Метод отримання

2. Метод отримання

Аспартам отримують синтезом з L – амінокислот:

аспарагінової кислоти

фенілаланіна.

Схема отримання аспартаму:

Домішки: дикетопіперазин (продукт розпаду).

 

Кольорові реакції

Устаткування, прилади й реактиви: водяна баня, спиртівка, 10% розчин NaOH, 1% розчин CuSO4, 0,2% розчин нінгідрину, концентрована азотна кислота, 0,5% розчин аспартама.

Біуретова реакція. У лужному середовищі білки, а також продукти їхнього гідролізу – поліпептиди дають фіолетове або червоно-фіолетове забарвлення із солями міді. Реакція обумовлена наявністю пептидних зв'язків (-NHCO-). Позитивна біуретова реакція проявляється в з'єднаннях, що містять не менш двох пептидних груп. Інтенсивність забарвлення залежить від довжини пептиду і варіює від синьо-фіолетового до червоно-фіолетового й червоного.

Біуретову реакцію дають також аспарагін (амід аспарагінової кислоти) і амінокислоти гістидин, треонін і серін.

Свою назву реакція одержала від біурета – з'єднання, що утворюється при нагріванні сечовини. Ця реакція супроводжується відщіпленням молекули аміаку.

Комплексної мідно-натрієвої солі пептидів і білків приписують наступну будову:

аспартам підсолоджувач сполука хімічний

Техніка виконання роботи: до 1 молярного розчину аспартама додають 1 молярний 10% розчину їдкого натрію й 2 краплі 1% розчину сірчанокислої міді. У присутності білків і пептидів (починаючи із трипептидів) з'являється рожево-фіолетове забарвлення. Реакція заснована на утворенні хелатного з'єднання іонів міді (+2) із двома пептидними зв'язками.

Нінгідринова реакція. Нінгідринова реакція обумовлена наявністю амінокислот, що мають аміногрупи в б-положенні. Білки, поліпептиди і амінокислоти утворюють із нінгідрином з'єднання синього або синьо-фіолетового кольорів (при нагріванні). Нінгідринова реакція є однієї з найбільш чутливих для виявлення б-аміногруп.

Сутність реакції полягає в тім, що б-амінокислоти і пептиди, реагуючи з нінгідрином, піддаються окисному дезамінування і декарбоксілюванню:

Відновлений нінгідрин взаємодіє з аміаком і другою молекулою нінгідрину, утворюють зафарбоване з'єднання (пурпурний Руеманна).

Техніка виконання роботи: до 5–10 крапель розчину аспартама додають 6–10 краплі 0,2% розчину нінгідрину. Нагрівають до кипіння на водяній лазні. З'являється фіолетово-синє забарвлення за рахунок утворення продукту конденсації нінгідрину з амінокислотою.

Ксантопротеїнова реакція. Характерна для деяких ароматичних амінокислот. При нагріванні білків і поліпептидів з концентрованою азотною кислотою утвориться нітросполука жовтого кольору.

Реакція протікає у дві стадії. Протягом першої амінокислота, взаємодіючи з концентрованою азотною кислотою, піддається нітруванню. При цьому утвориться динітросполука (жовтого кольору).

В другій стадії продукти нітрування реагують із їдким натром або гідроксидом амонію з утворенням натрієвої або амонійної солі, що має жовто-помаранчеве забарвлення.

Ксантопротеїнову реакцію, крім білків, пептидів і циклічних амінокислот, дають також багато простих ароматичних з'єднань (бензол, фенол і ін.).

Техніка виконання роботи: до 0,5 молярного розчину аспартаму додають 5–6 краплі концентрованої азотної кислоти. Обережно нагрівають. При наявності в розчині циклічних амінокислот або білків, у яких присутні ці амінокислоти, з'являється жовте забарвлення за рахунок нітрування бензольного кільця.

Після охолодження в пробірку обережно (по стінці) доливають надлишок концентрованого розчину аміаку або їдкого натру – рідина приймає помаранчевий або жовтий колір.

3. Кількісне визначення

1. Хроматографічний метод.

Метод заснований на використанні високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ). Метод є арбітражним.

Обладнання і реактиви: високоефективний рідкісний хроматограф з програматором лінійного виміру швидкості потоку, обладнаний спектрофотометричний детектор з довжиною хвилі 210 нм; колонки хроматографічні; установка для вакуумної фільтрації; мікрошприці хроматографічні; папір фільтрувальний; ваги лабораторні; рН-метр; мірні колби; градуювальні піпетки; скляний рідинний термометр; бідистильована вода; ацетонітрил; калій фосфорнокислий однозамішенний; бензоат натрію; аспартам; ортофосфорна кислота.

Підготовка до випробування:

а). Приготування градуювального розчину аспартаму (550 мг/дм³).

Наважку аспартаму масою 137,5 мг переносять у мірну колбу місткістю 250 см³, до половини заповнену бідистильованою водою температурою 30–35 ^оС. Перемішують до повного розчинення, потім бідистилятом доводять до мітки.

б). Приготування градуювального розчину аспартаму (275 мг/дм³).

Відміряють піпеткою 2 см³ градуювального розчину аспартаму концентрацією 550 мг/дм³ переносять у мірну колбу місткістю 50 см³і доводять до мітки бідистильованою водою, добре перемішують.

в). Приготування градуювального розчину аспартаму (138 мг/дм³).

Відміряють піпеткою 25 см³ концентрацією 550 мг/дм³ переносять у мірну колбу місткістю 100 см³ і доводять до мітки бідистильованою водою, добре перемішують.

Приготування рухомої фази:

1,73 г. калія фосфорнокислого однозамішеного (КН₂РО₄) помішують у мірну колбу місткістю 1000 см³, розчиняють в бідистильованій воді, перемішують до повного розчинення. Отриманий розчин ортофосфорної кислоти (Н₃РО₄) доводять до мітки рН 3,2 850 см³ отриманого буферного розчину змішують із 150 см³ ацетонітрилу (С₂Н₃), попередньо відфільтрував їх через фільтрувальний папір діаметром пор 0,5 мкм.

Термін придатності рухливої фази – не більше 7 діб.

Умови хроматографічного аналізу:

Колонка з фазою С – 18,5 – 6 мкм, 0,15 * 4,6 мм.

Рухома фаза: 15% ацетонітрилу, 85% 0,0125 М розчину КН₂РО₄, доведеного фосфорною кислотою до рН 3,2.

Швидкість потоку: лінійний градіент від 1,2 см³/хв до 1,7 см³/хв за 8 хв.

Температура термостату – 35 ^оС.

Тиск на колонці при швидкості потоку – 1,2 см³/хв – 120 кг/см² (тиск буде зростати по мірі експлуатації колонки).

Знаходження за поглинанням в УФ-області спектру при довжині хвилі 210 нм 0,02 од. адсорбції на всю шкалу.

Обробка результатів:

Масову долю аспартаму розраховують за формулою

 

де К – поправочний коефіцієнт, установлюваний за загально прийнятими правилами для методу «абсолютної градуїровки»;

S – площина піку досліджуваного компоненту, відповідна до певної масової концентрації компонента, мг;

V – об’єм аналізуємої проби, дм³;

Розрахунки проводять до другого десятичного знаку.

За кінцевий результат дослідження приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень.