Universidad Autnoma de Nayarit Unidad Acadmica de Ciencias Qumico Biolgicas y Farmacuticas

Aislamiento de limoneno de naranjasReporte de la prctica VIILaboratorio de Qumica AromticaDocentes:M en C. Isaac Espinosa Santana y Lic. en Q. Tzarina Salomon ShehinAlumno:Ibal Rodrguez Carlos AlexisCuarto Semestre Grupo: 4 B Turno Matutino 1 de abril de 2014Aislamiento de limoneno de naranjas Objetivo generalExtraer limoneno a partir de cscaras de naranjas mediante un disolvente. Objetivo particularPurificar el producto por destilacin.Comprobar en su estructura la existencia de dobles enlaces (C=C). Fundamentos y antecedentes

El limoneno es una sustancia natural que se extrae del aceite de las cscaras de los ctricos y que da el olor a los mismos. Pertenece al grupo de los terpeno y posee un grupo quiral, es decir, existen dos ismeros pticos (d-limoneno y l-limoneno). Constituyen una de las ms amplias clases de alimentos funcionales y fitonutrientes, funcionando antioxidantes. Fisicamente es un lquido incoloro a temperatura ambiente, es insoluble en agua, es inflamable a una temperatura mayor a 48 C. El d-limoneno es biodegradable, pero debido a su bajo punto de inflamacin, debe ser tratato como residuo peligroso para su eliminacin. Su origen viene a partir de los aceites esenciales que se forman en las estructuras vegetales que contengan clorofila, y al crecer la planta son transportadas a otros tejidos, en concreto a los brote. El limoneno se somete a tcnicas para su obtencin, como la destilacin como por arrastre de vapor, destilacin con agua (es una variante de del arrastre de vapor en la que el material botnico est en contacto con agua hirviendo), la hidrofusin (se somete una mezcla de agua y aceite esencial para su condensacin) y prensado en frio (se extrae del pericarpio de la piel del ctrico raspando o rompiendo los sacos del aceite cercanos a la superficie de la fruta). La industria de bebidas no alcohlicas utiliza el limoneno como saporfero, proporcionando sabor y olor a productos como refrescos o aromatizantes. Tambin es usado como insecticida para repeler o matar insectos, no es txico para los seres humanos. Es usado en la industria farmacutica y alimentaria como aromatizante para dar sabor a sus productos como chicles, bebidas y especias. En estudios recientes se ha comprobado que tiene efectos anticancergenos, incrementando los niveles de enzimas hepticas implicadas en la detoxificacin de carcingenos. Material 1-matraz 500mL. 1-refrigerante 1-tapon bihoradado 1- tapon horadado 1-tubo hueco en forma L 2- mangueras 1- agitador 1- probeta 25 mL 1-espatula 1-matraz Erlenmeyer 250mL. 1-embudo de separacin. 3-soportes universales. 3-pinzas con nuez. 1-malla de calentamiento. 1-mechero 2-aro

Reactivos La cscara de 3 naranjas.Nombre: Agua destilada

Frmula: H2OMasa atmica: 18 gr/molP. de Ebullicin: 100 C P. de Fusin: N/A

Densidad: 1 gr/mlPeligrosidad 000S/R

Propiedades fsicas y qumicas. Su composicin se basa en la unidad de molculas de H2O. Se ha eliminado de su estructura iones e impurezas mediante la destilacin. Riesgos y toxicidad: Su consumo no genera dao si es consumida. Pero una sobredosis genera hidrlisis.

Nombre: Pentano

Frmula: C5H12Masa atmica: 72.15 gr/molP Ebullicin: 36.1 C P. Fusin: -130 C

Densidad: 6.26 gr/mL Peligrosidad 140S/R

Propiedades fsicas y qumicas. Se encuentra de forma lquida a temperatura ambiente. Es una estructura orgnica, sus ismeros tienen puntos de ebullicin que varan entre 9 a 36 C. Los ismeros ramificados son mpas estables debido a que tienen mejor calor de combustin y calor de formacin. Riesgos y toxicidad: Puede causar irritacin del tracto digestivo, dolor de cabeza, agitacin, fatiga, nuseas, vmitos. Causa la depresin del sistema nervioso central. Su aspiracin puede generar neumonitis qumica. Cuasa irritacin ocular, conjuntivitis y dao de la crnea, en su forma lineal puede ser muy vlatil.

