginge ja bedinngt auch noch, absorbiert aber eventuell auch den zu extrahierenden Stoff....

man könnte doch auch das Chlorophyll mit einem sehr feinen Rundfilter rausfiltern ?

Nochmal vielen Dank ! jetzt hab ich zumindest eine Vorstellung davon, wie sowas abläuft ! (:

[synthon]

Sehr gerne

Chromatographie WIRD öfter gemacht, das ist eine absolute Standard-Methode, sei es jetzt analytisch oder präparativ. Gibt natürlich viele verschiedene Varianten.

Zur Durchführung einer klassischen Säulenchromatographie kann z.B. der Extrakt auf Kieselgel aufgezogen werden, dieser sogenannte Dryload wird dann oben auf die Säule gegeben und nun wird mit einem geeigneten Laufmittel eluiert - je nach Wechselwirkung mit der stationären (Kieselgel) bzw. der mobilen (Laufmittel) Phase trennt sich das Substanzgemisch auf. Auf einer DC-Platte kann man sich ein Trennsystem erarbeiten und das dann auf eine Säule "übertragen". Lässt man die Säule verschlossen, läuft kein Laufmittel mehr - durch Diffusionseffekte wird noch eine geringe "Wanderung" der Substanzen stattfinden, aber die Trennung kommt zum erliegen. Deswegen sollte man Säulen nicht trockenlaufen lassen und erst abstellen, wenn die gewünschten Verbindungen von der Säule eluiert wurden; Nachweis z.B. per DC. Die aufgetrennten Substanzen befinden sich dann verteilt auf die Auffang-Gefäße unter der Säule, sogenannte Fraktionen. So hat man z.B. einen substanzfreien Vorlauf, Verunreinigungen in den Fraktionen 5 bis 10 und das gewünschte Produkt in den Fraktionen 15 bis 20 (rein willkürliche Zahlen). Das Lösungsmittel muss kontinuierlich über die Säule laufen und wird auch aufgefangen. Je nach Substanzmenge wählt man die Säulengröße, die Menge an stationärer Phase sowie die Größe der jeweiligen Fraktionen. Automatisiert geht das z.B. bei präparativer HPLC und entsprechenden Detektoren, die das Eluat entsprechend eines Detektorsignals auffangen und dann die Gläser weiterwechseln. In der klassischen Säulenchromatographie arbeitet man üblicherweise mit Handpumpen, die einen halbwegs konstanten Druck erzeugen und so für einen regelmäßigen Lauf sorgen; apparativ gibt es entsprechende Drücke von einigen bar bis hin zu UPLC-Systemen, die (analytisch) mit kleinen Säulen und Drücken bis zu 600 bar arbeiten.

Ethanolische Salzsäure gibt es zu kaufen, ethanolische Schwefelsäure dürfte auch stabil sein. Ohne hohe Konzentrationen, Hitze bzw. einen Katalysator passiert da recht wenig. Das Gleichgewicht liegt sehr weit auf der Edukt-Seite - in der Chemie von "nichts" zu sprechen ist eigentlich immer nur die halbe Wahrheit. Ein paar Moleküle werden schon reagieren, genau so wie das in Wasser eigentlich unlösliche Bariumsulfat zu einem verschwindend geringen Anteil eben doch in Wasser löslich ist.

Bestimmte Substanzen kann man durch Abkühlen zur Fällung bringen bzw. ausfrieren, da sich aber generell die Löslichkeit verschlechtert, ist das abhängig vom vorliegenden Substanzgemisch, ob die Trennung dadurch in die gewünschte Richtung geht.

Je nachdem, wie empfindlich die zu extrahierenden Stoffe sind, könnte man doch auch einfach den Ethanolextrakt kurz köcheln und so das Chlorophyll zerstören ?

Das scheint mir nicht zielführend. So hydrolyseempfindlich ist das Zeug nicht, und man gewinnt ja nichts, abgesehen von neuen Verunreinigungen, sollten sich Zersetzungsprodukte bilden.

Gibts eine "chemische" Möglichkeit, das Phaeophytin zu entfernen ?
Aktivkohle ginge ja bedinngt auch noch, absorbiert aber eventuell auch den zu extrahierenden Stoff....

Ausprobieren, vielleicht lässt es sich ausschütteln oder irgendwie adsorbieren. Solche Verbindungen sind aber auch kein Grund für einen größeren Aufwand, die wird man mit zunehmender Reinheit der zu isolierenden Substanz früher oder später automatisch los.

man könnte doch auch das Chlorophyll mit einem sehr feinen Rundfilter rausfiltern ?

Es gibt Möglichkeiten, per Ultrafiltration, Dialyse etc. hochmolekulare Verbindungen abzufiltrieren, bei Chlorophyll wird das aber eher schwierig, vor allem mit Papierfiltern. Das klappt schlicht nicht.

[magictrips]

Ok, wieder was gelernt ! Danke schön !

Diese "Fraktionswechsler" habe ich letztens durch zufall gesehen/gefunden, echt ne sehr geniale Sache !
Also kann ich immer nur Menge X auf einmal mit einer Säule trennen und muss wraten, bis die durchgelaufen ist ? Und dann von vorne ?
Also is es, je nach "Stoffgemisch" auch möglich über diesen Weg Chlorophyll "auszuchromatographieren" ?
Wie finde ich denn heraus, wie viel ml "Extrakt" ich in eine Säule tun kann ? (hatte mich in das Thema ma eingelesen, aber dazu nichts gefunden).


Ok, verstehe ich das richtig ?
Ether = Schwefelsäure zu der Ethanol hinzugetropft wird
und ethanolische Schwefelsäure = Ethanol, der mit wenig Schwefelsäure "angesäuert" wurde ?
ich harke hier deswegen so nach, weil ja zB gewisse Ester oder auch Ether eventuell giftig sein können oder die Löslichkeit ändern oder so...


