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Der mikrochemische Nachweis geringer Mengen von Arbutin und Urson in Pflanzen.

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Arbutin und C'rson in Pflanzen
345. Robert Fischer und Erich Linser:
Der mikrochemische Nachweis geringer Mengen von
Arbutin und Urson in Pflanzen.
(:\us
dem Pharmakognostischen Institut der Universitat Innsbruck.)
Eingegangen am 29. Januar 1930.
Der mikrochemische Nachweis des Arbutins in der Pflanze
griindet sich bekanntlich auf die Isolierung des bei der hydrolytischen
Spaltung frei werdenden Hydrochinons durch Sublimation. In der
Praxis wird eine geringe Menge des zu untersuchenden Materials mit
Salzsaure befeuchtet und der Sublimation unterworfen. Es sublimiert
nach dem Verdunsten der Flussigkeit das ganze Hydrochinon ab.
Diese Methode laBt sich aber nur anwenden, wenn eine groBere Menge
Arbutin vorhanden ist, wie z. B. bei Folia Uvae ursi, Pirola umbellata
u. a. m. Bei geringem Gehalt hingegen liefert dic direkte Sublimation
kein befriedigendes Resultat, teils weil die darin enthaltene Menge
Arbutin bzw. Hydrochinon zu gering ist, teils weil andere fluchtige
Stoffe mitsublimieren, das Sublimat verunreinigen und die damit durchr
zufuhrenden Reaktionen storend beeinflussen. Es laBt sich daher auf
diesem Wege eine kleine Menge Arbutin mikrochemisch n i c k eins
wandfrei nachweisen.
Es wurde nun eine Methode angewendet. die besagte Schwierigs
keiten vermeidet und es gestattet, Arbutin selbst bei spurenweisen Vorr
kommen in 0.5 bis 1.O g getrocknetem Pflanzenmaterial nachzuweisen
und in kristatlisierter Form zu erhalten. Der Nachweis beruht auf der
Spaltung des Arbutins, der Extraktion des erhaltenen Hydrochinons
mit Ather aus der gepulverten Pflanze und dgr Verarbeitung des
Atherextraktes in der Weise, wie es der eine von uns bereits beim
Nachweis des Veronalsl) und des Kantharidinsl) beschrieben hat. Der
das gesamte 'Hydrochinon enthaltende Atherextrakt wurde, in gewohns
licher Weise in einer Schale verdunstet, wohl einen hauchdunnen
Ruckstand hinterlassen, der sich aber nicht zusammenkratzen und der
Sublimation unterwerfen laBt. Den Ruckstand direkt (nach Auflosung
in Wasser) auf Hydrochinon zu priifen, fuhrt wegen der noch vorr
handenen. aus der Pflanze gelosten Verunreinigungen zu keinem eins
deutigem Resultat, da empfindliche Reagcnzien, wie ammoni akalische
Silberlosung, auch mit anderen Korpern sich umsetzen.
Der Atherextrakt wird nun, und das ist das Wichtigste, in der
Weise verdunstet, da8 der gesamte Ruckstand auf einem kleinen, etwa
1 qcm grol3em Fleck konzentriert abgelagert wird. Man erreicht dies
dadurch, da8 man den Xther mit Hilfe eines Kapillartrichters auf den
Boden des im Ulbade erhitzten Sublimationsrohrchens abtropfen la8t
(etwa 20 Tropfen in der Minute). Man erhalt daselbst den gesamten
Ruckstand und sublimiert diesen. An Stelle des Kapillartrichters kann
auch ein Augentropfer verwendet werden, der, mit etwa 0.5 ccm Xther
gefullt, schief uber das erhitzte Sublimationsrohrchen gehalten, den
Ather meist selbsttatig in der erforderlichen Geschwindigkeit a b
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R o b e r t F i s c h e r und E r i c h L i n s e r
tropfen la&. Zur Fullung des Ulbades wurde ein hochsiedendes
Paraffin01 (Kahlbaum) verwendet, das sich bequem bis zu einer Tems
peratur von 250° benutzen la5t. Die genaue Beschreibung des eins
fachen Apparates samt Zeichnung siehe F i s c h e r l).
