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  • 24. November 2017, 17:29:28

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Autor Thema: Buttersäure verestern  (Gelesen 2095 mal)

Mani

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Buttersäure verestern
« am: 02. Februar 2017, 21:26:18 »
Hi,

ich würde gerne einen Esther gemäß diesem Patent nachkochen: https://www.google.com/patents/EP1931356A2?cl=de Wenn ich den Text richtig verstehe müsste das bereits funktionieren:

Zitat
In einem Rührkessel wurden 100 g Sorbit (0,55 mol) in 521,1 g Buttersäureanhydrid (3,3 mol) suspendiert. Nach Aufheizen der Suspension auf 160°C wurde die Mischung 4 Stunden weitergerührt. Nach beendeter Reaktion wurde die überschüssige Säure unter Vakuum entfernt. Als Produkt wurde ein klarer hellgelber Sirup erhalten.


Ich brauch also nur 100g Sorbit, 521,1 g Buttersäureanhydrid (wie erstelle ich das aus Buttersäure`?) und das muss ich dann suspendieren (einfach hinein rühren?). Danach das ganze aufheizen auf 160 Grad und 4 Stunden rühren. Danach die überschüssige Säure entfernen, ist das auch ohne Vakuum möglich?

Hier die mMn wichtigsten Stellen des Patentes:

Es wurde überraschend gefunden, dass Ester von Buttersäure mit Kohlenhydraten und/oder mit Kohlenhydratpolyolen, also Sacchariden beziehungsweise Saccharidalkoholen, als dünndarmstabile Carrier für Butyrat eingesetzt werden können.

Demgegenüber werden bei erfindungsgemäß bevorzugtem Tributyrylsorbit beziehungsweise Tetrabutyrylsorbit überraschend ca. 0,7 g Butyrat pro 1 g Substrat freigesetzt. Ebenso wird auch aus erfindungsgemäß bevorzugtem Tributyrylxylit beziehungsweise Tetrabutyrylxylit bis zu 0,7 g Butyrat pro 1 g Substrat gebildet. Mit Buttersäureestern gemäß der Erfindung wird überraschend und vorteilhafterweise rund 3-mal mehr Butyrat im Vergleich zu nicht-veresterten Substraten gebildet. Wenn sie erfindungsgemäß eingesetzt werden, „liefern" die erfindungsgemäßen Buttersäureester, a) aufgrund der Freisetzung der veresterten Butyrat-Reste und vorzugsweise b) aufgrund des fermentativen Abbaus des Kohlenhydrat- beziehungsweise Kohlenhydratpolyolrests, im Dickdarm wesentlich mehr Butyrat als durch den rein fermentativen Abbau bekannter nicht-veresterter Substrate gebildet werden kann.

Diese Butyrat-Mengen könnten bereits bei einer Aufnahme von 0,7 bis 7 g/Tag von Buttersäureestern wie Tri- und Tetrabutyrylsorbit sowie Tri- und Tetrabutyrylxylit erzielt werden.

Bevorzugt weist der erfindungsgemäß verwendete Buttersäureester einen Substitutionsgrad (DS) von 3 bis 4 auf. Ebenfalls bevorzugt sind – je nach Anwendungsgebiet und Ausgangsverbindung – DS von 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 sowie 9. Bevorzugt ist der Buttersäureester partiell verestert und weist bevorzugt einen Veresterungsgrad von 10 bis 90 %, 30 bis 90 %, 40 bis 80 % und insbesondere von 50 bis 80 auf. Ebenfalls bevorzugt sind – je nach Anwendungsgebiet und veresterter Ausgangsverbindung – Veresterungsgrade von, mindestens beziehungsweise höchstens, 10, 20, 30, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 oder 95 %.

In einer bevorzugten Variante ist das Kohlenhydrat beziehungsweise das Kohlenhydratpolyol ein Monosaccharid, Disaccharid, Oligosaccharid, Polysaccharid. Bevorzugt sind auch Gemische aus mindestens einem Kohlenhydrat und mindestens einem Kohlenhydratpolyol, Mannit, Sorbit, Xylit, Lactit, Maltit, Erythrit, Isomalt, 1,6-GPS, 1,1-GPS, 1,1-GPM, hydriertes Stärkehydrolysat, hydrierter Glucosesirup und/oder ein Gemisch davon. Bevorzugt ist das Kohlenhydratpolyol ein C5-Polyol und/oder ein C6-Polyol. In einer weiteren bevorzugten Variante ist das Kohlenhydratpolyol ein Disaccharidpolyol.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäß verwendete Buttersäureester Tributyrylsorbit, Tetrabutyrylsorbit, Tributyrylxylit, Tetrabutyrylxylit oder ein Gemisch davon und/oder ein Gemisch mit anderen Buttersäureestern. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von Mischestern mit Butyrat und bevorzugt Acetat.

Hergestellt werden die Buttersäureester in an sich bekannter Weise, vorzugsweise durch Umsetzung mit Buttersäureanhydrid oder Buttersäure. Das Molverhältnis Kohlenhydrat und/oder Kohlenhydratpolyol zu Buttersäure oder Buttersäureanhydrid beträgt je nach zu erzielendem DS in der Regel von 1 : 1 bis 1 : 10, vor allem von 1 : 3 bis 1 : 6. Die Veresterung kann in Gegenwart eines sauren Katalysators wie Zinnoxalat erfolgen. Überschüssige Säure wird anschließend in an sich bekannter Weise entfernt.