Und was ist mit Glasfaserfiltern ? Ich habe gesehen, das es die bis 0,2µm gibt (zwar sehr teuer) aber die sollten Chlorophyll doch filtern können ?

Naja, wie auch immer die chromatographische Trennung klingt eigentlich am leichtesten, saubersten und günstigsten an...

[synthon]

Also kann ich immer nur Menge X auf einmal mit einer Säule trennen und muss wraten, bis die durchgelaufen ist ? Und dann von vorne ?

Substanzmenge X auf die Säule geben, Trennung durchführen... das Säulenmaterial wird normalerweise verworfen, sofern es sich nicht um exotisches und/oder teures und/oder gut regenerierbare Materialien handelt. Bei der klassischen Kieselgel-Säule fliegt die stationäre Phase nach der Trennung weg. Nicht jede Verunreinigung bekommt man auch wieder von der Säule gespült und die Trennaktivität des Kieselgel leidet auch... schlicht nicht wirtschaftlich.

Also is es, je nach "Stoffgemisch" auch möglich über diesen Weg Chlorophyll "auszuchromatographieren" ?

Durchaus. Wenn man es nicht schon vorher losgeworden ist.

Wie finde ich denn heraus, wie viel ml "Extrakt" ich in eine Säule tun kann ? (hatte mich in das Thema ma eingelesen, aber dazu nichts gefunden).

Schwierig. Ein bisschen Wissenschaft, ein bisschen Vodoo. Ich dimensioniere meine Säulen nach Gefühl - andererseits gibt es auch Lehrbücher, die sagen 25 g Säulenmaterial pro 1 g zu trennende Substanz. Mit der Zeit bekommt man ein Gefühl dafür, und wenn man einen groben Überschuss verwendet, passt das normal schon. Präparative Säulenchromatographie funktioniert meistens "quick and dirty" - ein paar 100 mg Substanz, also eine Säule, ca. 30 cm hoch und 4 cm breit auf ca. 25 cm mit Kieselgel füllen, dryload, Seesand (damit die stationäre Phase nicht aufgewirbelt wird), die ganze Kiste eben... dann ein wenig Vorlauf abtrennen (nach Gefühl) und dann eben Einzelfraktionen per DC verfolgen. Bei farbigen Substanzen sieht man auch direkt, wann sie von der Säule kommen.
http://www.bcp.fu-berlin.de/chemie/chemie/studium/ocpraktikum/ressourcen/laborpraxis/laborpraxis_handouts/saeule.pdf

https://de.wikipedia.org/wiki/Diethylether#Herstellung
Für eine ethanolische Schwefelsäure würde ich entweder eine Vorschrift folgen, sofern vorhanden, oder zu einer mindestens halbkonzentrierten Schwefelsäure noch mal die gleiche Menge Ethanol dazugeben.

ich harke hier deswegen so nach, weil ja zB gewisse Ester oder auch Ether eventuell giftig sein können oder die Löslichkeit ändern oder so...

Wenn man giftige von ungiftigen Verbindungen trennen will, muss man genaue Identitätsnachweise führen und reine Substanzen isolieren. Das kann durchaus eine echte Herausforderung sein. Vom ersten schmodderigen Extrakt bis zur kristallisierten Reinsubstanz ist es u.U. ein weiter Weg. Habe andererseits auch schon Säulen gesehen, bei denen ich regelmäßig den Auslauf mit Laufmittel spülen musste, damit der kristallisierende Reinstoff nicht vollends den Auslauf zusetzt.

Und was ist mit Glasfaserfiltern ? Ich habe gesehen, das es die bis 0,2µm gibt (zwar sehr teuer) aber die sollten Chlorophyll doch filtern können ?

Vielleicht reden wir aneinander vorbei: Pflanzenteile und dgl. lassen sich wunderbar abfiltrieren, Chlorophylle an sich werden sich allein durch einen solchen Filter wohl kaum aus einer Lösung abtrennen lassen.

Naja, wie auch immer die chromatographische Trennung klingt eigentlich am leichtesten, saubersten und günstigsten an...

Kommt darauf an. Man spart sich vielleicht umständliche einzelne Arbeitsgänge, aber je nach Trennung kann so eine Säule auch eine echte Herausforderung sein, die einen auch mal 1-2 Arbeitstage im Labor kosten kann. Man braucht relativ viel Lösungsmittel und muss die Einzelfraktionen hinterher auch wieder vom Lösungsmittel befreien. Je nach Gegebenheiten kann man für ein paar mg Reinstoff durchaus einige Liter Lösungsmittel verbrauchen. Gerade im Hobbylabor scheint die Säulenchromatographie von daher eher wenig bevorzugt zu sein. Ich kenne das nur von der Laborarbeit, mit der ich mein Geld verdiene - da gibt es derartige Probleme nicht ^^
Aus Kostengründen und zur Schonung der Umwelt wird man natürlich versuchen, mit geeigneten Instrumenten zu arbeiten, die im Verhältnis zur Trennleistung viel weniger Lösungsmittel brauchen und ggf. auch einfach selbstständig über Nacht laufen. Nachmittags einen Extrakt auf einen Säulenkopf zu geben, automatisierte Trennung über Nacht und ich muss am nächsten nur noch die Fraktionen aufarbeiten.

