Development of Gas-Chromatographic Method for Simultaneous Determination of Cannabinoids and Terpenes in Hemp

An original gas chromatographic method has been developed for simultaneous determination of major terpenes and cannabinoids in plant samples and their extracts. The main issues to be addressed were the large differences in polarity and volatility between both groups of analytes, but also the need for an exhaustive decarboxylation of cannabinoid acidic forms. Sample preparation was minimised, also by avoiding any analyte derivatisation. Acetone was found to be the most appropriate extraction solvent. Successful chromatographic separation was achieved by using a medium polarity column. Limits of detection ranged from 120 to 260 ng/mL for terpenes and from 660 to 860 ng/mL for cannabinoids. Parallel testing proved the results for cannabinoids are comparable to those obtained from established HPLC methods. Despite very large differences in concentrations between both analyte groups, a linear range between 1 and 100 µg/mL for terpenes and between 10 and 1500 µg/mL for cannabinoids was determined.     

2D mapping by Kohonen networks of the air quality data from a large city

The 15-variable environmental data (7 concentrations: CO, SO2, O3, NOx, NO, NO2, particulate matter smaller than 10 micron (PM10), and 8 weather data: cloudiness, rainfall, insolation factor (Isfi), temperature, pressure at two locations, and wind intensity with direction) in a period of 45 days with 1-h intervals were extracted from a larger database of concentrations recorded in minute intervals for the same time period. The monitoring site was located in the City of Buenos Aires in a relatively heavy traffic crossroad of two avenues. The data required special pretreatment where the hourly content of rain, wind intensity, wind velocity, and cloudiness were concerned. The new variable named insolation factor (relative UV radiation) calculated on the basis of the general meteorological data, the geographic position of the monitoring site, cloudiness, date, and the time of the recording was composed. The relative intensity of UV radiation was modeled by a Gaussian function, multiplied by a cloudiness factor. Based on the 14-variable input and the 1-variable output (ozone) data, first, the clustering of all 980 data records was made. The top map clustering showing the ozone concentration was related to the maps of all 14 variables. The link between O3 clusters, NO2, and Isfi weight levels is shown and discussed. As a preliminary result of this study some of the most interesting correlations between the maps and remaining variables are given.     

Beiträge zur Stickstoffbestimmung in organischen Substanzen durch katalytische Hydrogenolyse in der Gasphase. II

Zusammenfassung Die Konversion des organischen Stickstoffes zu Ammoniak wurde bei verschiedenen Temperaturen auf drei Nickelkatalysatoren (A Nickelasbest, B Gemisch von Nickelpulver, Thoriumoxid und Asbest, C granuliertes Gemisch von Nickel und Magnesiumoxid) ermittelt. Jeder Katalysator wurde mit drei verschiedenen Stickstoffgruppen und ohne andere Heteroelemente geprüft. Die Abhängigkeit der Konversion von der Temperatur wurde graphisch dargestellt. Der Temperaturbereich, innerhalb dessen die Konversion quantitativ verläuft, wurde festgelegt. Diese Temperaturbereiche der einzelnen Katalysatoren liegen in folgenden Grenzen: A und C 350–500° C, B 350–700° C. Als optimale Arbeitstemperatur zur Stickstoffbestimmung in Substanzen mit beliebiger Stickstoffbindung (einschließlich der Mononitroverbindungen) kann man einheitlich für alle drei Katalysatoren 350° C empfehlen, wenn man die Substanzprobe vor der Hydrierung mit Nickelpulver vermischt.Der breite Temperaturbereich des Katalysators B mit der oberen Grenze 700° C ermöglicht die Stickstoffbestimmung in einigen Substanztypen, die bei der üblichen Arbeitstemperatur von 350° C zu niedrige Stickstoffwerte geben, namentlich Dinitro- und Nitroso-verbindungen, die mit dem Katalysator B bei 700° C mit Erfolg analysiert werden können. Trinitroverbindungen werden dagegen nicht einmal bei dieser extrem hohen Temperatur quantitativ hydriert.

