Die Vitali-Reaktion zum Nachweis von Tropanalkaloiden

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Die Vitali-Reaktion zum Nachweis von Tropanalkaloiden

Die Reaktion nach Vitali wurde erstmals vor 130 Jahren verffentlicht. Sie ist eine der wenigenFarbreaktionen zur Identifikation von Alkaloiden, die noch heute verwendet werden. In der Modifikation vonMorin ist sie gut reproduzierbar, empfindlich und recht spezifisch und wird nach wie vor in den Arzneibchernzur Identittsprfung von Tropanalkaloiden (Hyoscyamin, Atropin, Homatropin, Skopolamin) gefhrt.

Gerte:

Kleine Abdampfschalen, Spiritusbrenner, Dreifu, Drahtnetz, Reagenzglashalter, Mezylinder 10 mL,Kolbenhubpipetten (500 L, 20-200 L, 10 L), Tropfpipette, Glasstab, Reagenzglser

Chemikalien:

eine Ampulle Atropinum sulfuricum 0,5 mg

rauchende Salpetersure (C, O)

Aceton (F, Xi)

ethanolische Kalilauge, ca. 1N (C, F)

(3 g Kaliumhydroxid in 50 ml unverglltem Ethanol 96% lsen)

Hinweis:

Atropin ist stark giftig (wenngleich der Inhalt der hier angewandten Ampulle nicht zu relevantenVergiftungserscheinungen fhren kann)

Durchfhrung:

Ausgangsmaterial ist eine Ampulle Atropinsulfat, wie sie in der Notfallmedizin gngig ist. Ein Milliliter enthlt0,5 mg der Substanz in physiologischer Kochsalzlsung. Die Ampulle wird geffnet, mit denKolbenhubpipetten folgende Mengen entnommen und jeweils in eine kleine Abdampfschale gegeben:

600 l = 0,3 mg Atropinsulfat200 l = 0,1 mg Atropinsulfat100 l = 50 g Atropinsulfat50 l = 25 g Atropinsulfat20 l = 10 g Atropinsulfat10 l = 5 g Atropinsulfat

Die Flssigkeiten lsst man dann bei Zimmertemperatur eintrocknen. Dabei bedeckt man dieAbdampfschalen mit Filtrierpapier, damit kein Staub hineingelangt. Dann gibt man in jede Schale 10 Tropfen(ca. 0,5 mL) rauchende Salpetersure und dampft ber dem Spiritusbrenner vorsichtig ein, bis ein geringer,blassgelb gefrbter Rckstand zurckbleibt. Wegen der dabei verdampfenden Salpetersure muss dies unterdem Abzug oder vor dem offenen Fenster geschehen. Die Prozedur verlangt etwas Fingerspitzengefhl. Manmuss erhitzen, bis der Rckstand ganz trocken ist und sich gelblich verfrbt hat. Andererseits darf man nichtzu hoch erhitzen, da sich das Reaktionsprodukt sonst zersetzt.

Nach dem Erkalten gibt man in die Schale 5 mL Aceton und rhrt mit einem Glasstab, bis sich der Rckstandgelst hat. In die farblose oder allenfalls blassgelbliche Flssigkeit gibt man dann tropfenweise etwa 0,5 mLethanolische Kalilauge. Es bildet sich eine schne, intensiv violette Frbung aus. Bei sehr kleinen MengenAtropin kann die Violettfrbung noch erkannt werden, wenn man die Flssigkeit in den Reagenzglsern vonoben betrachtet und so eine grere Schichtdicke vor sich hat. Vitali berichtet, mit seiner Reaktion noch 1 gAtropinsulfat nachgewiesen zu haben (siehe unten).

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Entsorgung:

Die Flssigkeiten knnen ber das Abwassernetz entsorgt werden.

Erklrung:

Atropin ist ein racemisches Gemisch aus D- und L-Hyoscyamin. Hyoscyamin stellt einen Ester dar,bestehend aus dem bizyklischen Aminoalkohol Tropin und der Tropasure, die ein optisch aktives C-Atomenthlt:

Beim Abdampfen mit rauchender Salpetersure (die bliche konzentrierte Sure von 65% Gehalt ist nichtausreichend!) werden aus dem Atropin zwei nitrierte Produkte gebildet - der4-Nitroatropin-Salpetersureester und das 4-Nitro-Apoatropin - die in sich in Aceton lsen. MitKaliumhydroxid wird unter Abspaltung des benzylischen H-Atoms ein Anion gebildet, das mehrere MesomereGrenzstrukturen aufweist und tief violett gefrbt ist:

Die rechts oben abgebildete Grenzstruktur mit dem chinoiden Ringsystem und dem Nitro-anion entsprichteinem sog. Meisenheimer-Salz. Diese Verbindungen wurden zuerst 1902 von Jakob Meisenheimer ausNitroaromaten und Kaliummethylat erhalten und sind oft intensiv gefrbt.

Der ansonsten historisch nicht weiter in Erscheinung getretene, italienische Apotheker D. Vitali (18321917)hat diese Reaktion zuerst 1880 verffentlicht. Die Originalpublikation in "Orosi" habe ich leider nicht findenknnen. Aber bereits im folgenden Jahr wurde in zwei deutschen Zeitschriften ber die Reaktion referiert(siehe unten).

Da viele andere Substanzen, die aromatische Ringe enthalten, hnliche Frbungen geben, wurde in derFolge nach Modifikationen gesucht, welche die Reaktion spezifischer machen sollten. Die Bildung desfarbigen Anions in acetonischer Lsung geht auf Morin (1936) zurck, weshalb die Reaktion auch als

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Vitali-Morin-Reaktion bezeichnet wird. Zwar bilden sich auch unter den oben beschriebenen Bedingungen mitvielen Verbindungen gefrbte Produkte. Unter den Alkaloiden geben aber nur die Tropasurederivate diecharakteristische Violettfrbung. Mit dem in der ersten Verffentlichung genannten Strychnin erhlt manzunchst eine grnliche, dann eine braungelbe Farbe, die nicht mit Atropin verwechselt werden kann.

Literatur:

Deutsches Arzneibuch, 10 Ausgabe 1991Europisches Arzneibuch, 7. Ausgabe 2011Stahl E, Schild W: Pharmazeutische Biologie (Bd.4.) Drogenanalyse II: Inhaltsstoffe und Isolierungen; 1981Gustav Fischer Verlag; ISBN 3-437-20209-XSteinegger E, Hnsel R: Lehrbuch der Pharmakognosie und Phytopharmazie, 4. Auflage 1988; Springer Verlag; ISBN 3-540-17830-9Anonym: Reaction auf Atropin und Daturin; Archiv der Pharmazie 1881: 306-307Schwenker G: Zur Kenntnis der Vitalischen Farbreaktion; Archiv der Pharmazie 1965: 826-838

Bilder:

Ampullen "Atropinum sulfuricum 0,5 mg"

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Schlchen mit fallenden Mengen des Ampulleninhaltes beschickt

Abrauchen mit Salpetersure

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Verdampfungsrckstand mit 300 g Atropinsulfat

Zugabe ethanolischer KOH

Farbintensitt mit fallenden Mengen Atropinsulfat

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Reaktionslsungen mit 25-10-5 g Atropinsulfat, von oben betrachtet

Reaktionsausfall mit Strychninnitrat

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Erste Verffentlichung der Vitali-Reaktion in deutscher Sprache (Archiv der Pharmazie 1881)

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