Isolamento de Substâncias naturais: Extração do limoneno do óleo de laranja-destilação por arraste de vapor (Parte 1)

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1 Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho Instituto de Química Isolamento de Substâncias naturais: Extração do limoneno do óleo de laranja-destilação por arraste de vapor (Parte 1) Jorge Ferreira Junior Química Orgânica Experimental Juliana Pirola Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira Mariana Bizari Profa. Amanda Coelho Danuello Rafael Rodrigues Hatanaka

2 INTRODUÇÃO 1- Óleos Essenciais substâncias voláteis extraídas de plantas aromáticas; obtidas pelos processos de destilação arraste a vapor e extração por solvente; Propriedades: - aroma - ação antimicrobiana - cicatrizante - antioxidante - analgésico - anti-séptico matérias-primas de grande importância para as indústrias cosméticas, farmacêutica e alimentícia; Exemplos: - óleo de eucalipto; -óleo de canela; - óleo de laranja. - óleo de rosas

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

4 INTRODUÇÃO 2- Terpenos Classificados de acordo com o número de cadeias de isopreno presentes; Unidades de isopreno Fórmula geral Classe 1 C 5 H 8 Hemiterpenos 2 (C 5 H 8 ) 2 Monoterpenos 3 (C 5 H 8 ) 3 Sesquiterpenos 4 (C 5 H 8 ) 4 Diterpenos 5 (C 5 H 8 ) 5 Sesterpenos 6 (C 5 H 8 ) 6 Triterpenos n (C 5 H 8 ) n Politerpenos

5 3- Limoneno INTRODUÇÃO 1-metil-4-isopropenilciclohex-1-eno, é um terpeno cíclico; encontrado em óleo de laranja (90 a 95%), óleo de lima, limão e outros óleo essenciais; Volátil, por isso responsável pelo cheiro que essas frutas apresentam; C 10 H 16

6 INTRODUÇÃO 3- Limoneno Possui isometria óptica, apresentando dois enantiômeros;

7 INTRODUÇÃO 3- Limoneno - Síntese

8 3- Limoneno - Aplicações INTRODUÇÃO solvente de resinas, borrachas, pigmentos e tintas; Industria farmacêutica e alimentícia (flavorizantes); Industria Química: Manufatura de plásticos, adesivos, inseticidas, fungicidas, sabão,thinner e outros; Precursor na síntese de outras substâcias; Ex: mentol, carvona. tese%20do%20limoneno

9 BIOTRANSFORMAÇÃO DE TERPENOS PARA COMPOSTOS DE AROMAS E FUNCIONAIS Biotransformação catalítica de R-(+)-limoneno em compostos de aroma, como carvona e álcool perílico ; A utilização de R-(+)-limoneno para síntese de compostos de aroma e compostos funcionais pode ser considerada promissora do ponto de vista econômico; Entretanto, a grande maioria dos estudos de biotransformação de monoterpenos descritos até o momento são apenas acadêmicos, sendo inviáveis do ponto de vista industrial, pois sua aplicação direta em escalas maiores esbarra nos baixos rendimentos devido à volatilidade do substrato e toxicidade do limoneno aos microrganismos em geral.

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11 3- Limoneno Aplicações Propriedades anti-cancerígenas; Limão na cura do câncer Combate o mau colesterol; Solvente de lipídeos, cálculos e entupimentos nas artérias; Estimula a alegria e diminui a depressão. O medo, raiva e desesperança são muitas vezes gerados por informações falsas e sustentados por um sangue ácido. Neste caso o limão - com sua propriedade de alcalinizar o sangue - irá favorecer no desarme das emoções negativas.

12 LIMÃO NA CURA DO CANCER: 1. O USO DA CASCA DO LIMÃO NO COMBATE AO CÂNCER O d-limoneno tem mostrado ser ativo contra vários tipos de tumores; Os tipos de câncer já iniciados em que este tratamento mostrou melhores resultados são os de próstata, de estômago, de fígado, de intestinos, de pâncreas, de mama, de pulmão e nas leucemias. 2. COMO O D-LIMONENO AGE NESTE SENTIDO? O d-limoneno age aumentando a atividade de uma enzima desintoxicante (a Glutationa S-Transferase - GST ). O d-limoneno também age induzindo a morte natural das células cancerosas e/ou inibindo o seu crescimento celular; A dosagem preventiva de d-limoneno é o consumo diário de 2 limões (polpa e casca);

13 CURIOSIDADE Segundo o médico oncologista Carl Simonton células cancerígenas são tão frágeis que é quase impossível cultivá-las num tubo de ensaio. Se isso acontecesse, e o cientista acrescenta-se no recipiente glóbulos brancos; nunca se veria as células cancerígenas atacando estes glóbulos. Ao contrário, os glóbulos brancos que iniciariam imediatamente o ataque. O que quer dizer que um tumor maligno apenas consegue alastrar-se dentro do corpo humano sob condições específicas, as quais são criadas principalmente por emoções destrutivas, como raiva contida, medo e desesperança

14 CURIOSIDADE COMBUSTÍVEL FEITO COM CASCA DE LIMÃO CONTROLE DE LAGARTAS DE MILHO VIA FORMAÇÃO DE LIMONENO EM PLANTAS TRANSGÊNCIAS.