Schaubild der Butyratbildung während der in vitro Fermentation mit Darmbakterien in Abhängigkeit von der Zeit bei der Verwendung unterschiedlicher Substrate.
Ausführungsbeispiele
Beispiel 1: Buttersäureester auf Basis von Sorbit (DS 3)
[0053]
In einem Rührkessel wurden 100 g Sorbit (0,55 mol) in 260,6 g Buttersäureanhydrid (1,65 mol) suspendiert. Nach Aufheizen der Suspension auf 160°C wurde die Mischung 2 Stunden weitergerührt. Nach beendeter Reaktion wurde die überschüssige Säure unter Vakuum entfernt. Als Produkt wurde ein klarer hellgelber Sirup erhalten.
Beispiel 2: Buttersäureester auf Basis von Sorbit (DS 4)
[0054]
In einem Rührkessel wurden 100 g Sorbit (0,55 mol) in 347,4 g Buttersäureanhydrid (2,2 mol) suspendiert. Nach Aufheizen der Suspension auf 160°C wurde die Mischung 2 Stunden weitergerührt. Nach beendeter Reaktion wurde die überschüssige Säure unter Vakuum entfernt. Als Produkt wurde ein klarer hellgelber Sirup erhalten.
Beispiel 3: Buttersäureester auf Basis von Sorbit (DS 6)
[0055]
In einem Rührkessel wurden 100 g Sorbit (0,55 mol) in 521,1 g Buttersäureanhydrid (3,3 mol) suspendiert. Nach Aufheizen der Suspension auf 160°C wurde die Mischung 4 Stunden weitergerührt. Nach beendeter Reaktion wurde die überschüssige Säure unter Vakuum entfernt. Als Produkt wurde ein klarer hellgelber Sirup erhalten.
Beispiel 4: Buttersäureester auf Basis von Sorbit (DS 4)
[0056]
In einem Rührkessel wurden 100 g Sorbit (0,55 mol) in 290,2 g Buttersäure (3,3 mol) suspendiert und auf 160°C aufgeheizt. Bei dieser Temperatur wurde die Mischung mit 0,6 g Zinnoxalat versetzt und weitere 6 Stunden unter Rückfluss gerührt. Nach beendeter Reaktion und Entfernung des Katalysators wurde die überschüssige Säure unter Vakuum entfernt. Als Produkt wurde ein klarer hellgelber Sirup erhalten.
Beispiel 5: Essig-Buttersäureester auf Basis von Sorbit (DS 6)
[0057]
In einem Rührkessel wurden 100 g Sorbit (0,55 mol) in 290,2 g Buttersäure (3,3 mol) suspendiert und auf 160°C aufgeheizt. Bei dieser Temperatur wurde die Mischung mit 0,6 g Zinnoxalat versetzt und weitere 6 Stunden unter Rückfluss gerührt. Danach wurde der Ansatz mit 112,1 g Essigsäureanhydrid (1,1 mol) versetzt und eine weitere Stunde unter Rückfluss gehalten. Nach beendeter Reaktion und Entfernung des Katalysators wurde die überschüssige Säure unter Vakuum entfernt. Als Produkt wurde ein klarer hellgelber Sirup erhalten.
Beispiel 6: Buttersäureester auf Basis von Isomalt (DS 5)
[0058]
In einem Rührkessel wurden 50 g Isomalt (0,14 mol) in 131 g Buttersäureanhydrid (0,83 mol) suspendiert. Nach Aufheizen der Suspension auf 160°C wurde die Mischung 2 Stunden weitergerührt. Nach beendeter Reaktion wurde die überschüssige Säure unter Vakuum entfernt. Als Produkt wurde ein klarer hellgelber Sirup erhalten.
Beispiel 7: Buttersäureester auf Basis von Xylit (DS 3)
[0059]
In einem Rührkessel wurden 100 g Xylit (0,66 mol) in 312,2 g Buttersäureanhydrid (1,97 mol) suspendiert und auf 160°C aufgeheizt. Nach 2 Stunden Reaktionszeit bei 160°C wurde die überschüssige Säure unter Vakuum entfernt und das Produkt als fast farbloser Sirup isoliert.
Beispiel 8: In vitro Verdaulichkeit von Buttersäureestern von Kohlenhydraten und Kohlenhydratpolyolen
[0060]
Zur Untersuchung der Dünndarm-Stabilität der Buttersäureester von Kohlenhydrat-Polyolen wurden die nachfolgend aufgelisteten Buttersäureester mit Lipasen und Esterasen aus dem Pankreas und dem Dünndarm inkubiert:
a. Tributyryl-Xylit
b. Tetrabutyryl-Xylit
c. Pentabutyryl-Xylit
d. Tributyryl-Sorbit
e. Tetrabutyryl-Sorbit
f. Tetrabutyryl-diacetyl-Sorbit
g. Hexabutyryl-Sorbit
h. Pentabutyryl-Isomalt
i. Heptabutyryl-diacetyl-Isomalt
j. Octabutyryl-Isomalt
Enzympräparation aus der Dünndarmmucosa
[0061]
Esterasen des Dünndarms wurden aus Schweinedünndarm isoliert. Dazu wurde ein 18 m langer Dünndarm eines frisch geschlachteten Schweins in 6 × 3 m Abschnitte unterteilt, die Mucosa der einzelnen Abschnitte präpariert und im Ultraturrax homogenisiert. Nach anschließender Zentrifugation wurde die Esterase im löslichen Überstand erhalten. Esteraseaktivität war über den gesamten Dünndarm nachweisbar, wobei die höchste Aktivität im Abschnitt 4 (9–12 m) lokalisiert war.
Untersuchung der Dünndarm-Stabilität
[0062]
20 mg Tributyrin (Kontrollsubstanz) beziehungsweise Buttersäureester wurden zusammen mit 4 mg Taurocholsäure in 1680 μL 100 mM Phosphatpuffer, pH 7,5 emulgiert, mit 220 μL einer 0,06 %igen Pankreatinlösung und 100 μL Mucosaüberstand mit Esteraseaktivität (s. o.) versetzt und für 3 h bei 37 °C unter Rühren inkubiert. Am Ende der Reaktion wurde das freigesetzte Butyrat mittels GC bestimmt.
Ergebnisse
[0063]
Die Kontrolle Tributyrin wurde unter den Inkubationsbedingungen maximal, d.h. bis auf die Stufe des Monobutyrats gespalten.
[0064]
