UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁINSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAISFACULDADE DE LICENCIATURA EM QUÍMICA

QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL

PROFESSOR: MARIVALDO CORREA

EXTRAÇÃO À FRIO DAS SUBSTÂNCIAS CONTIDAS NAS FOLHAS DA PLANTA MORINDA CITRIFOLIA (NONI)

CAMILA DOS SANTOS DE SOUZA 07055003701SUANNE LOBO MONTEIRO 09055002001

LEONARDO IMBIRIBA 04055002701KRISNNA ALVES 09055000701

BELÉM-PA2010

RESUMO

Este projeto teve por objetivo efetuar a extração dos princípios ativos contidos nas folhas do noni, por meio de extração à frio, utilizando dois tipos de solventes: hexano e metanol. Na escala de polaridade trabalhou-se com os extremos, no caso com o hexano que é muito apolar e com o metanol que é muito polar (a escolha do solvente é feita a partir da facilidade de dissolução da substância e da facilidade com que se pode isolar o soluto extraído, isto é, do baixo ponto de ebulição do solvente para sua posterior evaporação).

INTRODUÇÃO

A planta Morinda citrifolia, pertencente à família Rubiaceae, popularmente chamada noni, é originária do sudeste asiático. Cresce tanto em florestas, como em terrenos rochosos, ou arenosos. É tolerante a solos salinos e certas condições de seca.Entre os seus princípios ativos encontram-se alcalóides, caratenóides, carbonato, fenilalanina, fosfato, glicosídeos, magnésio, proteína, sódio, serotonina, terpenos, tirosina, vitaminas, xeronina. É indicada para artrite, diabetes, dor nos olhos, hipertensão, infeções internas, malária e problemas da pele.

Figura 1- Noni (Fonte: Site 01)

PROPOSTA FITOQUÍMICA PARA ISOLAMENTO DE CONSTITUINTES QUÍMICOS BIOATIVOS

Filtração simples

Adição MeOH Concentração (evaporador rotativo)

Concentração (evaporador rotativo)

Filtração em coluna de sílica gel

Material vegetal Extração hexano

Resíduo

Extração MeOH

Extrato metanólico

“Filtrado” hexânico bruto

Extrato hexânico bruto

Cromatografia em coluna

RMNCromatografia

Fração hexânica Fração metanólica

Análise química

MATERIAIS E MÉTODO

1- Materiais:

- Material botânico (noni): follas extraídas da planta Morinda citrifolia (Noni), oriunda do Mercado do Ver-o-Peso, Belém – PA, no mês de setembro de 2010.

- Dois recipientes de vidro (500g);

- Suporte universal;

- Funil;

- Papel de filtro;

- Papel alumínio;

- Bastão de vidro;

- Balão volumétrico;

- Béquers;

- Erlenmeyers;

- Pipeta;

- Bureta;

- Placa de sílica gel;

- Capilares;

- Pistilo;

- Solventes orgânicos (hexano e metanol);

- Água destilada;

- Algodão;

- Sílica gel;

- Aparelho de destilação a vácuo.

2- Método:

O método de extração à frio consiste no repouso do material botânico com o solvente, hexano e/ou metanol, durante alguns dias. São realizadas filtrações simples e uma posterior concentração do solvente em evaporador rotativo. Para o cálculo do rendimento, são consideradas as massas dos extratos hexânico e metanólico obtidas após a evaporação do solvente e a massa de noni inicial.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Extração à frio

Foi transferido para um frasco de vidro aproximadamente 106g de material botânico seco e triturado. Foi adicionado solvente orgânico, hexano, de maneira que este ficasse acima do nível do material botânico. Foi realizada uma agitação com o bastão de vidro e, em seguida, o frasco foi tampado e deixado em repouso na capela por sete dias.

Separou-se a fase líquida por filtração simples, guardando o material sólido contido no papel de filtro para posterior utilização. Concentrou-se o filtrado no evaporador rotativo. Depois de concentrado, o líquido foi colocado em um frasco de massa definida (massa do frasco = 25,5g) e foi determinada a massa de extrato hexânico obtida. Em seguida, o frasco foi tampado com papel alumínio contendo alguns furos para se retirar o excesso de hexano e colocado na capela.

27,2g (massa do frasco mais o extrato) – 25,5 (massa do frasco vazio) = 1,7g

Após a extração com hexano, sobre o material botânico foi adicionado metanol. Foi realizada uma agitação com o bastão de vidro e, em seguida, o frasco foi tampado e posto em repouso por sete dias.

