Фитохимический анализ ЛРС, содержащие эфирные масла

Величину отклонения   плоскости   поляризации   от  начального   положения,  выраженную в угловых градусах, называют углом вращения    и обозначают греческой  буквой  "альфа".  Величина  угла  вращения  зависит  от  природы  оптически  активного  вещества,  длины  пути   поляризованного света в оптически активной среде (чистом  веществе   или  растворе)  и  длины волны света.  Для растворов величина угла   вращения зависит от природы растворителя и концентрации  оптически   активного  вещества.  Величина угла вращения прямо пропорциональна   длине пути света в оптически активной  среде,  т.е.  толщине  слоя   оптически активного вещества или его раствора. Влияние температуры  в большинстве случаев незначительно.

 Для сравнительной  оценки способности различных  веществ вращать плоскость  поляризации света вычисляют величину удельного вращения  ["альфа"].  Удельное вращение - это константа оптически  активного  вещества.  Удельное  вращение ["альфа"] определяют расчетным путем  как угол поворота плоскости поляризации  монохроматического  света  на  пути  длиной  в  1  дм в среде,  содержащей оптически активное  вещество,  при условном приведении концентрации этого  вещества  к  значению, равному 1 г/мл.

Если нет   специальных   указаний,   определение   оптического  вращения проводят  при  температуре  20  град. С и при длине волны  линии  D  спектра  натрия  (589,3  нм).  Соответствующую  величину                                                                   

удельного вращения обозначают ["альфа"] ²⁰ _D     .  Иногда  для   измерения используют зеленую линию спектра ртути с длиной волны 546,1 нм.

При определении   ["альфа"] в  растворах  оптически  активного  вещества необходимо иметь в виду,  что  найденная  величина  может  зависеть   от   природы   растворителя  и  концентрации  оптически  активного вещества. Замена растворителя может привести к изменению ["альфа"] не только по величине,  но и по знаку.  Поэтому, приводя  величину удельного вращения,  необходимо указывать растворитель  и  выбранную для измерения концентрацию раствора.

Величину удельного вращения рассчитывают по одной из следующих  формул.

       Для  веществ, находящихся в растворе:  

 

                                       "альфа" 100

                      ["aльфа"] = -----------,                    (1)

                                               lc

 

где "альфа" - измеренный угол вращения в градусах; l – толщина  слоя в дециметрах; с - концентрация раствора, выраженная в граммах вещества на 100 мл раствора.

   Для жидких веществ:

 

                                             "альфа"

                         ["aльфа"] = -------,                     (2)

                                            l"рo"

 

 где "альфа" - измеренный  угол вращения в градусах; l –  толщина  слоя в дециметрах;  "рo" - плотность жидкого вещества в граммах на  1 мл.

Удельное вращение   определяют   либо  в  пересчете  на  сухое вещество,  либо из высушенной навески,  о чем  в  частных  статьях  должно быть соответствующее указание.

Измерение величины угла  вращения  проводят  либо  для  оценки  чистоты  оптически  активного  вещества,  либо для определения  его  концентрации  в  растворе.    Для  оценки  чистоты   вещества   по  уравнению (1) или (2) рассчитывают величину его удельного вращения  ["альфа"]. Концентрацию оптически активного  вещества  в  растворе  находят по формуле:

 

                                   "альфа"100

                             c = -----------.                    (3)

                                  ["альфа"]l

 

          Поскольку величина  ["альфа"]  постоянна только в определенном  интервале концентраций,  возможность использования формулы (3) ограничивается этим интервалом.

Измерение угла  вращения проводят на поляриметре,  позволяющем  определить величину угла вращения с точностью +/- 0,02 град.

Предназначенные для  измерения  угла  вращения  растворы   или  жидкие  вещества  должны  быть  прозрачными.  При измерении прежде всего следует установить  нулевую  точку  прибора  или  определить  величину поправки с трубкой, заполненной чистым растворителем (при  работе с растворами) или с пустой трубкой (при  работе  с  жидкими веществами).   После   установки  прибора  на  нулевую  точку  или определения величины поправки проводят основное измерение, которое  повторяют не менее 3 раз.

    Для получения   величины   угла   вращения   "альфа" показания прибора,  полученные при  измерениях,  алгебраически  суммируют  с  ранее найденной величиной поправки.

