estrazione arecolina

Estrazioni più o meno grezze di principi attivi
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estrazione arecolina

Messaggio da Regene » lun giu 20, 2022 7:47 pm

ciao a tutti, so che sono stato poco attivo ultimamente ma torno oggi con un'idea che potrebbe essere molto interessante.

come da titolo mi piacerebbe estrarre l'arecolina a partire dalla noce di betel. mi sono già informato un po' ma ho alcuni dubbi.
la mia idea originale era acidificare, eseguire un defat, basificare e infine estrarre con un solvente apolare. tutto molto semplice ma ci sono dei problemi:
il primo è che ho paura di perdere arecolina durante il defat. in teoria non dovrebbe accadere se l'arecolina è in forma di sale ma se quacuno avesse più informazioni mi sarebbe molto utile.
il secondo problema è che ho paura di rimuovere l'estere metilico durante la basificazione, onestamente non so quanto questo possa essere rilevante. inoltre non saprei come evitarlo se non forse usando una base debole come il carbonato di sodio?

altra opzione sarebbe distillarla, questo potrebbe semplificare enormemente il processo e in teoria dovrebbe essere possibile visto che l'arecolina è volatile nel vapore (non so come tradurlo perfettamente in italiano). un opzione potrebbe essere quella di basificare direttamente per poi distillare e successivamente estrarre dal distillato con un solvente apolare.
https://www.sciencemadness.org/talk/vie ... ?tid=27854
in questa discussione viene descritta una tek che usa l'idrodistilalzione.

voi cosa ne pensate?
@asklepios
@VisioneCurativa

PS secondo voi varrebbe la pena acidificare con HBr piuttosto che HCl così da ottenere un sale non igroscopico? purtroppo devo per forza trasformare l'arecolina freebase nella sua forma salina perché l'arecolina freebase è troppo basica
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Re: estrazione arecolina

Messaggio da asklepios » lun giu 20, 2022 11:49 pm

La rimozione dell'estere metilico forse potrebbe essere ovviata usando invece che acqua e soda, metanolo e metossido di sodio. Condizioni che potrebbero forse anche convertire l'arecaidina ad arecolina. Rimuovi il grosso del metanolo per distillazione, quindi distilli sotto vuoto la schifezza che ti rimane. L'arecolina ha un punto di ebollizione di 209 °C a temperatura ambiente, quindi distillare direttamente a pressione non ridotta è fuori discussione.

Non sapendo nulla dell'arecolina e della sua estrazione, ho fatto una ricerca in letteratura su Semantic Scholar e Google Scholar. Ti riporto quello che ho trovato.

Diversi paper cinesi:
https://xueshu.baidu.com/usercenter/pap ... tarticle=1
https://xueshu.baidu.com/usercenter/pap ... tarticle=1
https://xueshu.baidu.com/usercenter/pap ... =xueshu_se
https://xueshu.baidu.com/usercenter/pap ... 4480b72a45
Mi sembra di capire che registrandosi si può forse avere accesso al testo completo, ma non mi sono spinto a tanto.

Ho poi trovato questo paper che mi sembra essere estremamente promettente:
https://academic.oup.com/jaoac/article- ... m=fulltext
C'è su SciHub. Ti cito comunque il paragrafo introduttivo:
Arecoline hydrobromide is used in veterinary medicine in the West. The Indian Pharmaceutical Codex (IPC) method (3), commonly employed in this country for estimation of arecoline in areca nut, is based on a single ether extraction from an ammonical phase and estimation by titration. It is unsatisfactory as it gives low and inconsistent values. Bond's method (4) for assay of arecoline hydrobromide in synthetic pharmaceutical preparations after chloroform extraction is lengthy and unsuitable for routine estimation of arecoline in areca nut. Estimation of arecoline in synthetic preparations by steam distillation and subsequent titration was attempted by Bond (5) but was discarded as it did not give reasonable recoveries (4). After re-examining the extraction and distillation procedures, an improved distillation method that gives correct and more uniform values has now been standardized for routine adoption. The effect of factors such as particle size, alkali level, and rate of distillation have been studied in detail to determine the optimum conditions for maximum recovery.
Potrebbe valere la pena consultare questo Indian Pharmaceutical Codex, che immagino sia la farmacopea indiana, anche se l'articolo è del 2020 quindi abbastanza recente.

