Bacharelado 2009 - cempeqc

Química Orgânica Experimental I
Bacharelado 2009
Profª. Amanda Coelho Danuello
Prof. Dr. Leonardo Pezza
Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira
Msc. Rodrigo Sequinel
7- Extração e
Purificação do
Limoneno I
Discentes: Grupo 9
Gabriela Vieira Fernandes Cruz
Mariana Carneiro Ribeiro Alves
Química Orgânica Experimental I
Bacharelado 2009
INTRODUÇÃO
Óleos essenciais:
¾
São substâncias voláteis extraídas de plantas aromáticas.
¾
São obtidas pelos processos de destilação arraste à vapor e
extração por solventes.
¾
Esses óleos apresentam como propriedades:
-aromas peculiares
-cicatrizante
-antioxidante
-analgésico
-anti-séptico
¾
Matérias – primas de grande importância para as indústrias
farmacêuticas, alimentícias, cosméticas e para a medicina
‘se
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Terpenos:
¾
Principais constituintes dos óleos essenciais
¾
Os terpenos formam uma diversificada família de substâncias
naturais. Tradicionalmente considerou-se como derivados do 2metil-butadieno, mais conhecido como isopreno. A utilização da
regra do isopreno permitiu classificá-los e estudá-los num primeiro
momento, no entanto, com o tempo percebeu-se que os terpenos
não derivam do isopreno, uma vez que este nunca foi encontrado
como produto natural. Em qualquer caso, a divisão da estrutura
dos terpenos em unidades de isopreno é muito útil e se utiliza com
bastante freqüência.
¾
O verdadeiro precursor dos terpenos é o ácido mevalônico o qual
provém da acetil coenzima A.
¾
Estruturalmente são compostos de unidades de isopreno
combinadas,cabeça-cauda
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¾
Monoterpenos são as menores moléculas que
compõem os óleos essenciais cítricos; motivo pelo
qual penetram com extrema facilidade em todos os
tecidos e células do corpo humano, com uma
poderosa ação solvente de gorduras e toxinas;
¾
O principal componente desta família, é o R-limoneno.
O óleo extraído da casca da laranja, chega a 90% de Rlimoneno. Na casca do limão, dependendo da
variedade são 65-70% de R-limoneno. O óleo da
tangerina tem 70% dessa substância;
¾
Terpenos encontram-se em sementes, flores, folhas,
raízes e madeira de plantas superiores assim como no
musgo, algas e líquens.
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LIMONENO???
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PROPRIEDADES FÍSICAS E
QUÍMICAS
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¾
¾
¾
Fórmula Molecular:C10 H16
(monoterpeno)
Nome IUPAC: 1-metil-4isopropenilciclohex-1-eno.
Estado Físico: Líquido.
Límpido, incolor e oleoso.
O maior constituinte de muitos
óleos essenciais,
nomeadamente dos pinheiros e
dos citrinos.
O principal componente volátil
existente na casca da laranja e
do limão, sendo um dos
responsáveis pelo odor
característico dessas frutas.
Produz-se industrialmente pela
extração de frutos como
laranjas, tangerinas, limões.
Química Orgânica Experimental I
¾
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¾
¾
Ponto de fusão: -75 ºC
Ponto de ebulição: 176 ºC.
Pressão de vapor (14.4 ºC): 0.4 kPa
Ponto de fulgor:48ºC
Na atmosfera estes terpenos
reagem rapidamente com radicais
hidroxil e nitrato ( produzidos
fotoquimicamente ) e também com
o ozônio.
A oxidação do limoneno, contribui
para a formação do smog (grande
concentração de NO e compostos
orgânicos voláteis).
O limoneno é resistente à hidrólise.
A sua biodegradação dá-se sob
condições aeróbias, mas não
ocorre sob condições anaeróbias.
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Por possuir um centro quiral, concretamente um carbono
assimétrico, apresenta isomeria óptica. Portanto, existem
dois isômeros ópticos:o R-limoneno (odor de laranja) e o Slimoneno (odor de limão)
O R-limoneno age, ainda, suprimindo a atividade da enzima
hepática HMG-CoA redutase, um fator chave para a síntese
do colesterol. Ele age também descongestionando o fígado,
especialmente após a ingestão de grande quantidade de
álcool e alimentos altamente gordurosos.
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Utilização do limoneno
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¾
¾
Na indústria de solvente e tintas;
Na fabricação de resinas;
Tira manchas;
Agente dispersante;
Componente aromático;
Precursor para a síntese de outras substâncias;
Fabricação de adesivos;
Umectante.
Aplicações terapêuticas:
¾ Propriedades anti-cancerígenas;
¾ Solvente de lipídeos, cálculos e entupimentos nas
artérias.Descongestiona o fígado, perda de peso.
¾ Ação anti-oxidante.
¾ Combate o mau colesterol,trata gastrites e úlceras.