In 1 sind die Hydrolyseraten der einzelnen Buttersäureester einschließlich der Standardabweichung (n=2) dargestellt. Die vollständig veresterten Polyole (Hexabutyryl-Sorbit, Tetrabutyryl-diacetyl-Sorbit, Octabutyryl-Isomalt und Heptabutyryl-diacetyl-Isomalt) wurden nur zu 0–2,1 % hydrolysiert. Daneben erwiesen sich auch Pentabutyryl-Isomalt und Tributyryl-Sorbit als resistent gegenüber einem enzymatischen Abbau. Aus Tetrabutyryl-Sorbit beziehungsweise Tri-, Tetra- und Pentabutyryl-Xylit wurden 10,7–22,4 % Butyrat freigesetzt. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass Buttersäureester von Kohlenhydrat-Polyolen während der Dünndarmpassage nicht oder nur unwesentlich hydrolysiert wurden und daher Dünndarm-stabil waren.
[0065]
Die Säurestabilität im Zuge der Magenpassage wurde durch Inkubation bei pH 2,0 für 3,5 h bei 37°C bestimmt.
[0066]
Aus einer 1 %igen -Suspension, der Tourocholsäure als Emulgator zugesetzt war, wurden lediglich 0 bis 0,43 % des maximal verfügbaren Butyrats freigesetzt. Buttersäureester sind daher auch im Magen stabil.
Beispiel 9: In vitro Fermentation von Buttersäureestern von Xylit, Sorbit beziehungsweise Isomalt
[0067]
In in vitro Fermentationsexperimenten mit Darmbakterien des menschlichen Dickdarms wurde untersucht, ob oben gelistete Buttersäureester von Dickdarmbakterien beziehungsweise deren Enzymen hydrolysiert und verstoffwechselt werden und Butyrat im Dickdarm freigesetzt wird.
Medium
[0068]
Für in vitro-Fermentationsexperimente wurde das folgende Medium verwandt:
Trypton   1,5 g/l
Yeast extract   1,0 g/l
KH2PO4   0,24 g/l
Na2HPO4   0,24 g/l
(NH4)2SO4   1,24 g/l
NaCl   0,48 g/l
MgSO4 × 7 H2O   0,10 g/l
CaCl2 × 2 H2O   0,06 g/l
FeSO4 × 7 H2O   2 mg/l
Resazurin   1 mg/l
Cystein/HCl   0,5 g/l
Vitaminlösung (nach DSM 141)   0,5 ml/l
Spurenelementelösung (nach DSM 141)   9,0 ml/l
NaHCO3   2,0 g/l
pH 7,0   
Kultivierung von Darmbakterien mit Buttersäureestern
[0069]
9 ml des oben beschriebenen anaeroben Mediums wurden mit 0,5 % (w/v) des zu testenden Buttersäureesters und 0,2 % (w/v) Taurocholsäure versetzt. Dieses Medium wurde anschließend mit 1 ml einer 10 %igen Fäzessuspension (Mischfäzes dreier Probanden) in anaerobem 50 mmol/l Phosphatpuffer, pH 7,0, dem 0,5 g/l Cystein/HCl als Reduktionsmittel zugesetzt worden war, beimpft.
[0070]
Hungate-Röhrchen wurden 72 h unter Schütteln bei 37 °C inkubiert, zu unterschiedlichen Zeitpunkten Proben entnommen und diese auf kurzkettige Fettsäuren, Milchsäure und pH-Wert untersucht. Das Ausmaß der Verstoffwechselung der Testsubstanzen erfolgte über die Bestimmung der Freisetzung von Butyrat. Ergebnisse Tabelle 1: Bilanzierung der Butyratbildung im in vitro-Fermentationsversuch Bild nicht verfügbar
* = Steigerung der Butyrat-Konzentration im Fermentationsmedium im Vergl. zum nicht versterten Kohlenhydrat beziehungsweise Kohlenhydratpolyol
a) Fermentation der Buttersäureester von Isomalt
[0071]
Aus Tabelle 1 wird deutlich, dass bei der Fermentation von Isomalt etwa 0,2 g Butyrat/g Substrat gebildet wurden. Bei der Fermentation von Octabutyryl- beziehungsweise Heptabutyryl-diacetyl-Isomalt wurden jeweils ca. 0,1 g Butyrat/g Substrat erzielt, d. h. es wurde fast kein zusätzliches Butyrat aus diesen Substanzen freigesetzt. Bei der Fermentation von Pentabutyryl-Isomalt wurde 0,2 g Butyrat/g Substrat gebildet.
b) Fermentation der Buttersäureester von Sorbit
[0072]
Bei der Fermentation der Substanzen Tri- beziehungsweise Tetrabutyryl-Sorbit konnte bereits nach kurzer Fermentationszeit ein starker Anstieg des Butyrat in den Fermentationsbrühen beobachtet werden. Nach 72 h wurden Werte von 0,7 g Butyrat/g Substrat nachgewiesen, während bei Fermentation des nicht veresterten Sorbits lediglich 0,3 g Butyrat/g Substrat entstand (Tabelle 1). Die Butyratbildung aus Tri- beziehungsweise Tetrabutyryl-Sorbit lag somit um mehr als das zweifache über der aus Fermentation des unveresterten Sorbits.
[0073]
Hexabutyryl-Sorbit wurde von den Darmbakterien weniger verstoffwechselt als Tri- beziehungsweise Tetrabutyryl-Sorbit, was durch die geringe Butyratbildung von 0,2 g Butyrat/g Substrat belegt wird.
c) Fermentation der Buttersäureester von Xylit
[0074]
Die Fermentation von Tetrabutyryl-Xylit mit Darmbakterien ergab eine Butyratbildung von 0,7 g Butyrat/g Substrat gegenüber 0,3 g bei Fermentation des nicht veresterten Xylits. Dieser Wert entspricht einem mehr als zweifachen Anstieg der Butyratbildung. Auch aus Tributyryl-Xylit beziehungsweise dem komplett veresterten Pentabutyryl-Xylit wurden gegenüber dem nicht veresterten Kohlenhydrat-Polyol große Mengen an Butyrat freigesetzt (Tabelle 1).
[0075]
Die Ergebnisse zeigen, dass bei Einsatz von Buttersäureestern von Kohlenhydrat-Polyolen in in vitro Fermentationsexperimenten mit menschlichen Darmbakterien die Butyratbildung mehr als das 3-fache gegenüber derjenigen Butyratbildung gesteigert werden kann, die durch Fermentation nicht veresterter Kohlenhydrate oder resistenter Stärke erreicht werden kann. Buttersäureester von Kohlenhydraten beziehungsweise Kohlenhydrat-Polyolen eignen sich als Dünndarm-stabile Butyratcarrier für den Dickdarm, wobei Tributyryl-Sorbit, Tetrabutyryl-Sorbit und Tetrabutyryl-Xylit aufgrund ihrer hohen Butyratbildung besonders geeignet sind.

