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234 Besonders interessant ist, hier hervorzuheben, dab das wahre L6sen, wenn es sich uin die vor- wiegende Aktivit~it einer bestimmten Atomart handelt,: dem Wesen seines Mechanismus nach dem dispersoid-kolloiden Parasitismus analog der dispersoid-kristalloide Parasitismus,genannt wet- den kann, und zwar auf Grund der demESsvmgs ~ mittel gegenfi:ber aktiven Atome. ~k.~Ueber: Quellung und:!fiher sponfane~.:Dis- pe~gation des oleinsauren!Natfihms:::trr:~.Kumiot und Z'ymol und fiber den Einfluf~ derOleins~ure auf diese Prozesse. : Die Komponenten des~Auf- 16sungspro~esses ........ Das Studium:der erwithnten. Prozesse in KUmol; und Zymol ist eine Erg/irizung meiner bereits plabtizierten Arbeit is) fiber dieselbe Frage. Obschon:ich diesmal i.n der Lage war, den Dis- pergationsprozeB schon bei I75 ~ (ira Zyinol) Zu untersuchen, blieb diis Wesen der Erscheinungen unveriindert:, man erh';dt Gallerten wie im Xylol, nur verl~iuft der DispergationsprozeB in rasche- rein Tempo.;: die dispergie~ten Teilchen sind aber immer sichtbar. Der .Zusatz kleiner Mengen Oleinsiiure zu den gelatinierten Systemen und das Anwiirmen bis:: auf die Siedetemperaturen der aromatischen Kohlenwasserstoffe bringen die reilchen zum endgfiltigen Verschwinden: es ent- stehen klare L6sungen, die bei Zimmertempera- fur schon:nicht mehr gelatinieren. Dieser letz- tere Umstand zeigt, dat3 der Oleinsiiurerest nicht imstande War, indem er sich an dieTeilchen der aromatischenKohlenwasserstoffe ankettete, die Dispergation yon Na-Oleat auf einen hohen Grad zu bringen; dagegen ergaben die neuauf- is) p. p. V o n W e i in a r n, Journ. Russ. Chem. Ges. 47, 2163 (1915), genommenen Oleinsiiureteilchen (sauere Salze) schon eine genfigende ,,lasthebende Kraft". Dank der Langsamkeit der Prozesse kann man in den untersuchten Fiillen siimtliche Sta- dien der Dispergation leicht verfolgen; diese Stadien, die auch beim wahren LSsen stattfin- den, sind : ,Quellung (Adsorption und Solvatation) ~ Dispergation Chemischer Prozef; Mechanischer Prozeg [vorwiegendlg)] St. Petersburg, im April 1916. Die oben aufgeffihrten kurzen Mitteilungen wurden von mir der Russischen Chemischen Gesellschaft Vorgetragen und erschienen vor acht Jahren 2~ im Journal der Russischen Che- misehen Oesellschaft; in engtischer Sprache wurden diese Mitteilungen in den Nachrichten des Ural-Berginstitutes, 1 [1918/19] ~!) ver- 5ffentlicht. Zu meinem Bedauern fehtt mir augenblick- lich die Zeit, das den obenstehenden kurzen Mitteilungen:zugrunde liegende experimentelle Material literarisch ausfiihrlicher zu bearbeiten, weshalb ich es nicht verSffentlichen kann. Osaka, im April 1924. 19) Streng genominen ist aueh die Dispergation von cheinischen Prozessen begleitet. Siehe Inein Buch : ,,Kolloides und kristaIloides LOsen und Niederschlagen" (Kyoto 1921), 450. 2o) Gehalten am 27. (14.) April 1916. VerOffent- licht iin Joum. Russ. Chein. Qes. 43, 532 (1916). 21) Tell 3, 130--135 (1918/19). Lleber Trennungsmethoden mittels spezifischer/ dsorption. 1. Mitteilung. Von A. Fod o r und A. R o s e n b e rg. (Eingegangen am 9. April 1925.) (Aus dem Institu[ ffir Biochemie und Kolloidcheinie der Hebr. Universit~it in Jerusalem.) Die Trennungsmethoden' der Biochemiker leiden im allgemeine n daran, dab die Fiillung s- mittel, mit deren Hilfe bestimmte Stoffkategorien yon anderen getrennt werden, wieder entfernt werden m/issen, um die Trennung fortzusetzen. Es ist vom Gebiete ~der Eiweigchemie her be- kannt, wie umstfindlich dadurch die Aussalzungen werden, dab Ahnen eine langwierige Dialysier- operation folgen mug usw. Ebenso umstfindlich sind die mit~Phosphor,Wolfram-S~iure vorge- nommenen FNlungen, um basische Stoffe von anderen zu trennen. In vielen Fiillen gelingt die restlose Entfernung des Ffillungsmittels so gut wie fiberhaupt nicht auf einfachem Wege, z. B. die des Phenylhydrazins nach der Nieder- schlagung von Hydrazonen und Osazonen usw. Bekannt ist ferner, daB die Anwesenheit Yon Eiweif3kSrpern die Isolierung der meisten anderen Stoffe verhindert, da das Eiweig als amphoteres Kolloid mit einer grogen Anzahl von Stoffen