Der Arbeitsvorgang ist nun beim Arbutinnachweis folgender:
0.5 bis 1.0 g gepulvertes Pflanzenmaterial werden mit Salzsaure (35 bis
4%ig) durchfeuchtet und zur Spaltung des Arbutins 25 Minuten auf ein
siedendes Wasserbad gebracht. Hierauf wird, um unnotig langes Ers
hitzen der Masse zu vermeiden, uber Schwefelsaure im Vakuum ges
trocknet. Da das Hydrochinon eben bei looo schon etwas fluchtig ist,
sol1 die Erhitzung nicht ubermafiig lang und im bedeckten Uhrglas
durchgcfuhrt werden. Das nun trockene Pulver wird zweimal rnit
10 ccm Xther extrahiert (in der Warme), die vcreinigten Extrakte mit
Chlorkalzium entwassert und auf 3 ccm eingedunstet, worauf diese,
wie oben angegeben, im Sublimationsrohrchen verdunstet werden. Es
darf dabci die Temperatur dcs Ulbades nicht uber 95O steigen. Sodann
wird nach Auflegen eines Deckglases die Tcmperatur langsam auf llOo
erhijht, das Deckglas gewechselt und unter Kuhlung weiter bis 125O
crhitzt. In diesem Interval1 geht die Hauptmenge des Hydrochinons
uber; es ist zweckmafiig, mehrere Sublimate aufzufangen, natiirlich
nach MnBgabe des vorhandenen Hydrochinons. Das Temperatur:
optimum liegt bei etwa 120". Die angegebencn Temperaturen stinimen
nur bei Verwendung des gleichen Sublimationsabstandes von 5 mm. Es
handclt sich nun darum, die so erhaltenen Kristalle zu identifizieren.
Diese bestehen nus polygonalen Blattchen mit schuppenartigem Aus,
sehen. Mehr oder wcniger starke Kuhlung andert die Kristallform. Ein
so erhaltenes Sublimat (es genugt auch ein entsprechendes Deckglass
splittcrchen) wird i m Exsikkator getrocknet und dient zur Schmelz,
punktbestimmung. Dasselbe wird zwecks Reinigung nochmals einer
Sublimation unterworfen, und zwar auf dem K 1 e i n schen Mikros
schmelzpunktapparat (oder bei vorsichtiger Erhitzung auch auf der
Asbestplatte) mit einem Abstand von 0.5 bis 1.0 mm. Die Kristalle
werden getrocknet und dann der Schmelzpunkt bestimmt. Er liegt
dann bei 167 bis 169O, stimmt also mit dem Schmelzpunkt des Hydro5
chinons (169") gut uberein. Aunerdem werdcn, was nicht minder
wichtig ist, folgende Identitatsreaktionen angestellt: Zusatz von
3% iger Eisenchloridlosung lafit einige Sekunden spater schwarzblaue
bis dunkelrotbraune tannenbaumartig gefiederte Kristalle auftreten,
die nach einigen Minuten sich in dunkle Massen verwandeln oder ver:
schwinden.
Mit einer Losung von pSNitrosodimethylanilin entstehen gelbliche
Kristallrosetten mit oft blattahnlich verbreiteten Zweigenden
(R o s e n t h a 1 e r ")). Mit Ammoniak entstehen gelbbraune Nadels
buschel, die sich im UberschuB wieder lijsen (T u n m a n n 9). Ammo,
niakalische Silberlosung scheidet schwarze Nadeln aus. Mit Hilfc
dieser vier Reaktionen kann die Identitat der erhaltenen Kristalle mit
Bestimmtheit festgestellt werden.
