PRÉPARATION DES ALCALOÏDES

Les différents chimistes qui ont extrait les premiers alcaloïdes constatèrent qu’ils n’existent pas ordinairement à l’état libre dans les végétaux. Ils admirent que les bases salifîables sont ordinairement combinées à des acides, tels que l’acide acétique, l’acide malique, l’acide méconique ou l’acide quinique. Enfin certaines matières analogues au tanin sont combinées aux alcaloïdes ; tel est le rouge cinchonique. On pourra donc extraire les alcaloïdes soit en retirant de la substance végétale le sel tout formé, soit en mettant la base en liberté et en la séparant de la masse par un dissolvant approprié.

Dans le cas où l’on extrait directement l’alcaloïde à l’état de sel, on facilite ordinairement la solution en ajoutant une petite quantité d’acide minéral, acide sulfurique ou acide chlorhydrique, dans le but de former un sel plus soluble que celui qui existe dans la substance.

On peut donc ramener l’extraction des alcaloïdes à quelques procédés généraux applicables à toutes les substances et les utiliser, soit que l’on vise à déterminer si elles contiennent des alcaloïdes, soit qu’on veuille extraire une base d’une plante dans laquelle on sait qu’elle existe. Les considérations générales qui précèdent montrent que théoriquement on pourra avoir recours indifféremment à l’un ou à l’autre des procédés généraux, mais l’expérience démontre que les conditions d’extraction d’un alcaloïde quelconque, tout en étant les mêmes d’une manière générale, doivent être modifiées avec les différents alcaloïdes. Le rendement varie très sensiblement, selon qu’on emploie tel ou tel procédé.

De plus le procédé sera différent s’il s’agit d’un alcaloïde fixe ou d’un alcaloïde volatil.

Avant d’appliquer à un végétal l’un des procédés d’extraction des alcaloïdes, on peut commencer par rechercher si la plante contient un alcaloïde. Il est évident que l’un des procédés indiqués ci-dessous est applicable, mais on peut, d’après Cazeneuve, opérer comme il suit : la poudre végétale humectée est mélangée à la moitié environ de son poids de chaux éteinte ; le mélange est séché soit à l’air libre, soit au bain-marie. Il peut y avoir avantage à dessécher tantôt à l’air libre, tantôt au bain-marie; l’expérience l’indiquera, et on en tiendra compte dans un cas de préparation. Le mélange végéto-calcaire sec est traité par l’éther à plusieurs reprises, et la liqueur éthérée, distillée en grande partie, puis abandonnée à l’évaporation spontanée, laisse un résidu alcaloïdique.

On objectera à ce procédé d’essai que l’éther ne dissout pas tous les alcaloïdes, mais l’auteur de la méthode fait remarquer qu'il en passe toujours assez en solution pour pouvoir constater l’existence de l’alcaloïde dans le végétal examiné. C’est ainsi qu’un mélange d’opium et de chaux abandonne de la morphine à l’éther, dans lequel elle est cependant insoluble quand elle est cristallisée.

La présence d’un alcaloïde étant constatée, soit par le procédé relativement rapide, soit par quelque autre, on applique l’un des procédés de préparation suivants :

I. Une méthode qui historiquement présente de l’intérêt est celle de Pelletier et Caventou, les autres méthodes étant des modifications de ce procédé primitif.

1“ On opère comme il suit : Les végétaux sont réduits en poudre grossière, poudre obtenue en concassant la substance et passant au tamis. On fait une ou plusieurs décoctions avec de l’eau additionnée d’un peu d’acide chlorhydrique ou d’acide sulfurique. On passe sur une toile, et, après refroidissement, on ajoute au liquide un lait de chaux ou de magnésie en versant peu à peu jusqu’à léger excès. Les matières colorantes et l’alcaloïde précipitent alors, en même temps que l’excès de chaux ou de magnésie. Dans le cas de la chaux, si la liqueur a été additionnée d’acide sulfurique, le précipité contient en outre du sulfate de chaux. Le précipité estjeté sur une toile, on l’y laisse égoutter, puis on le comprime peu à peu. On augmente progressivement l’action de la presse, et le tourteau obtenu est séché à l’étuve, pulvérisé et épuisé par l’alcool en vase clos et au bain-marie. La solution alcoolique est filti’ée et distillée. Le résidu de la distillation abandonne peu à peu des cristaux de l’alcaloïde. L’alcaloïde ainsi obtenu est coloré, on le reprend par un peu d’eau acidulée et on décolore par du noir animal. La liqueur est filtrée et on précipite de nouveau par un alcali l’alcaloïde, qui cette seconde fois est obtenu incolore.