Ueber Trennungsmethoden mittels spezifischer Adsorption

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Page 1: Ueber Trennungsmethoden mittels spezifischer Adsorption

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Besonders interessant ist, hier hervorzuheben, dab das wahre L6sen, wenn es sich uin die vor- wiegende Aktivit~it einer bestimmten Atomart handelt,: dem Wesen seines Mechanismus nach dem dispersoid-kolloiden Parasitismus analog der dispersoid-kristalloide Parasitismus,genannt wet- den kann, und zwar auf Grund der demESsvmgs ~ mittel gegenfi:ber aktiven Atome.

~k.~Ueber: Quellung und:!fiher sponfane~.:Dis- pe~gation des oleinsauren!Natfihms:::trr:~.Kumiot und Z'ymol und fiber den Einfluf~ derOleins~ure auf diese Prozesse. : Die Komponenten des~Auf- 16sungspro~esses . . . . . . . .

Das S t u d i u m : d e r erwithnten. Prozesse in KUmol; und Zymol ist e ine Erg/irizung meiner bereits plabtizierten Arbeit is) fiber dieselbe Frage. Obschon:ich diesmal i.n der Lage war, den Dis- pergationsprozeB schon bei I75 ~ (ira Zyinol) Zu untersuchen, blieb diis Wesen der Erscheinungen unveriindert:, man erh';dt Gallerten wie im Xylol, nur verl~iuft der DispergationsprozeB in rasche- rein Tempo.;: die dispergie~ten Teilchen sind aber immer sichtbar. Der .Zusatz kleiner Mengen Oleinsiiure zu den gelatinierten Systemen und das Anwiirmen bis:: auf die Siedetemperaturen der aromatischen Kohlenwasserstoffe bringen die reilchen zum endgfiltigen Verschwinden: es ent- stehen klare L6sungen, die bei Zimmertempera- fur schon:nicht mehr gelatinieren. Dieser letz- tere Umstand zeigt, dat3 der Oleinsiiurerest nicht imstande War, indem er sich an dieTeilchen der aromatischenKohlenwasserstoffe ankettete, die Dispergation yon Na-Oleat auf einen hohen Grad zu bringen; dagegen ergaben die neuauf-

is) p. p. V o n W e i in a r n, Journ. Russ. Chem. Ges. 47, 2163 (1915),

genommenen Oleinsiiureteilchen (sauere Salze) schon eine genfigende ,,lasthebende Kraft".

Dank der Langsamkeit der Prozesse kann man in den untersuchten Fiillen siimtliche Sta- dien der Dispergation leicht verfolgen; diese Stadien, die auch beim wahren LSsen stattfin- den, sind :

,Quellung (Adsorption und Solvatation) ~ Dispergation

Chemischer Prozef; Mechanischer Prozeg [vorwiegendlg)]

St. Petersburg, im April 1916.

Die oben aufgeffihrten kurzen Mitteilungen wurden von m i r der Russischen Chemischen Gesellschaft Vorgetragen und erschienen vor acht Jahren 2~ im Journal der Russischen Che- misehen Oesellschaft; in engtischer Sprache wurden diese Mitteilungen in den Nachrichten des Ural-Berginstitutes, 1 [1918/19] ~ !) ver- 5ffentlicht.

Zu meinem Bedauern fehtt mir augenblick- lich die Zeit, das den obenstehenden kurzen Mitteilungen:zugrunde liegende experimentelle Material literarisch ausfiihrlicher zu bearbeiten, weshalb ich es nicht verSffentlichen kann.

Osaka, im April 1924.