Passado esse tempo, foi realizada uma filtração simples. O material sólido contido no papel filtro foi guardado e o líquido foi armazenado em um frasco e colocado na capela. Ao material botânico foi adicionado novamente metanol. O frasco foi tampado com papel alumínio e a mistura foi deixada em repouso. Depois, foi realizada uma segunda filtração simples. O material sólido contido no papel de filtro foi descartado e o líquido foi armazenado junto ao frasco que continha o material líquido resultante da primeira filtração. Feito isso, o filtrado foi concentrado no evaporador rotativo.

Depois de concentrado, o líquido foi colocado em um frasco de massa definida e deixado na capela.

Cromatografia

Com um capilar, foi retirada uma pequena amostra do extrato hexânico, o qual foi friccionado, depois, sobre uma placa de sílica gel; em seguida a placa foi mergulhada em uma solução eluente (80% hexano e 20% acetato), que é um solvente de polaridade média. Logo após, a placa foi levada para um revelador UV (254nm).

●

(placa cromatográfica)

Obs.: A placa cromatográfica serve para fazer uma análise prévia das substâncias contidas no extrato. Essa análise é feita a partir da interação do extrato com a solução eluente (quanto maior a interação, maior o deslocamento das substâncias na placa).

RMN

A ressonância magnética nuclear (ou RMN) é um fenômeno que ocorre quando o núcleo de certos átomos são postos em um campo magnético estático. O princípio da espectroscopia de RMN é a medida da intensidade de absorção ou emissão das radiações eletromagnéticas em cada frequência através de uma faixa específica de frequências. A frequência de ressonância de um tipo em particular de núcleo será diferente quando este estiver em um ambiente químico diferente. Mudando a frequência da radiofrequência que excita e medindo a intensidade de absorção em cada frequência, é possível detectar um núcleo e em cada caso o seu ambiente químico.

Figura 2- Aparelho RMN (Fonte: Site 02)

Antes da amostra ir para o RMN é feito um teste de solubilidade da mesma. A amostra é então inserida no tubo de ressonância (onde possui ar seco comprimido) e, de acordo com o objetivo da análise, é dado o comando para Hidrogênio ou Carbono. Geralmente o aparelho se estabiliza em 26 rpm.

A quantidade de amostra a ser colocada no tubo é 30mg e o tempo para a obtenção do espectro é em torno de meia hora; no caso de quantidades de amostras menores

ou amostras muito solúveis o tempo para obtenção do espectro é muito maior, devido a massa para adquirir o espectro ser pequena.

Cromatografia em coluna

A cromatografia em coluna é uma técnica de partição entre duas fases, sólida e líquida, baseada na capacidade de adsorção e solubilidade. Serve para separar, analisar e identificar os componentes de uma amostra.

O sólido a ser utilizado deve ser um material insolúvel na fase líquida associada, no caso utilizou-se a sílica gel (SiO2) em pó.

Obs.: Antes de começar o procedimento, foi colocado um pedaço de algodão na parte inferior da coluna a fim de reter a sílica.

Para o empacotamento da coluna foi preparada uma solução de 100ml de hexano e sílica, a qual foi transferida, com auxílio de um funil, para a coluna. Em seguida, no pistilo, foi preparada uma pastilha (amostra + sílica), na proporção 1:20, respectivamente. A pastilha foi colocada na coluna com um eluente menos polar (hexano) para o mais polar (metanol), o qual arrastou mais substâncias devido a sua polaridade. A sequência de eluentes a ser utilizada seria: hexano, hexano/acetato, acetato/metanol, metanol.

Obs.: Os diferentes componentes da mistura movem-se com velocidades distintas, dependendo de suas afinidades relativas pelo adsorvente (grupos polares interagem melhor com o adsorvente) e também pelo eluente. Assim, a capacidade de um determinado eluente em arrastar um composto adsorvido na coluna depende quase diretamente da polaridade do solvente com relação ao composto.

À medida que os compostos da mistura são separados, bandas ou zonas móveis começam a ser formadas; cada banda contendo somente um composto. Em geral, os compostos apolares passam através da coluna com uma velocidade maior do que os compostos polares, porque os primeiros têm menor afinidade com a fase estacionária.

Figura 3- Cromatografia em coluna (Fonte: Site 03)

Obs.: Quando a amostra não possui cor, recolhem-se várias frações iguais de eluente (foram recolhidas três frações, 100ml cada, de hexano e três frações de metanol), as quais foram concentradas no evaporador rotativo.Feito isso, prosseguiram-se os tetes quanto à presença ou não de substâncias dissolvidas através do uso de reveladores adequados (luz UV, reveladores químicos, etc.).

** EVAPORADOR ROTATIVO

O evaporador rotativo é usado para a remoção rápida de solventes voláteis, à pressão reduzida, de uma solução. O princípio da operação é baseado em uma destilação, conduzida à vácuo, no qual o ponto de ebulição das substâncias é menor do que a pressão atmosférica. A rotação do frasco de destilação aumenta a taxa de remoção do solvente e diminui o risco de projeção da solução a ser concentrada. O aquecimento do banho deve estar de acordo com o solvente a ser destilado.