Nombre: ter

Frmula: (R-O-R), posiblemente C4H10OMasa atmica: 74.12 gr/molP Ebullicin: 34.6 CP Fusin: -116C

Densidad: 7.13 gr/mlPeligrosidad 241S/R

Propiedades fsicas y qumicas. Es un lquido de olor caracterstico, es menos denso que el agua e insoluble en ella. Sus vapores son ms densos que el aire, tiende a generar perxidos en presencia de luz y aire, por lo que puede estabilizarse con limaduras de hierro, naftoles o aminas aromtica. Riesgos y toxicidad: Es un lquido inflamable, muy voltil, tiende a forma perxidos explosivos. Es moderadamente txico, causa sntomas de narcosis y anestesia, no sufre cambios qumicos en el cuerpo. Irrita levemente la piel, produciendo dermatititis, resequedad, tambin es un irritante ocular.

Nombre: Permanganato de potasio

Frmula: Masa atmica: 158.034 gr/molP Ebullicin: P Fusin: 240 C

Densidad: 2.70 gr/mLPeligrosidad 200OX

Propiedades fsicas y qumicas. Es un fuerte agente oxidante, tanto slido y en solucin acuosa tiene un color violeta intenso.Riesgos y toxicidad: Es un oxidante muy fuerte, mancha la piel y la ropa de manera temporal, genera reacciones fuertemente exotrmicas.

Nombre: Sulfato de sodio anhidro

Frmula: Na2SO4 Masa atmica: 142.04 gr/molP Ebullicin: 1702 K P Fusin: 884 C

Densidad: 2.664 gr/mLPeligrosidad 301S/R

Propiedades fsicas y qumicas. Sustancia incolora, cristalina con buena solubilidad en el agua y mala en la mayor parte de disolventes orgnicos, a excepcin de la glicerina. Riesgos y toxicidad: Irrita la nariz, la garganta y los pulmones. No se considera txico pero irrita la boca, esfago y estmago, es irritante ocular, causa diarrea.

Nombre: Limoneno

Frmula: C10H16Masa atmica: 136.24 gr/molP Ebullicin: 176 C P Fusin: -74.35C

Densidad: 0.84 gr/mL Peligrosidad 120S/R

Propiedades fsicas y qumicas. Es una sustancia natural que se extrae del aceite de las cscaras de los ctricos y que da olor a los mismos. Es del grupo de los terpenos (compuesto derivado del isopropeno), posee un centro quiral en forma D y L. Es un lquido incoloro a temperatura ambiente, es inflamable a una temperatura de 48 C, tiene una solubilidad en agua muy baja. Riesgos y toxicidad: Es necesario que se mantenga en un lugar fresco, seco y bien ventilado, fuera de la luz directa y el envase perfectamente cerrado para evitar su oxidacin. Puede producir dolor de cabeza, nuseas, convulsiones, prdida de la consiencia, somnolencia y mareos.

ProcedimientoCon un cuchillo de cocina se quita la cscara a tres naranjas con todo y pulpa blanca que lleva adherida, cuidando de no presionar o tocar demasiado la cscara para evitar prdida del aceite esencial, con ella se prepara un picadillo o si se puede un pur en un matraz redondo de tres bocas de 500mL, en la boca central se ensambla un aparato de destilacin, en la boca lateral se coloca un embudo para adicionar agua, se utiliza un matraz Erlenmeyer para colectar el destilado.Se adiciona agua al pur y se calienta procurando que la ebullicin no sea muy violenta y que el nivel del lquido en el interior del matraz se mantenga constante durante el proceso de destilacin, se debe destilarse tan rpido como sea posible de manera que se colecten 150-200mL de lquido turbio o aceitosoEl pure del matraz se desecha y el destilado se enfra, el destilado se transfiere a un embudo de separacin y se adicionan 5-10mL de pentano o ter, se agita vigorosamente y se deja reposar para que las capas se separen, la disolucin de pentano se coloca en un pequeo matraz Erlenmeyer y se seca con sulfato de sodio anhdrido, la disolucin se filtra o decanta en un recipiente previamente pesado y el pentano se evapora con un bao de vapor , se pesa nuevamente el matraz con el limoneno se mide el volumen y se determina su ndice de refraccin.ANALISIS.Para comprobar la presencia de los dobles enlaces del limoneno, puede realizarse una pequea prueba con disolucin de bromo, para ello se vierten 0.5mL de tetrahidrofurano en un tubo de ensayo se adicionan 2 o 3 gotas de la sustancia por analizar se mezcla hasta disolver, se agrega gota a gota una solucin al 2% de bromo liquido en tetracloruro de carbono, una prueba de la existencia de dobles enlaces o triples enlaces es positiva cuando la solucin se vuelve incolora, el rojo-caf del bromo desaparece cuando se adicionan a un compuesto con doble enlace C=C, ya que se forma un compuesto hidrohalogenado que generalmente es transparente, aclaremos que tal procedimiento no se puede utilizar cuando existen sistemas conjugados.

