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
APRESENTAÇÃO
• Óleos essenciais;
• Limoneno;
• Destilação por arraste de vapor;
• Extração com solvente;
• Tabela de propriedades e fluxograma.
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.
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 C5H8 a que se chamou terpenos.
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
Anti-séptico
Anti-oxidante
Analgésico
Cicatrizante
Germicida
Ação
antimicrobiana
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.
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.
LIMONENO
• É um terpeno ciclíco das plantas, possui
duas unidades C5 . Pode ser sintetizado a
partir do pirofosfato de geranila.
• 1-metil-4-(1-metil-etenil)-ciclohexeno
• C10H16
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;
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.
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.
DESTILAÇÃO
Destilação
Simples
Destilação
Fracionada
Destilação por
Arraste a
Vapor
Líquidos
Imiscíveis
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.
Composto
Ponto de ebulição da
substância pura/ºC
Ponto de ebulição de
ebulição da mistura
(composto + água)/0C
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 1000C,
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.
DIFERENÇAS ENTRE A DESTILAÇÃO DE
MISTURAS DE LÍQUIDOS MISCÍVEIS E
IMISCÍVEIS
Líquidos
miscíveis 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑎
0. 𝑁𝑎 + 𝑃𝑏0. 𝑁𝑏
Líquidos
Imiscíveis 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑎
0 + 𝑃𝑏0
Lei 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:
PT = PA + PB + PC + ... Pn
LEI DAS PRESSÕES PARCIAIS DE
DALTON
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
𝑛𝑎 =
𝑃𝑏
𝑛𝑏 =
𝑉
𝑅𝑇
CONSTANTE
Se Pa e Pb são as pressões parciais de vapor dos líquidos A e B, no ponto
de ebulição da mistura a pressão total Ptotal será:
𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑎0 + 𝑃𝑏
0
E a composição do vapor:
𝑃𝑎𝑃𝑏
=𝑛𝑎𝑛𝑏
Onde na e nb são os números de mols das substâncias em dado volume da
fase de vapor.
Como:
𝑛𝑎 =𝑚𝑎
𝑀𝑎 𝑛𝑏 =
𝑚𝑏
𝑀𝑏
Temos que:
𝑚𝑎
𝑚𝑏=𝑃𝑎. 𝑀𝑎
𝑃𝑏. 𝑀𝑏
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
718 + 42 = 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?
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.
Na2SO4 + 10H2O = Na2SO4. 10H2O
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.
Lembrando que...
Periculosidades dos Compostos PRIMEIROS SOCORROS
Limoneno:
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.
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.
http://www.riken.com.br/fispq/Ficha%20seguran%C3%A7a%20terpenos%20de%20laranja.pdf
Sulfato de Sódio: pó branco
PRIMEIROS SOCORROS
Se for inalado
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.
http://sites.ffclrp.usp.br/cipa/fispq/Sulfato%20de%20sodio.pdf
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.
http://downloads2.labsynth.com.br/fispq/rv2012/FISPQ-%20Hexano%20N.pdf
1 3
0
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!
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
FLUXOGRAMA
30 mL (~20g) de óleo de laranja
num balão de fundo redondo de
250 mL.
(1) Destilar usando sistema de destilação por
arraste de vapor, até que destile somente H2O
(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
(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
Lembrar: o limoneno é
inflamável; então proceder
a destilação com uma
fonte de aquecimento
controlado. (manta eletrica)
Lembrar: o n-hexano é
tóxico; proceder seu
uso em capela.
Fase orgânica
(superior)
Limoneno + n-Hexano
Fase aquosa
(inferior)
Água e pequenas
quant. de limoneno
(7) Coletar a fase orgânica
em um erlenmeyer (A) de
250mL
(8) Repetir os passos 3-6 na
fase aquosa
Fase orgânica
(superior)
Limoneno + n-Hexano
Fase aquosa
(inferior)
Água e pequenas
quant. de limoneno
(9) Coletar a fase orgânica em um
erlenmeyer(A) de 250 mL
• Adicionar Na2SO4
•Estocar na geladeira até a próxima aula
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;
• http://books.google.com.br/books?id=96t7So81z-
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
• http://www.colegioweb.com.br/quimica/pressao-de-vapor-e-ponto-de-ebulicao.html
• http://qorgexpbac.wordpress.com/page/2/
• http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog2013/Aula_17_05/Extra%C3%A
7%C3%A3o%20e%20Purifica%C3%A7%C3%A3o%20do%20limoneno%20%20LIC
%201999.pdf