Eine Anzahl von Pirolazecn und Erikazeen wurde mit dieser
Methode untersucht. Von allen Pflanzen wurden lediglich die obers
irdischen Teile, und zwar in trockenem Zustande verwendet. Wir
Xrbutin und Urson in I'flanzen
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konnten Arbutin in folgenden Pflanzen, die bereits nls arbutinhaltig
bekannt waren, nachweisen: Arctostaphylos alpina, A. Uva ursi, Vacci:
nium Vitis Idaea, Pirola secunda, Pirola rotundifolia, Pirola uniflora,
Pirola umbellata; ebenso in Pirola minor und Pirola media, uber deren
Arbutingehalt wir in der Literatur keine Angaben finden konnten.
Diese beiden gelten somit als neue Arbutinpflanzen. Kein Arbutin
konnte in Ubereinstimmung mit der Literatur gefunden werden: Bei
Calluna vulgaris, Rhododendron hirsutum, ferrugineum, Vacciniuni,
Myrtillus (untersucht Wurzel und Fruchte), Erica mediterranea,
arborea, carnea, Ilex aquifolium, Loiseleuria (Azalea) procumbens. Das
Alter der untersuchten Pflanzcn betrug meist 1 bis 10 Monate.
Muscumexemplare zcigten keinen wesentlichen Unterschied im
Arbutingehalt gegenuber den frischen Pflanzen. Nur in einem Falle
bei Ledum palustre konnte im Gegensatz zu M a i s c h K), der Arbutin
in welkem Kraut fand, nichts nachgewiesen werden. Wir hatten aller:
dings ein nur mehrere Jahre altes Kraut in Handen, das viellcicht sein
Arbutin eingebiiat hatte.
Um die Brauchbarkeit dcr Methodc zu beweisen, wurden Zuni
Vergleich alle als arbutinhaltig gefundenen Pflanzen direkt mit Salz:
saure dcr Sublimation unterworfen. Kein Sublimat gaben: Pirola
secunda, Pirola uniflora, Pirola minor. Der mikrochemische Nachweis
gelingt in diesen Pflanzen also nur mit Hilfe der beschriebenen
Methode. Es ist dadurch auch die Moglichkeit gegeben, selten vor:
kommende oder schwer erhaltliche auslandische Pflanzen oder Herbar:
exemplare zu untersuchen, da nur geringe Mengen, etwa 0.5 g,
Material hierzu notig sind. Schlicalich laat sich noch das manchmal
vorhandene freie Hydrochinon nachweisen, indem man das Pflanzen:
pulver ohne vorheriges Bchandeln mit Salzsaure direkt mit Xther
extrahiert, welcher nur das vorhandene 'Hydrochinon herauslost und
dann weiter verarbeitet. Freies Hydrochinon wurde z. B. bei Pirola
minor nachgewiesen. Dieselbe Pflanze, direkt der Sublimation unter:
worfen (ohne Salzsaure), ergab kein Sublimat.
Der Nachweis des Ursons (Ursolsaure) wurde bisher meist in
der Weise durchgefiihrt, da8 man, wie z. B. N o o y e n ") angibt, mit
alkalischem Methylalkohol auszieht und dann mit Saure des Phytos
sterin ausfallt. Bei wenig Material ist diese Methode nicht anwend:
bar. Das Urson lafit sich aber bei Berucksichtigung der Atherloslich:
keit und der leichten Sublimierbarkeit in ganz ahnlicher Weise auf.
finden wie das Arbutin. Die direkte Sublimation aus der Pflanze
ist nur bci hohem Ursongehalt durchfuhrbar, z. B. bei Pirola umbellata
und Folia Uvae ursi.