Показатель преломления определяют рефрактометром (ГФ XI вып.1, стр. 29)

Показателем преломления  (n)   называют   отношение   скорости  распространения света в вакууме к скорости распространения света в  испытуемом веществе.  Это абсолютный  показатель  преломления.  На  практике   определяют   так  называемый  относительный  показатель  преломления, т.е.  отношение  скорости  распространения  света   в  воздухе к скорости распространения света в испытуемом веществе.

Показатель преломления  зависит от температуры  и  длины  волны  света,  при  которой  проводят определение.  В растворах  показатель  преломления зависит  также  от  концентрации  вещества  и  природы   растворителя.

Рефрактометрия применяется  для  установления  подлинности   и  чистоты   вещества.   Метод   применяют   также   для  определения   концентрации вещества  в  растворе,  которую  находят  по  графику  зависимости  показателя  преломления  от концентрации.  На графике  выбирают интервал концентраций,  в  котором  соблюдается  линейная   зависимость  между  коэффициентом  преломления и концентрацией.  В  этом интервале концентрацию можно вычислить по формуле:

 

                                                                  n - n₀

                                                      X =  --------- ,

                                                                  F

 

где Х - концентрация  раствора;  n  -  показатель  преломления   раствора; n₀  -  показатель  преломления растворителя  при той же   температуре;  F -  фактор,  равный  величине  прироста  показателя  преломления  при  увеличении концентрации на 1 %  (устанавливается   экспериментально).

             Приборы, применяемые  для   определения показателя преломления,  называются рефрактометрами. Определение  проводится при температуре  (20 +/- 0,3)  град.  C и длине волны  линии D спектра натрия (589,3  нм).  Показатель преломления,  определенный  при  таких  условиях, обозначается индексом  n ²⁰_D .                                                                                                                                          

Современные приборы откалиброваны  таким образом,  что отсчеты,  полученные по их шкалам, соответствуют показателям преломления для   D линии натрия, поэтому при проведении измерений следует соблюдать   указания в отношении соответствующего источника света, приведенные   в инструкции к приборам.

 Обычно измерения    показателя    преломления    проводят   на   рефрактометрах  типа  Аббе,  в  основу  которых  положено  явление   полного  внутреннего  отражения  при  прохождении  светом  границы   раздела двух сред с разными показателями преломления.

         Диапазон измеряемых  показателей преломления при измерении в проходящем свете 1,3-1,7.

Точность измерения  показателя преломления должна быть не ниже   +/- 2 x 10^-4  .

 Могут быть  использованы  рефрактометры других типов с  такой же   или большей точностью.

Рефрактометры юстируют  по эталонным жидкостям,  прилагаемым  к  приборам, или дистиллированной воде, для которой n ²⁰_D = 1,3330.

Из химических констант определяют:

Кислотное число (КЧ) количество мг едкого кали, пошедшего на нейтрализацию свободных кислот, содержащихся в навеске 1.5 – 2г масла, взятой с погрешностью ±0,01г и растворенной в 5мл нейтрализованного спирта. (ГФ XI вып. 1, стр.191).  При хранении эта константа может увеличиваться за счет омыления сложных эфиров. Обычно КЧ - 0,5-5.

Эфирное число(ЭЧ),  обозначающее  количество  миллиграммов  едкого  кали, пошедшее  на  омыление  сложных  эфиров,  содержащихся в 1 г эфирного масла,   определяют   в   растворе,   полученном    после  определения  кислотного  числа.  К этому раствору прибавляют 20 мл спиртового раствора  едкого  кали  (0,5  моль/л)  и  нагревают  на водяной  бане  в колбе с воздушным холодильником (диаметр трубки 1 см, длина 100 cм) в течение 1 ч, считая с момента закипания. Затем  раствор разбавляют 100 мл воды и избыток едкого кали оттитровывают раствором серной кислоты (0,25 моль/л) (индикатор - фенолфталеин).

       Эфирное  число (X) вычисляют по формуле:

 

                                                  28,05V

                                             Х = ---------,

                                                        m  

 

где V -  объем  спиртового  раствора  едкого  кали  (0,5  моль/л), израсходованного  на омыление эфиров,  в миллилитрах;  m - навеска масла в граммах;  28,05 -  количество  миллиграммов  едкого  кали,  содержащихся в 1 мл спиртового раствора едкого кали (0,5 моль/л).

 Эфирное число используют  для  вычисления  содержания  сложных эфиров или связанных спиртов в процентах (X1) по формуле:

                                ХМ100       ХМ

                       Х1 = ------------ = -----,

                             56,1 х 1000    561

 

где Х - эфирное число;  М - молекулярная масса эфира  или  спирта; 56,1 - молекулярная масса едкого кали.