[magictrips]

oh! wenn man die mobile Phase nach jeder Trennung verwerfen sollte, ist das doch nicht so wirtschaftlich und leicht, wie ich dachte........

ich hab ma so ein Bild gesehen, von so einer 1,8m großen Säule...... klingt nach viel arbeit (;

ich denke, der Verbrauch an Lösungsmittel ist dann wneiger ein Problem, wenn man diese durch Destillation zurückgewinnt.

und wie is das bei der Gaschromatographie ?
muss da auch nach jedem Durchgang eine neue Trennsäule verwendet werden ?
gibt es denn sowas auch im "industriellen" Bereich (mit ein paar Litern) oder lohnt sich da der Aufwand nicht, weils günstigere Verfahren gibt und die GC wird nur zur Analyse genommen ?
ich denke da jetzt zB an die Herstellung von Medikamenten....
rein theoretisch müßte das mit einem riesen GC doch recht effektiv und sauber gehen ?


hätte da nochmal eine Frage zu dem, was ich am Anfang geschrieben hab.....
wenn man jetzt zu einem ethanolischen (95%) Pflanzenauszug zB etwas Salzsäure gibt (hat man quasi ethanolische Salzsäure).
Wenn man dazu jetzt Calciumclorid gibt, was passiert dann ?
Das Calciumchlorid ist doch stark hygroskopisch aber in Ethanol nicht löslich...
Würde sich dann eine Phase mit Ethanol + Pflanzenextrakt und eine Phase mit gesättigter (wegen Calciumclorid) Salzsäure + Wasser bilden ?

[synthon]

Die mobile Phase, das Lösungsmittel, kann man u.U. zurückgewinnen. Kommt drauf an, ob sich alle Verbindungen leicht abdestillieren lassen - hinterher sollte man noch die Reinheit überprüfen. Da kommen dann schon wirtschaftliche Betrachtungen ins Spiel: was kostet das Lösungsmittel, wie hoch ist der Zeitaufwand für die Aufreinigung (einfach abrotieren oder müsste man Gemische aus zwei oder mehreren Substanzen komplexer trennen?) etc. etc.

Kenne wirklich große Säulen, das dauert dann schon mal 1-2 Tage, mit Fraktionssammler über Nacht. Generell wird man aber schon versuchen, große Substanzmengen über automatisierte Systeme und nicht per klassischer Säulenchromatographie aufzutrennen. Der Verbrauch an Lösungsmittel und der Arbeitsaufwand zur Aufreinigung steigen sonst immens.
http://www.alphacrom.com/de/praeparative-hplc
http://www.buchi.com/de-de/content/l%C3%B6sungen-f%C3%BCr-pr%C3%A4parative-chromatographie

Solche Systeme sind natürlich in der Anschaffung teuer (netto 25.000 EUR aufwärts), aber rechnen sich hinterher, was den Verbrauch an Lösungsmitteln, Trenneffizienz, Automatisierung etc. anbelangt.

Die stationäre Phase, hier Kieselgel, wird verworfen. Das kauft man normalerweise fassweise bzw. in kg-Packungen für ein paar Euro (so zumindest die Preise, die ich aus der Industrie kenne). Kieselgel im Wert von 5-10 EUR und Lösungsmittel für vielleicht 10-20 EUR rechtfertigen keinen ganzen Arbeitstag im Labor plus aufwendige instrumentelle Analytik zwecks Reinheitsüberprüfung. Das wird dann schon entsorgt.

Einen präparativen GC habe ich noch nicht gesehen, aber theoretisch ist das schon denkbar.

Prozess-Chromatographie:
http://www.innovations-report.de/html/berichte/biowissenschaften-chemie/automatisierte-chromatographiesaeulen-fuer-die-pharmaindustrie.html

In der Industrie versucht man, durch möglichst effiziente und selektive Synthesen den Aufreinigungs-Aufwand möglichst gering zu halten. Jede Prozess-Stufe kostet Geld. Idealerweise arbeitet man mit hoher Stereoselektivität, guter Atomökonomie etc.:
https://de.wikipedia.org/wiki/Stereoselektive_Synthese
https://de.wikipedia.org/wiki/Atom%C3%B6konomie

Bei der Zugabe von Salzsäure (wässrige Lösung!) zu einem 95% Ethanol Extrakt werden sich sicherlich keine zwei Phasen bilden. Mag sein, dass es einen Niederschlag gibt (denaturierte, unlösliche Verbindungen, Salze oder was auch immer), aber eine echte Phasentrennung würde mich doch sehr überraschen. Dafür sind Ethanol und Wasser zu gut mischbar.

[magictrips]

das is echt ein ziemlicher Kontrast !
ich lese gelegentlich mal Syntheseanleitungen von Früher, wo der "Drogist" noch im Labor stand und die Medikamente selber gemsicht hat 

Danke !

Ich hoffe bei all dem, was es schon so gibt, macht mein Controller, den ich am basteln bin überhaupt noch Sinn....zumindest für den Hobbybereich.....

Diese HPCL-Systeme eigenen sich aber nicht für Große Mengen oder ?

Und ich vermute mal, aufgrund des Funktionprinzieps aller Arten der Chromatographie, gibt es kein System, das kontinuierlich(wie zB eine kontinuierliche Destillation) betrieben werden kann ?
Also immer eine "Menge" nach der anderen.......Trennsäule wechseln und von vorne ?

Andererseits gibts doch auch Trennsäulen mit Vorratstrichter/Tropftrichter oben drauf oder ?


"Bei der Zugabe von Salzsäure (wässrige Lösung!) zu einem 95% Ethanol Extrakt werden sich sicherlich keine zwei Phasen bilden. Mag sein, dass es einen Niederschlag gibt (denaturierte, unlösliche Verbindungen, Salze oder was auch immer), aber eine echte Phasentrennung würde mich doch sehr überraschen. Dafür sind Ethanol und Wasser zu gut mischbar."
- Ja aber wenn man Calciumchlroid dazu gibt, sollte das Wasser doch gesättigt sein ? (ähnlich, wie Isopropanol + Wasser + Natriumchlorid ?)
bilden sich da keine zwei Phasen ?
und wenn ja, was passiert dann mit der Salzsäure ?
oder anders gefragt, was passiert, wenn man Ethanol (95%) + paar Tropfen konz. Salzsäure + Calciumchlorid
Calciumchlorid wird ja genommen, um Ethanol zu trocknen....
dann sollte der Ethanol nicht mehr in den 5% Wasser löslich sein...
wird die Salzsäure dann auch getrocknet und es entsteht HCL-Gas (das sich dann im Ethanol löst ?) oder ausgast ?
oder bleibt die Säure in der Wasser/Calciumchlorid-Phase ?

