Isolamento e Purificação do limoneno

Transcrição

1 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JULIO DE MESQUITA FILHO CAMPUS ARARAQUARA Isolamento e Purificação do limoneno Glauco Pilon dos Santos Molíria Vieira dos Santos Thiago Igor Santos Barbosa

2 Objetivo Isolamento e Purificação do limoneno à partir da aplicação dos processos de: Destilação por arraste à vapor Extração por solvente Destilação Fracionada

3 Introdução Os componentes voláteis de plantas são denominados óleos essenciais. Estes são responsáveis por suas essências e aromas. Os óleos essenciais são usados principalmente devido a seus odores e aromas agradáveis em perfumes e como aromatizante em alimentos.

4 Introdução Isolamento de compostos voláteis de uma planta (óleos essenciais): Método de Destilação por Arraste à Vapor

5 Os principais constituintes dos óleos essenciais são os terpenos e seus derivados oxigenados. Limoneno, o terpeno cíclico, mais amplamente distribuído em plantas, é o principal constituinte do óleo da laranja (90 a 95%).

6 O limoneno é encontrado no óleo de lima, no óleo de limão e em muitos outros óleos essenciais.

7 Utilização do limoneno: SOLVENTE NA FABRICAÇÃO DE RESINAS TIRA MANCHAS AGENTE DISPERSANTE UMECTANTE Altamente inflamável, volátil.

8 O limoneno apresenta dois isômeros configuracionais, o d-limoneno (R), óleo essencial da laranja e o l-limoneno (S), óleo essencial do limão 1-metil-4-isopropenilciclohex-1-eno - C 10 H 16

9 Reagentes que serão utilizadas na prática do isolamento do limoneno: Óleo de laranja n-hexano: solvente Sulfato de Sódio: agente secante Água

10 Toxicidade O limoneno é altamente 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 deste solvente 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.

11 Toxicidade 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 fotooxidação (alteração química subsequente da reação com a luz), produzindo (cis-d-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.

12 Tabela com as constantes físicas

13 Segurança no Laboratório

14 Técnicas que serão utilizadas no isolamento do limoneno: Destilação por arraste a vapor Extração

15 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.

16 Destilação por arraste a 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; Utilizada na destilação de substâncias imiscíveis em água;

17 Destilação por arraste a vapor 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. 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. eleva - se rapidamente até atingir o p.e. do líquido remanescente.

18 Destilação por arraste a vapor 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. P T = P A + P B Por meio de cálculos simples e aplicando as leis dos gases, podemos estabelecer a proporção dos vapores em função de seus pesos moleculares e das pressões parciais :

19 Destilação por arraste a vapor onde: na e nb são os números de mols das substâncias em dado volume da fase de vapor. Como: Então: LINK NA FÓRMULA ACIMA EXPLICAÇÃO DOS CONCEITOS ENVOLVIDOS

20 Diagrama de uma mistura imiscível:

21 Destilação por arraste a vapor Aparelhagem a ser utilizada: ÁGUA ÁGUA + LIMONENO ÓLEO DA LARANJA

22 Vantagens do Processo 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. Outra vantagem é a seletividade, pois algumas substâncias são arrastadas com o vapor e outras não, permitindo-se uma boa separação empregando esta técnica.

23 Vantagens do Processo Face à alta temperatura de ebulição do limoneno (T ebulição = 175 C, p=1 atm), a destilação por arrastamento à vapor apresentase como a técnica adequada para o isolamento deste substrato.

24 Extração com Solvente Processo da transferência de um soluto de um solvente para outro É usado em química orgânica para separar e isolar substâncias de misturas que ocorrem na natureza. Utilizado para remover impurezas solúveis de misturas

25 Extração com Solvente A maioria das extrações consiste de uma fase aquosa e uma fase orgânica Para extrair uma substância de uma fase aquosa, deve ser usado um solvente orgânico e imiscível com água

26 FLUXOGRAMA 30m L de óleo d e laranja em balão d e 250m L D estilar utilizando sistem a de destilação por arraste á vapor, até que som ente água seja destilada; Atentar para que o destilado apresente apenas uma única fase. Havendo 2 fases continuar a desti - lação. U tilizar para tal, um tubo de ensaio coletando aproximadamente 1mL para proceder a observação; D estilado (2 fases) Transferir para funil de separação; Lavar o frasco com três porções de 10mL de n-hexano; Agitar o funil suavemente, aguardando a separação das fases;

27 Fase aquosa: água e traços Fase orgânica (limoneno de limoneno e n-hexano) (7) Coletar o extrato orgânico: Coletar em erlenmeyer (A) extrair com 20mL de n-hexano de 250mL coletando a fase orgânica no erlenmeyer (A); Fase aquosa: água, traços Fase orgânica (limoneno e limoneno e n-hexano) 8) Repetir a etapa (7); Coletar em erlenmeyer (A) de 250mL Fase aquosa: água, traços e limoneno Fase orgânica (limoneno e n-hexano) 1) Adicionar Na 2 SO 4 ; 2) Estocar na geladeira até a próxima aula;

28 Curiosidades do limoneno Venda do derivado da laranja comercializado para clientes que utilizam o d-limoneno como solventes.