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CURISODIDADES DO
LIMONENO
Sobre a ação psicológica dos OEs cítricos, cientistas do
Departamento de Fisiologia da Universidade de Siena, Itália,
estiveram estudando o efeito da inalação do OE de limão sobre o
sistema nervoso de ratos. Eles puderam avaliar que o óleo age
baixando o teor de corticosterona, significando maior capacidade
de suportar a dor e redução dos estados de ansiedade.
De forma semelhante, estes efeitos foram notados por dentistas
com o uso do OE de laranja em salas de espera de seus
consultórios.
E mais, os OEs cítricos também estimulam a alegria e diminuem a
depressão, portanto são anti-depressivos.
(http://www.docelimao.com.br)
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CURIOSIDADES DO
LIMONENO
Aplicação do limoneno como desengraxante
YouTube - Biorange Automotivo
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CURIOSIDADES DO
LIMONENO
Patente americana usa o limoneno, substância
oleosa e aromática extraída da casca de frutas
cítricas (laranja e limão), via oral, no tratamento da
Doença ou Síndrome de Crohn(é uma inflamação
crônica do intestino grosso e/ou delgado o que
geralmente ocorre em adultos jovens.).
A dosagem preferida de Limoneno para adultos é de
cerca de 400 a 1.000 mg (ou seja de 10-25 gotas),
administrada uma vez por dia, normalmente por um
período de 10 a 30 dias
(http://www.docelimao.com.br/site/index.php?option=com_content&view=article&id=640:
aromaterapia-limoneno-x-doenca-de-crohn&catid=1:conceito&Itemid=4)
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Produtos que contém
limoneno
Composição
Água, lauret sulfato de sódio,
cocoanfoacetato de sódio, polietileno,
silicato de alumínio e magnésio, cocoil
glutamato dissódico, peg - 3
diestearato, ácido cítrico, peg - 7,
cocoato de glicerila, benzoato sódico,
salicilato sódico, lactose, celulose,
hidroxipropil metilcelulose, acetato de
tocoferol (Vit. E), cloreto de
hidroxipropil guar hidroxipropil
trimônio, cloreto de sódio,
hidroxiisoexila 3, limoneno, linalol,
fragrância, CI 77007.
Composição:
Aqua, sodium laureth sulfate/sodium
C12-13 pareth sulfate, cocamidopropyl
betaine, sodium chloride, parfum, PPG-9,
ethylhexyl methoxycinnamate, disodium
EDTA, polyquaternium-10, DMDM
hydantoin, paulinia cupana seed extract,
methylchloroisothiazolinone, CI 19140,
methylisothiazolinone, CI 17200,
limonene, citric acid/sodium hydroxide.
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REAGENTES DA PRÁTICA
¾
Óleo de laranja
¾
n-hexano: solvente
¾
Sulfato de sódio: agente secante
¾
Água
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Propriedades dos reagentes
utilizados
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Toxidade
¾
¾
¾
¾
¾
¾
O limoneno é inflamável
Tanto o limoneno quanto o n-hexano são irritantes aos olhos e
mucosas nasais.
O n-hexano ainda pode causar, quando seus vapores são inalados,
náuseas, dores de cabeça e tontura.
Evitar o contato n-hexano com a pele, pois poderá causar
adormecimento das extremidades, fraqueza nos músculos e
inflamação na pele. Em casos extremos recomenda-se o uso de
luvas cirúrgicas.
Em algumas bibliografias constam que o limoneno é irritante à
pele, porém pesquisas recentes relatam que ele não é tóxico,
contudo, sofre auto-oxidação (reação espontânea com o oxigênio)
e foto-oxidação (alteração química subsequente da reação com a
luz), produzindo (cis-R-limoneno-1,2-óxido), que é irritante à pele
produzindo dermatite.
A foto-oxidação explica as manchas escuras sobre a pele,
causadas ao espremer limão ou laranja ao sair ao sol.
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Segurança no laboratório
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Primeiros socorros
Na inalação:Retirar o paciente do local de exposição. Fornecer
oxigênio e se necessário efetuar manobra de reanimação,
seguida de cuidados médicos.
Na ingestão:É contra-indicado a indução do vômito. Contudo, o
vômito poderá ser indicado na ingestão recente de grande
quantidade da substância. Há necessidade de cuidados
médicos.
Contato com a pele: Lavagem com água abundante e sabão.
Remover roupas contaminadas.
Contato com os olhos: Lavagem com água corrente, pelo
menos durante 15 minutos. Recorrer a cuidados médicos.
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OBJETIVO
Extração e purificação do limoneno à partir da
aplicação dos seguintes processo:
¾
Destilação por arraste à vapor
¾
Extração por solvente
¾
Destilação fracionada
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Técnicas que serão utilizadas na
extração e purificação do limoneno
¾
Extração: destilação por arraste à
vapor e extração por solvente
¾
Purificação: destilação fracionada
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Destilação
Consiste na separação de líquidos de
misturas que possuem diferentes pontos
de ebulição, por passagem ao estado de
vapor e posterior condensação, com
auxílio de calor e/ou por redução de
pressão. Os quatro métodos básicos de
destilação são: simples, a vácuo (pressão
reduzida), fracionada e a vapor.