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Contributions to nitrogen determination in organic substances by catalytic hydrogenolysis in the gas phase. II

Summary The conversion of organic nitrogen to ammonia was determined at various temperatures on three nickel catalysts (A nickel-asbestos, B mixture of nickel powder, thorium oxide and asbestos, C granulated mixture of nickel and magnesium oxide). Every catalyst was tested with three different nitrogen groups and without other heteroelements. The dependence of the conversion on the temperature was shown graphically. The temperature region within which the conversion proceeds quantitatively was fixed. These temperature regions of the individual catalysts are in the following limits: A and C 350–550° C, B 350–700° C. As optimal working temperature for determination of nitrogen in substances with any given nitrogen bonding (including the mononitro compounds), 350° C can be recommended uniformly for all three catalysts when the substance sample is mixed with nickel powder before hydrogénation.The wide temperature range of the catalyst B with the upper limit 700° C enables determination of nitrogen in a few substances types which give too low nitrogen values at the usual working temperature at 350° C, namely dinitro and nitroso compounds, which can be analyzed successfully with the catalyst B at 700° C. On the other hand, trinitro compounds were not quantitatively hydrogenated even at this extremely high temperature.

     

Analytische Aspekte der Oxydation organischer Stickstoffverlbindungen mit Chromsäure. VI1

Zusammenfassung Die gasvolumetrische Halbmikromethode zur Bestimmung der N-N-Gruppierung wurde auch an einer Reihe aromatischer Hydrazine, Carbonsäurehydrazide und substituierter Hydrazone mit Erfolg erprobt. Bei dem Erhitzen der Substanz mit einem Chromsäure-Schwefelsäure-Gemisch in einer geschlossenen Apparatur wird die Hydrazingruppe zu elementarem Stickstoff oxydiert, der im Azotometer gesammelt und gemessen wird. Aus dem Verbrauch an Chromsäure kann außerdem die Oxydationszahl der Substanz ermittelt werden.

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Summary The gas volumetric semimicro method for determining the N-N-grouping was successfully tried on a number of aromatic hydrazines, carboxylic acid hydrazides and substituted hydrazones. Heating of the substance with a chromic acid-sulfuric acid mixture in a closed apparatus oxidizes the hydrazine to elementary nitrogen. The latter is collected in an azotometer and measured. Furthermore, the oxidation number of the substance can be determined from the amount of chromic acid consumed.

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Résumé On a appliqué avec succès la méthode de semimicrodosage par volumétrie gazeuse du groupement N-N à une série d'hydrazines aromatiques, d'hydrazides carboxyliques et d'hydrazones substituées. En chauffant la substance avec un mélange d'acide sulfurique et d'acide chromique dans un appareil fermé, le groupement hydrazyle se trouve oxydé en azote élémentaire que l'on recueille dans un azomètre où l'on effectue la mesure. De plus, on peut obtenir le degré d'oxydation de la substance à partir de la consommation en acide chromique.

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Herrn Prof. Dr.A. A. Benedetti-Pichler zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Direct measurement of three-body interactions amongst charged colloids

Three-body interactions amongst three charged colloidal particles are measured in a deionized aqueous solution. Two of the particles are confined to an optical line trap while the third one is approached by means of a focused laser beam. From the observed particle configurations we extract the three-body potential which is found to be attractive and roughly of the same magnitude and range as the pair interactions. In addition, numerical calculations are performed which show qualitative agreement with the experimental results.     

Papierchromatographische Trennung und Identifizierung der Fettsäuren C1 bis C6 als 2,4-Dinitrobenzylester

Zusammenfassung Eine papierchromatographische Ultramikromethode zur Trennung und Identifizierung der FettsäurenC ₁ bisC ₆ wurde entwickelt. Die Natriumsalze der Fettsäuren werden mit 2,4-Dinitrobenzylbromid in 2,4-Dinitrobenzylester übergeführt, die der chromatographischen Trennung auf einem mit Formamid getränkten Papier unterworfen werden. Als bewegliche Phase wird ein Gemisch von Cyklohexan und Benzol verwendet. Zum Nachweis der Derivate wird das Chromatogramm mit einer acetonischen Natriumäthoxydlösung besprüht. Auf diese Weise gelang es, alle geradkettigen Säuren C₁ bis C₆ voneinander zu trennen, isomere Säuren mit gleicher Kohlenstoffanzahl sind dagegen so nicht trennbar. Der Ameisensäure-2,4-dinitrobenzylester bleibt an dem Start. Auf einem mit Petroleum getränkten Papier und unter Verwendung von 65% igem Äthanol als bewegliche Phase ist es möglich, die Ameisensäure von den homologen Säuren zu trennen. Die Methode ist einfach, schnell und empfindlich. Man kann weniger als 1g Essigsäure sicher nachweisen.