LG

Phil

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #1 am: 03. Februar 2017, 05:06:56 »
Patente sind immer mit Vorsicht zu geniessen, mach mal einen Versuch dann weist Du es. Ich denke nicht dass es so einfach geht. Ich kann mich aber auch teuschen.
Nicht die Gewalt einiger weniger ist gefährlich, sondern das Schweigen der Masse.
Wer suchet der findet. Wer drauftritt, verschwindet. Alte Mienenregel.
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Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #2 am: 03. Februar 2017, 14:07:56 »
Hallo Phil,

danke für deinen Beitrag. Ich werde mal eine kleine Testmenge herstellen, aber für das MS habe ich kleine Referenzprobe, wie also weiß ich das es geklappt hat? Wo ich noch hänge, wie bekomme ich aus der Buttersäure das Buttersäureanhydrid? Oder geht das mit reiner Buttersäure auch?

LG Mani

synthon

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #3 am: 03. Februar 2017, 15:41:05 »
Verestern kann man prinzipiell auch mit Buttersäure, unter entsprechender Katalyse. Ohne dir zu nahe treten zu wollen - wenn dir schon derartige Grundlagen der organischen Chemie fehlen, bezweifle ich doch, dass dir die Synthese ohne Probleme gelingt. Vielleicht noch ein bisschen mehr einlesen?

Man kann aus Buttersäure theoretisch auch das Buttersäureanhydrid gewinnen, aber das dürfte sich kaum lohnen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Butters%C3%A4ureanhydrid#Gewinnung_und_Darstellung

Buttersäure siedet bei 163°C, Buttersäureanhydrid bei 198°C, jeweils unter Normdruck. Das ohne Vakuum abzudestillieren, benötigt entsprechend hohe Temperaturen. Gefahr der Zersetzung und/oder Bildung von Nebenprodukten ist da in der Organik allgemein hoch. Hochsiedende Substanzen sollte man schon unter Vakuum abziehen, um seine Zielverbindung zu schonen.

Patente nachkochen - viel Spaß. Da steht gerade genug drin, um Patentschutz zu bekommen, aber alle speziellen Details werden weggelassen. Das sind keine Kochvorschriften, die aus Nächstenliebe jedem zugänglich gemacht werden, sondern juristische Verklausulierung chemischer Vorgänge. Bei simplen Reaktionen wie einer Veresterung mag das alles noch relativ sein, aber der Teufel steckt dann eben im Detail.

Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #4 am: 03. Februar 2017, 16:45:29 »
Hi synt,

die Kritik ist berechtigt, ich frage mich auch ob das mit entsprechend geringem Aufwand gelingt, klar wenn man sich ordentlich einliest klappt das sicher ohne Probleme, aber dazu braucht man einiges an Zeit die ich gerade nicht habe, darum meine Frage ob das auch so möglich ist, momentan scheitert es ja schon an de Vakuumdestile, hab nämlich keine. Vielleicht findet sich hier jemand der das gegen etwas Geld mal machen will, vielleicht weil ihn die Synthese eh reizt? Andernfalls lese ich noch etwas und schau ob ich an den Punkt komme wo ich das wirklich verstehe und entsprechend sicher nachkochen kann. Soweit ich das jetzt grob überblicke sollte es ja nicht all zuschwer sein wenn ich mich etwas einlese. Was mich aber abschreckt, ohne Ref Substanz weiß ich ja gar nicht ob es geklappt hat, oder?

LG

Phil

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #5 am: 03. Februar 2017, 16:54:41 »
Es hilft schon wenn Du Brechungsindex schmelzunkt oder so hast
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synthon

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #6 am: 04. Februar 2017, 10:42:12 »
Eine Referenzsubstanz braucht man dann, wenn man ein System hat, mit dem man vergleicht (z.B. HPLC, GC etc.) Physikalische Daten sind immer sinnvoll, aber von experimentellen Verbindungen nicht immer leicht zu bekommen. Auch ohne Referenzsubstanz kann DC einen ersten Hinweis auf Verunreingungen geben. Du trägst auf das DC (System muss man eben selbst ausarbeiten) das Edukt und das Produkt auf, wenn möglich auch aus dem Ansatz (Mini-Probe aufheben oder so), und dann sieht man per unterschiedlicher Retention schon, ob noch Edukt vorhanden ist, oder ob das Produkt verunreinigt ist. Per NMR kann man sehen, ob das gewünschte Produkt entstanden ist, und sieht ggf. auch Verunreinigungen (1H reicht schon fürs gröbste, zur wirklichen Bestätigung mache ich normal 1H und 13C)... so hat man per DC und NMR eine recht gute Charakterisierung ohne Referenzsubstanz. Das ist schon alles machbar ohne Referenzsubstanz. Für Synthesen völig neuer Verbindungen gibt es normal auch keine Referenzsubstanzen ;)

Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #7 am: 06. Februar 2017, 23:15:07 »
Danke für die Antworten! Ich frag mal so, wer hier hätte Interesse das gegen eine Vergütung zu machen?

LG

Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #8 am: 09. Februar 2017, 15:41:24 »
Was haltet ihre davon? http://www.ebay.de/itm/Edelstahl-Destille-Destilliergeraet-V2A-10l-/252756468854 Kann ich da eine Vakuumpumpe anschließen?

LG


Phil

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #10 am: 09. Februar 2017, 16:09:47 »
Was möchtest Du Destillieren? Vakuum kanst Du schon anschliesen, aber wo soll das Destillat hin?
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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #11 am: 11. Februar 2017, 14:14:08 »
Hätte gerne den Buttersäureester destilliert. Gibts den fertige Vakuum-Destillen in dem Preissegment?

LG

Phil

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #12 am: 11. Februar 2017, 17:58:59 »
Also ich kann Dir nur Raten dass Du eine Vakuum Destille mit Kaufst und Du brauchst einen gescheiten Dampfteiler sonst wird das nichts.
Destillieren ist nicht einfach, es ist eine Wissenschaft für sich und Du kannst es in etwa mit der Chromatographie vergleiche, was die Komplexität anbelangt.
Ich lege Dir nahe ein Buch zu lesen und zuerst mal einfach Wasser unter den verschiedenen Bedingungen zu destillieren. Das tönt vielleicht nun blöd ist es aber nicht, weil da kann man mal erkennen ob die Anlage dicht ist, wie ist die Kühlung, Wasser brennt auch schon brutal auf der Haut wen der Dampf austritt und man nicht aufpasst, aber es kann keine weiteren Schäden verursachen, brennen, ätzen usw. Wie würdest u die Analyse machen? Kannst Du Vakuum machen und weist Du wo Dein Produkt kocht im Vakuum oder bei Raumtemp? Investiere mal 500 Euro in eine gute Destillation, der Sumpfkolben ist nicht teuer, er sollte aber 3-Hälse haben, Einen zum Rühren je nachdem mit KPG Rührer, Thermometer und Tropftrichter, oder um sonst etwas hinzuzubauen wie Siedekapillare, die wird aber beim Rühren nicht gebraucht.
Eine gute Kolonne, es gibt aber fiele unterschiedliche. Am besten ist eine Versilberte die etwa 500 mm lang ist oder besser länger, je nach dem was man machen möchte. Der Dampfteiler ist das Herzstück mit ihm fällt und steht die Destillation. Du musst den Rückfluss kontrollieren können. Die Abnahme erfolgt über eine Spinne so kannst Du diverse Fraktionen machen.
 schau da
 lohnt sich
Kolonnen
Rüklaufteiler

Beiträge über Rektivikation

Wissenswertes
gegenstromdestillationen

Weiterer Link http://www.fh-kl.de/~bernhard.platzer/downloads/v1diskontrektifikat.pdf
http://www.tomchemie.de/gegenstromdestillation1.htm
http://forum.lambdasyn.org/index.php/topic,459.msg2158.html#msg2158

Die Siedepunktkorrekturtabelle findest Du hier http://forum.lambdasyn.org/index.php/topic,2139.msg10912.html#msg10912
einfach Barometrstand ablesen und die Temp, dann hast Du wirklich alles zum Reproduzierbar arbeiten.
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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #13 am: 13. Februar 2017, 01:10:25 »
Hi Phi,

danke das sind alles gute Infos! Ich muss mal schauen ob ich nicht einfach an den "Stoff" rankomme, sonst muss ich mich da wirklich reinarbeiten, eigentlich stecke ich gerade im Thema der Peptide drinnen und wollte das so nebenbei mal machen, aber wenns dann nix wird war auch nichts.  :-[

Danke für deine Mühen!

