Docentes: Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira Prof. Dr. Humberto M. S. Milagre Profa. Dra. Isabele R. Nascimento

Jonatas E. M. Campanella

Leonardo V. Albino

10 de Outubro de 2013

Isolamento e Purificação de Produtos Naturais : Extração

de Limoneno do óleo da Laranja.

Tópicos que serão abordados:

- Retomando o conceito: Pressão

de Vapor

- Compostos Orgânicos Voláteis

- Os Terpenos

- O Isopreno

- Um Mecanismo para a

biossíntese

- Introdução Química

- Introdução Histórica

- Introdução Biológica

- Potencial Farmacêutico do

limoneno

- Potencial Farmacêutico do óleo

da laranja

- Parte experimental: Materiais e

reagentes

- Destilação por arraste a vapor

- Extração

- Agente secante

- Periculosidade do n-hexano

- Primeiros socorros

- Fluxograma

- Bibliografia

2

Objetivos:

Isolamento e purificação do limoneno do óleo

essencial da laranja, à partir da aplicação dos processos de

destilação por arraste à vapor, extração por solvente e

destilação fracionada.

3

Retomando o conceito: Pressão de Vapor

É a pressão exercida pelo vapor quando este está em

equilíbrio dinâmico com o líquido. Pode-se dizer também que

é a pressão exercida pelas moléculas do solvente líquido

contra à sua superfície para passar para o estado de vapor.

4

Compostos Orgânicos Voláteis:

Compostos orgânicos que possuem alta pressão de

vapor sob condições normais, a ponto de vaporizar

significativamente e entrar na atmosfera;

5

Os Principais C.O.V.s encontrados na atmosfera do estado de SP:

CETESB, 2006, Relatório de Qualidade do Ar no Estado de São Paulo – 2007

6

Um Mecanismo para a biossíntese:

O Isopreno:

CH3

CH2

CH2 2-methylbuta-1,3-diene

7

Os Terpenos:

8

O que é um óleo essencial?

Fonte:www.bascitrus.com.br Fonte:www.harmoniearomaterapia.com.br

9

Histórico:

Antiguidade:

As culturas mais antigas valorizavam os

benefícios terapêuticos dos óleos de plantas

aromáticas.

Hipócrates (460 a.C.-377 a.C.

10

Idade Média:

A partir das Cruzadas, o conhecimento

alquímico (pré-químico) passou para a Europa.

Ibn al-Baitar (1197-1248)

Phillipus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1493-1541)

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Idade Moderna:

Era das Navegações e Perfumes Franceses.

12

Idade Conteporânea:

No Brasil e no mundo…

René-Maurice Gattefossé (1881-1950)

Pau-Rosa

13

Relembrando da Química Orgânica I : Enantiômeros R/S

Criança com má formação devido ao uso indevido de S-Talidomida na gestação.

14

A Quiralidade no Limoneno:

CH3 CH2

CH3

CH3 CH2

CH3

R-Limoneno S-Limoneno

ChemSketch 15

PILI, A. R. Catálise assimétrica e o Prêmio Nobel de Química 2001. Novos Paradigmas e aplicações, Revista Nova Escola,2001.

Catálise assimétrica e o Prêmio Nobel de Química 2001. Novos Paradigmas e aplicações.

Ronaldo Aloise Pili

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A Fisiologia do Cheiro: a resposta do nosso corpo a diferentes aromas

O cheiro é governado por uma série de células

sensoriais. Um tipo de molécula de fragrância interage com

mais que um tipo de receptor, portanto, a sensação global é

criada por uma combinação de receptores ativados.

Linda Buck e Richard Axel, Premio Nobel de 2004

17

18

O Limoneno em Sistemas Biológicos:

Qual a sua função?

19

Esquema de uma célula vegetal e microscopia mostrando os vacúolos

Onde os óleos ficam armazenados?