Le précipité est repris par l’alcool, qui par refroidissement et évaporation spontanée abandonne l’alcaloïde cristallisé et presque pur.

2“ Dans certains cas, on se contente de décolorer simplement par le charbon la solution alcoolique qui a servi à enlever l’alcaloïde au mélange de sulfate de cliaux et de chaux, on filtre la solution puis on distille.

5“ La potasse, l’ammoniaque, le carbonate de soude peuvent être substitués à la chaux et à la magnésie pour décomposer le sel extrait de la substance végétale. En fait, la base à employer doit varier avec l’alcaloïde qu’on cherche à obtenir, l’expérience montrant celle qu’on doit utiliser de préférence.

II. On doit à Pelletier et Caventou un second procédé d’extraction. Les végétaux étant épuisés, les solutions qui contiennent les substances alcaloïdiques sont additionnées de sous-acétate de plomb. 11 se forme alors un volumineux précipité contenant l’oxyde de plomb combiné à l’acide qui maintenait l’alcaloïde en dissolution, et combiné avec les matières colorantes, gommeuses, etc.

Quant à l’alcaloïde, il reste dissous à l’état d'acétate en même temps que la liqueur retient l’excès d’acétate de plomb. L’excès de plomb est éliminé par un courant d’hydrogène sulfuré. Après filtration et séparation du sulfure de plomb, la liqueur incolore, évaporée au bain-marie, laisse cristalliser l’acétate de l’alcaloïde. Le sel obtenu est impur. On le purifie en précipitant l’alcaloïde par un al-

cali, la potasse ou l’ammoniaque. La base recueillie est reprise par l’alcool, dans lequel elle cristallise par évaporation de la solution.

III. Au lieu de faciliter la solution des sels d’alcalo’ide qui existent dan.s les végétaux par addition d’acide, on procède parfois d’une manière inverse. A cet effet on décompose le sel d’alcaloïde par addition d’un alcali et on traite le tout par un dissolvant approprié à l’alcaloïde qu’il s’agit d’obtenir.

1“ On mélange donc le produit végétal, réduit en poudre grossière, avec de lachaux ou une autre base.

On traite par l’alcool bouillant et on laisse cristalliser l’alcaloïde par évaporation ou par distillation. En tout cas le produit obtenu est loin d’être pur, en général il est accompagné d’une notable quantité de substance résineuse, mais la purilication est facile; on transforme l’alcalo'ide en sel soluble et on filtre. De ce sel on retire l’alcaloïde à l’aide d’un alcali et d’un dissolvant approprié.

2" Au lieu d’avoir recours à la chaux, on peut procéder autrement, tout en décomposant le sel de l’alcaloïde. La substance végétale étant placée dans une allonge (fig. 1), est lessivée avec une solution ammoniacale; quand cette solution passe

incolore, on commence à lessiver avec de l’eau contenant un peu d’acide sulfurique. L’alcaloïde est alors séparé presque pur à l’état de sulfate ; on obtient ce dernier sel cristallisé par une lente évaporation.

Mais dans toutes ces opérations l’alcaloïde reste longtemps exposé à l’action de l’air, de l’humidité, de la chaleur, des alcalis, etc., et pour certains alcaloïdes

l’influence de telles conditions suffit à en de'terminer la décomposition plus ou moins complète. Parfois il devient impossible d’obtenir un produit cristallisé, le plus souvent la base n’est pas incolore.

Pour éviter ces causes d’altération on a eu recours aux procédés suivants :

(a). Le végétal convenablement divisé est traité par une solution légèrement acidulée à cbaud — ou si l’on veut à froid. — La liqueur, après refroidissement, est filtrée, additionnée de chloroforme et d’un excès de potasse ; par agitation l’alcaloïde devenu libre passe en solution dans le chloroforme. Après un repos suffisant on sépare ce liquide, on évapore à l’air libre ou par distillation. 11 est toujours utile de filtrer le chloroforme sur un filtre de papier. Le peu d’humidité qui se trouve inévitablement entraînée lors de la décantation est arrêtée par le papier, et l’on obtient, grâce à cette précaution, un produit plus pur et mieux cristallisé. Inversement on peut, si l’on veut, éviter l’évaporation ou la distillation du chloroforme, agiter ce dissolvant qui contient l’alcaloïde libre avec un peu d’eau acidulée. Le sel d’alcaloïde se reforme alors et l’alcali passe du chloroforme dans l’eau.