[synthon]

Für die Herstellung von Arzneimitteln gibt es heute strikte Vorschriften, da geht nicht mehr viel ohne spezielle Befähigungen.

Der Controller ist ja sicherlich erst mal nur ein Projekt für dich selbst - Respekt, wers selber macht heißt es ja schon in der Werbung.

HPLC-Systeme eignen sich durchaus auch für große Mengen, je nach Dimensionierung. Habe selbst schon einige hundert Gramm Pflanzenextrakt mittels präparativer HPLC aufgetrennt. Die Säule hatte ungefähr die Abmessungen meines Oberarms. Da hing dann im Prinzip aber auch ein 25 Liter Fass Lösungsmittel am System, bei Flussraten von mehreren 100 mL pro Minute.

Theoretisch geht das auch kontinuierlich, man muss nur eben sehen, dass sich die Säule nicht zusetzt und detektieren, was unten aus der Säule raus kommt. Bei den ganzen automatisierten Systemen lassen sich die Trennsäulen auch x mal verwenden, man merkt dann eben an der sinkenden Trennleistung, wenn die Qualität der Säule nachlässt.

Die Tropftrichter sind normalerweise Lösungsmittelvorrat. Meine letzte kleinere Säule hatte knapp 500 mL Vorlauf und an die 60 Einzelfraktionen zu je 50 mL. Da sind ruckzuck einige Liter Lösungsmittel weg. Nervig, wenn man den Lösungsmittelvorrat direkt in der Säule ständig nachfüllen muss und Gefahr läuft, die Füllung aufzuwirbeln. Speziell für solche Zwecke gibt es auch Vorratskolben:
Link zu Neubert Glas

Man kann natürlich jedes Löslichkeits-System an seine Grenzen treiben. Wenn man eine gesättigte, wässrige Kochsalzlösung mit Ethanol versetzt wird irgendwann eher Kochsalz ausfallen, als dass sich zwei Phasen bilden.
Mit Calciumchlorid lässt sich Ethanol nicht trocknen, bestenfalls vortrocknen. Um absoluten Ethanol (wasserfrei) zu erhalten, muss man schon gröber ran, z.B. mit Natrium:
http://www.chemie-biologie.uni-siegen.de/oc/oc1/lehre/praeparate/ethanolabs.pdf

Chlorwasserstoff kann ausgasen, ebenso ist eine "Lösung" bzw. eine Reaktion denkbar:
https://de.wikipedia.org/wiki/Ethanol#Nukleophile_Substitution
Wurde auch in einem anderen Forum schon diskutiert:
http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?t=35744
Die Säure verbleibt sicherlich in der wässrigen Phase.

Chlorwasserstoff in einem organischen Lösungsmittel gibt es auch fertig zu kaufen:
https://www.fishersci.de/shop/products/hydrogen-chloride-1m-solution-acetic-acid-acroseal-acros-organics/10515924
https://www.fishersci.de/shop/products/hydrogen-chloride-pure-1n-solution-diethyl-ether-acroseal-acros-organics-2/p-3734246
https://www.fishersci.de/shop/products/hydrogen-chloride-5-6n-solution-2-propanol-acroseal-acros-organics-2/p-4089389
https://www.fishersci.de/shop/products/hydrogen-chloride-4n-solution-1-4-dioxane-acroseal-acros-organics-2/p-3361486
https://www.fishersci.de/shop/products/hydrogen-chloride-1m-solution-ethyl-acetate-acroseal-acros-organics/10458054
https://www.fishersci.de/shop/products/hydrogen-chloride-1-25m-solution-ethanol-acros-organics-2/p-3770727
https://www.fishersci.de/shop/products/hydrogen-chloride-0-5m-solution-methanol-acros-organics-2/p-3527038

Sowas wird fürs Labor in der Regel zugekauft, genau so wie z.B. einfache Grignard-Reagenzien. Eine effiziente Synthese ist auch durch wenig Stufen gekennzeichnet, und wenn man sich zwei bis drei Stufen sparen kann, wenn man relativ günstig Zwischenstufen kaufen kann, wird man das auch tun. Bevor man für teures Geld einen Laboranten hinstellt, der HCl herstellt, durch Ethanol blubbern lässt und hinterher noch eine Gehaltsbestimmung durchführt, kann man auch gleich das fertige Zeug kaufen. In Relation dazu sind die 60 EUR Listenpreis (in aller Regel handelt man mit den Herstellern ohnehin Rabatte aus) für 100 mL noch ziemlich günstig.

[magictrips]

Naja, den Controller wollte ich aber auch "verkaufen " (;

Ach stimmt !, kla als Vorratsbehälter für das Lösungsmittel.......

Und dieser "Detektor" misst wahrscheinlich das Spektrum (also quasi ein Spektrometer) der Phase und dann wird entschieden, in welchen Behälter es geht ..............


Bei der Frage gings mir auch ehr etwas um die Theorie, als um die Praxis......dazukaufen macht sicher mehr Sinn, wenn der Preis stimmt bzw ist Massenproduktion ja meistens günstiger, als das Beispiel, das du beschrieben hast (also Laborant im Labor)......

Also Isopropanol und Wasser, das mit Natriumchlorid gesättigt ist, bilden ja zwei Phasen.....
Und Ethanol und Wasser, das mit Kaliumcarbonat gesättigt ist, auch.....

Ups mit dem Calciumchlorid hatte ich mich vertan !
http://forum.lambdasyn.org/index.php/topic,316.0.html

ich war da immernoch bei der "Gedankenspielerrei".......