Detto tutto ciò, inutile dire che se la tua intenzione è semplicemente avere una forma più concentrata di arecolina, non necessariamente devi mirare a un prodotto di grado farmaceutico, già un estratto metanolico sarebbe un passo avanti. Se invece sei deciso ad ottenere un prodotto puro, a meno che non voglia tenerlo in soluzione in freezer direi che avere un sale non igroscopico è sicuramente desiderabile.

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Re: estrazione arecolina

Messaggio da Regene » mar giu 21, 2022 12:34 am

La rimozione dell'estere metilico forse potrebbe essere ovviata usando invece che acqua e soda, metanolo e metossido di sodio. Condizioni che potrebbero forse anche convertire l'arecaidina ad arecolina.
molto interessante, se non ricordo male il metossido di sodio si può preparare facendo reagire sodio metallico con metanolo. forse sarebbe possibile fare un "one pot" aggiunendo sodio a piccole quantità. estrapolando da quello che hai riportato sotto forse l'ammoniaca sarebbe una base adatta a basare l'arecolina senza rimuovere l'estere?
Rimuovi il grosso del metanolo per distillazione, quindi distilli sotto vuoto la schifezza che ti rimane. L'arecolina ha un punto di ebollizione di 209 °C a temperatura ambiente, quindi distillare direttamente a pressione non ridotta è fuori discussione.
mi sono spiegato male, non pensavo di distillare direttamente ma di fare una distillazione in corrente di vapore. ovviamente una distillazione sotto vuoto sarebbe fantastica.
Ho poi trovato questo paper che mi sembra essere estremamente promettente:
https://academic.oup.com/jaoac/article- ... m=fulltext
hai perfettamente ragione questo paper è oro, come faremmo senza sci-hub :asd:
mi consola sapere che l'idrossido di sodio è una base adatta, basta stare attenti al pH.
forse si potrebbe sostituire l'acido solforico con acido bromidrico nel ricevente così da generare direttamente il sale bromidrato?
Detto tutto ciò, inutile dire che se la tua intenzione è semplicemente avere una forma più concentrata di arecolina, non necessariamente devi mirare a un prodotto di grado farmaceutico, già un estratto metanolico sarebbe un passo avanti. Se invece sei deciso ad ottenere un prodotto puro, a meno che non voglia tenerlo in soluzione in freezer direi che avere un sale non igroscopico è sicuramente desiderabile.
diciamo che potrei accontentarmi di un prodotto modestamente puro ma sicuramente preferirei la molecola isolata. ho qualche dubbio perché ho visto degli studi che mostrano la possibile azione cancerogena dell'arecolina.
decisamente dovrò orientarmi su un sale come il bromoidrato :asd:
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Re: estrazione arecolina

Messaggio da asklepios » mar giu 21, 2022 10:32 pm

forse si potrebbe sostituire l'acido solforico con acido bromidrico nel ricevente così da generare direttamente il sale bromidrato?
Sì penso di sì. Il doppio legame è coniugato con il carbonile che destabilizza un eventuale carbocatione e dovrebbe prevenire addizione al doppio legame (che credo avvenga comunque in condizioni abbastanza drastiche), quindi non dovrebbe esserci rischio di danneggiarlo anche usando subito l'HBr. Comunque dato che non è la prima volta che programmi di fare estrazioni, potrebbe valere la pena di investire in certi componenti che sicuramente sono utili:
- Estrattore Soxhlet
- Pompa vuoto
- TLC
- Colonna cromatografica e silice/ossido di alluminio

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Re: estrazione arecolina

Messaggio da Regene » mar giu 21, 2022 11:17 pm

asklepios ha scritto:
mar giu 21, 2022 10:32 pm
forse si potrebbe sostituire l'acido solforico con acido bromidrico nel ricevente così da generare direttamente il sale bromidrato?
Sì penso di sì. Il doppio legame è coniugato con il carbonile che destabilizza un eventuale carbocatione e dovrebbe prevenire addizione al doppio legame (che credo avvenga comunque in condizioni abbastanza drastiche), quindi non dovrebbe esserci rischio di danneggiarlo anche usando subito l'HBr. Comunque dato che non è la prima volta che programmi di fare estrazioni, potrebbe valere la pena di investire in certi componenti che sicuramente sono utili:
- Estrattore Soxhlet
- Pompa vuoto
- TLC
- Colonna cromatografica e silice/ossido di alluminio
chissà che azione interessante avrebbe la Methyl 1-methyl-3-bromopiperidine-3-carboxylate (dovrebbe essere così o il bromo va prima? non mi ricordo bene la nomenclatura degli anelli sostituiti). comunque sono felice di non dovermi preoccupare che il doppio legame si addizioni.