Methodik: 1.5 bis 1.0 g fein gepulvertes Material wird mit etwa
20 ccm schwaeh mit Salzsaure angesauertem Wasser 15 Minuten im
Wasserbad erhitzt, filtriert, getrocknet und zweir bis dreimal mit je
10 ccm Ather extrahiert (in der Warme). Das Kochen mit Wasser
hat den Zweck, einen Teil der fur die Sublimation hinderlichen Ver:
unreinigungen wegzulosen. Das Urson ist in Wasser unloslich. Die
Atherextrakte werden entwassert, auf 3 ccm eingedampft und in der
oben beschriebenen Weise bei 100 bis l l O o verdunstet. Das Olbad
wird hicrauf bis 210° ohne ein Deckglas aufzulegen, erhitzt, bis 230.
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das erste Deckglas aufgelegt, um bereits ubergehende Spuren aufs
zufangen, dann gewechselt und das zweite Deckglas von 230 bis 250°
belassen, wobei die Hauptmenge des Ursons sublimiert. Von den
erhaltenen Sublimaten, welche meist aus prismatischen Nadeln mit
zarten Konturen bestehen, wird eines mit Wasser vorsichtig ge:
waschen und vor der Schmelzpunktbestimmung in den Exsikkator
gebracht. Das trockene Sublimat wird bei einem Abstand von 1 mm
umsublimiert (siehe Arbutin) und der Schmelzpunkt bestimmt. der
dann bei 260 bis 262O liegt. Der Schmelzpunkt des reinen Ursons wird
in der Literatur verschiedcn angegeben, je nach Reinheit der Sub:
stanz, zwischen 262 und 2 8 0 O . DaB der Schmelzpunkt der nach
unserem Verfahren erhaltenen Substanz etwas niedriger lag, als dem
Durchschnitt der Literaturangaben entspricht, ist wohl auf die noch
nicht vollkommene Reinheit zuruckzufuhren.
Bei der Identifizierung der Kristallc durch Reaktionen kam uns
die Eigenschaft des Ursons sehr zu statten, ein in Wasser und Ather
unloslichcs Kaliumsalz zu bilden; diese bekannte Tatsache benutzten
wir zur Aufstellung einer neuen mikrochemischen Reaktion. Die
Kristalle auf dem Deckglas werden in 1 bis 2 Tropfen Ather gelost
und ein Deckglas, welches an der Unterseite einen ganz kleinen
Tropfen 15%ige Kalilauge tragt, auf den Athertropfen aufgelegt, so
daf3 der Kalilaugetropfen ganz vom Ather umspult ist. E s bildet sich
nun ubcrall dort, wo sich die beiden Flussigkeiten beruhrcn, ein band:
artiger, grauer Niederschlag, der, bei starker VergroBerung betrachtet,
aus feinsten Nadeln von UrsonsKalium besteht. Der Niederschlag
entsteht sofort. Spater auftretende, groBere Nadeln sind kein Ursons
Kalium. Charakteristisch fur das Kaliumsalz ist, daB es immer an der
Beruhrungsstelle beider Flussigkeiten, aber immer in der Randschichte
des Wassers auftritt. Diese Reaktion ist sehr eindeutig und empfinds
lich. Da das Urson ein phytosterinartiger Korper ist, sind auch
manche allgemeine Sterinreaktionen anwendbar, wie die mit Essigs
saureanhydrid:Schwcfelsaure (Farbung tiefrotsviolett) und die Reaks
tion von K a t h und W i n o g r a d o f f : Mit Trichloressigsaure entr
steht in der Hitze eine schone Violettfarbung; Cholesterin gibt diese
bereits in der Kalte (H i r s c h s o h n '9. Die letztgenannten Reaks
tionen sind zwar nicht so eindeutig, da andere Stoffe (Harzsaurens
Sterine) sich gleich verhalten; in Verbindung mit Schmelzpunkt,
Sublimationstcmperatur und Kaliumsalz sind sie dennoch zur Identis
fizierung brauchbar. Digitonin gibt mit Urson keine Fallung.
Dieselbe Reaktion gibt das aus den Gewurznelken sublimierbare
Caryophyllin, welches nach v a n d e r H a a r e ) isomer dem
Urson ist.
