Dünnschichtchromatographische Auftrennung von Lavendelöl Inhaltsverzeichnis Einleitung - Allgemein - Versuchsziel Methoden und Material Versuchsdurchführung Ergebnis Diskussion Quellen Einleitung Allgemein: Ätherische Öle: Ganz allgemein sind ätherische Öle pflanzliche Öle mit Duftstoffen. Sie sind verantwortlich für das Anlocken der Insekten, was zur Bestäubung und Fortpflanzung der Pflanzen führt. Ausserdem halten sie Schädlinge fern und schützen vor Erkrankungen durch Pilze oder Bakterien. Sie werden von Öl-Drüsen gebildet und werden im Pflanzengewebe gespeichert. Ätherische Öle sind lipophil, das heisst gut fettlöslich. In Wasser lösen sich die Öle nicht. Sie schwimmen nur auf der Oberfläche. Die Unterschiede zu fetten Ölen (z. B. Sonnenblumenöl) sind, dass sie vollständig verdampfen (ätherisch bedeutet auf deutsch so viel wie flüchtig, leicht verdampfend ) und dass sie auf Papier keinen für fettes Öl so charakteristischen Fettfleck hinterlassen. So kann man also ganz leicht herausfinden, ob ein ätherisch Öl mit fetten Ölen verunreinigt wurden: Man lässt es auf Papier tropfen. Hinterlassen diese Tropfen Flecken, ist das ätherische Öl nicht rein. Es gibt verschiedene Möglichkeiten ätherisches Öl zu gewinnen: Sehr gebräuchlich ist die Wasserdampfdestillation. Das Pflanzenmaterial, welches Öle enthält wird in einem Behälter (Alambique) aufgeschichtet. Dann lässt man von unten her Wasserdampf aufsteigen. Dieser Dampf lässt das Öl und den Wasserdampf aus dem Pflanzenmaterial verdampfen. Der Dampf wird abgekühlt und so wird ein Öl-Wassergemisch hergestellt. Das Öl schwimmt dann auf dem Wasser und kann abgeschöpft werden. Eine andere Möglichkeit ist die Kaltpressung. Diese wird nur bei Zitrusölen angewandt. Dadurch entsteht eine Emulsion (fein verteiltes Gemisch zweier verschiedener, normalerweise nicht mischbarer Flüssigkeiten ohne sichtbare Entmischung) von Wasser und ätherischen Ölen und diese Öle werden anschliessend durch eine Zentrifugierung abgetrennt. Die Extraktion (durch ein Lösungsmittel wird der besser lösliche Stoff aus dem Gemisch gelöst, Lat. extrahere : herausziehen) wird vor allem bei sehr teuren Ölen angewandt. Manche Pflanzenöle kann man auch ganz einfach nicht durch die anderen Trennverfahren herauslösen. Diese Öle werden durch ein Lösungsmittel (meist Hexan) aus den Pflanzen herausgelöst. Die Pflanzenteile werden in ein chemisches Lösungsmittel gelegt, welches die löslichen Aromastoffe, Farbstoffe und Wachse entzieht. Anschliessend wird das Lösungsmittel herausdestilliert. Die wachsartige, zurückbleibende Masse wird durch Alkohol nochmals extrahiert oder destilliert. Physikalische und chemische Merkmale: Lavendelöl wird durch das Destillieren der frischen Blüten mit Wasser oder Dampf gewonnen. Es ist farblos bis schwach gelblich und es ist ziemlich dünnflüssig. Es hat einen Pascal Zeder SF Biologie-Chemie 1
sehr starken Lavendelgeruch. Es lässt sich hervorragend gegen Sonnenbrand und Einschlafstörungen (durch Einatmen) verwenden. Der Siedepunkt liegt bei 185 bis 188 C und es hat ein spezifisches Gewicht von 0.87 0.94 g/cm 3. polar und apolar: Polarität bedeutet, dass es in einer Atomgruppe eine Ladungsverschiebung gegeben hat. Damit ist die elektrische Ladung nicht mehr neutral. Ein Lösungsmittel kann polar oder apolar sein. Ein polares Lösungsmittel löst gut polare, apolare Lösungsmittel apolare Stoffe. Es gilt gleiches löst gleiches. mobile und stationäre Phase Die mobile Phase ist eine Flüssigkeit, die Farbstoffe herauslöst. Wie gut der Farbstoff sich löst hängt von der Löslichkeit und der Grösse der Moleküle ab. Jedoch ist für die Löslichkeit nicht nur die mobile Phase verantwortlich, sondern auch die stationäre Phase, das heisst, dem Untergrund, auf dem sich das Laufmittel heraufzieht (in unserem Fall Kieselgel). Versuchsziel: Das Versuchsziel besteht darin, die einzelnen Bestandteile von Lavendelöl dünnschichtchromatographisch zu trennen, und diese mithilfe von UV-Licht und Referenzsubstanzen zu bestimmen. Anschliessend werden die Ergebnisse mit