probabilmente hai ragione sul fatto che dovrei investire in quegli apparecchi, un po' alal volta li prenderò
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Re: estrazione arecolina

Messaggio da asklepios » mar giu 21, 2022 11:35 pm

Immagine
Ho fatto con il programma, non mi prendo nessun merito. La nomenclatura non è il mio forte. In quanto all'attività di quella che hai nominato tu, non sembra essere nulla di che:
http://swisstargetprediction.ch/result. ... mo_sapiens
Quella con il bromo in 4 sembra mantenere un minimo di attività muscarinica, ma molto meno dell'arecolina:
http://swisstargetprediction.ch/result. ... mo_sapiens
Poi ovviamente sono tutte predizioni teoriche

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Re: estrazione arecolina

Messaggio da Regene » mer giu 22, 2022 6:57 pm

asklepios ha scritto:
mar giu 21, 2022 11:35 pm
Immagine
Ho fatto con il programma, non mi prendo nessun merito. La nomenclatura non è il mio forte. In quanto all'attività di quella che hai nominato tu, non sembra essere nulla di che:
http://swisstargetprediction.ch/result. ... mo_sapiens
Quella con il bromo in 4 sembra mantenere un minimo di attività muscarinica, ma molto meno dell'arecolina:
http://swisstargetprediction.ch/result. ... mo_sapiens
Poi ovviamente sono tutte predizioni teoriche
grazie per le strutture e la nomenclatura corretta.

comunque ieri non ci avevo pensato ma probabilmente addizionando il doppio legame si modifica molto la struttura tridimensionale dell'anello e di conseguenza anche l'attività. se non sbaglio la versione 4-bromo non dovrebbe essere un prodotto dalla reazione con acido bromidrico. giusto?

probabilmente sarebbe più interessante modificare l'estere, sostituire l'N-metile o magari provare con un tioestere. tutta teoria comunque e anche riuscendo a sintetizzarli poi bisogna trovare delle cavie :asd:
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Re: estrazione arecolina

Messaggio da asklepios » mer giu 22, 2022 9:01 pm

Non so se la reazione produrrebbe della 3-bromo. In teoria il carbocatione in 3 sarebbe destabilizzato dal carbonile, quindi forse il carbocatione in 4 potrebbe essere più stabile. Sinceramente su questa parte teorica della chimica sono un po' arruginito, dovrei andare a guardarmi qualche testo. Sicuramente la rimozione del doppio legame modifica drasticamente la struttura tridimensionale dell'anello, su questo non c'è dubbio. Il sistema coniugato di carbonile alfa,beta-insaturo dovrebbe essere abbastanza rigido, rigidità che si perde e quindi l'anello acquisisce le varie conformazioni a sedia/barca e diventa molto più flessibile.

Penso che più che sintetizzare direttamente il tioestere o derivati vari si procederebbe con approcci prima in silico, quindi in vitro, e solo a quel punto in vivo. Già con il programma che ti ho mandato si scarterebbero i due derivati con il bromo. Oggigiorno il processo di drug discovery non è più troviamo una molecola interessante, proviamo delle modificazioni strutturali a sentimento e le diamo ai topi (o a noi stessi, come faceva Shulgin). Se ti può interessare ho due libri che mi ero salvato ma che poi non ho mai avuto tempo di leggere sul processo di drug design:
The organic chemistry of drug design and drug action (Silverman, Holladay)
e
Medicinal chemistry - The modern drug discovery process (Erland Stevens)

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Re: estrazione arecolina

Messaggio da Regene » gio giu 23, 2022 12:21 am

grazie per i consigli, quando avrò tempo darò un'occhiata a quei libri.

sono perfettamente d'accordo sul fatto che ci sono metodi più efficienti ma la mia era solo una fantasia. poi non è che io voglia davvero sperimentare con derivati sperimentali dell'arecolina :asd:
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