Экстракционный метод (втораи модификация)
Вторая модификация экстракционного способа заключается в первичной экстракции смоченного раствором аммиака растительного сырья органическим растворителем (например, дихлорэтаном, хлороформом). Основания алкалоидов переходят в вытяжку вместе с рядом балластных соединений. Процесс очистки алкалоидов от смол, пигментов, жироподобных веществ и других сопутствующих компонентов проводят путём экстракции 10% раствором серной кислоты, куда алкалоиды переходят в виде солей, а основная масса балластных веществ остаётся в органическом растворителе. Водную вытяжку обрабатывают активным углем для удаления примесей пигментов, раствор фильтруют, алкалоиды осаждают раствором аммиака или другой щёлочи в реакторе с мешалкой и рубашкой при охлаждении. Осадок отделяют на центрифуге и сушат. Выход алкалоидов обычно составляет 55-65% их содержания в сырье.
Вторая модификация экстракционного метода имеет меньшее количество стадий, алкалоиды выделяются более очищенными при более высоком выходе.
Недостатки метода • Необходимость использования больших количеств органического
растворителя для экстракции растительного сырья. • Повышенные требования к герметизации экстракторов во избежание загрязнения окружающей среды парами экстрагента. •Повышенные требования по технике безопасности, так как пары органических растворителей токсичны и огнеопасны. Необходимость использования мощной приточно-вытяжной вентиляции. • Громоздкость оборудования. • Трудоёмкость процесса.
Ионообменный метод выделения ы очистки алкалоидов
Экстракцию алкалоидов из растительного сырья при ионообменной очистке производят водой или разбавленным раствором сильной кислоты (хлороводородной, серной). Основные принципы адсорбционной ионообменной технологии алкалоидов, сформулированные Н.А. Измайловым, следующие.
1. Выбор ионита и условий адсорбции должен обеспечивать преимущественную и максимальную адсорбцию извлекаемой соли алкалоида и её минимальную остаточную концентрацию в растворе в условиях равновесия.
2. Десорбирующий растворитель должен быть выбран так, чтобы в условиях равновесия элюат с относительно высокой концентрацией вещества находился в равновесии с адсорбентом с малым количеством вещества, чтобы из десорбирующего растворителя адсорбция алкалоидов была минимальной,
4. Важен выбор оптимального значения рН раствора. Этот показатель должен обеспечивать максимальную ионизацию солей алкалоидов в растворе.
5. Для десорбции алкалоидов из ионита, необходимо, чтобы в растворе находилось избыточное количество вытесняющего иона.
Недостатки водных растворов щелочей следующие.
— Меньший выход алкалоидов, так как они частично ионизированы и подвергаются обратной сорбции.
— Алкалоиды в водной среде могут подвергаться разложению, также возможна потеря алкалоидов, так как они в воде плохо растворимы и в процессе десорбции будет образовываться их суспензия в воде.
— При десорбции в элюат переходит много балластных веществ.
Электрохимический метод выделения и очистки алкалоидов (метод электродиализа)
Для отделения алкалоидов от балластных веществ предварительно осуществляют экстракцию растительного материала водно-спиртовым раствором или водой. При этом алкалоиды переходят в вытяжку в виде солей. Процесс очистки осуществляют в электродиализаторе (1), разделённом полупроницаемыми мембранами (2) натри камеры. Мембраны изготавливают из пергамента, целлофана или керамики. В одной из камер устанавливают катод (3), в другой — анод (4). В среднюю камеру заливают вытяжку с алкалоидами, а боковые камеры заполняют очищенной водой. Через систему пропускают постоянный ток плотностью 0,03 а/см2 (катод), Процесс ведут до отрицательной реакции на алкалоиды в средней камере. При пропускании электрического тока катионы солей алкалоидов вместе с другими катионами переходят в катодное пространство, а анионы —• в анодное. В катодной камере раствор подкисляют уксусной или винной кислотой, чтобы алкалоиды находились в виде солей. Значение рН раствора должно быть в пределах 5-6. Метод электродиализа позволяет отделять алкалоиды с сопутствующими солями от основной массы примесей (углеводов, белков, пигментов, смол и др.), являющихся недиссоциированными высокомолекулярными соединениями. Для дальнейшего отделения от минеральных или органических солей алкалоиды осаждают в виде оснований 25% раствором аммиака и экстрагируют из щелочной среды органическим растворителем (дихлорэтаном, хлороформом, хлористым метиленом и др.).
Недостатки - • Низкий (20—25%) выход по току (отношение в процентах полезно затраченного на выделение алкалоидов электричества к общим его затратам), так как основное количество электроэнергии затрачивается на перенос легкоподвижных Н+ и ОН" (имеют высокие числа переноса), а также за счёт обратной свободной диффузии ионов. • Сложность подбора материала для изготовления мембран (диафрагм) в связи с заиливанием их коллоидными частицами, находящимися в извлечении. • Необходимость охлаждения электролизера при длительной работе. • Потребность поддержания значения в катодной камере рН = 5-6 для сохранения алкалоидов в растворённом виде.
31. Методы анализа алкалоидов