GRAMEGN MORCHIO Andrea
09.06.2004 Biochimie
EXTRACTION Extraction de l’eugénol
1. But Le but de cette expérience est d’extraire de l’eugénol (huile essentiel) à partir du clou de girofle en utilisant une distillation à l’entraînement à la vapeur et ensuite une extraction.
2. Partie théorique Dans ce laboratoire j'ai utilisé la distillation pour purifier mon produit, mais il s’agit cette fois d’un mélange azéotrope. La particularité de ce type de mélange est qu’il a un point d’ébullition différent de ses composants et qu’il distille à une température, elle aussi différente du point d’ébullition des deux liquides qui les constitues. Le mélange azéotrope fournit entre autre des vapeurs de composition constante. Un mélange azéotrope ayant un point d’ébullition supérieur à ceux des liquides est appeler un azéotrope à point d’ébullition maximum. Le contraire est lui appeler un azéotrope à point d’ébullition minimum. L’eugénol, qui bout à 254°C, forme un azéotrope à point d’ébullition minimum avec l’eau. Ce mélange distille à une température légèrement inférieur à 100 °C, bien que l’eugénol soit très peu soluble dans l’eau. Dans cette expérience, je vais utiliser la distillation dite à l’entraînement à la vapeur in situ, c'est-à-dire dans le même ballon que le clou de girofle. Je vais finir par séparer l’eugénol des autres produits par extraction.
1
GRAMEGN MORCHIO Andrea
09.06.2004 Biochimie
Commentaires sur l’eugénol O C O
OH O
CH3 O
CH3
CH3
CH2
CH2
Acétyleugénol
Eugénol
L’eugénol fait partie de la famille des phénols qui ce caractérise par un groupement hydroxyle greffer sur le noyau benzénique. Les phénols sont en général plus acides que les alcools à cause de leurs plus grandes nombres de structures de résonances de leur forme déprotonés. Grâce à cette propriété on pourra extraire l’eugénol de la phase organique avec une solution basique. L’eugénol se retrouvera en phase aqueuse sous forme de ion phénolate (l’oxygène du groupe méthoxy contribue à la structure de résonance). De plus, l’acétyleugénol présent de le distillat ne peut pas se déprotoner (pas d’hydrogène capable de partir), il ne peut donc pas réagir avec la base.
2
GRAMEGN MORCHIO Andrea
09.06.2004 Biochimie
3.Partie expérimentale Mode opératoire Remarque : Comme il n'y avait pas assez de place pour tout le monde, j'ai dû travailler avec deux autres personnes (Juana et Patricia). Nous étions donc trois au total à faire le début de l'expérience et non à deux comme c'était prévu. Ceci pourrait influencer le résultat de mon rendement. Fin de la remarque On a mis 37.50077 g de clous de girofle ainsi que 100 ml d'eau dans un ballon round de 250 ml; un montage pour une distillation simple a été fait (cf. Annexe I pour le montage). On a porté lentement le mélange à ébullition sur un bain d'huile (il a fallu faire très attention à ne pas faire mousser la solution). Après avoir recueilli environ 60 ml de distillat, nous avons enlever le bain d'huile et laissé refroidir; nous avons ensuite ajouté environ 90 ml d'eau. La distillation a été reprise le lendemain; 90 ml de distillat ont été receuillis. La suite de l'expérience consistait à extraire l’eugénol qui peu soluble dans l’eau avec trois portion de 15 ml de chlorure de méthylène. Afin d'éviter qu'une émulsion se produise, nous avons procédé de la manière suivante: les deux première extractions ont été effectuées en agitant vigoureusement l'ampoule de séparation, tandis que pour la dernière extraction, l'ampoule de séparation n'a été agitée que très modérément. Les trois phases organiques ont étés combinées et séchées avec 2-3g de sulfate de sodium anhydre. Jusqu'à ce point, nous avons travaillé en groupe; la suite à été faite par moi-même. Pour séparer l'eugénol de l'acétyleugénol, j'ai extrais la solution de chlorure de méthylène avec trois portions de 10 ml de NaOH 5%; ceci qui provoque une réaction acide/base, l’eugénol passe en phase aqueuse. Na+ OH
-O O
CH3
O
+
Na+ Cl-
CH3
+
CH2
H2O
CH2
L’acétyleugénol et d’autres produits contenus dans le clou de girofle se retrouve dans la phase organique. Cette dernière a été séchée sur sulfate de sodium anhydre.
3
GRAMEGN MORCHIO Andrea
09.06.2004 Biochimie
Remarque : Normalement à ce stade de l'expérience, j'aurais dû filtrer la solution et éliminer le solvant au rotavapeur; cependant, lors de l'extraction, la vis qui bloquait la solution dans l'ampoule à décanté était mal fermée et j'ai perdu la quasi totalité de ma phase organique. Je n'avais pas assez de produit pour le faire sécher au rotavapeur. C'est pour cette raison que j'ai continué. Le rendement pour cette partie de l'expérience ne sera donc pas calculé. Fin de la remarque
Les phases aqueuses ont étés acidifiées avec de l’acide chlorhydrique concentré jusqu'à ce que le pH soit égal à 1. L’eugénol se reprotone et est à nouveau soluble dans le chlorure de méthylène; l’eugénol a été par la suite extrait avec trois portions de 10 ml de chlorure de méthylène. J'ai séché la phase organique avec le sulfate anhydre et ai filtré. J'ai ensuite chassé le solvant au rotavapeur.
Résultats : masse du ballon : 29.34 g masse du ballon + produit : 30.18 g masse du produit : 30.18 g − 29.34 g = 0.84 g
Rendement: Les impuretés qui peuvent rester dans le produit sont l’acétyleugénol et/ou du CH2Cl2. En sachant que le clou de girofle contient 14% à 20% de son poids en huiles essentiels, cela me donne une masse : 14 % ⋅ 12 . 5002 = 1 . 750028 g 20 % ⋅ 12 .5002 = 2 .50004 g
À partir de ces résultats, je peux calculer le rendement :
0.84 ⋅ 100 = 48% 1.750028
0.84 ⋅ 100 = 33.6% 2.5004
4
GRAMEGN MORCHIO Andrea
09.06.2004 Biochimie
4. Conclusion À travers ce TP, j’ai appris à extraire une huile essentielle à partir d’une épice. Mon rendement final est tout de même assez faible ; cela est peut-être dû aux multiples manipulations qui ont été effectuées tout au long de l’expérience, les pertes au fur et à mesure sont inévitables. Est-il possible qu’avec une autre méthode, j’aurai pu avoir un rendement meilleur ? Je pense notamment à la chromatographie qui est une méthode qui met en jeu moins de manipulations et par conséquent moins de pertes. En comparant mon rendement avec celui des mes camarades je peux en conclure que l’huile n’a pas été extraite correctement. Les erreurs viennent sûrement des manipulations que j’ai mal exécutées.
5