15 OBJETIVO DA PRÁTICA Extrair o limoneno do óleo essencial da laranja. REAGENTES DA PRÁTICA Óleo de laranja N-hexano: solvente Sulfato de sódio: agente secante água

16 Sulfato de sódio - Na 2 SO 4 Será utilizado como agente secante. Este forma com a água um sal decahidratado em temperatura inferior a 32,50 C, permitindo remover com facilidade grande quantidade de água, porém não faz de modo completo, deixando sempre pequena quantidade de produto.

17 Tabela dos reagentes com constantes físicas Nome Fórmula Massa molecular Densidade (g.ml -1 ) PF ( o C) PE ( o C) Solubilidade Toxicidade d-limoneno C 10 H ,24 0, n-hexano C 16 H 14 86,18 0, Sulfato de sódio Na 2 SO 4 142,04 2, Insolúvel em água e solúvel em etanol Insolúvel em água e solúvel em etanol Levemente solúvel em água e insolúvel em etanol Inflamável, irritante à pele, aos olhos e mucosas nasais Náusea, dor de cabeça, irritação nos olhos e nariz, fraqueza muscular, dermatite, pneumonia química - água H 2 O 18,02 0,

18 Segurança no Laboratório Descarte dos resíduos em local apropriado e identificado?

19 Isolamento do Limoneno Destilação Destilação simples Destilação por arraste de vapor Destilação fracionada

20 Destilação por arraste de vapor Método de destilação de compostos orgânicos voláteis imiscíveis em água Ocorre em temperaturas menores do que 100ºC Vantagem pode-se destilar substâncias que se decompõem próximas de seu p.e. Separação do componente de p.e. mais elevado à temperatura inferior a 100ºC

21 Destilação por arraste de vapor Lei de Raoult líquido exerce pressão a sua volta pressão de vapor P vapor Temperatura até que P vapor = P atm Tal temperatura T eb ou p.e. o mesmo vale - mistura de 2 ou + componentes imiscíveis P vapor = P vapor-componente (pressões parciais de cada componente voltátil)

22 Destilação por arraste de vapor Lei de Raoult P vapor parcial depende da fração molar na mistura P n = P nº.x n X n = n n / (n 1 +n n n ) Mistura: água + limoneno são imiscíveis P n = P nº independe de X n P total = P º H2O + Pº Limoneno P nº V n = n n RT

23 Destilação por arraste de vapor Mistura: água + limoneno º PL V º P V H 2 O L H 2 O = ( m ( m H 2 L O / / MM MM L H ) RT ) RT 2 O m m H L 2 O = P º H P 2 º L O MM MM L H 2 O proporção em massa de Limoneno em água. m L para cada grama de H 2 O destilada.

24 T = 100 C Exemplo P H 2 O = 700 Torr e P L = 60 Torr MMH 2 O = 18 gmol -1 e MML = 136 gmol -1 m m H L 2 O = P º H P 2 º L O MM MM L H 2 O m m H L 2 O = = 0,65

25 Aparatos para destilação por arraste a vapor

26 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 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. The Merck Index 9th Edition Doyle,M.P; Mungall,W.S.,Experimental Organic Chemistry.

27 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS perfume.gif ros/sintese.htm#sintese%20do%20limoneno

28 Extração do limoneno do óleo de laranja Destilação por arraste de vapor (Parte 1) 30 ml de óleo de laranja (20 g) em balão de 250 ml Destilado (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 (3) Adicionar 30 ml de n-hexano aofrasco 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 Fase orgânica (superior) Limoneno + n-hexano Fase aquosa (inferior) Água e traços de limoneno (7) Coletar a fase orgânica em um erlenmeyer (A) de 250 ml (8) Repetir os passos 3-6 na fase aquosa Fase orgânica (superior) Limoneno + n-hexano Fase aquosa (inferior) Água e traços de limoneno (9) Coletar a fase orgânica em um erlenmeyer (A) de 250 ml Adicionar Na 2 SO 4 Estocar na geladeira até a próxima aula