Extração e Purificação do Limoneno I

Transcrição

1 Extração e Purificação do Limoneno I Química Orgânica Experimental Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira Prof. Drª. Ângela Regina Araújo Rafael Pedroso de Morais Samira Nascimento Stain Estagiários: Andressa Somensi Antônio Tercini

2 APRESENTAÇÃO Óleos essenciais; Limoneno; Destilação por arraste de vapor; Extração com solvente; Tabela de propriedades e fluxograma.

3 OBJETIVO Extrair o limoneno do óleo essencial da laranja.

4 INTRODUÇÃO Óleos Essenciais Mistura de substâncias orgânicas voláteis; Substâncias voláteis extraídas de plantas aromáticas; Obtidas pelos processos de destilação por arraste a vapor e extração por solvente.

5 Antiguidade Destilação por arraste Terpenos

6 HISTÓRIA... Sabe-se desde a antiguidade que os constituintes odoríferos de uma planta podem ser concentrados na forma de um óleo essencial pelo aquecimento brando da matéria vegetal. Posteriormente descobriu-se que a destilação com vapor é um método mais eficaz de obtenção destes óleos e por volta de 1592 já se conheciam cerca de sessenta diferentes óleos essenciais. A investigação da composição química destes óleos foi iniciada no século XIX e levou a descoberta de alguns hidrocarbonetos isoméricos de fórmula C 5 H 8 a que se chamou terpenos.

7 VALOR DOS ÓLEOS ESSENCIAIS Óleos Essenciais destacam-se por sua grande importância terapêutica e econômica devido ao grande teor de constituintes ativos. Possuem inúmeras propriedades farmacológicas, tais como: Aromas peculiares Ação antimicrobiana Cicatrizante Analgésico Anti-séptico Germicida Anti-oxidante

8 INTERESSES INDUSTRIAIS O interesse das indústrias pelos óleos essenciais vêm crescendo muito e sua comercialização movimenta milhões de dólares em todo o mundo. As essências são usadas nas industrias de alimentos como aditivos, na industria de cosméticos, de produtos farmacêuticos, na industria química, e ainda, em terapias alternativas como a Aromaterapia. A síntese de óleos e seus compostos têm, também, despertado grande interesse na industria de perfumaria.

9 TERPENOS Constituintes principais de óleos essenciais; Estruturalmente são compostos de unidades de isopreno combinadas, cabeça-cauda; Tradicionalmente, considerou-se como derivados do 2- metil-1,3-butadieno, mais conhecido como isopreno; Verdadeiro precursor dos terpenos é o ácido mevalônico proveniente da acetil coenzima A.

10 Terpenos Ácido mevalônico C 5 H 8 Isopreno ou 2-metil-1,3- butadieno

11 Terpenos

12 BIOSSÍNTESE DE UM MONOTERPENO

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14 LIMONENO É um terpeno ciclíco das plantas, possui duas unidades C 5. Pode ser sintetizado a partir do pirofosfato de geranila. 1-metil-4-(1-metil-etenil)-ciclohexeno C 10 H 16

15 Limoneno Enantiômeros

16 APLICAÇÕES DO LIMONENO Solvente industrial; Solventes de resinas, borracha, pigmentos e tintas; Indústria farmacêutica e alimentícia (flavorizantes); Indústria Química: Plásticos, adesivos, inseticidas, sabão e outros; Precursor para sínteses de outras substâncias;

17 AÇÕES TERAPÊUTICAS DO LIMONENO Propriedades anti-cancerígenas; Solventes de lipídeos, cálculos e entupimento nas artérias, descongestiona o fígado, perda de peso; Ação anti-oxidante ; Combate ao mau colesterol; gastrites e úlceras; Estimula a alegria e diminui a depressão.

18 PRESSÃO DE VAPOR E TEMPERATURA DE EBULIÇÃO Um líquido entra em ebulição quando a pressão de vapor do líquido torna-se igual a pressão existente sobre a superfície do líquido. Quanto maior for a pressão de vapor nas condições ambientes, o líquido entrará em ebulição mais facilmente, isto significa que, quanto menor for o ponto de ebulição, mais volátil será o líquido.

19 DESTILAÇÃO Destilação Simples Destilação por Arraste a Vapor Destilação Fracionada Líquidos Imiscíveis

20 LEI DAS PRESSÕES PARCIAIS DE DALTON

21 E quando o composto a ser destilado se decompõe em temperatura próxima à temperatura de ebulição?

22 DESTILAÇÃO POR ARRASTE DE VAPOR Considerações do método A destilação por arraste de vapor só é eficiente para líquidos imiscíveis entre si. O ponto de ebulição da mistura < ponto de ebulição de qualquer um dos componentes puros. O p.e. da mistura é constante enquanto ambos os componentes estiverem presentes.

23 Composto Ponto de Ebulição ( 0 C) Limoneno 176 Água 100

24 Composto Ponto de ebulição da substância pura/ºc Ponto de ebulição de ebulição da mistura (composto + água)/ 0 C Benzeno 80,1 69,4 Tolueno 110,6 85,0 Hexano 69,0 61,6 Heptano 98,4 79,2 Octano 125,7 89,6 Nonano 150,8 95,0 1-octano 195,0 99,4 Note que quanto mais alto for o ponto de ebulição de uma substância pura, mais a temperatura do destilado se aproxima de C, sem nunca exceder este valor. Esta temperatura é razoavelmente baixa e evita a decomposição que poderia ocorrer nas temperaturas mais elevadas usadas na destilação simples.

25 DIFERENÇAS ENTRE A DESTILAÇÃO DE MISTURAS DE LÍQUIDOS MISCÍVEIS E IMISCÍVEIS Líquidos miscíveis P total = P a 0. N a + P b 0. N b Líquidos Imiscíveis P total = P a 0 + P b 0 Lei de Dalton

26 LEI DAS PRESSÕES PARCIAIS DE DALTON A partir de uma série de experiências relacionadas às misturas gasosas, em 1801 o cientista inglês John Dalton lançou a Lei de Dalton, ou lei das pressões parciais. A lei de Dalton faz referência aos gases perfeitos e teoriza que a pressão total de um sistema é a soma das pressões parciais de todas as partes, ou seja, as pressões exercidas por cada um dos componentes de uma mistura gasosa sob as mesma condições de temperatura e volume. Assim, temos: P T = P A + P B + P C +... P n

27 Por meio de cálculos simples e aplicando as leis dos gases, podemos estabelecer a proporção dos vapores em função do número de mols (n) e das suas pressões parciais. PV=nRT; P n = V RT ; Pa = Pb = V na nb RT CONSTANTE

28 Se Pa e Pb são as pressões parciais de vapor dos líquidos A e B, no ponto de ebulição da mistura a pressão total P total será: P total = P a 0 + P b 0 E a composição do vapor: P a P b = n a n b Onde na e nb são os números de mols das substâncias em dado volume da fase de vapor. Como: n a = m a M a n b = m b M b

29 Temos que: m a m b = P a. M a P b. M b Tem-se em um sistema anilina(a) e água(b) a 98,4ºC. A pressão de vapor da anilina nesta temperatura é da ordem de 42mmHg, enquanto que da água é, aproximadamente, 718mmHg. A pressão de vapor total é = 760 mmhg, de modo que esta mistura entra em ebulição a 98,4ºC sob 1atm de pressão. A massa da anilina que destila para cada 100g de água evaporada é?

30 SISTEMA DE DESTILAÇÃO POR ARRASTE A VAPOR PERIGO!!

31 Na indústria...

32 No laboratório...

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36 Observações Importantes: Como saber que a destilação chegou ao fim? O fluxo de água de resfriamento pelo condensador deve ser mais rápido do que em outros tipos de destilação para ajudar a resfriar os vapores.

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38 EXTRAÇÃO MÚLTIPLA Composto

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40 Agente Secante

41 Na 2 SO H 2 O = Na 2 SO 4. 10H 2 O Lembrando que... Não deve reagir com nenhum dos componentes da mistura; Não deve se dissolver apreciavelmente no produto; Deve possuir capacidade de secagem rápida e efetiva; Deve ser facilmente removível do solvente a ser seco; Deve ser de fácil aquisição e preço vantajoso.

42 TABELA DE PROPRIEDADES

43 Limoneno: Periculosidades dos Compostos PRIMEIROS SOCORROS Inalação: Remova a vítima para local fresco e arejado, mantendo-a aquecida e em repouso. Se a respiração for irregular ou parar, aplicar técnica de respiração assistida. Não ministrar nada oralmente à vítima se ela estiver inconsciente. Procurar atendimento médico. Contato com a pele: Remover as roupas contaminadas, lavar com água abundantemente. Se apresentar irritação ou outros sintomas procurar atendimento médico. Contato com os olhos: Se a vítima estiver usando lente de contato removê-las imediatamente. Lavar com água abundante por 15 minutos com as pálpebras bem abertas. Verificar o movimento dos olhos. Procurar um médico. Ingestão: Não induzir o vômito. Procurar atendimento médico. Quais ações devem ser evitadas: Evitar contato direto do produto com o corpo. Descrições dos principais sintomas e efeitos: Dores de cabeça. Proteção do prestador de primeiros-socorros: Usar equipamentos de proteção individual necessário para o caso de acidentes.