Pflanzenextrakt(zB Minze) mit Ethanol(95%) machen
 + Salzsäure = Proteine denaturieren, Magnesiumchlorid, Alkaloide werden wasserlöslich, Chlorophyll wird zu Päophytin
 + Calciumoxid (im Überschuss) = Wasser wird "gebunden" ?, Calciumchlorid, Alkaloide werden wieder Basen? (und je nachdem ethanollöslich oder unlöslich?)
wenn man dann filtert ist man das Calciumchlorid, das Calciumoxid+Wasser, eventuell gewisse Alkaloide und Proteine los ? Bei Fetten, Wachsen kommts drauf an !?
reagiert das Phäophytin auch noch irgendwie mit Calciumoxid oder Calciumchlorid oder Salzsäure ?
Das Magnesiumchlorid verbleibt wahrscheinlich im Ethanol...
Was bleibt denn dann noch so ca. alles im Ethanol ?
ohne ein unpolares Lösemittel, Wasserdampfdestillation oder Chromatographie bekommt mans wahrscheinlich nicht reiner ?

[synthon]

Kommt auf den Detektor an. Klassischerweise hängt da ein UV- und/oder RI-Detektor dran. Da sammelt man erst mal alles, was quasi einen Peak bildet und charakterisiert hinterher.

Ich würde erwarten, dass eher das Salz ausfällt, wenn man den jeweiligen (kurzkettigen) Alkohol und das salzgesättigte Wasser gegeneinander ausschüttelt, aber ich kann mich natürlich auch täuschen. Habe derartige Dinge noch nie probiert. Kenne das ausschütteln gegen gesättigte Kochsalz-Lösung, da wurden dann aber auch Lösungsmittel verwendet, in denen Wasser und Kochsalz im Prinzip gar nicht löslich ist. Das gab dann zwei saubere Phasen.
Je nach System gibt es auch noch den Begriff der Mischungslücke:
https://de.wikipedia.org/wiki/Mischungsl%C3%BCcke

Die Extrakt-Geschichte musst du mal ausprobieren. Je nach Volumina und Konzentrationen verändern sich auch die Löslichkeiten. Theoretische Überlegungen und Erörterungen sind da müßig, da es so viele Einflussfaktoren gibt, die irgendwie miteinander in Aktion treten...

+ Salzsäure = Proteine denaturieren, Magnesiumchlorid, Alkaloide werden wasserlöslich, Chlorophyll wird zu Päophytin
 + Calciumoxid (im Überschuss) = Wasser wird "gebunden" ?, Calciumchlorid, Alkaloide werden wieder Basen? (und je nachdem ethanollöslich oder unlöslich?)

Das komplette Wasser lässt sich so aber nicht binden, wenn man nicht mit einem massiven Überschuss arbeitet. Das ist auch keine sinnvolle Methode, um in einem solchen Szenario Wasser zu entfernen.

wenn man dann filtert ist man das Calciumchlorid, das Calciumoxid+Wasser, eventuell gewisse Alkaloide und Proteine los ? Bei Fetten, Wachsen kommts drauf an !?

Fette und Wachse lösen sich zu einem gewissen Teil vermutlich im Ethanol.
Durch die Filtration allein wird man das Zeug sicherlich nicht los. Das Wasser wird kaum vollständig entfernt werden und dementsprechend geht auch noch genug Kram durch den Filter, der eben in der Wasser/Ethanol-Mischung gelöst ist.

reagiert das Phäophytin auch noch irgendwie mit Calciumoxid oder Calciumchlorid oder Salzsäure ?

Vielleicht werden noch irgendwelche Ester-Bindungen hydrolysiert oder so... aber ganz ehrlich: keine Ahnung.

Das Magnesiumchlorid verbleibt wahrscheinlich im Ethanol...
Was bleibt denn dann noch so ca. alles im Ethanol ?

Alles, was halbwegs unpolar ist. Magnesiumchlorid ist wohl recht gut in Ethanol löslich.

Das Ganze ergibt für mich im konkreten Fall auch nur wenig bis keinen Sinn. Welche protonierbaren Substanzen aus der Minze will man denn isolieren? Das ist ja nun keine klassische Alkaloid-Pflanze.
Die Zugabe von Salzsäure erzeugt bestenfalls irgendwelche Zersetzungsprodukte, die Zugabe von Calciumoxid bringt weitere Salze ins Spiel, das Wasser wird man so oder so nicht los, und durch die erst stark sauren und später stark alkalischen Bedingungen entstehen ggf. weitere Zersetzungsprodukte. Man hat also hinterher einen neutralen bis alkalischen Brei aus Pflanzenteilen, Naturstoffen respektive deren Zersetzungsprodukten, jede Menge Salzen und Wasser. Wo soll das hinführen? Selbst wenn irgendeine Phasentrennung eintritt, so hat man doch noch keine wirklich geordneten Verhältnisse.

Gut geeignet zur Gewinnung von ätherischen Ölen ist die Wasserdampfdestillation, oder wie hier beschrieben:
https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84therische_%C3%96le#Gewinnung

Zur Gewinnung protonierbarer Substanzen eignet sich die Säure-Base-Extraktion, sofern die gewünschten Verbindungen nicht allzu labil sind.

Früher oder später kommt man um eine Säulenchromatographie bzw. Umkristallisation oder andere Aufreinigungsverfahren nicht herum.

[magictrips]

Ok, vielen Dank !

Zu der Sache mit den Salzen hab ich noch das gefunden:
http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?t=20176

https://www.youtube.com/watch?v=37PI4d9C2U0

"In Salzlösungen ist Isopropylalkohol unlöslich. Daher kann man den Alkohol aus Wasser-Kochsalz-Mischungen aussalzen."
- http://www.seilnacht.com/Chemie/ch_isopro.htm


Ich denke mal, das was in der Minze interessant ist, sind die Terpene / ätherischen Öle....

mit einer Wasserdampfdestillation geht das natürlich wesentlich besser, aber hab ich leider keine hier und wollte mal so theoretisch durchspielen, "was passiert wenn".....

bei Alkaloiden sieht das natürlich schon wieder ganz anders aus.........

aber wie auch immer, ich danke dir, für die "Erleuchtung" ! ...habe doch einiges gelernt !

