Vaihe 1. Piperiinin uuttaminen
Lähtöreagenssit ja materiaalit:- 400 ml 88-prosenttista etanolia
- 300 g jauhettua mustapippuria
- Kaliumhydroksidi (KOH)
- halkaisijaltaan 180 mm:n suodatinpaperit
- Soxhlet-uutin (500 ml)
- Mittakupit
- Suppilo
- Lämmitin
Kaada 300 ml 88-prosenttista etanolia 500 ml:n kolviin.
Laita 60 g jauhettua mustapippuria paperiseen uuttohylsyyn (halkaisija 180 mm).
Kun piperiinin uuttolaite oli koottu, etanolia sisältävä pullo kuumennettiin ja palautusjäähdytin jäähdytettiin.
Kukin pippuriannos (60 g) uutettiin, kunnes tiivistyvä etanoli muuttui värittömäksi. Tämän jälkeen tehtiin uusi uutto seuraaville mustapippuriannoksille, joista kukin painoi 60 g, lisäämällä 20 ml tuoretta etanolia. Kaikkiaan tehtiin viisi uuttoa 60 g:n painoisista mustapippuriannoksista, mikä vastaa etanolin maksimaalista kyllästymistä piperiinillä.
Laita 60 g jauhettua mustapippuria paperiseen uuttohylsyyn (halkaisija 180 mm).
Kun piperiinin uuttolaite oli koottu, etanolia sisältävä pullo kuumennettiin ja palautusjäähdytin jäähdytettiin.
Kukin pippuriannos (60 g) uutettiin, kunnes tiivistyvä etanoli muuttui värittömäksi. Tämän jälkeen tehtiin uusi uutto seuraaville mustapippuriannoksille, joista kukin painoi 60 g, lisäämällä 20 ml tuoretta etanolia. Kaikkiaan tehtiin viisi uuttoa 60 g:n painoisista mustapippuriannoksista, mikä vastaa etanolin maksimaalista kyllästymistä piperiinillä.
Vaihe 2: Piperiinin saostus
Reagenssit ja materiaalit.
- Vaiheessa 1 saatu mustapippurin etanoliuute.
- 24 g kaliumhydroksidia (KOH)
- 216 ml 88-prosenttista etanolia
- 1 litra tislattua vettä
- Kemialliset dekantterilasit
- Suodatinpaperit
- Suppilo
Kaliumhydroksidi (KOH) liuotettiin etanoliin. Saatu mustapippuriuute suodatettiin paperisuodattimen läpi suoraan valmistettuun KOH-liuokseen.
Saatu liuos kuumennettiin 60-70 ℃:iin.
Kuumennettuun liuokseen lisättiin vähitellen vettä annoksittain (noin 1 litra), kunnes piperiinin keltaisen saostuman muodostuminen loppui.
Saatu suspensio jäähdytettiin pakastimessa seuraavaan päivään asti, ja saostunut jäännös suodatettiin pois.
Suodatettu piperiinisakka kuivattiin eksikaattorissa emäksen päällä tai kuumailmapuhaltimella, kunnes saavutettiin vakiomassa. Saostumalla pitäisi olla lievä pippurin haju ja sulamispiste 127-128 °C.
Piperiinin saanto on 17 g.
Vaihe 3: Piperiinin emäksinen hydrolyysi piperiinihapoksi
Reagenssit ja materiaalit.
- 17 g piperiiniä
- 193,8 g KOH
- 500 ml etanolia (EtOH)
- 900 ml 14-prosenttista HCl:ää
- Magneettisekoitin, jossa on lämmitys
- Kemialliset dekantterilasit
- 1 litran pullo
- takaisinvirtauslauhdutin
- Suppilo
- Suodatinpaperit
Etanoli, KOH ja piperiini lisättiin 1 litran kolviin. Seosta sekoitettiin, kunnes se liukeni, ja sitä kuumennettiin 70-80 °C:ssa 10 tuntia.
Näin saatu lämmin kaliumpiperaatin suspensio siirrettiin dekantterilasiin, ja suolahappoa lisättiin, kunnes piperiinihappo saostui kokonaan.
Saostunut vaaleankeltainen piperihappo suodatettiin tiheän paperisuodattimen läpi. Lasisuodattimet, joiden huokoisuus on 160 ja 100, eivät suodata sakkaa, kun taas suodatin, jonka huokoisuus on 60, tukkeutuu.
Piperiinihappo kuivattiin eksikaattorissa tai kuumailmapuhaltimella, kunnes saavutettiin vakiomassa. Happo on keltaista jauhetta, jossa on lievä pippurin haju.
Piperiinihapon saanto on 12 g.
Vaihe 4: Piperiinihapon hapettaminen piperonaaliksi kupari(II)-hydroksidin avulla (Epäonnistunut)
Reagenssit ja materiaalit.
- 12 g piperiinihappoa
- 41 g NaOH
- 62 g CuSO4-5H2O
- 500 ml vettä (250 ml kupari(II)sulfaatille ja 250 ml emäkselle).
- 150 ml DCM
- Kemialliset dekantterilasit
- Magneettisekoitin, jossa on lämmitys
- takaisinvirtauslauhdutin
Kuparisulfaattiliuosta sekoitettiin, kun alkaliliuosta lisättiin, ja sitten lisättiin piperiinihappoa. Liuosta kuumennettiin 8 tuntia refluksilauhduttimen alla 80-90 °C:n lämpötilassa.
Kahdeksan tunnin kuluttua heliotroopin ja lievän pippurin hajun perusteella oletetaan, että piperiinihappo ja piperonaali ovat tasapainossa reaktioseoksessa. Muodostunut heliotropiini yritettiin poistaa höyrytislauksella ja uuttaa reaktioseoksesta dikloorimetaanilla. Dikloorimetaani kuivattiin natriumsulfaatilla ja haihdutettiin. Tuloksena saatiin öljymäistä, kiteytymätöntä ainetta, jolla oli vastaava heliotropiinin tuoksu, alle 1 g. Emäksinen reaktioseos sisälsi myös reagoimatonta piperiinihappoa natriumpiperaatin muodossa. Menetelmällä ei onnistuttu toistamaan piperiinihapon hapettumista Cu(OH)2:n avulla.
Näiden tulosten perusteella voidaan ymmärtää, että piperiinin uuttomenetelmä on pätevä. Myös piperiinihapon synteesi piperiinistä antaa kohtuullisen tuoton. Cu(OH)2 ei kuitenkaan toimi hyvin piperiinihapon hapettimena piperonisynteesissä.
Last edited:
