Esperienza

CHIMICA ORGANICA I - laboratorio
AA 2009/10
SEPARAZIONE DI UN’ALDEIDE DA UN SEMPLICE
MISCELA UTILIZZATA NELLA MANIFATTURA DI
PROFUMI
Esperienza
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Nell’ampia varietà di molecole organiche utilizzate dall’industria profumiera1, una rilevante
parte è occupata dai composti carbonilici. A questa classe di molecole appartengono, ad
esempio, la benzaldeide (che è l’ingrediente principale dell’aroma di mandorla), la βfenilacroleina, (meglio nota come aldeide cinnamica e responsabile del profumo della
cannella), e l’aldeide fenolica vanillina (principale componente dell’aroma naturale della
vaniglia).
In questa esperienza verranno utilizzati il citrale e il citronellolo: il primo dei due composti
è un’aldeide che conferisce il caratteristico profumo alla scorza di alcuni agrumi, mentre il
secondo è un alcol presente negli oli di rosa e di geranio. Lo scopo dell’esperienza è quello di
isolare il citrale contenuto in una miscela citrale/citronellolo sfruttando la reattività delle
aldeidi verso un particolare tipo di nucleofilo.
Alcuni composti carbonilici possono subire attacco nucleofilo all’atomo di carbonio
carbonilico se trattati con una soluzione concentrata di bisolfito di sodio (NaHSO3), dando
prodotti di reazione noti come addotti bisolfitici. La formazione di composti di addizione con
bisolfito è una reazione generale delle aldeidi; nel caso dei chetoni, invece, reagiscono in
modo simile solo quelli stericamente non impediti come, ad esempio, i metil chetoni e i
chetoni ciclici.
O R
R
O
Na +
S
O
OH
O
H
HO
S
Na+
O-
Na+ O R
O S
OH
O H
O H
addotto bisolf itico
Per trattamento con acidi o basi acquose forti, gli addotti bisolfitici ridanno facilmente il
composto carbonilico di partenza. Questa proprietà, unitamente al fatto che gli addotti
bisolfitici -essendo dei sali- sono solubili in acqua ma non in solventi organici, rende questo
tipo di reazione particolarmente utile nelle procedure di purificazione di aldeidi e chetoni.
1
Nella sola Italia, i consumi di profumeria alcolica hanno superato nel 2005 gli 833 milioni di Euro (fonte:
Unipro).
ESPERIENZA 5
miscela profumi
Materiali
- fiala Eppendorf da 1.5 ml contenente 500 µl di citrale + 500 µl di citronellolo
- soluzione di sodio bisolfito al 40%
- soluzione di sodio carbonato al 5%
- etanolo
- imbuto separatore da 250 mL
- beute, palloni, imbuti normali, cilindri graduati, provetta con cono smerigliato
- materiale per filtrazione sotto vuoto (imbuto di buchner, beuta da vuoto, carta da filtro)
- materiale per analisi TLC (lastrine, capillari, camera di eluizione, eluenti)
- cartine al tornasole
Procedura
Analisi TLC. Controllo cromatografico con eluenti di diversa polarità.
Due gocce della miscela contenuta nella fiala Eppendorf sono disciolte in ≈1 ml di EtOH: la
soluzione è utilizzata per una TLC di prova assieme ai componenti puri (di riferimento).
Eluire le lastrine con le seguenti miscele: cloruro di metilene/etere di petrolio 1:1, cloruro di
metilene/acetato di etile 10:1, cloruro di metilene/metanolo 9:1.
Analizzare tramite TLC due campioni commerciali di profumo sperimentando eluenti a
piacere da preparare con i solventi a disposizione in laboratorio.
Analizzare ciascuna lastrina TLC visivamente, mediante l’uso della lampada UV, quindi
trattarle con soluzione di permanganato di potassio (maneggiare con attenzione e sotto
cappa). Riportare nella relazione il disegno delle lastrine, i valori di RF dei diversi composti e
il loro comportamento con diversi eluenti e con diversi metodi di sviluppo.
Separazione.
1) Preparazione di una soluzione idroalcolica di bisolfito. In un cilindro graduato, 3 ml di
EtOH sono aggiunti a 12 ml si soluzione di bisolfito al 40%. Il contenuto è trasferito in un
beuta, agitato e lasciato a riposo per qualche minuto (in generale non si osserva
precipitazione di NaHSO3, altrimenti scaldare leggermente).
2) Formazione dell’addotto bisolfitico. L’intero contenuto della fiala Eppendorf (1 ml circa) è
trasferito in una provetta da 30 ml con cono smerigliato: si aggiungono quindi 10 ml della
soluzione idroalcolica di bisolfito appena preparata e si agita fortemente (usare un tappo in
plastica per chiudere la provetta). La reazione di formazione dell’addotto bisolfitico è
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CHIMICA ORGANICA I - laboratorio
AA 2009/10
accompagnata da rapida formazione di un precipitato pastoso (bianco) e da leggero sviluppo
di calore.
3) Filtrazione. Il precipitato è filtrato su Buchner e lavato due volte con circa 2 ml di EtOH
anidro (NON utilizzare acqua!). Il filtro viene posto a seccare sotto lampada per 5 minuti.
