2) аммиак и хлороформ (+)
3) дистиллированную воду
4) хлороформ и ионообменную смолу
Алкалоиды — азотсодержащие органические соединения с основными свойствами. В растительном сырье они обычно присутствуют в виде солей с органическими кислотами, поэтому для выделения именно свободных оснований проводят подщелачивание раствором аммиака. При повышении pH протонированная форма алкалоида превращается в неионизированную, менее полярную форму, способную переходить в органическую фазу.
Хлороформ используют как органический экстрагент, практически не смешивающийся с водой и хорошо растворяющий многие липофильные основания алкалоидов. После обработки аммиаком свободные основания распределяются преимущественно в хлороформном слое, тогда как неорганические соли, избыток аммиака и значительная часть водорастворимых примесей остаются в водной фазе. Эффективность процесса определяется соотношением pH среды и величины pKa алкалоида: чем выше доля неионизированной формы, тем полнее её экстракция хлороформом.
Кислая среда, напротив, переводит алкалоиды в водорастворимые соли и применяется на иных этапах выделения или очистки. Дистиллированная вода не обеспечивает достаточной селективности, а сочетание хлороформа с ионообменной смолой не является общим принципом извлечения алкалоидов в виде свободных оснований. Поэтому сочетание аммиака и хлороформа соответствует классической кислотно-основной схеме разделения.
| Этап или условие | Форма алкалоида | Преимущественная фаза | Химический смысл |
|---|---|---|---|
| Исходное растительное сырьё | Часто соли органических кислот | Водная или клеточная фаза | Ионизированная форма обладает повышенной полярностью |
| Подкисление | Протонированный катион алкалоида | Вода | Повышается растворимость в воде, но свободное основание не выделяется |
| Подщелачивание аммиаком | Неионизированное свободное основание | Переходная стадия | Отщепляется протон, разрушается соль алкалоида |
| Экстракция хлороформом | Липофильное свободное основание | Хлороформный слой | Происходит распределение вещества по коэффициенту распределения |
| Водный слой после экстракции | Неорганические соли и полярные примеси | Вода | Полярные компоненты плохо переходят в хлороформ |
| Использование только воды | Преимущественно соли и полярные соединения | Водная фаза | Извлечение возможно, но селективность по отношению к алкалоидам низкая |
| Ионообменная очистка | Ионные формы соединений | Смола или элюат | Метод основан на обмене ионов и не заменяет стандартную экстракцию свободных оснований |
Кислотно-основная экстракция позволяет управлять растворимостью алкалоидов изменением их степени ионизации. Аммиак выполняет функцию основания, а хлороформ — функцию селективного органического растворителя для неионизированных форм. После отделения хлороформного слоя растворитель удаляют, получая фракцию, обогащённую алкалоидами-основаниями. Для количественной полноты выделения экстракцию органической фазы обычно проводят несколько раз.