Estrazione del (R)-Limonene/(S)-Limonene dalle bucce di arancia e limone (oli essen.)

Premessa: è il mio primo post che scrivo, accetto critiche e consigli

INTRODUZIONE: 

Il limonene è naturalmente contenuto nelle arance, nei limoni e in percentuali minori in altri frutti ed è solitamente usato nella produzione di prodotti cosmetici o come solvente per la pulizia di superfici. A seconda della chiralità della molecola è possibile percepire l'odore di arancia ed appunto limone

In questa discussione andremo ad estrarre ( R )-Limonene nella prima parte mentre nella seconda parte andremo ad estrarre il (S)-Limonene

REAGENTI:

Acqua distillata

Bucce di arance grattugiate 

Bucce di limone grattugiate 

Per le bucce si prosegue nel seguente modo:

Si prendono 5 arance (o più) e si grattugia la parte esterna, possibilmente usando una grattugia fine.

Ps. una me la sono mangiata quindi nella foto sono 4

Stessa identica cosa per le bucce di mandarino, stavolta ho utilizzato 4 limoni ed ho visto che ho ottenuto più prodotto

Stavolta però non me li sono mangiati

MATERIALI:

Pallone di distillazione 250mL

Testa di distillazione

Refrigerante di Liebig

Beaker/beuta/cilindro graduato di raccolta

Imbuto separatore 

PROCEDIMENTO PARTE 1:

Il procedimento è molto semplice: si inseriscono le bucce di arancia nel pallone di distillazione (Preferibilmente di 250mL) e a seconda di quante arance avete sbucciato si aggiungono 100-150mL di acqua distillata. Io ad esempio ne ho aggiunto 150mL.

Si monta quindi un sistema di distillazione semplice. Io purtroppo non ho ancora un Liebig ed ho usato un refrigerante a bolle di Allihn, infatti ho dovuto inclinare il tutto, ma voi mi raccomando usate un Liebig.

Si collezionano quindi 50mL e a seconda del contenitore di raccolta che avete usato si dovrebbero distinguere due fasi tra cui una, appunto è il (R)-Limonene che si trova sopra l'acqua.

Si pone il tutto in imbuto separatore e si getta l'acqua che contiene sostanze di scarto.

Si prende quindi il nostro contenitore per lo stoccaggio e si travasa l'olio. 

CONCLUSIONI PARTE 1:

La resa dovrebbe essere circa l'1% del prodotto in massa iniziale, quindi non vi aspettate rese eccellenti. Nel mio caso sono riuscito a distillare molto poco, 0,5-1mL, ho preferito quindi non rimuovere l'acqua in eccesso vista la scarsa resa. L'odore pensavo fosse molto intenso, vista la concentrazione nell'olio essenziale, invece si è presentato un odore molto dolce e delicato.

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PROCEDIMENTO PARTE 2:

Stesso e identica metodica nella parte 1, quindi si inseriscono le bucce di limone nel pallone di distillazione da 250mL e a seconda di quanti limoni avete sbucciato si aggiungono 100-150mL di acqua distillata. Come prima ne ho aggiunto 150mL.

Si collezionano quindi 50mL e come prima si dovrebbero distinguere due fasi tra cui una, appunto è il (S)-Limonene che si trova sopra l'acqua.

Si pone il tutto in imbuto separatore e si getta l'acqua che contiene sostanze di scarto.

Si inserisce l'olio rimasto in un contenitore per lo stoccaggio

CONCLUSIONI PARTE 2:

A differenza di prima, questa volta ho collezionato 2mL di olio essenziale. L'odore invece si è presentato molto dolce e delicato.

OSSERVAZIONI:

Penso che la resa finale dipenda non solo dalla quantità di partenza ma anche da che materia prima siamo partiti.

Incredibile come i due enantiomeri presentino due odori del tutto diversi dovuti al fatto che sono due molecole simmetriche.

Chiedo scusa per le foto ma ho operato in un ambiente con scarsa luce.

Ovviamente le arance non buttatele, mangiatele il prima possibile 

Saluti, thenicktm

Hai essicato il limonene ottenuto con un agente essiccante tipo CaCl2 o simili?

Bel lavoro, mi piacciono molto queste estrazioni. E il post è pure ben fatto. Però permettimi un'osservazione... Il prodotto lo chiamerei più "olio essenziale" che limonene, sebbene sia composto soprattutto da quest'ultimo esso contiene parecchie altre sostanze.  A tal proposito allego un articoletto: http://gjournals.org/GJCST/Publication/2014/May/HTML/041414185%20Njoku%20and%20Evbuomwan.htm

fosgene ha scritto:

Hai essicato il limonene ottenuto con un agente essiccante tipo CaCl2 o simili?

La quantità è talmente poca che ho preferito non rimuovere l'acqua dalla sostanza

ohilà ha scritto:

Però permettimi un'osservazione... Il prodotto lo chiamerei più "olio essenziale" che limonene, sebbene sia composto soprattutto da quest'ultimo esso contiene parecchie altre sostanze. 

