Prefazione
Nel Journal of Chemical Education , di cui sono abbonato , è riportata una interessante esperienza di laboratorio : si tratta di mettere in evidenza , con le tecnica della cromatografia su strato sottile , l’acido salicilico contenuto nella corteccia del salice . Come sapete , dall’acido salicilico è derivata l’aspirina , che è il farmaco più usato nel mondo , di cui si è scoperto un numero incredibile di proprietà farmacologiche . E’ una storia, quella dell’acido salicilico e poi dell’aspirina , che ho avuto occasione a suo tempo di presentare agli studenti . E’ una storia che affascina i ragazzi e che mette in moto conoscenze di molti rami del sapere scientifico , quali : chimica , biochimica , fisiologia , patologia , storia della scienza ecc.. Un tema che si adatta sia al corso chimici che a quello biologico .Anzi un bel tema da tesi sperimentale per l’esame di stato . Si adatta al corso di organica , biochimica , di chimica strumentale e analisi e , come no , a chimica industriale : il ciclo di chimica industriale per la produzione di aspirina .Ancora il salice ha le sue foglie , e i suoi rami con la corteccia viva . Si può fare anche ora l’esperienza di laboratorio . Oppure si possono raccogliere i rametti , conservarli nel freezer e l’esperienza di laboratorio farla più avanti .
Di seguito avete la traduzione di parte dell’articolo , che è la parte che serve praticamente per allestire l’esperienza di laboratorio . Ma vi ho allegato anche tutto il materiale originario , tratto dalla rivista , in inglese , se qualcuno fosse interessato .
Ricerca dell'acido salicilico nella corteccia di salice
Introduzione :
L'uso della corteccia di salice per trattare il dolore e la febbre risale a più di duemila anni fa , al tempo di Hippocrate (~ 400 BC ) , il quale consigliava i pazienti di masticare la corteccia dell'albero di salice per alleviare i loro sintomi . Anche popoli di varie parti della terra hanno usato estratti o infusi fatti con le specie locali di alberi di salice per gli stessi scopi per migliaia di anni . Agli inizi del diciannovesimo secolo , la scienza chimica era sviluppata al punto tale che i chimici cominciarono a interrogarsi e a ricercare che cosa fosse responsabile nella corteccia di salice delle sue proprietà curative . Nel 1828 Johann Buchner , un professore di farmacia di Monaco , isolò un composto cristallino giallo dalla corteccia dell' albero di salice che chiamò salicina ( deriva dal nome latino del salice , salicaceae ) e il quale era responsabile delle proprietà terapeutiche della corteccia del salice . La procedura di estrazione fu in seguito migliorata dal chimico Francese Henri Leroux , e nel 1838 da Raffaele Piria ( un chimico italiano ) separando la salicina in uno zucchero (glucosio ) e una molecola aromatica . Fu successivamente trovato che il componete attivo era la molecola organica , alla quale fu dato il nome di acido salicilico . Questa molecola , tuttavia , causava una significativa irritazione dello stomaco e fu così modificata per dare acido acetilsalicilico (Aspirina) , la quale fu venduta per la prima volta nel 1899 ed è diventata da allora diventato il farmaco largamente più usato nel mondo . La corteccia di salice , tuttavia , contiene una quantità molto piccola di acido salicilico , la maggior parte di questi esiste come derivati , come la salicina dove i gruppi funzionali fenolo o acido carbossilico della molecola hanno reagito con altre molecole per formare esteri . Gli esteri posso essere divisi attraverso l'azione di acidi , i quali in questo caso produrranno acido salicilico libero , e i questo modo con il semplice riscaldamento della corteccia di salice negli acidi , l'acido salicilico può essere estratto dalla corteccia .
Noi analizzeremo la nostra corteccia di salice per individuare la presenza di acido salicilico usando la tecnica della cromatografia su strato sottile , TLC . I composti saranno evidenziati in due modi : con la luce UV e immergendo la piastra in una soluzione etanolica di cloruro ferrico all'1% . Ci aspetteremo di vedere diversi composti sotto la luce UV , essendo l'estratto di corteccia impuro ; tuttavia , il cloruro ferrico reagisce selettivamente con i fenoli ( uno dei quali è presente nell'acido salicilico ) e così solo alcuni dei composti dell'estratto di corteccia di salice appariranno con il metodo della TLC .
