7 - Isolamento e Purificação do Limoneno I

André Marques de Andrade

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

Instituto de Química

ARARAQUARA / SP

Guilherme Condutta

Júlio Cesar de Bianchi Sobrinho

Murilo de Souza Brighenti

Philip Henrique Hofman

Victor Alexandre Zonaro

Profº. Dr. José Eduardo de Oliveira

Profº. Dr. Leonardo Pezza

Profª. Juliana Rodrigues

Introdução

Óleos essenciais

São substâncias voláteis extraídas de plantas aromáticas;

Grande importância na industria cosmética, farmacêutica e alimentícia;alimentícia;

Obtidos pelos processos destilação por arraste de vapor, extração por solvente ou por pressão.

Introdução

Terpenos

Um dos constituintes dos óleos essenciais;

Formula geral (C5H8)n;

Tradicionalmente considerados como derivados do 2-metil-Tradicionalmente considerados como derivados do 2-metil-butadieno (isopreno);

IntroduçãoApesar de não ser derivado dele, a regra do isopreno usada para classificá-los e estudá-los é muito útil e usada ate hoje;

O verdadeiro precursor dos terpenos é o ácido mevalônico qual provém da acetil coenzima A;

Estruturalmente, são formados por isoprenos combinados cabeça, cauda:

Introdução

Monoterpenos [(C5H8)2] são as menores moléculas quecompõem óleos essenciais cítricos, penetrandofacilmente em qualquer tecido ou célula do corpohumano, como poderoso solvente de gorduras e toxinas;

O principal componente desta família, é o R-limoneno. Esse componente constitui 90% do óleoextraído da casca da laranja, 65-70% da casca do limão e70% da tangerina.

Propriedades Físicas e Químicas

Formula molecular: C10H16

Nome IUPAC: 1-metil-4-isopropenilcicloex-1-eno

Massa molar: 136.24 g/molMassa molar: 136.24 g/mol

Densidade: 0.8411 g/cm3

P.F.: -74.35 °C

P.E.: 176 °C

Ponto de fulgor: 50 °C

Pressão de vapor (14.4 ºC): 0.4 kPa;

Em temperatura ambiente,apresenta-se como umliquido, limpido, incolor e oleoso;

Propriedades Físicas e Químicas

Por possuir um centro quiral, concretamente um carbonoassimétrico, apresenta isomeria óptica.Portanto, existem dois isômeros ópticos:o R-limoneno(odor de laranja) e o S-limoneno (odor de limão).

– Laranja - Limão

Isômeros do Limoneno

R – (+) – limoneno S – (-) – limoneno

Enantiômeros (isomeria óptica)

Usos do Limoneno

Industria de solventes e tintas;

Fabricação de resinas;

Tira manchas;

Agente dispersante;Agente dispersante;

Fabricação de adesivos;

Industria farmacêutica;

Flavorizantes entre outros

Objetivos

Essa prática tem por objetivo extração do limoneno doóleo essencial da laranja e isolamento do mesmoutilizando os seguintes métodos:

Destilação por arraste à vapor;Destilação por arraste à vapor;

Extração com solventes;

Reagentes

Óleo de laranja;

n- hexano: solvente;n- hexano: solvente;

Sulfato de sódio: agente secante;

Água.

Consiste na separação de líquidos de misturas quepossuem diferentes pontos de ebulição, por passagem aoestado de vapor e posterior condensação, com auxílio decalor e/ou por redução de pressão. Os quatro métodos

Destilação

calor e/ou por redução de pressão. Os quatro métodosbásicos de destilação são: simples, a vácuo (pressãoreduzida), fracionada e a vapor.

Destilação por arraste à vapor

Baseia -se no fato de que, na destilação de que em umamistura de líquidos imiscíveis, o p.e. será a temperaturana qual a soma das pressões parciais dos vapores é igual àpressão atmosférica;

Empregada para destilar substâncias que se decompõemnas proximidades de seus pontos de ebulição e que sãoinsolúveis em água ou nos seus vapores de arraste;

Destilação por arraste à vapor

Quando a mistura de dois líquidos imiscíveis é destilada,o ponto de ebulição permanece constante até que umdos componentes tenha sido separado, já que a pressãototal do vapor independe das quantidades relativas dostotal do vapor independe das quantidades relativas doscomponentes. A partir daí, o ponto de ebulição eleva-serapidamente ficar igual ao do líquido remanescente.

Destilação por arraste à vapor

Em uma mistura de líquidos imiscíveis, em um mesmorecipiente, cada um exerce sua pressão de vaporindependente do outro, sendo que a pressão total dosistema é a soma das pressões parciais de cadasistema é a soma das pressões parciais de cadacomponente (Lei das pressões parciais de Dalton);

PT= PA + PB

Relação entre pressão de vapor e temperatura

Destilação por arraste à vapor

Por meio de cálculos simples e aplicando as leis dos gases,Lei daspressões parciais de Dalton e a Lei de Raoult, podemosestabelecer a proporção dos vapores em função de seus pesosmoleculares e das pressões parciais.