Si certo, si tratta comunque sia di una classica estrazione di olio essenziale. Lo scopo adesso è quello di estrarre il ( S )-Limonene (comunque sia sempre l'olio essenziale) dalle bucce di limone e mettere in confronto l'odore di due molecole chirali

Grazie per l'articolo che hai postato, c'è praticamente tutto

Mi sembra una discussione simile fosse già presente sul forum.

Non è una sintesi

Infatti ho scritto estrazione. L'ho messa in "Sintesi Organica" perché anche tutte le altre estrazioni si trovano qui..

A me piace molto il fatto che hai fatto la distinzione tra enantiomeri. Può essere molto educativa per chi è alle prime armi in chimica organica.

Come ha detto ohila, è improprio parlare di solo limonene perché in realtà il processo ha permesso l'estrazione dell'olio essenziale dell'arancia che contiene limonene ma anche un sacco di altre cose... Forse sarebbe più opportuno descrivere in questo modo il post.

Io qualche giorno fa ho provato ad estrarre con lo stesso metodo l'olio essenziale dalle bucce di mandarino con una buona resa se paragonata alla quantità di materia organica di partenza.

È utile sapere che chi estrae olii essenziali spesso recupera anche la fase acquosa distillata, il cosiddetto "idrolato" che anche se meno pregiato dell'olio, per alcune essenze risulta essere comunque utilizzabile - se ci fai caso anche esso ha infatti un odore riconducibile all'essenza di partenza.

Infine un suggerimento pratico: quando lavori con quantità così piccole, un imbuto separatore può essere dispersivo... Meglio mettere tutto in un cilindro ad esempio o comunque un recipiente stretto in modo che la fase oleosa abbia uno spessore tale da poter essere aspirata con una siringa o una pipetta.

Un saluto

Luigi

Avrei messo in Miei esperimenti.

Non hai sintetizzato nulla.

L'ha fatto la pianta.

Capirei avessi preparato il limonene a partire da altra molecola.

La Chimica non è fatta di inesattezze.

Apprezzo il lavoro ma al massimo questo è un tuo esperimento. O al massimo l'avrei messo in Organica.

Hai ottenuto limonene con molte altre sostanze. Meglio approfondire.

Era meglio usare un Dean-Stark o un qualcosa di più piccolo per raccogliere il pochissimo olio emulsionato...

luigi_67 ha scritto:

Infine un suggerimento pratico: quando lavori con quantità così piccole, un imbuto separatore può essere dispersivo... Meglio mettere tutto in un cilindro ad esempio o comunque un recipiente stretto in modo che la fase oleosa abbia uno spessore tale da poter essere aspirata con una siringa o una pipetta.

Si ci avevo pensato, ma ho optato per l'imbuto perchè avevo paura di prendere anche l'acqua, la prossima volta proverò.

Grazie mille per tutte le altre informazioni

quimico ha scritto:

Avrei messo in Miei esperimenti.

Non hai sintetizzato nulla.

L'ha fatto la pianta.

Capirei avessi preparato il limonene a partire da altra molecola.

La Chimica non è fatta di inesattezze.

Apprezzo il lavoro ma al massimo questo è un tuo esperimento. O al massimo l'avrei messo in Organica.

Hai ottenuto limonene con molte altre sostanze. Meglio approfondire.

Era meglio usare un Dean-Stark o un qualcosa di più piccolo per raccogliere il pochissimo olio emulsionato...

Ripeto che non ho mai detto di aver sintetizzato qualcosa, semplicemente come altre estrazioni, ad esempio ho trovato "Estrazione dell'eugenolo dai chiodi di garofano" di ohilà in "Sintesi Organica" ed altre estrazioni e ho optato nel postarlo qua...

Purtroppo non ho un Dean-Stark

Grazie a tutti quelli che hanno approfondito la discussione, comunque come detto in partenza, lo scopo era quello di odorare i due enantiomeri oltre che all'estrazione dell'olio essenziale

Ho comunque aggiornato la discussione anche con l'estrazione dell'olio essenziale del limone

Aggiornamento 27/01/2016

Oggi in richiesta di alcuni professori, ho portato gli oli essenziali dell'arancia e del limone in laboratorio e quindi ho deciso di farli annusare a tutti.

Il risultato è stato affascinante. Quando gli facevo annusare una sola sostanza, ad esempio il limone, loro mi dicevano che era arancia. Quando gli facevo annusare quella dell'arancia mi dicevano che era limone oppure cambiavano versione rigirando ciò che avevano detto prima. Molte persone erano confuse e solo dopo quando gli ho detto cosa era hanno confermato riannusando i campioni. Anch'io stesso ad esempio stamani quando sono andato ad annusare una sostanza senza aver letto il nome ho detto sicuramente che era limone ed invece era arancia...

Ora quello che penso io, tralasciando le altre sostanze e parlando del limonene, la molecola è la stessa sottoforma di due enantiomeri. Io ho ragionato così: fino a quando non si è consapevoli di cosa annusiamo i nostri recettori interpretano l'odore in modo diverso e solo dopo averle annusate tutte e due magari si riesce a distinguere bene le due sostanze. E' possibile ciò che ho detto?