19) Streng genominen ist aueh die Dispergation von cheinischen Prozessen begleitet. Siehe Inein Buch : ,,Kolloides und kristaIloides LOsen und Niederschlagen" (Kyoto 1921), 450.

2o) Gehalten am 27. (14.) April 1916. VerOffent- licht iin Joum. Russ. Chein. Qes. 43, 532 (1916).

21) Tell 3, 130--135 (1918/19).

Lleber Trennungsmethoden mittels spezifischer/ dsorption. 1. Mitteilung.

Von A. F o d o r und A. R o s e n b e rg . (Eingegangen am 9. April 1925.) (Aus dem Institu[ ffir Biochemie und Kolloidcheinie der Hebr. Universit~it in Jerusalem.)

Die Trennungsmethoden' der Biochemiker leiden im allgemeine n daran, dab die Fiillung s- mittel, mit deren Hilfe bestimmte Stoffkategorien yon anderen getrennt werden, wieder entfernt werden m/issen, u m die Trennung fortzusetzen. Es ist vom Gebiete ~der Eiweigchemie her be- kannt, wie umstfindlich dadurch die Aussalzungen werden, dab Ahnen eine langwierige Dialysier- operation folgen mug usw. Ebenso umstfindlich sind die mit~Phosphor,Wolfram-S~iure vorge-

nommenen FNlungen, um basische Stoffe von anderen zu trennen. In vielen Fiillen gelingt die restlose Entfernung des Ffillungsmittels so gut wie fiberhaupt nicht auf einfachem Wege, z. B. die des Phenylhydrazins nach der Nieder- schlagung von Hydrazonen und Osazonen usw.

Bekannt ist ferner, daB die Anwesenheit Yon Eiweif3kSrpern die Isolierung der meisten anderen Stoffe verhindert, da das Eiweig als amphoteres Kolloid mit einer grogen Anzahl von Stoffen

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Kolloidverbindungen bilden kann. Aus diesem Grunde ist man gezwungen, die EiweiBk6rper vorher vollst~indig zu entfernen, wodurch aber wieder ein Zusatz von Reagenzien erf0rderlich wird, die, abgesehen von der umst~indlichen Ent- fernung, auch in anderer Beziehung st6rend be- einflussen k6nnen. Ferner ist es gar nicht aus- geschlossen, dab mit den EiweiBk6rpern auch Stoffe saurer und basi scher Naturniedergeschlagen werden, sobald zwischen ihnenJbe~tiindige K0I- loidverbindungen zustande komm6n.

Aus diesen Grfinden ist die AUff~duhg einer Trennungsmethode, die die systematische Schei- dung der diversen K6rperklassen, die dem Bio- chemiker begegnen, auf Grund der Adsorption mittels spezifisch wirkender Adsorbenzien, yon groBem Werte. Wir haben den Versuch gemacht, auf diesem Wege EiweiB,-Pepton, Kohlehydrate, aliphatische Sauren und Oxysiiuren voneinander zu trennen. In Zukunft sollen auch organische Basen mit herangezogen werden.

Es ergab sich, dab dieTrennung der genannten Klassen ohne Schwierigkeit gelingt, wenn man den folgenden Gang anwendet:

i. Bevor die EiweiBk6rper entfernt werden, werden s/imtliche organische S~iuren dutch Talkumpulver aus dem Oemisch in relativ stark saurer L6sung herausadsorbiert. Besondere Versuche zeigten namlich, dab die Adsorptions- fiihigkeit yore Talkum gegenfiber HtihnereiweiB in saurer L6sung praktisch gleich Null ist. Be- reits in neutralen L6sungen kann manTalkum als Eiweifladsorbenz nicht anwenden, und noch weniger wird SiiureeiweiB durch Talkum adsor- biert. Dagegen werden die unten folgenden Versuche I beweisen, daft aliphatische S~iuren dutch Talkum bei starksaurer Reakfion ausnahms- los adsorbiert werden. 2 3malige Adsorption genfigt, um sie auf die Talkumoberfliiche zu bringen; yon wo sie nach dem Auswaschen wieder eluiert werden k6nnen. Ueber diese Elutionsversuche wird sp~iter Mitteilung folgen.

2. Nunmehr wird tin Miquoter Teil des Filtrates vom Talkumadsorbat auf schwachsaure Reaktion gebracht und die EiweiBk6rper durch Adsorption mit Kaolin aus der L6sung restlos entfernt~).