Mistura de água + limoneno

Pn = Pn° * Xn (Lei de Raoult)

Como água e limoneno são imiscíveis Pn = Pn ° independente de Xn

(não existe interação entre os líquido)

Ptotal = P°H2O + P°limoneno

Pn°Vn = nnRT

Destilação por arraste à vaporA composição do vapor pode ser determinado aproximando o seu

comportamento de um gás ideal:

P0nVn = NnRT ............

............

............

A cada 1g de água, 0,65g de limoneno é “arrastada”

Vantagens

O arraste se faz com vapor de água à pressãoatmosférica. É possível a separação do componente deponto de ebulição mais alto, a uma temperatura inferior à100°C;

A seletividade, pois algumas substâncias são arrastadasA seletividade, pois algumas substâncias são arrastadascom o vapor e outras não, permitindo-se uma boaseparação;

Como o limoneno apresenta uma alta temperatura deebulição, essa técnica é a ideal para o isolamento dessesubstrato.

Aparato - Vidraria

Técnica

O Vapor de H2O passa pelo balão que tem a amostra a serdestilada; neste balão, encontram-se a amostra e águacondensada, na fase líquida, e, na fase de vapor, pela leide Dalton, encontram-se a água e os componentes daamostra exercendo suas respectivas pressões de vaporamostra exercendo suas respectivas pressões de vaporem função da temperatura. No condensador, o vapor iráse condensar para um líquido de duas fases: a faseaquosa e a fase orgânica, imiscíveis.

Extração Múltipla

Fase superior (orgânica): n-

hexano, limoneno e traços de

substâncias voláteis e água.

Fase inferior (aquosa): água,

traços de limoneno, traços de

impurezas

Agente Secante – Sulfato de Sódio

Forma com a água um sal decahidratado em temperaturainferior a 32.5°C, permitindo remover com facilidade grandequantidade de água, porém, não faz de modo completo, deixandosempre pequena quantidade de produto.

Na2SO4 (s) + 10 H20(l) → Na2SO4.10H2O

Fluxograma30 mL de óleo de laranja (20 g) em balão de 250 mL.

1. Destilar por arraste a vapor até que todo material orgânico

volátil tenha sido destilado e se forme apenas uma fase.

2. Havendo duas fases, continuar a destilação; utilizar

para tal, um tubo de ensaio coletando

aproximadamente 1 mL para proceder a observação

das fases. das fases.

Destilado: limoneno, água e

traços de substâncias voláteis

4. Adicionar 30 mL de n-hexano*;

5. Transferir para o funil de separação;

6. Agitar o funil suavemente e aguardar a separação das fases;

7. Proceder a extração do limoneno.

Resíduos: substâncias não

voláteis do óleo.

Descartar apropriadamente.

*O n-hexano é tóxico,

proceder seu uso em capela.

Fase aquosa (inferior): água,

traços de limoneno, traços de

impurezas.

Fase orgânica (superior): n-

hexano, limoneno e traços de

substâncias voláteis e água

Coletar o extrato orgânico num

erlenmayer de 250 mL.

8. Transferir a solução para um béquer

de 250 mL;

9. Repetir a extração da fase aquosa mais duas

vezes utilizando uma porção de 20 mL de

n-hexano em cada uma. n-hexano em cada uma.

Fase aquosa (inferior): água,

traços de limoneno, traços de

impurezas.

Fase orgânica (superior): n-

hexano, limoneno e traços de

substâncias voláteis e água

10. Coletar os extratos orgânicos obtidos da

extração múltipla no mesmo erlenmeyer de 250

mL;

11. adicionar Na2SO4 (agente secante) ao

erlenmeyer contendo o extrato orgânico;

12. Guardar o extrato orgânico devidamente

rotulado na geladeira até a próxima aula.

Descartar apropriadamente.

Toxicidade

O limoneno é inflamável;

Tanto o limoneno quanto o n-hexano são irritantes aosolhos e mucosas nasais;

O n-hexano ainda pode causar, quando seus vapores sãoO n-hexano ainda pode causar, quando seus vapores sãoinalados, náuseas, dores de cabeça e tontura;

n-hexano em contato com a pele poderá causaradormecimento das extremidades, fraqueza nosmúsculos e inflamação na pele.

Constantes FísicasNome Fórmula Massa Molecular Densidade P.F (°C) P.E (°C) Solubilidade

d-limoneno C10H16 136,24 g/mol 0,8402 g/cm³ - 176Insolúvel em água e

solúvel em etanol

Insolúvel em água e n- hexano C16H14 86,18 0,659 -100 69

Insolúvel em água e

solúvel em etanol

Sulfato de Sódio Na2SO4 142,04 2,7 800 -

Levemente solúvel em

água e insolúvel em

etanol

Água H2O 18,02 0,997 0 100 -

Bibliografia

http://www.dq.fct.unl.pt/qoa/qpn1/2002/limoneno/limoneno.htm

Http://labjeduardo.iq.unesp.br

GONÇALVES, D.; WAL, R. R. Química OrgânicaGONÇALVES, D.; WAL, R. R. Química OrgânicaExperimental. São Paulo: McGraw Hill, 1988.