A la potasse on peut parfois utilement substituer l’ammoniaque. Le chloroforme sépare l’alcaloïde et un peu d’ammoniaque, mais ce dernier corps disparaît pendant l’évaporation.

Eig. 2.

Lorsqu’on opère en petit, on se trouve très bien de l’emploi d’entonnoir à robinets semblables à celui figuré ici (fig. 2).

Lorsqu’on prépare de grandes quantités d’alcaloïdes, on prend un appareil permettant un mélange et une séparation faciles.

(t). Les tannates d’alcaloïdes étant très peu solubles dans l’eau, le tanin peut être employé pour séparer les alcaloïdes.

La plante est traitée par l’eau à l’ébullition, et la décoction est additionnée de tanin. Le tannate d’alcaloïde est lavé, égoutté, mêlé avec de la potasse caustique et agité avec un dissolvant propre à séparer l’alcaloïde devenu libre, l’éther par exemple.

Mais la potasse exerçant sur certains alcaloïdes une action destructive, on la

remplace par de 1 oxyde de plomb humide dont l’action est bien moins énergique. Le mélange séché à l’étuve est pulvérisé et repris par l’éther ou le chloroforme.

(c) Préparation des alcaloïdes volatils. — Dans le cas des alcaloïdes volatils on peut, l’alcaloïde étant en solution dans l’éther ou dans le chloroforme, agiter la solution éthérée ou chloroformique avec un peu d’eau acidulée : par évaporation de cette eau le sel cristallise.

Lâ marche à suivre pour obtenir les alcaloïdes volatils est la suivante : la plante réduite en poudre grossière est mêlée dans une grande cornue avec une solution concentrée de potasse ou de soude : on distille au bain de sable tant que le liquide distillé est alcalin. Le produit distillé est neutralisé par de l’acide sulfurique ou de l’acide oxalique étendu et l’on évapore en consistance sirupeuse.

On traite le résidu d’évaporation par l’alcool qui dissout le sulfate ou l’oxalate d’alcaloïde.

Par évaporation on obtient le sel cristallin. 11 est alors mélangé à une solution concentrée de potasse en présence d’un volume à peu près égal d’éther. La couche éthérée est décantée, évaporée, ou plutôt distillée au bain-marie. On déshydrate la base en la mettant en contact avec des fragments de potasse et on rectifie dans l’hydrogène ou mieux dans le vide.

Les principales dispositions d’appareil qu’on peut utiliser pour l’extraction des bases salifiables sont les suivantes, qui ont pour but d’obtenir un épuisement total avec une petite quantité de liquide.

1® L’appareil à déplacement continu de Payen (fig. 3).

Le liquide extracteur est dans le ballon b, il monte à l’état de vapeur par le

Fig. 4.

tube t, se condense dans la boule supérieure et retombe sur la matière à épuiser dans l’allonge a.

2“ L’appareil de Damoiseau modifié par Guichard (fig. 4).

Cet appareil présente plusieurs avantages, entre autres un faible volume, car il est en réalité renfermé en entier dans le ballon lui-même :

Le tube contenant la matière se trouve au milieu de la vapeur du liquide.

Soit A le ballon, le tube B qui contient la matière est retenu, grâce à sa forme légèrement évasée à la partie supérieure et grâce à la disposition donnée au col du ballon A, disposition facile à obtenir à la lampe avec un ballon ordinaire. F est un réfrigérant qui suffit à empêcher toute perte de vapeur.

5“ L’appareil suivant dû à Cazeneuve et Caillot peut aussi être employé utilement

Le mélange à épuiser est mis dans l’allonge B.

Les vapeurs se condensent facilement dans le réfrigérant E, retombent dans l’allonge D, puis reviennent sur la substance placée en B.

Les flacons F,F mettent à l’abri de toute perte.

4» On peut encore employer l’appareil figuré ici (fig. 6). Le liquide est dans le ballon B, quand on chauffe il passe à l’état de vapeur dans l’allonge A fermée par un bouchon à sa partie supérieure et dans le tube F qui est relié à un réfrigérant

ascendant. La vapeur condensée retombe dans le tube central, où elle reste jusqu’à ce qu’il soit suffisamment plein pour que ce tube recourbé fonctionne comme siphon.