BlbliografaWillian Listromberg, W. (1979). Curso breve de qumica orgnica. Espaa: Editorial Revert S.A. Pgs. 462-464.Thornton Morrison, R. et Leison Boyd, R. (1990). Qumica orgnica. 5ta. edicin. Mxico: Pearson. Pg. 468. Mataix Verd, J. (2013). Nutricin para educadores. 2da. Edicin. Espaa: Ediciones Daz de Santos S.A.

ObservacionesAl inicio de esta prctica se utilizaron cascaras de naranja trituradas, las cuales se colocaron en un matraz de Erlenmeyer de 500 ml (el cual fue previamente pesado dando como resultado 176.5 gr), una vez colocados los trozos de naranja se procedi a pesar el matraz dando un peso de 355.5 gr de peso, despus se agreg 200 ml de agua en el matraz.Posteriormente se procedi a colocar el matraz con las cascaras de naranja en un sistema de destilacin, obteniendo las primeras gotas a los 100 C, las cuales tenan una apariencia aceitosa de color transparente, despus de un tiempo se obtuvieron 40 ml de esta solucin (cantidad obtenida debido a problemas con el tiempo de destilacin).A la solucin destilada se le coloco en un embudo de separacin y trato con 10 ml de ter, despus el embudo se agito con el lquido en el interior y liberando el gas en el interior al abrir el embudo de vez en cuando impidiendo la salida del liquido, ms tarde, se dej reposar el embudo pudiendo observar 2 fases liquidas separadas por una lnea semiacuosa, una vez observado esto se recogi el liquido de la fase superior en un vaso de precipitado de 40 ml pesado previamente (30.5477 grs). Posteriormente se coloc el vaso junto con la muestra dentro de un bao Mara, comenzando a evaporar el lquido a los 50 C, una vez eliminado todo el lquido existente, se pudo observar una fase aceitosa adherida al fondo y a las paredes del vaso, el cual se volvi a pesar dando un peso de 30.6547 grs. Resultados Para la realizacin de esta prctica se trabaj con cscaras de naranja trituradas debido a que el limoneno se encuentra ms concentrado en la cascara que en la propia naranja, en particular se utilizaron 179 gr de naranja (obtenida de restar el peso del matraz menos el peso del matraz con las cascaras de naranja). En este ejercicio en particular, se utiliz un sistema de destilacin, para obtener el limoneno, sin embargo, el punto de ebullicin del limoneno llega hasta los 178C, es decir, presenta un punto demasiado alto, sin embargo, la extraccin se realiz a los 100 C, debido a que el agua en el interior se vaporizo, llevando con ella al limoneno, consiguiendo que ambos destilaran al mismo tiempo y se pudieran atrapar en el matraz, a este mtodo se le llama destilacin por arrastre de vapor y se debe a que al ser 2 compuestos inmiscibles la tensin de vapor de cada uno de ellos no estara afectada por la presencia del otro, ya que se obedece la ley de Dalton la cual dice que: la relacin molecular de dos compuestos en el destilado es igual a la relacin de sus presiones de vapor, en la mezcla que hierve el componente ms voltil contribuye a la fase de vapor con un nmero mayor de molculas por tanto, la suma de ambas presiones de vapor provocaran que el punto de ebullicin disminuya Por cuestiones de tiempo solo pudimos extraer 40 ml, los cuales se mezclaron con ter ya que el limoneno tiene mayor afinidad por el ter que por el agua, la mezcla se agito produciendo un gas, debido a las presiones de los compuestos, y ya que el ter tiene una densidad menor a la del agua, recolecto la fraccin superior (con ter y limoneno), despus se elimin el ter de la solucin al hacerlo ebullir a los 50 C (su punto de ebullicin), obteniendo un aceite en las paredes del vaso el cual era limoneno del cual se obtuvieron 0.107 gr.Para la obtencin de rendimiento de esta prctica, tenemos que remontarnos al peso total de las cascaras de naranja, el cual dividiremos por la cantidad de limoneno obtenido

