Isolamento e Purificação de Produtos Naturais : Extração de Limoneno do óleo da Laranja.

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1 Isolamento e Purificação de Produtos Naturais : Extração de Limoneno do óleo da Laranja. Docentes: Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira Prof. Dr. Humberto M. S. Milagre Prof a. Dra. Isabele R. Nascimento Jonatas E. M. Campanella Leonardo V. Albino 10 de Outubro de 2013

2 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

3 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

4 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

5 Compostos Orgânicos Voláteis: Compostos orgânicos que possuem alta pressão de vapor sob condições normais, a ponto de vaporizar significativamente e entrar na atmosfera; 5

6 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

7 O Isopreno: H 3 C CH 2 2-methylbuta-1,3-diene H 2 C Um Mecanismo para a biossíntese: 7

8 Os Terpenos: 8

9 O que é um óleo essencial? Fonte: Fonte: 9

10 Histórico: Antiguidade: As culturas mais antigas valorizavam os benefícios terapêuticos dos óleos de plantas aromáticas. Hipócrates (460 a.c.-377 a.c. 10

11 Idade Média: A partir das Cruzadas, o conhecimento alquímico (pré-químico) passou para a Europa. Ibn al-baitar ( ) Phillipus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim ( ) 11

12 Idade Moderna: Era das Navegações e Perfumes Franceses. 12

13 Idade Conteporânea: No Brasil e no mundo René-Maurice Gattefossé ( ) Pau-Rosa 13

14 Relembrando da Química Orgânica I : Enantiômeros R/S Criança com má formação devido ao uso indevido de S-Talidomida na gestação. 14

15 A Quiralidade no Limoneno: CH 3 CH 3 H 3 C CH 2 S-Limoneno H 3 C CH 2 R-Limoneno ChemSketch 15

16 Catálise assimétrica e o Prêmio Nobel de Química Novos Paradigmas e aplicações. Ronaldo Aloise Pili PILI, A. R. Catálise assimétrica e o Prêmio Nobel de Química Novos Paradigmas e aplicações, Revista Nova Escola,

17 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

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19 O Limoneno em Sistemas Biológicos: Qual a sua função? 19

20 Onde os óleos ficam armazenados? Esquema de uma célula vegetal e microscopia mostrando os vacúolos 20

21 O Uso do Limoneno nas Industrias: 21

22 Potenciais Farmacêuticos do 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 ; Fonte: 22

23 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. 23

24 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 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. 24

25 Parte Experimental: 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. 25

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27 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): P Total = x A. P 0 A + x B. P 0 B No caso da Destilação por arraste a Vapor: Liquidos Imiscíveis P Total = P 0 A + P 0 B John Dalton ( ) 27

28 P total = Pº H2O + Pº Limoneno PV = nrt P Limoneno x V Limoneno P H2O x VH 2O = mlimoneno MMLimoneno RT mh 2 O MMH 2 O RT mlimoneno mh 2 O = P Limoneno x MM Limoneno P H2O x MM H2O Proporção Limoneno x água 28

29 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 mh 2 O = 60 x 136, x 18,02 = 0,65 = 65% 29

30 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. 30

31 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. 31

32 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. 32

33 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 (Na 2 SO 4 ) 33

34 Uma rápida relembrada nas boas práticas de laboratório: 34

35 n-hexano: 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 CUIDADO: MUITO INFLAMÁVEL! MANTER LONGE DE CHAMAS E FONTES DE CALOR. 35

36 Tabela de Constantes Físicas: 36

37 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. 37

38 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. 38

39 Fluxograma: 39

40 Vamos Tentar não ficar Loucos!!!! 40

41 Referências: PILI, A. R. Catálise assimétrica e o Prêmio Nobel de Química 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., 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, o%20do%20limoneno%20do%20%c3%b3leo%20de%20laranja%20lic% pdf acessado em 26/09/ acessado em 26/09/