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Summary A paper Chromatographic ultra micro method was developed for the separation and identification of the fatty acids C₁–C. The sodium salts of the fatty acids are converted by means of 2,4-dinitrobenzyl bromide into 2,4-dinitrobenzyl esters, which are subjected to Chromatographic separation on paper impregnated with formamide. The moving phase used was a mixture of cyclohexane and benzene. To detect the derivatives, the chromatogram was sprayed with an acetone solution of sodium ethoxide. In this way it was possible to separate all straight-chain C₁–C₆ acids from each other. However, isomeric acids with the same number of carbon atoms are not separable in this way. The formic 2,4-dinitrobenzyl ester stays at the starting place. Formic acid can be separated from the homologous acids on paper impregnated with petroleum and with 65% ethanol as mobile phase. The method is simple, rapid, sensitive. Less than 1g acetic acid can be detected with certainty.

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Résumé Les auteurs ont mis au point une ultramicrométhode pour la séparation et l'identification des acides gras deC ₁ à C₆ par Chromatographie sur papier. Les sels de sodium des acides gras sont transformés en esters dinitro-2,4 benzyliques à l'aide du bromure de dinitro-2,4 benzyle et sont soumis à la séparation chromatographique sur papier imbibé de formamide. On emploie comme phase mobile un mélange de cyclohexane et de benzène. Pour identifier les dérivés on pulvérise sur les chromatogrammes une solution acétonique d'éthoxyde de sodium. De cette façon il est possible de séparer les uns des autres tous les acides à chaine droite de C₁ à C₆ mais non pas les acides isomères possédant le même nombre de carbones. L'ester dinitro-2,4 benzylique de l'acide formique reste sur place au point de départ. En utilisant un papier imbibé de pétrole et de l'éthanol à 65% comme phase mobile il est possible de séparer l'acide formique des acides homologues. La méthode est simple rapide et sensible. Il est possible d'identifier sûrement moins de 1g d'acide acétique.

     

Analytische Aspekte der Oxydation organischer Stickstoffverbindungen mit Chromsäure. XIX

Zusammenfassung Eine Halbmikromethode zur gleichzeitigen Bestimmung der Acetyl-, Äthoxyl-oder N-Äthylgruppen und einiger stickstoffhaltiger Gruppen wurde ausgearbeitet. Die Substanz wird mit Chrom-Schwefelsäure unter optimalen Bedingungen oxydiert. Dabei entsteht aus den (O,N)-Acetyl- und (O,N)-Äthylgruppen Essigsäure, während Aminogruppen und Nitrogruppen Ammoniak bzw. Salpetersäure liefern und N-N-Gruppen als Elementarstickstoff frei werden. Essigsäure wird aus der sauren Lösung mit Wasserdampf abdestilliert und alkalimetrisch titriert, Ammoniak nach dem Alkalisieren abdestilliert und acidimetrisch titriert. In derselben Art wird die Salpetersäure nach der vorhergehenden Reduktion zu Ammoniak bestimmt. Enthält die Substanz eine N-N-Gruppe, wird die Oxydation in einer geschlossenen Apparatur durchgeführt und der entwickelte Stickstoff gemessen.

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Summary A semimicro method for the concurrent determination of the acetyl-, ethoxy- or N-ethyl groups has been developed. The sample is oxidized under optimal conditions with chrome-sulfuric acid. Acetic acid results from the (O,N)-acetyl groups and (O,N)-ethyl groups, while amino groups and nitro groups yield ammonia or nitric acid, respectively, and N-N-groups give free nitrogen. Acetic acid is distilled off from the acidic solution with steam and titrated with standard base; after rendering the solution basic the ammonia is distilled out and titrated with standard acid. The nitric acid is determined in the same manner after reduction to ammonia. Should the substance contain a N-N-group, the oxidation is conducted in a closed system and the evolved nitrogen then measured.

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XVIII. Mitt.¹

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In dieser Mitteilung ist der erste Teil der Dissertationsarbeit von Frau Dipl.-Ing.J. Kalousová einbegriffen.