LG

Phil

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #14 am: 13. Februar 2017, 04:45:25 »
Gerne gescheheb, ich wollte Dich nicht entmutigen, sondern nur zeigen dass Destillieren nicht immer so einfach ist um einen sauberen Stoff zu erhalten.
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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #15 am: 20. Februar 2017, 15:43:44 »
Ich muss den Thread nochmal hochholen. Also wenn ich dieses da bestelle: http://www.ebay.de/itm/SCHNAPPCHEN-2er-SCHNELLKOCHTOPF-12L-jetzt-mit-DESTILLERGERAT-DESTILLE-340112/222368237513?_trksid=p2047675.c100005.m1851&_trkparms=aid=222007&algo=SIC.MBE&ao=2&asc=20140117130753&meid=13ce876cba5c4816b727edb8e3326d7a&pid=100005&rk=3&rkt=6&mehot=pp&sd=311744169540  dann hab ich doch 2 Ausgänge. Ich dachte ich schließe am ersten eine Vakuumpumpe und beim 2ten rinnt das Destillat raus? Oder lieg ich da falsch?

Mani

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Phil

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #17 am: 20. Februar 2017, 19:18:35 »
Ich kenne das Gerät nicht, und willst Du 12 Liter destillieren? Das mit 500 ml macht mehr Sinn und ich hatte Dir ja noch Kolonnen als Link zugegeben.
Nicht die Gewalt einiger weniger ist gefährlich, sondern das Schweigen der Masse.
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Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #18 am: 20. Februar 2017, 19:21:54 »
Frage @ syn wenn ich reine Buttersäure verwende, muss ich dann etwas anders machen oder kann ich das Rezept einfach "nachkochen" ? DANKE

synthon

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #19 am: 20. Februar 2017, 20:11:10 »
Zwischen Buttersäure und Buttersäureanhydrid gibt es gewaltige Unterschiede. Andere Molmassen bedingen andere Eduktmengen, und bei der Besonderheit Anhydrid ohnehin eine andere Reaktionsführung. Hinterher aus einem komplexen Reaktionsgemisch den Buttersäureester abzudestillieren funktioniert nur, wenn die Siedepunkte aller Verbindungen weit genug auseinander sind. Sonst wird das nichts. Zur präparativen Destillation benötigt man eine anständige Destillationsanlage mit Kolonne, Rücklaufteiler etc. Im üblichen Labormaßstab dürften die Anschaffungskosten irgendwo im vierstelligen Bereich liegen. Die verlinkten Geräte sind aus meiner Sicht präparativ kaum zu gebrauchen. Damit kann man grobe Vortrennungen vornehmen oder Destillationen von Verbindungen durchführen, deren Siedepunkte sehr weit auseinander liegen... aber für den gewünschten Zweck? Bezweifle ich doch sehr.

Destillation, gerade von komplexen Gemischen, ist nicht anfänger-geeignet. Man kann sich natürlich überall einlesen und einarbeiten und seine Aufbauten dementsprechend optimieren, aber das ist zeitaufwändig. Such dir jemanden, der Erfahrung im präparativen Bereich hat und derartige Laboraufgaben für dich übernehmen kann. Als blutiger Anfänger Patente nachkochen dürfte je nach Aufgabenstellung zum echten Sisyphus-Projekt werden.


Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #20 am: 21. Februar 2017, 09:58:59 »
Soweit ich das richtig gelesen habe wird ja nur die nicht veresterte Buttersäure abdestilliert und der zurückbleibende "Sirup" ist dann der gewünschte Ester. Also für diesen Zweck vielleicht doch geeignet? Die Temperatur kann man ja langsam steigern und mit einem Termometer genau überwachen.

Testen kann man es ja, kostet nicht viel es zu versuchen. Ich bräuchte aber zuerst eine Bezugsquelle für Buttersäureanhydrid.

Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #21 am: 21. Februar 2017, 10:18:32 »
Hab ich nun gefunden. Andere Frage, das abdestillieren der Buttersäure ist ja nur ein Feinschliff, ich kann es doch auch so einnehmen? Wenn man das ganze entsprechend verdünnt (damit die Säure nicht mehr ätzend ist) würde das ja ohne Probleme gehen, oder? In Butterschmalz ist auch bis zu 4% Buttersäure enthalten.

synthon

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #22 am: 21. Februar 2017, 17:14:29 »
Buttersäure hat ein ganz bezauberndes Aroma. Viel Spaß beim Verkosten und bei der Arbeit damit. Ohne Abzug und starke Nase könnten einzelne Arbeitsschritte durchaus interessant werden.