jenen aus der Literatur verglichen und diskutiert. Methoden und Material Methoden: Man macht zwei Dünnschichtchromatographien o 1. Chromatogramm mit 5 µl der Referenzsubstanzen und den Konzentrationen von 5, 10 und 15 µl für das Lavendelöl. o 2. Chromatogramm mit höheren Konzentrationen gewisser Referenzsubstanzen, welche beim 1. Chromatogramm eventuell unklar erschienen sind. Material für das 1. Chromatogramm: Lavendelöl Kieselgelplatte GF 254 (Platte 20x20 cm) Polygram Laufmittel: Toluol-Aethylacetat (93:7) Referenzsubstanzen 5 µl (Linalylacetat, Linalool, 1,8 Cineol, Nerol, Borneol, Geraniol, Limonen, Verbenol, β Caryophyllen, β Caryophyllen-Epoxid) Chromatographie-Tank Vanillin-Schwefelsäure Wärmeschrank UV-Licht (UV-Gerät) Material für das 2. Chromatogramm: Ätherisches Lavendelöl Kieselgelplatte GF 254 (Platte 20x20 cm) Polygram Laufmittel: Toluol-Aethylacetat (93:7) Referenzsubstanzen (Linalylacetat,, Linalool, 1,8 Cineol, Nerol, Borneol, Geraniol, Limonen, Verbenol, β Caryophyllen, β Caryophyllen-Epoxid) in verschiedenen Konzentrationen (5, 10 und 15 µl) Chromatographie-Tank Vanillin-Schwefelsäure Wärmeschrank Pascal Zeder SF Biologie-Chemie 2
UV-Licht (UV-Gerät) Versuchsdurchführung Man beschriftet die Kieselgelplatte zuerst folgendermassen: Nach den Vorbereitungen kommt man zum praktischen Teil. Man nimmt eine 5 µ-liter Pipette und trägt die Referenzsubstanzen am richtigen Platz auf die Platte auf (5 µ-liter) und das Lavendelöl wird an drei Punkten auf dem Chromatogramm aufgetragen. Genau in der Mitte der Startlinie werden 15 µl aufgetragen, ganz rechts 10 µl und ganz links 5µl. Der nächste Schritt besteht darin, das Chromatogramm in das Laufmittel (Toluol-Aethylacetat zu stellen (in einem Chromatographie-Tank). Die Laufzeit beträgt 40-45 Minuten. Danach wird das Chromatogramm herausgenommen und die Laufmittelfront sofort markiert, da diese schon nach wenigen Minuten unsichtbar wird. Nachdem das Laufmittel verdunstet ist, wird die Platte unter dem UV-Licht betrachtet. Die Flecken, die sichtbar sind, werden mit Bleistift vorsichtig markiert. Danach wird die Platte in Vanillin-Schwefelsäure getaucht und sofort in den Wärmeschrank gelegt (10 Minuten bei 100 C) um es zu entwickeln. Beim 2. Chromatogramm läuft alles gleich, mit dem Unterschied, dass die Referenzsubstanzen andere Konzentrationen aufweisen, denn aus dem Bild des entwickelten 1. Chromatogramms ist ersichtlich, welche Referenzsubstanz beinahe oder ganz unsichtbar geblieben sind und aufgrund dieses Bildes werden die neuen Konzentrationen festgelegt (5,10 oder 15 µl). Pascal Zeder SF Biologie-Chemie 3
Ergebnis Ziellinie Laufmittelfront ß-Caryophyllen Linalylacetat Linalool Startlinie Bei diesem Dünnschichtchromatogramms von Lavendelöl sind nur drei Inhaltstoffe genau ersichtlich (ß-Caryophyllen, Linalylacetat und Linalool). Die anderen Stoffe sind nicht eindeutig festzulegen. Das ß-Caryophyllen ist sehr schwach sichtbar, dafür ist das Linalylacetat und das Linalool um so deutlicher ersichtlich. Das ß-Carophyllen läuft bei diesem Chromatogramm nahe an der Front, das heisst es ist gut löslich in Toluol-Aethylacetat. Das Linalylacetat läuft zentral und das Linalool ist eher schlecht löslich. Ein Vergleich der Ergebnisse mit den Angaben aus der Literatur zeigen überwiegend Übereinstimmung, doch fehlt ein Bestandteil von Lavendelöl: 1,8 Cineol ist auf diesem Chromatogramm unsichtbar geworden. Diskussion Das Ziel, die Inhaltsstoffe von ätherischem Lavendelöl mittels Dünnschichtchromato-graphie herauszufinden, ist in dem Sinne gut herausgekommen, dass man die wichtigsten Bestandteile sichtbar machte. Nur 1.8 Cineol war nicht sichtbar, noch zuweilen, da es sich in der Referenzsubstanz vermutlich zersetzt hatte. Ausserdem beträgt der Anteil von 1,8 Cineol im Lavendelöl nur gerade 1%. Quellen www.wikipedia.org Bilder aus Skript und eigene Chromatogramme RÖMPP Lexikon, Chemie, Hrsg. Jürgen Falbe, Manfred Regitz Thieme Verlag (1999) Pascal Zeder SF Biologie-Chemie 4
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