[synthon]

Die ganze Löslichkeits-Kiste ist etwas verzwickt, da gibt es auch ganz komische Effekte - das Schöne an der Chemie ist, dass man es auch einfach ausprobieren kann.

Vielleicht kommt das hier für dich infrage, ist aus dem einen Wikipedia-Artikel:

Extraktion wird vor allem bei Blütenölen praktiziert. Dazu werden die Pflanzen in ein Lösungsmittel, meist Hexan gelegt, das alle löslichen Aromastoffe, auch Wachse und Farbstoffe entzieht. Anschließend wird das Lösungsmittel abdestilliert. Zurück bleibt eine wachsartige Masse, die mit Alkohol nochmals extrahiert oder destilliert wird

Statt Hexan würde ich vielleicht Heptan oder Pentan nehmen. Hexan ist gesundheitlich doch eher bedenklich.

Freut mich, wenn es dich weiterbringt

[magictrips]

Und das unschöne an der Chemie ist, das es anscheinend immer anders ist und es tausende Dinge gibt, die man mit in Betracht ziehen muss....
Alleine schon S/B-Extraktionen.... beim einen Alkaloid klappts, beim anderen nicht, weils zu empfindlich ist oder warum auch immer....
dann diese Geschichte mit den Isomeren.....
Naja und ausprobieren ist schön, man sagt ja "Probieren geht über Studieren"... nur wenn man nicht weiß, was man da tut und was es für Wechselwirkungen geben kann und wenn man keine Möglichkeit zur Analyse hat tappt man so ein bischen im Dunkeln......

Ich habe ne zeitlang mit Wundbenzin extrahiert und danach mit Ethanol, aber ich kann dieses Zeug nicht leiden, da das schneller verdampft, als mir lieb ist ....
Und an reines Hexan, Heptan und Pentan kommt man ja auch nicht sooo einfach/günstig ran....

Aber wo wird das denn so gemacht ? ist eine Extraktion mit CO2 oder Butan oder halt eien Wasserdampfdestillation nicht effektiver/günstiger ?

[synthon]

Überkritisches CO2 erfreut sich einiger Beliebtheit: https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberkritisches_Kohlenstoffdioxid (Entkoffeinierung von Kaffee z.B.)

Eine Wasserdampfdestillation erfordert die Handhabung von Wasserdampf, einige ätherische Öle können auch durch Lösungsmittel-Extraktion gewonnen werden, das ist schon recht gut handhabbar. Im Labor und im industriellen Maßstab sehe ich da keine Probleme. Ein Hobbylabor kommt da u.U. schnell an seine Grenzen.

[magictrips]

Ja aber, eine Wasserdampfdestillation hat doch wesentliche Vorteile ?
keine potentiell gesundheitsschädlichen Stoffe wie zB Hexan...
Wasser ist sehr günstig...
es sind quasi nur wenige Schritte nötig und man hat reine ätherische Öle ohne Verunreinigungen, wie Chlorophyll, Wachse, Proteine usw usw

in welchem Fall wäre denn die Methode mit Hexan/Ethanol von Vorteil ? so ein schwarzes zähflüssiges "Wachs" bzw Öl ist doch nicht so toll, wie reine ätherische Öle ? oder gibts "ätherische Öl", die man per Wasserdampf nicht extrahiert bekommt ?

kann man nicht auch einfach die Kräuter im Vakuum kochen (so das die ätherischen Öle verdampfen) und diese dann kondensieren ?

Wenn man CO2 verwendet um Kaffee zu entkoffeinieren, entnehme ich mal daraus, das CO2 auch gewisse Alkaloide löst ?

Was auch sehr genial ist, ist die Extraktion per Ultraschall, aber ich befürchte mal, so ein Handgerät hat man sich nicht mal ebenso zusammenprogrammiert......

für ein GC gibts ja eine Anleitung zum selber bauen und auch schon Mini-GC für ca. 3000€....

und was ich auch sehr genial finde ist das hier:
http://www.golem.de/news/scio-spektrometer-fuer-die-hosentasche-1404-106173.html

[synthon]

Wasserdampf muss man eben erst erzeugen, das ist schon recht energieaufwändig. Wasser hat eine sehr hohe Wärmekapazität. Im Vergleich dazu: geschlossene Apparaturen, ein paar Euro für Lösungsmittel, die man im Vakuum gut wieder entfernen kann - ist immer eine Gesamtkostenrechnung. Ebenso wie die Erzeugung von Druckluft oder Vakuum großtechnisch weder trivial noch kostengünstig ist, je nach Applikation.

So detailiert kenne ich mich in der Gewinnung von ätherischen Ölen auch nicht aus, würde aber schon davon ausgehen, dass ein gewisser Teil per Wasserdampfdestillation gewonnen wird. Mal ein paar Beispiele:
https://de.wikipedia.org/wiki/Orangen%C3%B6l#Orangen.C3.B6l.2C_s.C3.BC.C3.9F (Kaltpressung)
https://de.wikipedia.org/wiki/Campher#Gewinnung_und_Darstellung (Partialsynthese)
https://de.wikipedia.org/wiki/Echter_K%C3%BCmmel#Inhaltsstoffe (Wasserdampfdestillation)
https://de.wikipedia.org/wiki/Neroli#Herstellung (Extraktion möglich)
https://de.wikipedia.org/wiki/Terpentin%C3%B6l#Herkunft (sonstige)

Mit Ultraschall kann man recht viel machen. Ultraschall-Sonden sind nur entsprechend teuer. Welches Verfahren unter welchen Gesichtspunkten überlegen ist, ist sicherlich eine Einzelfallentscheidung.

Mini-Analytik kann man schon für relativ wenig Geld machen. Je komplexer die Anforderungen, desto teurer die Instrumente.

[magictrips]

also wenn wir jetzt mal davon ausgehen, das man die LMs zurückgewinnen möchte,
muss man, wie du schon geschrieben hast die Energiekosten für die (Vakuum)Destillation mit in die Rechnung einbeziehen....