Buonasera a tutti.

Finalmente, dopo alcuni giorni abbastanza impegnati, ho trovato qualche ora per scrivere. Mi è arrivato pochi giorni fa il bel libro della Zanichelli Chimica Organica, Biochimica e Laboratorio; Laboratorio, la nuova edizione (per tutte le informazioni del caso vedete nella Bibliografia), dove ho trovato questo semplice metodo di estrazione per il limonene utilizzando CO₂ liquida, come per la caffeina del caffè decaffeinato.

Ho cercato di scriver un articolo "stile ACS", ma credo di aver fatto un mezzo casino. Pertanto, vi prego di segnalarmi gli eventuali (certi) errori e, magari, di correggermeli.

Non posso tentare la procedura perché mi manca il ghiaccio secco, quindi se qualcuno può provare spero di essere stato d'aiuto.

Interessante, io il ghiaccio secco potrei anche trovarlo ma mi spaventa la procedura....

Scusa Riccardo... a me sembra una pazzia estrarre il limonene con quel metodo . giusto per renderti conto della pressione a cui andrai ad operare ... prova a controllare le caratteristiche FISICHE della CO2 ( pressione DI VAPORE a 30 °C) oltre a questo , controlla la temperatura critica.... forse rimarrai sorpreso!!! cordialmente Francy

Ringrazio NaClO per aver condiviso la procedura ma scoraggio chiunque a tentarla almeno come è descritta, in quanto ci sono buone possibilità di farsi davvero male.

Dubito infatti che una provetta da centrifuga e il suo tappo possano reggere la pressione di circa 60 bar necessaria a mantenere la CO2 liquida a T° ambiente, e dubito anche che un cilindro da 250 ml pieno di acqua possa contenere efficacemente gli effetti di una eventuale esplosione. E poi chi si azzarda a tirarla fuori ed aprirla a mano?

Troppo rischioso, meglio limitarsi alla sola estrazione in corrente di vapore dell'olio essenziale, non sarà la stessa cosa ma almeno non si rischia di farsi male seriamente.

Se poi si è attrezzati in modo da poter operare in sicurezza, ben venga.

Un saluto

Luigi

https://youtu.be/UxAjlmaUNzs

https://www.bing.com/videos/search?q=explosion+co2+at+critical+temperature&&view=detail&mid=CBD29D0883A552761F85CBD29D0883A552761F85&&FORM=VRDGAR

Vi ringrazio tutti per i consigli e le correzioni. La procedura è la stessa del libro in mio possesso con qualche indicazione di sicurezza in più.

Ora non posso rispondere esaurientemente, domani pomeriggio vi scrivo bene.

Scusate per il ritardo...

Comunque, la procedura è così, ha stupito pure me... c'è una pure foto con le provette falcon...

Ho visto i due video, molto interessanti. Se qualcuno può provare, montando tutto l'ambaradam del video, ben venga. Claudio, sto parlando di te...

Ciao a tutti Riccardo ,io non voglio dire che tale estrazione non si possa fare , mi chiedo solo se vale la pena operare a pressioni di 70 bar ed oltre(con l'aggravante di operare a solo 1°C  al di sotto della  temperatura critica della CO2 ), con tutti i rischi connessi , oltretutto senza avere le attrezzature idonee per limitare il rischio , solo per estrarre del limonene  !!??? Questo te lo dice uno che di estrazioni ad alta pressione(non così elevate) ne ha già fatte .  giusto per dimostrazione ho trovato nei meandri del mio lab questo guarda che strumentino utilizzavo per estrazioni a soli 5 bar con gas liquefatti .

Non mi capacito neppure io di come autori così rinomati nell'ambiente scolastico editi dalla Zanichelli propongano in un libro di testo rivolto agli studenti del triennio di specializzazione degli istituti tecnici ad indirizzo chimico un'esperienza così potenzialmente pericolosa. Mi chiedo se l'abbiano realmente provata con gli strumenti indicati prima di pubblicarla.

Mi metteranno in galera, ma vi allego lo scanner preso dal libro citato da Riccardo:

tratto da:

Giuseppe Valitutti, Gabriella Fornari, Maria Teresa Gando

Chimica organica, biochimica e laboratorio

Quinta edizione - Laboratorio

Zanichelli Editore, Bologna, luglio 2017

Da notare il "reattore": provetta da centrifuga Falcon in polipropilene da 15 mL

Luisa, hai presente quella provetta da centrifuga del blu di metilene solido? Quella non tiene nemmeno il butano liquido ...(non esplode ma "perde"

Francy, tranquillo, avevo capito  . Meglio mettersi a distillare che rischiare...

Come ha detto Luisa, ho postato la metodica perché credevo che autori così noti non dovrebbero proporre esperimenti così pericolosi... non potremo segnalarlo alla Zanichelli?

Calma, prima di fare una segnalazione alla casa editrice bisogna avere delle prove reali, ovvero eseguire l'esperimento con gli stessi materiali e strumenti indicati nella procedura in questione.

Io potrei anche, ma non abbiamo mai avuto ghiaccio secco a scuola...