4) Estrazione. In un beaker da 100 ml, il filtrato secco è ridisciolto in 25 ml di una soluzione
di Na2CO3 al 5% (verificarne il pH con cartina tornasole). Al termine di questa operazione si
trasferisce il contenuto del beaker in imbuto separatore da 250 ml, si aggiungono 25 ml di
CH2Cl2 e si sbatte vigorosamente (sfiatare l’imbuto di quando in quando). La fase organica è
separata, concentrata per evaporazione del solvente (usare il rotavapor) e analizzata tramite
TLC.
3
ESPERIENZA 5
miscela profumi
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CHIMICA ORGANICA I - laboratorio
AA 2009/10
SCHEDA DI PREPARAZIONE ALL’ESPERIENZA
consegnare ai docenti di laboratorio, compilata, il giorno in cui inizia l’esperienza
Nome Cognome : .................................................................
Matricola:........................
Corso di Laurea: ...................................anno di corso: ..............gruppo:.............
Data..................
Esperienza n. 5: Separazione di un’aldeide da una semplice miscela utilizzata nella
manifattura di profumi.
1. Scrivere le formule di struttura del citrale, della benzaldeide, dell’aldeide cinnamica e
della vanillina, evidenziando il gruppo carbonilico.
2. Perché si usa etanolo per lavare l’addotto bisolfitico?
3.Perchè si utilizza una soluzione di Na2CO3 per ridisciogliere l’addotto bisolfitico?
4. Considerando il diagramma logaritmico del
sistema bisolfito riportato a fianco, quali sono
le concentrazioni approssimative dello ione
bisolfito e dello ione solfito a pH=11.5?
0
SO32-
HSO3-
-2
-4
H2SO3
-6
-8
-10
OH-
-12
0
5
2
H+
4
6
8
10
12
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miscela profumi
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CHIMICA ORGANICA I - laboratorio
AA 2009/10
SICUREZZA
Le sostanze chimiche utilizzate nel corso dell’esperienza N° 5 sono riportate di seguito
unitamente ai corrispondenti codici di rischio e sicurezza:
Citrale
R 38-43
S 24/25-37
Citronellolo
R 36/37/38
S 26-36
Carbonato di sodio
R 36
S 22-26
Bisolfito di sodio
R 22-31
S 25-46
CH2Cl2
R 40
S 23-24/25-36/37
Etanolo
R 11
S 7-16
Dichiaro di aver preso visione di questa scheda e di aver controllato e inteso il significato dei
codici di rischio e di sicurezza delle varie sostanze riportate qui sopra. Dichiaro inoltre di
aver letto e compreso le procedure da utilizzare nell’esperienza, riportate nella dispensa
consegnatami.
DATA: __ / __ / __
Gruppo: ______
Cognome e nome
Firma
ESPERIENZA 5
miscela profumi
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CHIMICA ORGANICA I - laboratorio
Relazione
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AA 2008/09
SSeeppaarraazziioonnee ddii uunn’’aallddeeiiddee ddaa uunnaa sseem
mpplliiccee m
miisscceellaa uuttiilliizzzzaattaa nneellllaa
m
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f
a
t
t
u
r
a
d
i
p
r
o
f
u
m
i
.
manifattura di profumi.
da consegnare ai docenti di laboratorio, compilata, al termine dell’ultimo giorno dell’esperienza
Cognome e Nome ...................................................................................................
Laurea in CHIMICA ............................... Matricola.. ................
gruppo ..............
Data ..............................
Analisi TLC della miscela:
Primo eluente: cloruro di metilene / etere di petrolio 1:1
Disegno della lastra
rivelata con luce UV e Visibile:
rivelata con KMnO4:
Rf composto 1: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 2: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
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ESPERIENZA 5
miscela profumi
Secondo eluente: cloruro di metilene / acetato di etile 10:1
Disegno della lastra
rivelata con luce UV e Visibile:
rivelata con KMnO4:
Rf composto 1: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 2: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Terzo eluente: cloruro di metilene / metanolo 9:1
Disegno della lastra
rivelata con luce UV e Visibile:
rivelata con KMnO4:
Rf composto 1: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 2: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
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CHIMICA ORGANICA I - laboratorio
AA 2008/09
Analisi TLC di un campione commerciale di profumo.
Tra quelli già utilizzati, selezionare l’eluente che dà il maggior numero di macchie risolte nel campione
commerciale di profumo e riportare di seguito il disegno della lastrina.
Eluente: ________________________
Disegno della lastra
rivelata con luce UV e Visibile:
rivelata con KMnO4:
Rf composto 1: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 2: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 3: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 4: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 5: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 6: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 7: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
Rf composto 8: ________
Metodi con cui è rivelabile:_________________________________
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ESPERIENZA 5
miscela profumi
Estrazione:
Composto separato: ________________
pH della soluzione di Na2CO3 al 5% ___________
Numero di estrazioni (da 25 mL) con CH2Cl2 effettuate: _________
4. Analisi TLC dei composti separati:
Eluente: ____________________
Disegno della lastra
rivelata con luce UV e Visibile:
rivelata con KMnO4:
Composto 1: _________
Rf : ________
Metodi con cui è rivelabile:______________________
Composto 2: _________
Rf : ________
Metodi con cui è rivelabile:______________________
Commenti finali:
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