44 Contato com os olhos: Irritante, pode causar queimaduras, vermelhidão e dor. Contato com a pele: Irritante, pode causar sensibilização, vermelhidão e por contato prolongado dermatites. Ingestão: Nocivo se ingerido, causando irritação gastrintestinal, dores abdominais, náuseas, vômitos e vertigem. O fogo pode produzir gases irritantes. Efeitos ambientais: Produto biodegradável, não solúvel em água, de origem natural, principal componente do óleo da casca de frutas cítricas. Não afeta a camada de ozônio; não tem potencial para aquecimento global. Perigos físicos e químicos: Pode reagir com agentes de oxidação forte como Ácidos Minerais e Peróxidos produzindo calor excessivo. Produto inflamável a temperatura acima de (46ºC), vapores mais densos que o ar, com possível formação de misturas explosivas quando confinados em ambientes ou embalagens fechadas. Perigos específicos: Inflamabilidade.

45 Sulfato de Sódio: pó branco Se for inalado PRIMEIROS SOCORROS Se for respirado, levar a pessoa para o ar fresco. Se não respirar, aplicar a respiração artificial. No caso dum contacto com a pele Lavar com sabão e muita água. No caso dum contacto com os olhos Lavar os olhos com água como precaução. Se for engolido Nunca dar nada pela boca a uma pessoa inconsciente. Enxaguar a boca com água.

46 N-Hexano: líquido, incolor PRIMEIROS SOCORROS Inalação: Remover para local ventilado. Eventualmente, respiração artificial. Chamar um médico.. Contato com a pele: Lavar abundantemente com água. Tirar a roupa contaminada. Contato com os olhos: Enxaguar abundantemente com água, por 15 min. Procurar um oftalmologista. Ingestão: Perigo de aspiração. Evitar o vomito. Manter livres as vias respiratórias.

47 Procedimentos De Segurança

48 Além dos procedimentos normais de segurança, tais como, o uso de óculos, avental, calça comprida, cabelo comprido preso e sapato fechado, não podemos esquecer que o limoneno é: Altamente Inflamável!! O procedimento de extração deve ser realizado na capela. Por quê? Obs: Não esqueça de ligar a capela né amigo!

49 FAZER O DESCARTE EM FRASCOS APROPRIADOS!!

50 E deixe a preguiça de lado um pouquinho e leia o Manual de Segurança do Instituto de Química O risco de acidentes é maior quando nos acostumamos a conviver com o perigo e passamos a ignorá-lo. A segurança em qualquer local está apoiada em cada um: você é responsável por si e por todos. by Manual de Segurança

51 FLUXOGRAMA 30 ml (~20g) de óleo de laranja num balão de fundo redondo de 250 ml. Lembrar: o limoneno é inflamável; então proceder a destilação com uma fonte de aquecimento controlado. (manta eletrica) (1) Destilar usando sistema de destilação por arraste de vapor, até que destile somente H 2 O (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 Destilado Lembrar: o n-hexano é tóxico; proceder seu uso em capela. (3) Adicionar 30 ml de n-hexano ao frasco do destilado (4) Transferir para um funil de separação (5) Lavar o frasco com pequenas quantidades de n- hexano (6) Agitar o funil de separação suavemente, aguardar a separação das fases

52 Fase orgânica (superior) Limoneno + n-hexano (7) Coletar a fase orgânica em um erlenmeyer (A) de 250mL Fase aquosa (inferior) Água e pequenas quant. de limoneno (8) Repetir os passos 3-6 na fase aquosa Fase orgânica (superior) Limoneno + n-hexano (9) Coletar a fase orgânica em um erlenmeyer(a) de 250 ml Adicionar Na 2 SO 4 Estocar na geladeira até a próxima aula Fase aquosa (inferior) Água e pequenas quant. de limoneno

53 BIBLIOGRAFIA Seminário Licenciatura 2007, 2008; Carey,F. A., Química Orgânica, e.7, vol.2, ed. Bookman 2011; Pavia, D.L.; Lampman, G.M.; Kriz, G.S.; Engel, R.G.- Química Orgânica Experimental: Técnicas de escala pequena; tradução da 2ª edição por Ricardo Bicca de Alencastro. Porto Alegre : Bookman, 2009; 8C&pg=PA1108&lpg=PA1108&dq=tabela+de+unidades+de+isopreno&source=bl&ots =v8ix7ffkkh&sig=lkccrvpw7f14cfqcbnqhf69k4am&hl=pt- BR&sa=X&ei=fa6CUYb9Eo2E8QTlmYGwAg&ved=0CC0Q6AEwAA#v=onepage&q=t abela%20de%20unidades%20de%20isopreno&f=false %C3%A3o%20e%20Purifica%C3%A7%C3%A3o%20do%20limoneno%20%20LIC % pdf

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