Stufe 1. Extraktion von Piperin
Ausgangsreagenzien und -materialien:- 400 ml 88%iges Ethanol
- 300 g gemahlener schwarzer Pfeffer
- Kaliumhydroxid (KOH)
- Filterpapiere mit 180 mm Durchmesser
- Soxhlet-Extraktionsapparat (500 ml)
- Messbecher
- Trichter
- Erhitzer
300 ml 88%iges Ethanol in einen 500-ml-Kolben gießen.
60 g gemahlenen schwarzen Pfeffer in eine Extraktionshülse aus Papier (180 mm Durchmesser) geben.
Beim Zusammenbau der Apparatur für die Piperin-Extraktion wurde der Kolben mit Ethanol erhitzt und der Rückflusskühler abgekühlt.
Jede Portion Pfeffer (60 g) wurde extrahiert, bis das kondensierende Ethanol farblos wurde. Dann wurde eine neue Extraktion mit den nächsten Portionen schwarzen Pfeffers mit einem Gewicht von jeweils 60 g unter Zugabe von 20 ml frischem Ethanol durchgeführt. Insgesamt wurden 5 Extraktionen von Portionen gemahlenen schwarzen Pfeffers mit einem Gewicht von jeweils 60 g durchgeführt, was der maximalen Sättigung des Ethanols mit Piperin entspricht.
60 g gemahlenen schwarzen Pfeffer in eine Extraktionshülse aus Papier (180 mm Durchmesser) geben.
Beim Zusammenbau der Apparatur für die Piperin-Extraktion wurde der Kolben mit Ethanol erhitzt und der Rückflusskühler abgekühlt.
Jede Portion Pfeffer (60 g) wurde extrahiert, bis das kondensierende Ethanol farblos wurde. Dann wurde eine neue Extraktion mit den nächsten Portionen schwarzen Pfeffers mit einem Gewicht von jeweils 60 g unter Zugabe von 20 ml frischem Ethanol durchgeführt. Insgesamt wurden 5 Extraktionen von Portionen gemahlenen schwarzen Pfeffers mit einem Gewicht von jeweils 60 g durchgeführt, was der maximalen Sättigung des Ethanols mit Piperin entspricht.
Stufe 2: Ausfällung von Piperin
Reagenzien und Materialien.
- Ethanolextrakt aus schwarzem Pfeffer, gewonnen in Stufe 1
- 24 g Kaliumhydroxid (KOH)
- 216 ml 88%iges Ethanol
- 1 Liter destilliertes Wasser
- Chemische Bechergläser
- Filterpapiere
- Trichter
Kaliumhydroxid (KOH) wurde in Ethanol aufgelöst. Der gewonnene Extrakt aus schwarzem Pfeffer wurde durch ein Papierfilter direkt in die vorbereitete KOH-Lösung filtriert.
Die erhaltene Lösung wurde auf 60-70℃ erhitzt.
Zu der erhitzten Lösung wurde nach und nach Wasser in Portionen (etwa 1 Liter) hinzugefügt, bis die Bildung eines gelben Piperin-Niederschlags aufhörte.
Die erhaltene Suspension wurde bis zum nächsten Tag in einem Gefrierschrank gekühlt und der ausgefällte Rückstand abfiltriert.
Der gefilterte Piperin-Niederschlag wurde in einem Exsikkator über Alkali oder unter einer Heißluftpistole getrocknet, bis eine konstante Masse erreicht war. Der Niederschlag sollte einen leichten Pfeffergeruch und einen Schmelzpunkt von 127-128°C haben.
Die Ausbeute an Piperin beträgt 17 g.
Stufe 3: Alkalische Hydrolyse von Piperin zu Pipersäure
Reagenzien und Materialien.
- 17 g Piperin
- 193,8 g KOH
- 500 ml Ethanol (EtOH)
- 900 ml 14%ige HCl
- Magnetrührer mit Heizung
- Chemische Bechergläser
- 1-Liter-Kolben
- Rückflusskühler
- Trichter
- Filterpapiere
Ethanol, KOH und Piperin wurden in einen 1-Liter-Kolben gegeben. Das Gemisch wurde gerührt, bis es sich auflöste, und 10 Stunden lang bei 70-80 °C erhitzt.
Die so entstandene warme Kaliumpiperat-Suspension wurde in ein Becherglas überführt und mit Salzsäure versetzt, bis die Piperat-Säure vollständig ausgefallen war.
Die ausgefallene hellgelbe Piperinsäure wurde durch ein dichtes Papierfilter filtriert. Glasfilter mit einer Porosität von 160 und 100 filtern den Niederschlag nicht, während ein Filter mit einer Porosität von 60 verstopft wird.
Die Pipersäure wurde in einem Exsikkator oder unter einer Heißluftpistole getrocknet, bis eine konstante Masse erreicht war. Die Säure ist ein gelbes Pulver mit einem leichten Pfeffergeruch.
Die Ausbeute an Piperinsäure beträgt 12 g.
Schritt 4: Oxidation von Piperinsäure zu Piperonal mit Kupfer(II)-hydroxid (ERFOLGREICH)
Reagenzien und Materialien.
- 12 g Piperinsäure
- 41 g NaOH
- 62 g CuSO4-5H2O
- 500 ml Wasser (250 ml für Kupfer(II)-sulfat und 250 ml für Alkali)
- 150 ml DCM
- Chemische Bechergläser
- Magnetrührer mit Heizung
- Rückflusskühler
Die Kupfersulfatlösung wurde unter Zugabe der Alkalilösung gemischt, dann wurde Pipersäure zugegeben. Die Lösung wurde 8 Stunden lang unter einem Rückflusskühler bei einer Temperatur von 80-90°C erhitzt.
Nach 8 Stunden wird aufgrund des Geruchs nach Heliotrop und eines leichten Pfeffergeruchs vermutet, dass sich Piperinsäure und Piperonal in dem entstandenen Reaktionsgemisch im Gleichgewicht befinden. Es wurde versucht, das gebildete Heliotropin durch Wasserdampfdestillation zu entfernen und aus dem Reaktionsgemisch mit Dichlormethan zu extrahieren. Das Dichlormethan wurde mit Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Die Ausbeute der ölartigen, nicht kristallisierenden Substanz mit dem entsprechenden Heliotropgeruch betrug weniger als 1 g. Das alkalische Reaktionsgemisch enthielt auch nicht umgesetzte Piperinsäure in Form von Natriumpiperat. Mit dieser Methode konnte die Oxidation von Piperinsäure mit Cu(OH)2 nicht reproduziert werden.
Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die Extraktionsmethode für Piperin geeignet ist. Auch die Synthese von Pipersäure aus Piperin ergibt eine anständige Ausbeute. Cu(OH)2 eignet sich jedoch nicht gut als Oxidationsmittel für Pipersäure in der Piperin-Synthese.
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