3. Ein aliquoter Teil des Kaolinfiltrateswird nunmehr yon der St~irke mittels, feucht auf- bewahrten Eisenhydroxyds quantitativ befreit. Hieran kn/ipft sich eine Reihe neuer Frage-

1) Ueber die M6glichkeit, Proteine dutch Kaolin quantitativ zu adsorbieren und aus dem Adsorbate votlkommen zu eluieren, siehe A. Fodor u. A. Reifen- berg, Biochem. Journal 19, 188 (1925), ferner A. Fo- dor u. R. S e h 6 n f e l d , Koll.-Zeitschr. 87, 37 (1925).

stellungen. Zuntichst ist es von Wichtigkeit, zu entscheiden, wie sich die beiden Bestandtei, le der St~irke, das Amylopektin und die JAmylose einzeln gegen Adsorbenzien verhal~ten, wie sich ferner das mit dem Pektinnaeh A:.Pri ng she i m 2) wesensidentische Giykog6fi verh~lt, bzw. die rnit der Amylose identischen anderweitigen Kohle- hydrate (z. B~dasqsoli;chenin).. Di6se Frage ist deshalb von groBem, Interesse, ,well uaserseits gefunden wtirde, daB" di~ gew6~n~]che' ~ Zucker- arten im Gegensatz zu den Qxy- und Ketosauren durch Talkum n ieht adsorbiert, werden und auch nicht dutch andere Adsorbenzien, wenn wir von Tierkohle absehen. -Es scheint demnach, dab die Talkumadsorption an die-+Anwesenheit yon Karboxylgruppen im Molekfil gebunden ist und, wie unse?e Tabelle welter unten zeigt, durch die Beteiligung von OH-Gruppen am Aufbau des Molekfils begfinstigt wird~

Es ist ferner yon Wichtigkeif, ffir diese Method:ik ein Elutionsmittel I/Jr St~irkeadsorbate zu linden; eineUntersuchung, womit wir zurzeit bescMiftigt sind.

4. Im Filtrate des Eisenhydr0xydadsorbateffbe- finden sich Kohlehydrate und Peptone ozw. Aminos~iuren nebeneinander und k6nnen daselbst mit Hilfe der gew6hnlichen, bew~ihrten Methoden bestimmt werden.

V e r s u c h e .

I. Die Adsorpti0nsversuche wurden meistens mit nahezu einprozentigen L6sunger~ durch- geffihrt, und zwar wurden 10 g Talkum resp. Kaolin f/Jr ie 20 ccm der S~iure verwendet,: lest durchgeschfittelt und 1 8 ~ 2 0 Stunden stehen gelasse n. Wir haben, n~imlich die Beobachtung gemacht, dab i m genannten Zeitraume eine um einige Pr0zente bessere Adsorption erreicht wird, als wenn man die S~iure schonnach 2 - - 3 Stunden abfiltriert.

S~imtliche Zah!en de r nachstehenden Tabelle I bezfehen sich auf einmalige Adsorption.

Aus dieser Tabelle geht hervor, dab bei Dikar- bons~itiren die Abnahme von Methylengruppen bei gleicherAnzahl yon Karboxylgruppen in der homo- logen Reihe die Adsorption begfinstigt, ferner, dab die Einffihrung e i n e r OH-Gruppe in das Mole- kfil, wie das der Uebergang der Bernsteinsaure in die Aepfels~iure mit sich bringt, die Talkumadsorp- t ion wenig ver~indert. Dagegen zeigt die Wein- s~iure unter gleichen Bedingungen eine bedeutend st~irkere Adsorption gegenfiber Talkum. Es tritt also offenbar eine Hemmung durch die MethyIen-

3) Ber. d. Deutsch. chem. (ies. 1924; 1571.

Page 3: Ueber Trennungsmethoden mittels spezifischer Adsorption

236

gruppen in Erscheinung, ffir die auch die Zitronen- s~iure ein Beispiel bietet. S~iuren, in deren Molek/il C H~-Gruppen fehlen, wie die Oxals~iure, Wein- s~iure, Glyzerins~iure, Brenztraubens~iure und Milchsiiure, besitzen demnach die h6chste Ad- sorbierbarkeit durch Talkum. ~

T a b e l l e zu V e r s u c h I.

A d s o r p t i o n d u r c h T a l k u m .

S~iurelosung

Oxals~ure. . . Malons~iure.. Bernsteins~ure Milehs~iure . . Aepfels~iure.. Olyzerins~iure. Weins~iure... Zitronens~iure. Brenztraubens.