Procedura sperimentale
Noi possiamo avere campioni di corteccia di salice da almeno uno dei cinque specie di salice ( Slix fragilis , Salix amygdaloides , Salix tameline , Salix bebbiana e Salice pentandra ) disponibili per gli studenti .. Tutte le cinque specie contengono sufficiente quantità di acido salicilico per questo esperimento . Sbucciare la corteccia dei rami di salice , assicurandosi di raccogliere sia la parte esterna dura , che la parte interna morbida e verde della corteccia . Non preoccuparsi se la corteccia è sporca o ha altre imperfezioni .Usando le forbici , tagliare elementi della corteccia in pezzi lunghi di ~1 cm e collocare ~10 - 15 g di questi pezzi di radice in una beuta dal fondo arrotondato o pallone ( round-bottom flask ) di 100 mL . Addizionare 50 mL di HCl 1.0 M al pallone e montare l'apparato di reflusso . Riscaldare a ricadere per 30 minuti . La soluzione dovrebbe cambiare assumendo un colore rosso molto intenso . Dopo 30 minuti , raffreddare il pallone a temperatura ambiente e filtrare la soluzone in un imbuto separatore usando carta da filtro Whatman No. 4 ( NOTA : Il filtrato può essere torbido , non preoccuparsi per questo ) . Risciacquare il pallone e la corteccia con 10 mL di acqua e trasferire anche questa acqua nell'imbuto separatore . L'acido salicilico e le altre molecole organiche sono estratte dalla soluzione usando acetato di etile . Addizionare ~10mL di acetato di etile nel'imbuto sparatore , agitare . Permettere ai due strati che si formano di separarsi , poi far defluire lo strato acquoso , in basso , in una beuta Erlenmeyer pulita . Versare lo strato organico dalla bocca dell'imbuto separatore in una beuta Erlenmeyer pulita e asciutta . Versare lo strato acquoso di nuovo nell'imbuto separatore e ripetere ancora la procedura di estrazione , aggiungendo 10 mL di etilacetato puro , riunendo poi l'estratto ottenuto con quello precedente . Disidratare la soluzione organica , addizionando la appropriata quantità di solfato anidro di magnesio alla beuta e filtrare in una beuta Erlenmeyer pulita e asciutta usando carta da filtro Whatman No. 2. Decolorare la soluzione con carbone attivo. Filtrare la soluzione usando carta da filtro Whatman No. 2 in una piccola beuta . Il filtrato potrebbe essere colorato di un colore giallo pallido . Non è necessario ripetere il processo di decolorazione . Lasciare la soluzione a temperatura ambiente . La presenza dell'acido salicilico sarà rivelata con la Cromatografia a strato sottile ( TLC) usando una soluzione standard di acido salicilico . Procurarsi una lastra di 2 x 5 cm di gel di silice fluorescente , ricordarsi di non toccare la lastra con le dita nude ! Usando un lapis , segnare leggermente la piastra con una linea , 0.5 cm dal margine in basso . Usando un capillare , punteggiare la lastra con la soluzione standard di acido salicilico e con la soluzione di estratto della corteccia di salice sulla linea tracciata dal lapis , circa 0.5 cm l'una dall'altra . Un adatto sistema di solventi è preparata sotto cappa e consiste di una soluzione di toluene , dietil etere , acido acetico glaciale e metanolo ( 120 : 60 : 18: 5 in volume ) . Collocare ~ 5 mL di questo solvente in una vaschetta per sviluppo cromatografico . Il fondo della vaschetta dovrebbe essere ricoperto , ma non tanto da sommergere le macchie della piastra TLC . Per sviluppare la TLC inserire la piastra TLC nella vasca da sviluppo , facendo attenzione che le macchie siano sopra il livello del solvente . Permettere al solvente di sviluppo di salire quasi in cima ( ma non completamente ) alla piastra ( ~2 minuti ) e poi rimuovere la piastra dalla vaschetta usando delle pinzette . Segnare il fronte del solvente subito con il lapis . Non rimuovere la piastra TLC dalla cappa fino a quando il solvente non è tutto evaporato . Quando la TLC è completa , si visualizzano le macchie sotto la lampada UV e si annota quello che si vede ; si segna la localizzazione , la dimensione e colore di tutte le macchie . Fatto questo si pone la piastra in una vaschetta che contiene una soluzione di cloruro ferrico all'1% , si rimuov di nuovo e e si annota l'aspetto della piastra. Si registrano tutte le differenze . Il cloruro ferrico reagisce con i fenoli per dare un intenso un color rosso ruggine . Per ciascuna macchia registrare la distanza dall'origine, il valore di Rf , e il colore .