            Эфирное число  после  ацетилирования   обозначает   количество миллиграммов  едкого кали,  необходимое для омыления суммы сложных эфиров,  содержащихся первоначально в 1 г масла  и  образовавшихся при ацетилировании.

 Определение проводят следующим образом:  10 г масла помещают в специальную  колбу  для  ацетилирования с пришлифованным воздушным холодильником,  приливают 10 мл уксусного ангидрида  и  прибавляют  около  2  г  безводного ацетата натрия.  Смесь кипятят на песчаной бане в течение 2 ч.  После охлаждения  прибавляют  20  мл  воды  и  нагревают  на  водяной  бане  при частом взбалтывании в течение 15мин.  Затем смесь переносят в делительную воронку вместимостью 100 мл и отделяют слой масла. Масло 4-5 раз промывают при взбалтывании 50 мл насыщенного раствора хлорида натрия (до нейтральной  реакции промывных  вод)  (индикатор  -  метиловый оранжевый),  затем масло  дважды промывают порциями  воды  по  20  мл  для  удаления  следов хлорида  натрия,  обезвоживают безводным сульфатом натрия (около 3г) и фильтруют.

1-2 г  полученного масла  (с точностью до 0,001 г) взвешивают  в конической колбе, растворяют  в 5 мл спирта, нейтрализуют спиртовым  раствором  едкого  кали  (0,5 моль/л) (индикатор - фенолфталеин) и  определяют эфирное число, как  описано выше.

             Эфирное число после ацетилирования (Х2) вычисляют по формуле: 

 

                                   28,05V1

                             Х2 = ----------,

                                         m₁

 

где V1 - объем раствора едкого кали (0,5 моль/л), израсходованного на  омыление  эфиров  после ацетилирования,  в  миллилитрах;  m₁ - навеска в граммах;  28,05 - количество миллиграммов  едкого  кали,  содержащихся в 1 мл спиртового раствора едкого кали (0,5 моль/л).

       Содержание  свободных спиртов (Х3)  в   процентах  вычисляют  по  формуле:

 

                       (Х2 - Х)М100                (Х2 - Х)М

     Х3 = ------------------------------- = -------------------- ,

                         -   (Х2 - Х)42  ¬      561 - 0,42(Х2 - Х)

    56,1 х 1000 ¦1 - -------------  ¦

                        L  56,1 х 1000  -

  

где Х - эфирное число;  Х2 - эфирное число после ацетилирования;

М - молекулярная масса спирта; 56,1 - молекулярная масса      едкого

            -   (Х2 - Х)42¬

кали;  ¦1 -  ------------- ¦ - поправка   на   увеличение    массы

         L   6,1 х 1000  -

эфирного масла  за  счет  присоединения  ацетильного   остатка   с молекулярной массой 42.

Общее содержание  спиртов  выражается   суммой   связанных   и свободных спиртов.

           Содержание фенолов определяют следующим образом:  в кассиеву колбу вместимостью 200-250 мл с шейкой, градуированной на 10 мл (с точностью до 0,1 мл), вносят пипеткой 5 мл испытуемого масла и 150  мл  5%  раствора  едкого  натра и взбалтывают в течение 15 мин.

Отстоявшееся   масло   вводят   в   градуированную   шейку   колбы прибавлением   такого   же   раствора  едкого  натра.  Через  1  ч отсчитывают количество не прореагировавшего масла.

Содержание фенолов (Х4) в  процентах вычисляют по формуле:

 

 

                          (5 - V2) x 100

                  X4 = -------------- = (5 - V2) x 20,

                                 5

 

 где 5  -  объем   испытуемого масла в миллилитрах;  V2 – количество масла,  не  прореагировавшего   с  5%  раствором  едкого  натра,  в миллилитрах.

        Температура масла  при  внесении  в колбу и при отсчете должна быть одинаковой.

      

6.2 Количественный  анализ эфирных масел

 

Количество эфирного масла  определяют при приемке сырья  и в процессе его хранения.

Согласно ГФ XI, вып.1, стр.290-294 определение содержания эфирного масла проводят путем его перегонки (гидродистилляции) с водяным паром из растительного сырья с последующим измерением объема. Содержание масла выражают в объемно-весовых (массовых) процентах в пересчете на абсолютно сухое сырье.

Частная нормативная документация на конкретные виды сырья регламентирует массу навески сырья, степень  его измельчения, метод определения, время перегонки, и нижний показатель содержания эфирного масла в сырье.