29 Curiosidades do limoneno É verdade que a casca da laranja é inflamável? A casca da laranja tem um combustível formado por uma mistura de óleos essenciais. Cerca de 90% desses óleos são constituídos por limoneno, substância pertencente aos hidrocarbonetos (composição de carbono e hidrogênio). Esse composto é inflamável. A gasolina, produto derivado do petróleo, também tem uma mistura de hidrocarbonetos. sp?co_noticia=120&co_area=28&co_item=27 &CO_SUB_ITEM=&CO_ABA=

30 Curiosidades do limoneno O limoneno, o principal componente do óleo da casca da laranja, foi usado como substrato para a biotransformação pelo fungo Fusarium verticilloides. Um derivado hidroxilado do limoneno foi isolado do caldo de cultura e caracterizado através de métodos espectroscópicos. Ele foi identificado como álcool perílico, e há comprovações relacionadas ao poder do álcool perílico na prevenção a doenças degenerativas. Observações: o Brasil é um grande produtor de limoneno o qual ainda não tem sido adequadamente aproveitado como matériaprima para obtenção de compostos de maior valor comercial. ://www.

31 Curiosidades do limoneno Casca de Laranja para elaborar plástico Uma mistura, feita de casca de laranja e dióxido de carbono, resultou em um novo tipo de plástico que reúne muitas das propriedades encontrada no poliestireno, extraído do petróleo, e utilizado como matéria-prima para a fabricação de vários produtos existentes no mercado. Os investigadores descobriram um caminho para se fazer um novo polímero usando o óxido de limoneno e dióxido de carbono, com a ajuda de uma nova molécula salvadora, um catalisador desenvolvido no laboratório.

32 Curiosidades do limoneno ://

33 Bibliografia.Vogel's Text Book of Practical Organic Chemistry, Revisada por Furniss, B.S. Hannaford, A.J.; Rogers, V. et al., 5th edition, London, Longman Group Limited, l989. Gonçalves, D.; Wal, E.; Almeida, R.R. - Química Orgânica Experimental, São Paulo, McGraw. Hill, l988. The Merck Index 9 th Edition

34 http :// scielo.br br/scielo scielo.php php?pid pid=s0100 =S &script= &script=sci sci_arttext arttext http :// quimica.ufpr..ufpr.br br/bhdo bhdo/bto bto.htm htm http :// educacao.pe..pe.gov gov.br br/principal/exibir_not /principal/exibir_not icia. icia.asp asp?co_noticia=120&co_area=28&co_?co_noticia=120&co_area=28&co_ ITEM=27&CO_SUB_ITEM=&CO_ABA= ITEM=27&CO_SUB_ITEM=&CO_ABA= www. citropoli.com..com.br br/? /?area area=produtos/ =produtos/limoneno limoneno http :// revistapesquisa.fapesp..fapesp.br br/?art=2010& /?art=2010&b d=4&pg=1& =4&pg=1&lg lg=es =es

35 Terpenos Os terpenos formam uma diversificada familia de substâncias naturais. Tradicionalmente considerou-se como derivados do 2-metil-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. O verdadeiro percusor dos terpenos é o ácido mevalônico o qual provém da acetil Coenzima A. Em qualquer caso, a divisão da estrutura dos terpenos em unidades de isopreno é muito útil e se utiliza com bastante freqüência. De acordo com o número de cadeias de isopreno presentes, os terpenos são classificados como: C5: hemiterpenos; C10: monoterpenos; C15: sesquiterpenos; C20 até C40: diterpenos. Estes compostos encontram-se em sementes, flores, folhas, raízes e madeira de plantas superiores assim como no musgo, algas e líquens. Do ponto de vista químico, são hidrocarbonetos, compostos apenas por carbono e hidrogênio. Alguns são os precursores de certas vitaminas, como A, K, e E.Outros terpenos, como o fitol, forma parte da clorofila dos carotenóides, e a maioria dos azeites aromáticos (mentol, glicerol,...), também pertencem a este grupo. Obtido em " VOLTAR

36 Conclui-se portanto que os pesos relativos de dois componentes de uma mistura de fase de vapor são idênticos aos pesos relativos do destilado, isto é, os pesos dos dois líquidos sendo recolhidos num recipiente são diretamente proporcionais as suas pressões de vapor e aos pesos moleculares. Além disso, esta equação nos indica que quanto menor é o valor de M A P A tanto maior pe o valor de W B e portanto, vemos a grande aplicação da destilação com arraste de vapor nos processos industriais para separação de compostos de elevado peso molecular e baixa pressão de vapor. VOLTAR

37 Sulfato de Sódio Agente Secante Sulfato de sódio anidro: Forma com água um sal decahidratado Na 2 SO 4.10H 2 O, em temperatura inferior à 32,5ºC. Permite remover com facilidade grande quantidade de água, porém, não o faz de modo completo, deixando sempre pequena quantidade no produto. Deve ser usado como agente dessecante em operações preliminares, não devendo ser utilizado para remover benzeno e tolueno, os quais apresentam pequena solubilidade em água. VOLTAR