L’étude des alcaloïdes a montré qu’on peut diviser, au point de vue de l’extraction, les bases naturelles en 3 classes :

La première comprendra les bases fixes solubles dans l’alcool et à peu près insolubles dans l’eau.

Fig. 6.

La seconde contiendra des bases fixes solubles dans ces deux dissolvants.

La troisième répond aux bases volatiles.

Pour les bases de la première classe, celles peu solubles dans l’eau et solubles dans l’alcool, telles que les base du quinquina, la morphine, etc..., on pourra appliquer la première méthode de Pelletier et Caventou (1).

Les bases étant salifiées, les cristaux du sel formé seront purifiés par compression entre des doubles de papier et recristallisation. Le sel incolore obtenu est redissous dans l’eau et décomposé par un léger excès d’ammoniaque. La base séparée par le filtre est lavée avec un peu d’eau distillée et dissoute dans l’alcool concentré soit à chaud, soit à froid. Il arrive souvent que la solution faite à chaud dans une petite quantité d’alcool abandonne l’alcaloïde cristallisé en refroidissant ; dans tous les cas les cristaux se forment par évaporation.

Pour les bases de la deuxième classe, bases solubles dans l’alcool et dans l’eau, il n’existe pas à proprement parler de méthode générale. On cherche à les engager

dans des combinaisons insolubles ou à les transformer en sels bien cristallisables.

On fera donc soit un sulfate, soit un chlorhydrate, soit un oxalate de l’alcaloïde qui devra être obtenu cristallisé. Un poids déterminé de sel sera décomposé par la quantité strictement équivalente de baryte, d’oxyde d’argent ou de chaux. Le sel insoluble est séparé par filtration ; la base reste dissoute dans le liquide fdtré et est obtenue par évaporation. Souvent il y a avantage à recueillir le produit d’évaporation et à le purifier au moyen du dissolvant dans lequel il cristallisera le mieux. Ici on ne peut poser de règle absolue, puisqu’il y a lieu de choisir entre l’alcool, la benzine, l’éther, le pétrole, etc.

Pour les alcaloïdes de la troisième classe, alcaloïdes volatils, on opérera comme il a été dit plus haut (p. 18).

Choix des dissolvants destinés à extraire les alcaloïdes. — L’alcool dissout bien les alcaloïdes, mais son prix de revient ne permet point à l’industrie de l’employer, aussi a-t-on cherché un dissolvant plus économique. Les huiles lourdes de houille ou de schiste dissolvent bien les alcaloïdes, et c’est elles que rindustri(! emploie de préférence.

La substance est traitée par un lait de chaux; les tourteaux calcaires obtenus sont desséchés et pulvérisés, puis triturés avec l’huile lourde, et chauffés à 100" ; on agite pour faciliter la dissolution, on laisse déposer, on décante, on répète 5 ou 4 fois ce traitement; les solutions des alcaloïdes dans l’hydrocarbure sont réunies et mises dans un récipient terminé à sa partie inférieure en entonnoir et muni d’un robinet ou dans un simple entonnoir à robinet quand on opère en petit. On ajoute (en agitant pour obtenir le mélange) de l’eau acidulée ; l’alcaloïde ou les alcaloïdes en solution dans l’huile se trouvent salifiés et passent dans la solution aqueuse acide. On attend que la séparation soit effectuée et on décante l’eau qui est surnagée par l’huile. On additionne la liqueur aqueuse de noir animal, on porte à l’ébullition et on filtre bouillant. Il est évident que des précautions particulières doivent être prises dans chaque cas particulier, que la dose d’acide à ajouter pour extraire l’alcaloïde de l’huile ne doit pas être trop forte ; que la concentration de la liqueur est ordinairement nécessaire et doit être faite dans les meilleures çonditions.

Si l’alcaloïde se trouve dans une trop grande quantité de dissolvant, on le précipite par l’ammoniaque : on le reprendra par un peu d’eau et juste la quantité d’acide nécessaire pour le salifier.