Der Ursonnachweis gelang in folgenden Pflanzen:
1. deren Ursongehalt bereits bekannt war: Ilex aquifolium,
Pirola umbellata, Pirola rotundifolia, Vaccinium Vitis Idaea, VaccL
nium Myrtillus, Erica nrborea;
2. deren Ursongehalt noch unbekannt war: Pirola minor, Erica
mediterranca. Erica carnea.
Arbutin und Urson in Pflanzen
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Kein Urson wurde gefunden in Rhododendron hirsutum, Pirola
uniflora, Laiseleuria procumbens, ebenso bei Ledum palustre und
Rhododendron ferrugineum, von welchen beiden N o o y e n ") angibt,
dal3 er durch Extraktion mit Methylalkohol (siehe oben) Urson nachs
gewiesen habe, sich aber zur Identifizierung nur der L i e b e r m a n n s
schen Reaktion bediente; dies ist aber nicht fur Urson beweisend,
wie bereits erwahnt wurde. Das Vorkommen von Urson in diesen
beiden Pflanzen erscheint also nach diesen Ergebnissen zweifelhoft.
zumal da wir mehrere Drogen verschiedener Herkunft untersucht
haben und niemals im Sublimat die entsprechenden Kristalle oder
die Reaktion mit Kalilauge erhalten haben. Vielleicht bedingten harzs
artige InhaltsstofFe (Ericolin) oder Sesquiterpene den von N o o y e n O)
beschriebenen und auch von uns erhaltenen positiven Ausfall der
L i e b e r m a n n schen Reaktion.
Man ersieht also aus dieser Aufstellung, da13 die Methode des
Ursonnachweises gute Dienste leistet zur Auffindung neuer ursons
haltiger Pflanzen.
Es kann der Nachweis des Arbutins und des Ursons auch in
einem Arbeitsgang erfolgen, in dem man die fur die Isolierung von
Hydrochinon hergestellten Atherextrakte zuerst eben auf Hydro.
chinon pruft, sodann die Temperatur des Olbades auf 200° erhoht und
durch etwa eine Viertelstunde dort verweilt, um die letzten Spuren
von Hydrochinon und andere Verunreinigungen zu entfernen und
dann das Urson auffangt. Man erhalt hierbei, da das Auskochen mit
Wasser entfallen muDte, etwas verunreinigte Ursonkristalle.
Neben dem Nachweis von Arbutin und Urson lal3t sich durch
Sublimation des Atherextraktes bei Pirola umbellata und bei Pirola
rotundifolia zwischen 95 und 110" ein dichter Beschlag von gold:
gelben, stark verzweigten gefiederten Nadeln beobachten. Der
Schmelzpunkt derselben liegt nach dem Umsublimieren und Trocknen
bei 113 bis 1 1 4 O . Es handelt sich wahrscheinlich um Chimaphillin
(Literaturschmp. 114O), dessen Vorkommen in Pirola umbellata schon
bekannt war ( S c h m i dte)). Neu ist das Vorkommen in Pirola
rotundifolia, deren Chimaphillingehalt aber wesentlich kleiner ist.
Reaktionen wurden keine angestellt, es sind auch zur Identifizierung
keine notig, da der Schmelzpunkt, Aussehen und Form der Kristalle
dazu vollkommen geniigen. Um bei der Sublimation die Trennung
von Hydrochinon b a s e r bewerkstelligen zu konnen, verweilt man
langere Zeit bei 105". um das Chimaphillin zum Grofiteil uberzutreiben.
bevor das Hydrochinon zu sublimieren beginnt. Die direkte Sublis
mation aus der Pflanze gelingt nur bei Pirola umbellata, bei Pirola
rotundifolia hingegen nur mit der Atherextraktion.