20

O Uso do Limoneno nas Industrias:

21

Potenciais Farmacêuticos do Limoneno:

Fonte:http://www.oleosessenciais.org/limoneno/

- Aumenta a atividade da enzima Glutathione S-transferase; - Ajuda na redução dos tumores mamários em ratos; - Pode induzir apoptose (morte celular) em alguns tipos de células ;

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O óleo da Laranja:

Solúveis em solvente apolares; • Baixa solubilidade em água; •Pouco estáveis (Alteram-se na presença de ar, calor, luz, umidade e metais); •Aplicações: Possuem ação antimicrobiana, anti-inflamatória, antisséptica, cicatrizante, analgésica, além de serem amplamente utilizados na indústria cosmética, devido ao seu aroma, e na indústria alimentícia, como flavorizante.

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Pesquisadores do Instituto de Biociências da UNESP de Botucatu estudaram a efetividade no óleo essencial da laranja da terra como um possível protetor gástrico e o resultado, segundo o site http://g1.globo.com , foi: Três grupos de ratinhos com úlcera foram observados durante 14 dias. O primeiro grupo não recebeu nenhum tratamento. O segundo foi tratado com os remédios convencionais. E o terceiro com o óleo essencial da casca da laranja da terra. “Nós observamos que o óleo essencial foi muito mais efetivo que os medicamentos comerciais, com um efeito cicatrizante 60% melhor do que o

medicamento comercial que tem um efeito cicatrizante de 40%”. Aponta Clélia Akiko Hiruma Lima, coordenadora do Projeto Óleos Essenciais.

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Reagentes:

- Óleo de Laranja

- N- Hexano

- Sulfato de Sódio

Materiais:

- Balão de Fundo Redondo;

- Manta de aquecimento;

- Aparatos para Destilação por arraste à Vapor;

- Funil de separação;

- Vidrarias para realizar as trasferências.

Parte Experimental:

25

26

Destilação por Arraste a Vapor:

(Físico-Química Geral)

Para líquidos miscíveis, a pressão total de vapor é a

soma das pressões de vapor parciais dos componentes, em

função das suas frações parciais (Lei de Dalton):

PTotal = xA. P0 A + xB . P0

B

No caso da Destilação por arraste a Vapor:

Liquidos Imiscíveis

PTotal = P0 A + P0

B

John Dalton

(1766-1844)

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Ptotal = PºH2O + PºLimoneno

PV = nRT

𝑃°𝐿𝑖𝑚𝑜𝑛𝑒𝑛𝑜 𝑥 𝑉𝐿𝑖𝑚𝑜𝑛𝑒𝑛𝑜

𝑃°𝐻2𝑂

𝑥 𝑉𝐻

2𝑂

=

𝑚𝐿𝑖𝑚𝑜𝑛𝑒𝑛𝑜

𝑀𝑀𝐿𝑖𝑚𝑜𝑛𝑒𝑛𝑜𝑅𝑇

𝑚𝐻2𝑂

𝑀𝑀𝐻2𝑂

𝑅𝑇

𝑚𝐿𝑖𝑚𝑜𝑛𝑒𝑛𝑜

𝑚𝐻2𝑂

= 𝑃°𝐿𝑖𝑚𝑜𝑛𝑒𝑛𝑜 𝑥 𝑀𝑀𝐿𝑖𝑚𝑜𝑛𝑒𝑛𝑜

𝑃°𝐻2𝑂

𝑥 𝑀𝑀

𝐻2𝑂

Proporção Limoneno x água

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EXEMPLO: T = 100°C

P°H2O = 700 Torr

P°Limoneno = 60 Torr

MMH2O = 18,02 g . mol-1

MMLimoneno = 136,24 g . mol-1

𝑚𝐿𝑖𝑚𝑜𝑛𝑒𝑛𝑜

𝑚𝐻2𝑂

= 60 𝑥 136,24

700 𝑥 18,02

= 0,65 = 65%

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Principais características do p.e. de uma mistura

numa destilação por arraste de vapor:

• O p.e. de uma mistura imiscível corresponde à temperatura na

qual a soma das pressões individuais de cada componente se

iguala à pressão atmosférica;

• O p.e. da mistura é menor do que o ponto de ebulição de

qualquer componente puro. Isto ocorre porque compostos que

são insolúveis em água tem uma variação positiva muito grande da

Lei de Raoul.

• O p.e. da mistura é constante enquanto ambos os componentes

estiverem presentes.

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Quando utilizar?