Cette méthode peut être simplifiée :

La substance dont on veut extraire l’alcaloïde est pulvérisée plus ou moins finement (le degré de ténuité de la poudre a parfois, au point de vue du rendement, une très gi-ande influence) et mélangée avec un lait de chaux ou une solution de carbonate de soude. S’il s’agit d’une écorce, le bois absorbe peu à peu l’humidité, se gonfle et la dessiccation est très facile, surtout avec le carbonate de soude; en tous cas la matière est desséchée. Le produit pulvérisé est épuisé par un dissolvant insoluble dans l’eau, tel que pétroles lourds, huiles lourdes. La solution des alcaloïdes est agitée comme précédemment avec de l’eau additionnée d’acide, ordinairement d’acide sulfurique ou d’acide chlorhydrique : elle cède à l’eau les alcalis salifiés. On fait cristalliser le sel d’alcaloïde et on le purifie.

Quant au dissolvant insoluble dans l'eau, il présente cet avantage de pouvoir, sans aucune manipulation, être employé de nouveau.

L’emploi de ces huiles lourdes présente industriellement une grande importance.

M. Barry conseille, avant d’employer les huiles pour l’extraction des alcaloïdes, de leur faire subir un traitement spécial. Il soumet ceux de ces liquides dont la densité est égale à 0,800 à l’action de 5 % d’oxychlorure d’antimoine et de 0,5 7o de tartrate neutre de potasse. Api’ès 24 heures le mélange est distillé à la vapeur e t l’on obtient un liquide léger préférable à la benzine, pour les usages du commerce et ayant une densité égale à 0,720. Ce liquide peut servir à l’extraction des alcaloïdes.

Les liquides dont la densité est voisine de 0,860 sont traités par 8 ou 10 % d’acide sulfurique concentré, fortement agités, décantés, lavés à l’eau de chaux, réservés pour être refroidis à 0“ pendant les froids de l’hiver, ce qui amène la séparation de la paraffine. On sépare l’huile par égouttage et par pression graduée.

Les huiles lourdes sont traitées une deuxième fois par l’acide sulfurique, décantées, lavées avec un léger excès de solution de soude, redistillées et livrées aux fabricants de sulfate de quinine.

Nous ferons remarquer qu’on ne peut pas employer indistinctement toutes les huiles lourdes. Pour extraire les alcaloïdes du quinquina par exemple, les huiles de schiste sont celles qui semblent donner les meilleurs résultats.

D’après Boiraux et Léger, les produits distillés de la houille, vendus dans le commerce sous le nom de benzine, sont des agents de dissolution des alcaloïdes qui ne laissent rien à désirer. Ces produits dissolvent un grand nombre d’alcaloïdes et ont, sur l’alcool, cet avantage sérieux d’être à peu près sans action sur les produits complexes qu’on désignait autrefois et qu’on désigne parfois encore, faute de mieux, sous le nom d’extractif. On obtient du premier coup des solutions très peu colorées et par conséquent des alcaloïdes presque purs sans avoir recours aux cristallisations répétées et à l’emploi du noir animal.

Les corps qui se dissolvent dans ces benzines ne sont pas tous susceptibles de se déposer sous forme de cristaux par l’évaporation du véhicule, et même pour ceux qui jouissent de cette propriété il y a souvent avantage à les faire passer dans une liqueur acide et à les précipiter ensuite : on obtient ainsi des produits d’une blancheur parfaite.

Un certain nombre d’alcaloïdes, tels que la sti-ychnine, la cinchonine, sont insolubles ou très peu solubles dans ce dissolvant. 11 suffit alors de remplacer les benzines, huiles légères, par des huiles lourdes.

C’est ainsi que, dans la préparation du sulfate de quinine, on emploie exclusivement les huiles lourdes, ces huiles possédant un pouvoir dissolvant très supérieur aux produits légers.

Pom- Boiraux et Léger cette différence de propriétés, ce pouvoir dissolvant spécial est dû uniquement à la présence de l’acide phénique.

Partant de ce fait, ils additionnèrent d’acide phénique des benzines qui devinrent ainsi aptes à dissoudre des alcaloïdes sur lesquels elles ne possédaient aucune

24 ENCÏCLOPÉDIE CHIMIQUE.

action. En ajoutant à de la benzine 1/20 de phe'nol on dissout en grande quantité et à froid la strychnine et la cinchonine.

Les auteurs firent leurs essais : 1" avec des benzines bouillant de 50“ à 100“; 2“ avec des benzines ordinaires bouillant de 80" à 120“; 3° avec les mêmes benzines additionnées de 5 pour 100 de phénol.

MM. Boiraux et Léger ont préparé dans ces conditions un certain nombre d’alcaloïdes.

Une précaution sur laquelle on ne saurait trop insister est de ne faire agir, ces dissolvants que sur des matières desséchées avec le plus grand soin»