Wie geschrieben: wenn die Siedepunkte weit genug auseinander liegen (mehrere 10°C-Schritte), dann kann man das zumindest aufkonzentrieren. Beachten muss man noch die Bildung von Azeotropen und anderen physikalischen Feinheiten, habe mir das nur bisher nicht näher angeschaut. Ohne verlässliche Quelle physikalischer Daten lässt sich da nur die Kristallkugel befragen. Im Zweifelfalls ausprobieren. Alles bestellen und schauen, ob es geht. Ohne präparative Erfahrung wird das sicher eine interessante Lehrstunde, aber gerade das macht ja auch den Reiz der Hobbychemie aus. Buttersäure würde ich nur in alten Klamotten und nicht im Wohnzimmer handhaben. Wenn man das Zeug irgendwo hinschüttet, hat man ein echtes olfaktorisches Problem.

Kann man das Zeug nicht einfach kaufen? Der Aufwand an Zeit, Gerät und Chemikalien ist ja auch nicht Null.


Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #23 am: 21. Februar 2017, 17:49:39 »
Leider nicht, hab schon bei der Firma angefragt. Machen ein Patent und dann kann mans nicht kaufen.  :-[

Leider sit der Gestank das Hauptproblem, das wird auch für mich alleine keiner als Auftragssynthese machen. Ich hab aber den Vorteil, dass ich eine alte Werkstatt zur Verfügung habe, die nicht mehr genutzt wird. Das sollte schon klappen, also geruchtstechnisch, aber wie es mit der Synthese klappt wird man sehen. Ich hab jetzt mal die Destille und eine Vakuumpumpe bestellt, Xylitol hab ich hier und wegen der Buttersäureanhydrid muss ich noch schauen, dass die das an Privatpersonen liefern. Mal sehen ob es klappt, sonst muss ich es mal mit der Buttersäure so versuchen, die hab ich auch schon bestellt.

Ich berichte. ;)

Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #24 am: 24. Februar 2017, 21:29:00 »
Heute ist meine Buttersäure angekommen, richt authentisch, auch durch die Packung. Das wird ein Spaß.  :-D

Xytiol ist auch hier, Destille und Vakuum Pumpe ist am Weg.

Frage: Kann ich jetzt mal die Buttersäure verwenden? Wenn ja, was muss ich den anpassen? Würde es nicht reichen etwas Buttersäure mit viel Xytiol zu mischen so dass ein deutlicher Überschuss von Xytiol besteht und so quasie alles Buttersäure verestert? Oder geht das so nicht und es bleibt immer etwas Buttersäure ungebunden? Wenn ja, wo wäre dann bis auf den Geruch das Problem?

Wäre echt top wenn ihr mir da nochmal weiterhelfen könnt, ich habe wohl erst in 3-4 Monaten genug Freizeit um das mit Eigenarbeit zu erarbeiten, momentan stecke ich Hals über Kopf in Studien, noch dazu Fachenglisch. Nicht unbedingt meins.  [???]

Danke und LG

synthon

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #25 am: 25. Februar 2017, 15:11:24 »
Dass die Verwendung von Buttersäureanhydrid patentiert wurde, spricht schon dafür, dass das gut funktioniert. Ob man mit Buttersäure ebenfalls brauchbare Ergebnisse erhält, weiß ich nicht. Theoretisch müsste es gehen. Unter Anwendung eines geeigneten Katalysators (konz. Schwefelsäure wäre der Klassiker bei Estern aus Carbonsäure und einwertigem Alkohol) und laufender Abdestillation des Produkts (sofern das vernünftig funktioniert, habe damit keine praktische Erfahrung, die Arbeit mit Buttersäure ist mir bisher erspart geblieben) müsste das schon hinhauen -> Verschiebung des Gleichgewichts hin zur Produktseite.

Fürchte, um die Eigenarbeit kommst du nicht herum.

Mani

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #26 am: 26. Februar 2017, 00:52:20 »
Danke für den Tipp Syn! Ich hab hier 3 Flaschen ala 100ml, ich kann also etwas testen. Muss es denn gleich so ein Schwergewicht wie ne Schwefelsäure sein? Hab zwar von Chemie wenig Ahnung, aber da gleich mit einer weiteren Säure reingehen? Kann ich diese denn einfach und zuverlässig abdestillieren? Nicht dass ich dann noch eine Schwefelsäure runterschlucke.  :'-(

synthon

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #27 am: 26. Februar 2017, 09:46:03 »
Die Schwefelsäure muss schon konzentriert sein, um anständig katalytisch wirksam zu sein. Als kleine Modellreaktion kann man einen Alkohol und eine Carbonsäure in ein Reagenzglas geben (wenige mL reichen aus), einen Tropfen konz. Schwefelsäure dazu, umschwenken, evtl. etwas erwärmen und man wird schon bald das Aroma des Esters ausmachen können. Das funktioniert also schon.

(Reste von) Buttersäure würde ich auch nicht schlucken willen. Dank des Aromas kommt dir das vermutlich eh instantan wieder hoch und die Aufnahme größerer Mengen (Butter)Säure sind hinsichtlich einer Azidose auch nicht toll.

Da der Ester unter physiologischen Bedingungen wieder gespalten wird, wäre interessant, ob sich bei dir mit der Zeit ein penetranter Körpergeruch einstellt, wenn die Buttersäure ihrer gottgegebenen Hauptaufgabe, dem Stinken, nach Freisetzung aus dem Ester wieder nachkommt.