Als Anhang sei noch eine Beobachtung mitgeteilt, die sich bei
der Untersuchung von Pirola uniflora ergab. Bei einer Temperatur
von 110" erhielten wir eine groBe Menge Nadeln, die gekriimmt, sehr
stark gefiedert und von gelber Farbe waren. Sie sind vermutlich
identisch mit den von P. F u r t h r 0 ) in eben derselben Pflanze ges
fundenen Kristallen, mit denen sie beziiglich der Loslichkeit fast
genau ubcreinstimmen. Reaktionen waren dort keine angegeben.
Auffallig war nur der Farbenumschlag von Gelb in Rot, den die
-4rbutin und Urson in Pflanzen
190
Kristalle bei Zusatz von Kalilauge oder Ammoniak erlitten. Reak:
tionen auf Sterine blieben negativ, ebenso rief prNitrosodimethylanilin
und Eisenchlorid keine Veranderung hervor. Deshalb lieB sich auch
das Hydrochinon neben diesen Kristallen leicht nachweisen. Der
Schmelzpunkt lie13 sich nicht bestimmen, da die Kristalle sich ver:
fliichtigten, obwohl das Deckglas auf den Objckttrager gekittct war,
dicse somit unter VerschluB standen.
I, u s a m m e n f a s s u n g.
Es wird cin Verfahren beschrieben, das den Nachweis von
Arbutin und Urson in kleinen Mengen von Pflanzenmaterial, 0.5 bis
1.0 g, auch dann ermoglicht, wenn diese Stoffe nur in geringer Menge
vorhanden sind. Als neue Arbutinpflanzen wurden Pirola minor und
Pirola media gefundcn. Ferner folgende neue Ursonpflanzen: Erica
mediterranea, Erica carnea und Pirola minor. AuBerdem wurde
Chimaphillin, das bisher nur bei Chimaphilla Pirola umbellata be:
kannt war, auch in Pirola rotundifolia nachgewiesen.
1)
2)
L i t e r a t ur.
R. 1: i s c h e r , l’harniad. .Vonatsh. 8, Heft 10, S. 195 (102i).
R. F i s c h c r , -1rch. l’harmaz. u. Bcr. Utsch. Pharmaz. Ges., Heft 1,
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:;) I,. R o s c n t h a 1 e r , Pharmac. Xcta Helr. 1, Heft 4 (1926).
4)
0. T u n m a n n , Rer. Dtsch. P’harm. Ge s . 21, 312 (1911).
5)
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l’harmaz. Zentralhalle 64, 81 bis 87 (1923).
6;)
-4. M. N o n y c n , Pharmac. Wcekbl. 57, 1128; 7it. 11. Chcm. Ztrhl. 1920,
111, 032.
7) E. f I i r s c h s n h n , Pharniax. Zentralhalle 44, 673 (1M.3).
”) X. W. v a n d e r H a a r , Rec. Trav. chim. PayssBas, T. 36. Nr. 11,
1.5. 11. 1927.
E. S c h ni i d t , Pharmaz. Chem. 11, Vieweg 1923, 11, S.2094 (Fairbank).
P. F ii r t h , Sitzungsher. .<kad. Wiss., Wicn, Mathcm. Naturwiss.
Kiasse, Abt. I, Bd. 129. S. 5.59 (1920).
0)
1”)
346. Ernst Deuaen:
Beitrage zur Kenntnis der Sterilisation im Apothekenbetrieb.
(Mitteilung aus dem Laboratorium fur angewandte Chemie und Pharmaxic
der Universitiit Leipzig.)
Eingegangen am 10. Februar 1930.
I. U b e r d i e A p p a r a t u r z u r D e s t i l l a t i o n r n i i g l i c h s t
reinen Wassers.
Es diirfte nicht allgemein bekannt sein, d a 8 beim Destillieren
yon Fliissigkeiten aus einem Fraktionierkolben oder ahnlich zusams
mengesetzten Apparate Fliissigkeitsspritzer auch bei gro13ter Vorsicht
in das Destillat gelangen. Handelt es sich urn Darstellung von
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