1. Quando se deseja separar ou purificar uma substância cujo ponto de ebulição é alto e/ou apresente risco de decomposição;

2. Para separar ou purificar substâncias contaminadas com impurezas resinosas;

3. Para retirar solventes com elevado ponto de ebulição, quando em solução existe uma substância não volátil;

4. Para separar substâncias pouco miscíveis em água cuja pressão de vapor seja próxima a da água a 100°C, o que é muito importante para as substâncias que se decompõem nestas temperaturas.

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Extração com Solvente:

Separação ou isolamento de um componente características de

solubilidade das substâncias.

• O segundo solvente deve ser imiscível com o primeiro e o

componente a ser extraído deve ser solúvel no solvente de

extração e não ser reativo com o mesmo.

• Extração múltipla: sucessivas etapas (maior rendimento do que

extração simples).

Hoje realizaremos a extração com n-hexano.

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Agente Secante:

Várias substâncias químicas que são usadas para secar líquidos

orgânicos, removendo água ou solventes de suas misturas.

O secante (desidratante) deve satisfazer algumas condições:

- não reagir com nenhum dos componentes da mistura;

- não se dissolver apreciavelmente no produto;

- não provocar, por catálise, reações do composto entre si:

polimerização, condensação ou auto-oxidação, nem com os demais

componentes da mistura;

- possuir capacidade de secagem rápida e efetiva;

- ser facilmente removível do solvente a ser seco;

- ser de fácil aquisição e por preço vantajoso.

Hoje utilizaremos o sulfato de sódio (Na2SO4) 33

Uma rápida relembrada nas boas práticas de laboratório:

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TOXICIDADE:

Inalação: os vapores podem causar

tontura ou sufocação e dores de cabeça.

Contato com a pele: causa irritação

grave se em grandes quantidades.

Contato com os olhos: causa irritação

grave.

Ingestão: causa dores, náuseas e

alteração no comportamento.

n-Hexano:

CUIDADO: MUITO INFLAMÁVEL! MANTER LONGE DE CHAMAS E FONTES DE CALOR.

1

3

0

35

Tabela de Constantes Físicas:

36

PRIMEIROS SOCORROS:

Inalação: remover a vítima para local arejado. Se a vítima não estiver respirando,

aplicar respiração artificial. Se a vítima estiver respirando, mas com dificuldade,

administrar oxigênio.

Contato com a pele: remover sapatos e roupas contaminadas. Lavar a pele com

água e sabão abundantemente por pelo menos 20 min, preferencialmente sob

chuveiro de emergência.

Contato com os olhos: lavar com água corrente abundantemente, pelo menos por

20 (vinte) minutos. Procurar assistência médica imediatamente.

Ingestão: não provocar vômitos. Se a vítima estiver consciente, lavar sua boca com

água limpa em abundância e faze-la ingerir água.

Encaminhar sempre a um médico.

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Em caso de incêndio, utilizar extintores de espuma para

hidrocarboneto, pó químico ou CO2. Não deve ser usada água

diretamente sobre o fogo;

Por serem as substâncias prejudiciais ao meio ambiente,

sendo o hexano acumulativo, o descarte não deve ser feito

diretamente na pia, portanto, deve-se descartar os resíduos nos

locais indicados pela técnica de laboratório.

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Fluxograma:

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Vamos Tentar não ficar Loucos!!!!

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PILI, A. R. Catálise assimétrica e o Prêmio Nobel de Química 2001. Novos Paradigmas e aplicações, Revista Nova Escola,2001.

VOGEL, A.I. - Química Orgânica- Análise Orgânica Qualitativa. Trad. de Carlos Alberto Coelho Costa et alii 3ª ed., Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1971.

Pavia, D.L.; Lampman, G.M.; Jr. Kriz, G.S.; Engel R.G. – Química Orgânica Experimental:técnicas de escala pequena, 2 ed, Philadelphia, Saunders College Publishing, 2005.

http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog2013/Aula_10_05/Extra%C3%A7%C3%A3o%20do%20limoneno%20do%20%C3%B3leo%20de%20laranja%20LIC%202009.pdf acessado em 26/09/2013

http://www.brasilescola.com/quimica/compostos-organicos-volateis-oxidantes-fotoquimicos.htm acessado em 26/09/2013

Referências:

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