Geht eine Wasserdampfdestiation eigentlich auch im Vakuum ? oder werden dann bestimmte ätherische Öle nicht "mitgerissen" ?

Du kennst kein konkretes Beispiel, wo man eine Hexan/Ethanol Extraktion einer Wasserdampfdestillation vorziehen würde, wenn man jetzt mal die Kosten usw unberücksichtig läßt ? Also wenn es nur um den zu gewinnenden Stoff geht ?

Ich glaub es gibt ja auch ein paar "Stoffe", die man per Wasserdampfdestillation nicht extrahiert bekommt ?
Welche Lösemittel werden denn bei Trägerdampfdestillationen eingesetzt ? Ging das theoretisch auch mit Ethanol um zB Minzöl zu gewinnen ?

Kennst du noch weitere Sachen aus dem Bereich der "Mini-Analytik" ?
Ich hätte zB gern ein GC oder Spektrometer, aber bisher waren alle zu teuer aus diese Smartphonegeschichte....

[synthon]

Kenne Wasserdampfdestillation nur bei Normdruck. Geht ja um die Substanzen, die per Wasserdampf mitgerissen werden und nicht um Siedepunkte.

Konkrete Beispiele für die Extraktion gibt es in der Naturstoffindustrie. Es gibt genug Substanzen, die sich per Wasserdampf nicht (sinnvoll) isolieren lassen. Bei hydrolyseempfindlichen Verbindungen ist heißer Wasserdampf kontraproduktiv.
Kenne großtechnische Verfahren, gerade zur Gewinnung von Arzneimitteln aus Pflanzen eigentlich nur als (dis)kontinuierliche Extraktion. Wasserdampf bei ätherischen Ölen, aber von der Öl-Branche bin ich zu weit weg.

Der Trägerdampf soll die jeweiligen Substanzen mitreißen, bei Wasser ist die ggf. eintretende Phasentrennung gut zur Abtrennung. Wenn man hinterher im Endeffekt einen ethanolischen Extrakt hat, den man aufarbeiten muss, kann man sich den Trägerdampf sparen und gleich mit Ethanol extrahieren.

Zur Mini-Analytik kenne ich sonst nicht viel... eben irgendwelche Kleinprojekte, was man so per Google findet. Selbstbau-Photometer irgendwelcher Aquarianer, Geigerzähler per Smartphone-Kamera und solche Sachen.
Im professionellen Bereich stellen sich derartige Probleme nicht, kenne dementsprechend auch nur große, teure Geräte.

[magictrips]

Stimmt schon, aber bei vermindertem Druck, verdampft das Wasser ja auch ehr.........

Bei Alkaloiden funktioniert die Wasserdampfdestillation generell nicht oder ?


"Der Trägerdampf soll die jeweiligen Substanzen mitreißen, bei Wasser ist die ggf. eintretende Phasentrennung gut zur Abtrennung. Wenn man hinterher im Endeffekt einen ethanolischen Extrakt hat, den man aufarbeiten muss, kann man sich den Trägerdampf sparen und gleich mit Ethanol extrahieren."

Das stimmt schon, aber würde man jetzt zB Ethanol verwenden und dieser würde zB die ätherischen Öle lösen und mitziehen, da ja der gemeinsame Siedepunkt gesenkt wird, würden doch dennoch einige Sachen zurückbleiben, die man bei einer normalen Extraktion mit Ethanol mitextrahieren würde !?
Den Ethanol könnte man dann abdestillieren und hätte ein reineres Produkt, als mit einer Ethanolextraktion.....
Wasser wäre natürlich vorteilhafter, deswegen die Frage, ob es sowas in der Praxis gibt ?
Irgendwelche Verbindungen, die man mit Ethanoldampf erheblich besser lösen kann, als mit Wasserdampf ?

Dieser Artitikel läßt jedenfalls vermuten, das es da noch andere "Träger" als Wasser gibt:
https://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gerdampfdestillation

[synthon]

Verminderter Druck ja, aber Vakuum und Wasserdampf... https://de.wikipedia.org/wiki/Tripelpunkt
Irgendwann entsteht kein Dampf mehr... mir persönlich ist Wasserdampfdestillation unter vermindertem Druck noch nie zu Ohren gekommen. Ein anderer Träger als Wasserdampf ist mir bisher noch nicht begegnet, auch eine etwas intensivere Recherche brachte keine Resultate. Es wird immer erwähnt, aber nie ein Beispiel gegeben.

Man muss auch die Dampfdrücke der beteiligten Komponenten betrachten... die Physik setzt da schon Grenzen:

Bei einer Trägerdampfdestillation wird eine niedriger siedende Komponente in der Regel in das Lösungsmittel eingeleitet, deren Partialdruck sich zum Partialdruck der höhersiedenden Komponente addiert, sodass das Gemisch eher siedet. [...] Nicht alle wasserunlöslichen Stoffe sind so destillierbar. Stoffe, die so destillierbar sind, bezeichnet man als wasserdampfflüchtig. Die Siedetemperatur des heterogenen Gemischs liegt immer unter 100 °C. Die Ursache hierfür ist, dass der Gesamtdampfdruck nicht ineinander lösbarer Gemische sich aus der Summe der Partialdrücke der Komponenten, unabhängig von ihrem Stoffmengenanteil, ergibt. Dadurch liegt der Gesamtdampfdruck immer über dem Dampfdruck des Wassers, der es bei 1013 mbar bei 100 °C sieden lässt, somit muss die Siedetemperatur immer unter 100 °C liegen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserdampfdestillation#Verfahren

Etwas modifiziert:
http://ijseas.com/volume2/v2i2/ijseas20160249.pdf
Etwas veraltet, aber prinzipiell denkbar: Extraktion mittels Perforator

Zur Extraktion von Alkaloiden:
http://intranet.tdmu.edu.te.ua/data/kafedra/internal/pharma_1/classes_stud/en/pharm/prov_pharm/ptn/Pharmacognosy/3-d%20course/21.%20Chemical%20analysis%20of%20MPM%20alkaloids.files/image016.gif
https://www.researchgate.net/post/Can_anyone_help_me_in_finding_any_appropriate_method_for_alkaloid_extraction
http://image.slidesharecdn.com/alkaloidsars-130906230907-/95/alkaloids-ars-10-638.jpg?cb=137850899
Säure-Base-Extraktion, auf die eine oder andere Art und Weise...

