Wyodrębnianie alkaloidu - teobrominy z ziaren kakao Teobromina

Wyodrębnianie alkaloidu - teobrominy z ziaren kakao
CH3
O
N
N
HN
N
O
CH3
Teobromina (3,7-dimetyloksantyna, C7H8O2N4) jest alkaloidem purynowym znajdującym się
między innymi w ziarnach kakao (ok. 1,8%). Występuje w roślinach przeważnie obok kofeiny,
np. w herbacie (ok. 52-krotnie więcej kofeiny niż teobrominy), kakao (ok. 9-krotnie więcej
teobrominy niż kofeiny). Gorzka czekolada zawiera około 10 gramów teobrominy na kilogram,
mleczna - około 5 gramów.
W stanie czystym jest białawym, gorzkim proszkiem o krystalicznej budowie. Teobromina ulega
sublimacji w temperaturze 295°C, jednocześnie w tej temperaturze ulega rozkładowi. Jest trudno
rozpuszczalna w wodzie, natomiast dobrze rozpuszczalna w chloroformie oraz eterze.
Dawniej teobromina była stosowana w medycynie jako środek nasercowy i moczopędny oraz w
astmie oskrzelowej. Działa silnie diuretycznie i spazmolitycznie. Ogólnie jej działanie jest
zbliżone do kofeiny, ale dużo słabsze. Teobromina wykazuje słabe działanie stymulujące, może
działać relaksująco i rozluźniająco na mięśnie. Teobromina jest szkodliwa dla niektórych
zwierząt, miedzy innymi dla psów i koni
Wykonanie ćwiczenia
Wstęp
W celu pozyskania teobrominy z kakao stosuje się technikę selektywnej ekstrakcji.
Metoda ta wykorzystuje 1) zasadowy charakter alkaloidów 2) rozpuszczalność soli alkaloidów w
wodzie oraz brak rozpuszczalności „wolnych” alkaloidów w zimnej wodzie, co pozwala
oddzielić alkaloidy od towarzyszących im substancji obojętnych lub kwasowych tj.
węglowodany, węglowodory, aminokwasy, białka, enzymy, garbniki, żywice, tłuszcze, kwasy
tłuszczowe, witaminy, polifenole. W pierwszej fazie wyodrębniania alkaloidów surowiec
roślinny poddaje się działaniu wodnych, gorących roztworów zasad tj. węglanu wapnia lub
wodorotlenku magnezu. Alkaloidy uwolnione z soli są ekstrahowane rozpuszczalnikiem
organicznym. Czystą postać alkaloidów można uzyskać przeprowadzając ich sublimację, a w
przypadku większych ilości krystalizację.
Materiały i odczynniki:
Kakao
Tlenek magnezu
Metanol
Chloroform
Woda
5g
1,5 g
5 ml
60 ml
Wykonanie:
W zlewce o pojemności 50 ml (100 ml) umieścić 5 g kakao, 1,5 g tlenku magnezu, 10 ml wody i
5 ml metanolu. Mieszaninę ogrzewać łagodnie na czapie grzejnej, mieszając bagietką tak długo,
aż masa stanie się sucha (ok. 30-40 min). Masę taką przenieść do kolby okrągłodennej o
pojemności 100 ml za pomocą 40 ml chloroformu, dodać kamyki wrzenne, a następnie całość
ogrzewać do wrzenia pod chłodnią zwrotną przez 30 min. Po tym czasie gorącą mieszaninę
przesączyć pod zmniejszonym ciśnieniem (sączenie na gorąco). Osad rozkruszyć, przenieść do
kolby i ponownie ekstrahować 20 ml chloroformu i przesączyć pod zmniejszonym ciśnieniem.
Jeżeli roztwory chloroformowe są zanieczyszczone ziarenkami kakao należy je ponownie
przesączyć. Chloroform zatężyć do objętości ok. 5ml na wyparce obrotowej (przeprowadzić
analizę TLC*) chloroform : metanol 85:15 ; Wizualizacja chromatogramu : lampa UV (254 nm)
lub spryskanie płytki roztworem jodu w etanolowym roztworze jodku potasu* i po upływie 2
minut ponowne spryskanie roztworem 25% kwasu solnego i etanolu w stosunku 1:1 (v/v).
Teobromina barwi się na kolor szaroniebieski). Mieszaninę schłodzić do temp. pokojowej i dodać
ok. 20 ml eteru etylowego (lub eteru naftowego). Pozostawić do krystalizacji. Mikrokrystaliczny
osad sączy się na lejku i przemywa 5ml eteru. Otrzymuje się ok. 75 mg teobrominy.
* Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) na żelu krzemionkowym:
Rf = (chloroform : metanol 85:15)