Funcionamento: Um frasco coletor vazio foi preso ao equipamento com uma garra de segurança. Verificou-se se havia passagem de água através do condensador. Adaptou-se o frasco de destilação com a solução a ser concentrada, segurando-o por um tempo. Colocou-se a fonte de vácuo, fechando a torneira de vedação e verificando se o frasco de destilação estava seguro, soltando-o, logo após. Iniciou-se a rotação a uma temperatura de 80 ºC e 90 rpm . Observou-se de perto o sistema até que a destilação entrasse em regime.

Terminada a destilação, a rotação foi desligada; segurando o balão, abriu-se a torneira de vedação e o frasco foi retirado. O procedimento de concentração foi feito para as soluções de hexano e de metanol.

Figura 4- Evaporador rotativo (Foto tirada no laboratório, em 15 /09/10)

O efeito da pressão sobre o ponto de ebulição de uma substância: As moléculas de um líquido tendem a escapar da superfície, tornando-se gasosas, mesmo a temperaturas inferiores ao ponto de ebulição. Quando o líquido é colocado em um recipiente fechado, a pressão exercida pelas moléculas na fase gasosa sobe até atingir o equilíbrio, a uma determinada temperatura. Esta pressão de equilíbrio é conhecida como pressão de vapor e é uma constante característica do material para

uma dada temperatura. Usualmente a pressão de vapor é expressa em termos da altura de uma coluna de mercúrio que produz uma pressão equivalente.

Quando um líquido é aquecido, sua pressão de vapor aumenta até atingir o ponto onde se iguala à pressão externa. Quando atinge este ponto de equilíbrio o líquido entra em ebulição. Este fenômeno é importante como método de caracterizar uma amostra líquida (ponto de ebulição) e/ou como técnica de purificação de misturas (destilação).

Chama-se ponto de ebulição a temperatura na qual a pressão do vapor se iguala à pressão atmosférica. O ponto de ebulição é uma das propriedades físicas dos líquidos e como visto na Tabela 2 é extremamente variável com a pressão atmosférica. Se a pressão aplicada abaixar, a pressão de vapor também abaixará e o líquido irá entrar em ebulição a uma temperatura mais baixa. A relação entre a pressão aplicada e a temperatura de ebulição de um líquido é determinada pelo comportamento da sua pressão de vapor e temperatura (Tabela). O ponto de ebulição normal é a temperatura na qual um líquido entra em ebulição à pressão de 760 mmHg (1 atm).

Tabela : Pontos de ebulição (C) de vários compostos a diversas pressões (mmHg)

Composto 760 700 650 600 550 Ta

Heptano 98 96 94 91 88 10

Álcool propílico 97 95 93 91 89 8

Iodobenzeno 188 185 182 179 175 13

Ácido valérico 186 183 180 178 175 11

Fluoreno 298 294 290 286 282 16

-Naftol 295 292 288 284 280 15

a T = (p.e.)760 - (p.e.)550

Portanto, podemos concluir que quanto menor o a pressão sobre um líquido teremos um maior ponto de ebulição.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

A extração à frio foi realizada com hexano e metanol. Essa extração está baseada no princípio da solubilidade das substâncias orgânicas contidas nas folhas do noni em solvente orgânico, hexano e metanol.

HEXANO

Rendimento percentual de extrato hexânico em 106g de material botânico extraído por extração à frio:

% extrato hexânico à frio m/m = 1,7 x 100 = 1,60 % m/m

106

CROMATOGRAFIA

Quase não houve deslocamento das substâncias na coluna cromatográfica, devido o extrato ser bastante oleoso e, provavelmente, apresentar muitas substâncias polares. Para um melhor resultado, poderíamos aumentar a polaridade da solução eluente utilizada.

A revelação UV também não foi muito satisfatória, devido o descrito anteriormente. Uma possibilidade seria o aumento do comprimento de onda da radiação utilizada ou uma análise na faixa do infravermelho.

CONCLUSÃO

Visualmente, pôde-se constatar que foram maiores os rendimentos quando se utilizou como solvente o metanol.

Isso evidencia que as folhas do noni contêm substâncias de caráter polar, pois as mesmas terão maior afinidade em dissolver-se com o metanol, que é polar.

A extração à frio com hexano mostrou que existe ainda uma significativa quantidade de substâncias apolares, em virtude do rendimento obtido do extrato hexânico, que foi de 1,6% m/m.

Portanto, conclui-se que os solventes orgânicos influenciam nos rendimentos dos extratos.

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