Heutige Anwendung z.B. zur Gewinnung der entsprechenden Alkaloide aus Mohnstroh:
http://e-collection.library.ethz.ch/eserv/eth:20873/eth-20873-02.pdf (ab Seite 18)
Sicherlich wird man heute das Benzol durch andere Lösungsmittel ersetzen.... im Anhang noch Auszüge aus dem passenden Kapitel des Buches "Naturstoffe der chemischen Industrie" von Bernd Schäfer.

Reihenfolge:

mohn1.png (1126.86 KB . 1078x624 - angeschaut 657 Mal)
mohn2.png (808.2 KB . 606x898 - angeschaut 658 Mal)

[magictrips]

ich möchte mich nochmal bei dir bedanken, für diesen Nachholkurs in Sachen Chemie ! 

"Ein anderer Träger als Wasserdampf ist mir bisher noch nicht begegnet, auch eine etwas intensivere Recherche brachte keine Resultate. Es wird immer erwähnt, aber nie ein Beispiel gegeben. "

ebn............. 


Diese PDF kenne ich, das ist eine von den "nostalgischen" Synthesevorschriften, die ich meinte (;

schön das du ausgerechnet Mohn als Beispiel genommen hast.........

mit der Verarbeitung von Mohn hatte ich mich mal sehr intensiv beschäfftigt (;

bietet sich aber auch als sehr gutes Beispiel an (bzw zum üben), da es gut beschrieben/ersforscht ist und es da ein paar ganz interessante Möglichkeiten gibt......

zB

das Ausfällen der Mekonsäure....

"durch Veresterung von Morphin mit Nikotinsäure statt Essigsäure erhält man dann statt Heroin Nicomorphin"

oder das:
"Hr. Dr. Mohr, Professor in Coblenz, hat der British association for the advancement of science ein Verfahren, das Morphium von Narcotin und allen anderen fremdartigen Substanzen zu trennen, mitgetheilt, welches im Wesentlichen darin besteht, es in überschüssigem Aezkalk aufzulösen und mit Salmiak niederzuschlagen. "

die Weiterverarbeitung zu Apomorphin....

oder natürlich die böse Acetylierung....

und die noch bösere Umwandlung zu Desomorphin....

dann die Weiterverarbeitung von Thebain zB zu Buprenophin....

die Umwandlung von Codein zu Morphin mit Pyridin.....

usw usw....... find das grade für Anfänger sehr gut geeignet, weils halt zahlreiche Möglichkeiten gibt und kaum Unklarheiten.......schade das es hier in der BRD (und wahrscheinlich auch in fast allen anderen Ländern) "unerwünscht" bzw "verboten" ist....

naja wie auch immer........

was ich auch sehr interessant finde, ist die Auftrennung von Naturstoffen, mit verschiedenen Lösemitteln........

ich hab leider nicht sehr viel Anung von Berechnung im Bereich der Chemie, aber kann man durch Berechnung oder den Aufbau eines Moleküls sagen, was in welchen Lösemittel löslich ist ?
bzw wie stelle ich das an ? ist das "einfach" oder erfordert das viel Hintergrundwissen ?

[synthon]

Sehr gern

Arthur Heffter hat wohl bei der Isolation von Meskalin verschiedene Extrakte eingeworfen, bis er die Fraktion mit der wirksamen Substanz gefunden hatte. Albert Hofmann hat zur Entdeckung des Psilocybin Papierchromatogramme ausgeschnitten und getestet... zur Testung solcher Substanzen sind Tierversuche wertlos, das hat die Geschichte gezeigt. Phantastica von Louis Lewin oder LSD, mein Sorgenkind von Albert Hofmann sind spannende Bücher. Ebenso wie PIHKAL und TIHKAL von Alexander Shulgin.

Das Löslichkeitsverhalten einer Substanz ist eine höchst komplexe Angelegenheit. Man kann mit hohem Aufwand sicherlich Berechnungen durchführen ("computational chemistry"), normalerweise werden Löslichkeiten empirisch ermittelt. In der Naturstoffchemie sind solche Angaben zumindest in einer frühen Stufe eher nutzlos, da ein Lösungsmittel normalerweise nicht nur eine Substanz aus der Pflanze, sondern gleich relativ viele Substanzen löst. Je selektiver ein Lösungsmittel, desto besser, und es gibt auch empirische Ansätze, das vorherzusagen, aber so richtig gute Sachen konnte mir da noch niemand zeigen. Es gibt ein System namens PRISMA oder so, welches irgendwie ideale Lösungsmittelgemische ermitteln soll... hab dazu aber leider keine näheren Informationen, und Google schweigt sich auch aus. Wenn man einen Naturstoff isolieren will, wird man sinnigerweise einen Gesamtextrakt herstellen und sich dann z.B. anhand der verlinkten Schemata entlang hangeln. Möchte man nicht umständlich immer und immer wieder kristallisieren (fraktionierte Kristallisation, verschiedene Salze und Derivate bilden etc., Kristalle unter dem Mikroskop aussortieren...), wie die Forscher vor den Zeiten der Chromatographie, kommt früher oder später schon eine chromatographische Auftrennung ins Spiel. Die Herausforderung ist dann, den Extrakt so zu optimieren, dass möglichst wenig Komponenten auf der Säule landen und dann eine möglichst gute chromatographische Trennung hin zu bekommen.