10 ecm S~urel6sung verbrauchten ecru

I~NaOH

vor der nach der Adsor )tion

14,6 1,6 19,65 4,2 19,8 7,2 12.4 1,7 15,2 5,6 9,4 neutral

14,9 0.8 17,7 7,5 12,2 0,7

Die Adsorption

in Proz. der ur-

sprfinglichen Menge

89,1 78,63 63,7 86,3 63,2

100,0 94,7 57,7 94,3

A d s o r p

Oxals~iure... Malons~iure . . Bernsteins~iure Milchsaure . . Aepfels~iure.. Qlyzerins~iure. Weinsaure... Zitronensiiure. Brenztraubens.

t i o n d u r c h K a o l i n .

14,6 19,65 19,8 12,4 15,2 9,4

14,9 17,7 12,7

10,1 30,9 Keine

Adsorp- tion

13,3 12,5 6,4 32,0

12,0 19,5 12,5 29,4 8,7 31,5

Was nun die Adsorption dieser Stoffe mit Kaolin betrifft, so ergibt sich aus dieser Tabelle, dab ein relatives Vorwalten yon Methyl- und Methylengruppen neben dem Karboxyl im Mole-. k/jl f/jr die Adsorption gleichfalls hinderlich ist, dab dagegen das Auftreten yon OH-Gruppen und Ketogruppen sie beg/jnstigt.

V e r s u c h e II.

I. Eine f/infprozentige HfihneleiweiBlOsung wurde mit 1 g Weinsiiure und 5 g Rohrzucker

vermengt. Die L6su,lg wurde nach der Filtration des ein wenig ausgeflockten EiweiBes mit ungeffi_hr 50 g Talkum versetzt und, wie oben angegeben, behandelt. Das Talkumadsorbat wurde mit Wasser so lange gewaschen, bis mit S p i e g l e r ' s Reagens kein EiweiB mehr nachzuweisen war. Das Adsorbat gab beim Eluieren mit verdfinnter Lauge kein Eiweit~ ab, war somit eiweiBfrei. Das Filtrat wurde mit Kaolin durchgesch/jttelt. Das neue Filtrat von diesem Adsorbat war eiweit]ffei. Es enthielt nur noch Rohrzucker.

2. Mit HCI angesauerte Hfihnereiweit316sung, enthaltend 5 g rohes EiweiB, wurde mit 90 ccm einer Seidenpeptonl6sung, deren vorherige N- Besfimmung nach S 6 r e n s e n einen N-Gehalt yon 0,002198 pro 1 ccm ergab (f/Jr 10 ccm

1 wurden 15 ccm ~ n N a O H verbraucht), ver-

mengt, dann 1,8 ccm Milchs~iure vom spez. Ge- wicht 1,21 und 5 g Zucker hinzugef/Jgt. Dieses Gemenge wurde zuerst mit 100 g Talkum zur Milchs~iureadsorption versetzt. Das Filtrat, ent- haltend EiweiB, Pepton und Zucker, wurde mit Kaolin durchgesch/ittelt. Das Filtrat vom Kaolin- adsorbat war. eiweiBfrei. Die ursprfingliche Flfissigkeit war durch das Waschwasser auf 1800 ccm verdfinnt. 25 ccm dieser L6sung ver-

1 brauchten 1,9 ccm ~ n NaOH. 25 ccm dieser

L6sung entsprechen 1,25 ccm der urspr/inglichen t

L6sung. Theoretisch mfiBten 1,96 ccm ~0 n NaOH

verbraucht werden, was einem N-Qehalt yon 0,00275 entsprechen wfirde; wir verbrauchten

1 1,90 ccrn ]-~ n NaOH, was einem N-Gehalt yon

0,00266 entspricht. Das Pepton hat weder die Adsorption irgend-

wie gehindert, noch ist es setbt adsorbiert worden. 3. 100 ccm einer verdfinnten St~irkelSsung,

5 g HfihnereiweiB, 2 g Milchsaure, 5 g Zucker und 50 ccm eine r f/infprozentigen Seidenpeton- 16sung wurden vereinigt. Die Saure wurde mit Talkum, das EiweiB mit Kaolin, die St~irke mit feucht aufbewahrtem Eisenhydroxyd vollkommen adsorbiert. Im Filtrat waren nur noch Zucker und Seidenpeplon anwesend.