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Aparelhagem utilizada na
destilação por arraste à vapor
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Princípios da destilação por
arraste à vapor
Baseia -se no fato de que, na destilação de numa mistura de
líquidos imiscíveis, o p.e. será a temperatura na qual a soma das
pressões parciais dos vapores é igual à pressão atmosférica;
¾
Quando a mistura de dois líquidos imiscíveis é destilada, o p.e.
permanece constante até que um dos componentes tenha sido
separado, já que a pressão total do vapor independe das
quantidades relativas dos componentes. A partir daí, o p.e. elevase rapidamente até atingir o p.e. do líquido remanescente;
¾
Em uma mistura de líquidos imiscíveis, em um mesmo
recipiente, cada um exerce sua pressão de vapor independente do
outro, sendo que a pressão total do sistema é a soma das pressões
parciais de cada componente( Lei das pressões parciais de Dalton);
¾
PT= PA + PB
¾ Se, em geral, o arraste se faz com vapor d’água, a destilação, à
pressão atmosférica, resultará na separação do componente de ponto de
ebulição mais alto, a uma temperatura inferior a 100ºC
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Destilação por arraste à vapor
Por meio de cálculos simples e aplicando as leis dos gases,Lei
das pressões parciais de Dalton e a Lei de Raoult , podemos
estabelecer a proporção dos vapores em função de seus pesos
moleculares e das pressões parciais
Mistura: água + limoneno
Pn = Pno x Xn (lei de Raoult)
Como água e limoneno são imiscíveis Pn = Pno independe
de Xn (não existe interação entre os líquidos)
Ptotal =PoH2O + PoLimoneno
PnoVn = nnRT
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Mistura: água + limoneno
POLVOL
= (mL/MML)RT
POH20VH20
(mH20/MMH20)RT
mL
mH20
¾
=
Pol*MML
POH20*MMH20
Proporção massa de limoneno em água;
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EXEMPLO
A temperatura de 100ºC
Pol = 60 torr
POH20= 700 torr
mL
mH20
=
Pol*MML =
POH20*MMH20
60*130 = 0,65
700*18
A cada 1 g de água evaporado 0,65g de limoneno é
“arrastado”
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Por que utilizar a destilação
por arraste a vapor?
¾
Utilizada na destilação de substâncias imiscíveis;
¾
Empregada para destilar substâncias que se
decompõem nas proximidades de seus pontos de
ebulição e que são insolúveis em água ou nos seus
vapores de arraste.
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Vantagens desse método
Uma das vantagens do processo é que, se em geral, o
arraste se faz com vapor de água, a destilação, à
pressão atmosférica , resultará na separação do
componente de ponto de ebulição mais alto, a uma
temperatura inferior à 100°C,evitando sua
decomposição.
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Fluxograma da Prática
30 ml de óleo de laranja em um balão de 250mL
Atenção: o limoneno é
inflamável, portanto
deve-se usar uma fonte
de aquecimento
controlada
(1)Destilar utilizando o sistema de destilação
de arraste à vapor,até uma única fase(água)
(2)Se persistir 2 fases continuar a destilação
Coletar 1 mL em um tubo de ensaio para
observação
Destilado
Atenção: o nhexano é
tóxico. Utilizar
em capela.
(3)Adicionar 30 mL de n-hexano
(4)Transferir para um funil de separação
(5)Lavar o frasco com n-hexano
(6)Aguardar a separação das fases
Substâncias
orgânicas
não voláteis
Descarte apropriado
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Fase orgânica
(superior)
Limoneno + n-hexano
(7)Coletar a fase orgânica
em um erlenmeyer de 250
mL
Fase
orgânica(superior)
Limoneno + n-hexano
(9)Coletar a fase orgânica em um erlenmeyer de 250 mL
-Adicionar Na2SO4
-Rotular e estocar na geladeira até a próxima aula
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Fase aquosa
(inferior)
água+traços de
limoneno
(8)Repetir os passos 3 a 6
na fase aquosa
Fase aquosa
(inferior)
água+traços de
limoneno
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Descarte de resíduos
O descarte de resíduos deve ser feito em locais
identificados e apropriados.Nessa prática apenas a
fase aquosa será descartada, a fase orgânica será
utilizada na próxima aula.
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Bibliografia
¾
Merck Index.
¾
Pavia; Lampman; Kriz–Introductionto
¾
Site: www.labjeduardo.iq.unesp.br
¾
Solomons& Fyhle. Química Orgânica vol. 1 e 2. Ed. 8.
¾
Tito e Canto. Química na abordagem do cotidiano.
Volume único.
¾
Castellan, G. Fundamentos de Físico-química.
¾
http://aprendiz.uol.com.br/content/dretheshef.mmp
¾
(http://www.docelimao.com.br)
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Sulfato de Sódio
Sulfato de sódio anidro: Forma com água um sal
deca-hidratado Na2SO4.10H2O,. Permite remover com
facilidade grande quantidade de água, porém, não o
faz de modo completo, deixando sempre pequena
quantidade no produto.
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