ConclusinGracias a esta prctica pudimos darnos cuenta, de los mtodos de extraccin de ciertas sustancias, en este caso el limoneno, ya que a diferencia de una destilacin de tipo normal, en este caso se utiliz una destilacin por arrastre de vapor, en la cual las presiones se igualan y por tanto se extrajeron, tanto agua como limoneno a la temperatura del compuesto de menor punto de ebullicin, en este caso el agua.A pesar de no poder determinar la configuracin quiral del precisa del limoneno, podemos decir que se encontraba en su mayora la configuracin levgira, debido a que este compuesto se encuentra con frecuencia en las cascaras de naranja, adems de proporcionar un olor caracterstico de las naranjas y no de otros ctricos como el limn (configuracin dextrgira)Para nuestra formacin como qumicos, tener en cuenta este tipo de conocimientos es fundamental, ya que, procesos como el de esta prctica son muy utilizados en la industria, puesto que el limoneno es un aceite que presenta un olor y sabor ms agradable y es utilizado para productos como: aromatizantes, perfumes, alimentos, medicinas, etc.

Cuestionario1. Unidad de Isopreno 2Unidad de Isopreno 1Cuntas unidades de isopreno intervienen para formar el limoneno? identifquelas.R= Se compone de dos isoprenos que conforma un mono terpeno. Para determinar estas estructuras, se divide en dos en forma diagonal en su anillo aromtico, siendo que en cada lado de la estructura se conforma del grupo isopreno (CH2=C(CH3)-CH=CH2), conformando a este monoterpeno.

2. Existen 14 posibles ismeros para la misma frmula C10H6, que difieren en la posicin de los dobles enlaces; dibuje sus estructuras.

3. el limoneno es una molcula polar o no polar?

CentroQuiralR= Es una molcula no polar, como pertenece a la familia de lo terpenos es soluble en solventes no polares, y por tanto es insoluble en agua. Tanto su anillo aromtico y los grupos metiles no son polares. 4. Identifique el centro quiral del limoneno y porque? R= Posee un centro quiral debido a que el limoneno cuenta con dos estructuras pticas parecidas, que se obtiene en procesos experimentales, el D-Limoneno y el L- Limomeno

5. Durante la separacin del limoneno a partir de su disolucin acuosa, Qu capa lo contiene, la superior o la inferior Por qu?R= El limoneno se dirige a la capa superior, debido a la baja solubilidad del agua, depositndose en la capa de ter (0,7134 gr/mL) , que cuenta con una densidad menor que la de agua, teniendo una solubilidad mayor en este para su obtencin.

6. El punto de ebullicin del limoneno es de 177C; entonces, Por qu es posible separarlo de las cscaras del ctrico por destilacin del agua?R= El limoneno pasa por un proceso de volatilizacin que era proporcional a la presin y masa molar del limoneno. En la prctica se someti a una corriente de vapor de agua dentro del matraz, y ambos de condensaron dentro del sistema del reflujo, pasando el agua y el limoneno como producto final en una solucin aceitosa.

7. Investigue la estructura del canfeno y sugiera un posible mtodo para extraer el canfeno del romero.

Estructura del CanfenoR= Es un monoterpeno biclclico, compuesto casi insoluble en agua, pero soluble en un solventes orgnicos. Al igual que el limoneno, es un aceite esencia y se obtiene por destilacin por arrastre de vapor, donde las hojas se somenten a una vaporizacin de agua, que son capturados gracias a un sistema de reflujo.

8. La vitamina A es tambin un terpeno que puede separarse con hexano de las zanahorias y de las espinacas, Cul es su estructura? Cuntas unidades de isopreno la forman? R=

Estructura de la vitamina ALa vitamina A se divide en 5 partes, y cada una tiene la estructura molecular de , (CH2=C(CH3)-CH=CH2).

Obtencin de limoneno

La disolucin se coloca en un matraz Erlenmeyer y se seca con sulfato de sodio anhidro, filtre o decante en un recipiente pesado previamente, evapore el pentano o el ter en un bao de vapor, pese de nuevo con el limoneno, mida su volumen y determine su ndice de refraccin.

Se desecha el pur y se enfra el estilado, se transfiere a un embudo de separacin y adicione 5-10 mL de pentano o ter, agite y repose para separar las capasAl pur formado se le aade agua y se calienta hasta ebullir y que est se mantenga el lquido en el interior en la destilacin, se deben recolectar 150-200 mL de lquido turbio o aceitoso.

Anlisis de limonenoVerter 0.5 mL de tetrahidrofurano en un t.e. y 2 o 3 gotas de la solucin de limoneno hasta disolver. Despus agregue gotas al 2% de bromo lquido en tetracloruro de carbono. Si la solucin es incolora, hay presencia de dobles enlaces, se debe a que el color del bromo se disuelve para forma un compuesto hidrohalogenado.