Der Katalysator hat schon seine Berechtigung. In katalytischen Mengen zugesetzt und hinterher neutralisiert bzw. ausgewaschen passiert da auch nichts mehr. Daher verwendet man normalerweise auch Säurechloride bzw. Anhydride, da deren Reaktivität besser ist. Eine weitere, etwas kompliziertere Möglichkeit wäre die Steglich-Veresterung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Steglich-Veresterung - allerdings in der Variation mit EDC, da sich mit DCC unlösliche Harnstoff-Verbindungen bilden... siehe auch hier:
http://forum.lambdasyn.org/index.php/topic,1906.msg11253.html#msg11253

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #28 am: 26. Februar 2017, 15:30:19 »
Glaube nicht dass sich das gewünschte Produkt (Esterverbindungen) aus H2SO4 etc. abdestillieren lässt.
( Sdp. wahrscheinlich zu hoch?).

Weiters denke ich dass dich bei Schwefelsäure + Xylitol in etwa so eine Reaktion erwarten wird (ohne Lösungsmittel...): https://www.youtube.com/watch?v=poDBrGIyTEk
(denke nicht dass es da viel unterschied zwischen Zuckeralkoholen und echten Kohlehydraten geben sollte)

Am elegantesten wärs sicher über das Anhydrid, wenn das nicht zur Verfügung ist must du es wohl über das Säurechlorid synthetisieren (z.B. SOCl2 + Carbonsäure). ( zu empfehlen: orgsyn.org da findest du funktionierende Kochanleitungen oder das Buch "Organikum" etc.)

Wenn du dann das Säurechlorid mit Xylitol umsetzten solltest, wirst du sicher einen Mix aus unterschiedlich "stark" veresterten Derivaten erhalten. (weiß nicht inwiefern dass ein Problem wäre :) )

Mfg
(nur meine Meinung, habe keine Literatur dazu durchforstet)
Die Abk. für Abk. ist Abk..

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #29 am: 26. Februar 2017, 16:16:12 »
Bitte nim es mir nicht übel, aber übe mal mit einfacheren Sachen, eine normale Veresterung z.B. Du hast ja nun Buttersäure, verestere sie mal mit Ethanol,Methanol und Propanol.
Das giebt Dir Erfahrung und ist einfachch. Patente nachkochen ist mit Deinem kentnissstand zu hoch. Du musst ja auch mal Deine Gerähte kennenlernen.
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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #30 am: 26. Februar 2017, 22:46:01 »
Danke Leute für den Input! Also ja. eigentlich bin ich parallel dazu gerade dabei einen ELISA Test bei mir Zuhause zu etablieren, das nimmt wohl auch etwas mehr Zeit inanspruch als gedacht.   ::-) Hat das schon wer gemacht??

Die Geräte sollten demnächst mal kommen dann werde ich mal ein bisschen was destillieren und mal einen einfachen Ester versuchen, parallel dazu bin ich noch am Geld beschaffen, das kann ich wenigstens gut.  8-) Halte euch auf dem Laufenden wenn ich soweit bin die finale Synthese zu starten. ;)

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #31 am: 28. Februar 2017, 16:44:37 »
Hallo Leute,

hab ja jetzt Magnesium und Buttersäure da, da wollte ich den ersten Ester bauen. Gehe ich das richtig an, zuerst beides kochen und gut rühren, dann mit Vakuum solange abdestillieren, bis das Produkt nicht mehr nach Buttersäure stinkt? Wenn ja, wie viel Magnesium brauch ich pro 100g Buttersäure?

DANKE und LG

synthon

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Re: Buttersäure verestern
« Antwort #32 am: 28. Februar 2017, 20:37:30 »
Magnesium? Ging es nicht vorher um Xylitol? Ob sich der Xylitolester abdestillieren lässt, weiß ich nicht. Hat vermutlich einen recht hohen Siedepunkt? Vorher destilliert man sonst die Buttersäure ab.
Magnesium ist für die Salzbildung vielleicht etwas "unhandlich", ich wäre von einem Magnesium-Salz ausgegangen. Magnesiumhydroxid oder Magnesiumcarbonat wären geeignet.
Du kannst ja mal ausrechnen, welche Menge Magnesium du rein stöchiometrisch brauchst, und das Ganze dann umsetzen, ggf. unter Erwärmen. Rühren ist immer gut.

Unter Vakuum abdestillieren lässt sich das Salz nicht. Nach erfolgter Umsetzung könntest du versuchen, verbleibende Flüssigkeitsmengen abzudestillieren und das erhaltene Salz zu trocknen.
Den Buttersäure-Geruch wirst du aber wohl nur bedingt los: https://de.wikipedia.org/wiki/Butters%C3%A4ure#Salze - sobald Feuchtigkeit ins Spiel kommt, wird es wieder stinken. Ob und inwieweit das in der Praxis dann zum Problem wird, kann ich mangels praktischer Erfahrung mit Buttersäure-Salzen nicht sagen. Vergleichbar ist vielleicht https://de.wikipedia.org/wiki/Natriumbutyrat und das scheint als Präparat ja Anwendung zu finden.

ELISA zu Hause? Das wird sicher spannend. Habe das noch nie außerhalb professioneller Labore gesehen und kann mir das auch nur schwer vorstellen. Dürfte einen Haufen Zeit, Ressourcen und Geld verschlingen, bei ungewissem Ausgang.