Figure 1. (A) UV−visualized and (B) FeCl3-stained chromatograms of the willow bark extract from S. pentandra .Nei due cromatogrammi le macchie a sinistra sono quelle dell'estratto , mentre la macchia a destra è dello standard di acido salicilico
Per un ciascun gruppo occorrono le seguenti soluzioni e sostanze :
- 50 mL di HCL 0.1 M
- 20 mL di acetato di etile
- Solfato anidro di magnesio
- Soluzione di acido salicilico (come standard per cromatografia su strato sottile )
- ~ 10 mL di eluente per TLC ( la composizione è descritta sotto )
- 1% di soluzione etanolica di cloruro ferrico
Preparazione delle soluzioni
Per preparare 1.00 L di HCl 1.0 M :Addizionare 83 mL di acido cloridrico concentrato a 500 mL di acqua , poi portare a volume fino a 1 LPer preparare una soluzione standard di acido salicilico :Addizionare ~ 5 mg a ~ 10 mL di diclorometano in una piccola beuta , agitare , fino a solubilizzazione Per preparare ~ 200 mL di eluente per TLCmiscelare 120 mL di toluene , 60 mL di dietiletere , 18 mL di acido acetico glaciale ,e 5 mL di metanoloPer preparare 100 mL di soluzione di cloruro ferrico all'1%Sciogliere 0.80 g di FeCl3 in 100 mL di etanolo al 95 % Note addizionali utili
- L'estrazione della soluzione acida della corteccia di salice con diclorometano è un'altra alternativa . In questo caso lo stadio della decolorazione non è necessario perché i composti colorati vivacemente non sono estratti dal diclorometano , ma l'estratto di diclorometano deve essere concentrato prima di impiegarlo nella TLC .
- La disidratazione dell'estratto prima della TLC non è necessaria data l'alta natura polare della soluzione di sviluppo . Noi , tuttavia , abbiamo preferito includere questa breve tappa per far conoscere agli studenti questa procedura di disidratazione .
- Il sodio solfato è efficace come il magnesio solfato per la disidratazione dell'estratto .
- Nel caso che gli studenti non rivelano l'acido salicilico nell'estratto , l'estratto può essere concentrato ( a bagnomaria ) . Nella nostra esperienza , tuttavia , se gli studenti non hanno usato una eccessiva quantità di etilacetato (>> 20 mL ), l'acido salicilico è stato quasi sempre rivelato facilmente con la TLC .
- I rami possono essere conservati in una busta di plastica a -20 °C in un freezer per almeno un anno senza perdita . Non sono richieste precauzioni o speciali tecniche di conservazione .
- Il fattore di ritenzione per l'acido salicilico è 0.56 usando la TLC decritta .Come in ogni esperimento che comporta l'uso di fonti naturali , noi raccomandiamo fortemente di provare l'esperimento con la fonte locale di salice prima di passare alla esecuzione della prova curricolare .
Allegati : 
Articolo della rivista JCE JCE supporting information.pdf
Esperienze di laboratorio
Giovedì 22 Novembre 2012 17:08 | 
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