[PDF] TP Extraction du limonène et identification

TS Spécialité chimie Extraire et identifier des espèces chimiques TP2 EXTRACTION D'UNE HUILE ESSENTIELLE ET IDENTIFICATION A. Introduction Les huiles essentielles sont contenues dans les fleurs, les feuilles, les enveloppes des fruits (mandarine), les écorces (cannelle) et même les racines de certaines plantes. Leur pourcentage en masse de plante traitée est très variable de quelques millièmes à 10% environ : - peu solubles dans l'eau, elles sont en général très solubles dans l'alcool, l'éther, le pentane. - elles se dégradent facilement à la chaleur, il faut donc éviter une forte élévation de température. L'extraction par entraînement à la vapeur (" hydrodistillation ») est historiquement une des premières méthodes utilisées pour séparer une espèce chimique organique de son milieu naturel. Cette méthode s'utilise surtout pour les huiles essentielles. Ces espèces chimiques sont généralement peu solubles dans l'eau, mais leurs vapeurs peuvent être entraînées par la vapeur d'eau. L'essence de lavande, très ut ilisée en parfumerie, provient de l a distillation des fleurs de la vande, plante cultivée principalement dans les régions méditerranéennes. Sa densité par rapport à l'eau est voisine de 0,90. L'huile essentielle extraite du zeste d'orange contient principalement le limonène (à environ 95 %). Le limonène est un médiateur chimique : il joue un rôle dans la communication des plantes avec d'autres espèces comme les insectes qu'ils repoussent, qu'ils attirent ou qu'ils paralysent. B. Méthode d'extraction artisanale Les anciens alambics possédaient de s chaudières de petite capacité (200 à 500 L) ; mobiles, ils permettaient d'effectuer les distillations sur les lieux mêmes de culture de la lavande. Actuellement, l'opération est réalisée da ns une distillerie qui fonctionne environ un mois par an pour le lavandin (hybride de la lavande), du 14 juillet au 15 août. Le traitement d'une tonne d'épis dure 30 minutes ; il nécessite 5000 L d'eau et condu it à l'extraction en moyen ne de 16 L d'essence de lavandin. Un kilogr amme de lavandin est acheté envi ron 10 euros. Un kilogramme d'huile essentielle de lavande (plus fine mais moins productive que le lavandin) vaut environ 60 euros. Questions : 1. Quel est le rôle de l'eau présente dans l'alambic ? 2. Quel est le rôle du serpentin ? Pourquoi utilise-t-on un serpentin plutôt qu'un tube rectiligne ? 3. Expliquer les positions relatives des constituants du mélange présent dans l'essencier. C. Objectifs de la séance Mettre en oeuvre au laboratoire les techniques suivantes : Extration par hydrodistillation pour extraire le limonène de l'écorce d'orange. Décantation Relargage Dissolution sélective Déshydratation Evaporation Identification de corps purs par chromatographie sur couche mince Dans le but d'extraire et d'identifier le limonène contenu dans l'ecorce d'orange.

TS Spécialité chimie Extraire et identifier des espèces chimiques D. L'hydrodistillation de l'huille essentielle d'orande D.1 Dispositif utilisé Ballon B : zeste d'orange + eau C : Chauffe-ballon D : réfrigérant à eau E : becher de 100mL Question : Préciser le rôle de chacun des éléments du montage. D.2 Mode opératoire Peler une orange, passer le zeste au mixer et introduire le tout dans le ballon B Ajouter environ 100mL d'eau dans le ballon Porter le tout à ébullition douce : l'huile essentielle entraînée à la vapeur sera recueillie dans le becher où elle surnagera. E. Caractérisation du limonène par CCM Introduire l'éluant (50% cyclohexane et 50% de dichlorométhane) dans la cuve (environ 0,5 cm de hauteur) et fermer à l'aide de la boite de pétri. Tracer un trait au crayon à papier à un centimètre d'un bord inférieur de la plaque CCM (attention à ne pas abimer la pellicule de gel de silice). A l'aide d'un pique olives (extrémité aplatie), prélever un peu d'huile essentielle dans la phase surnageant (schéma A) et la déposer sur la plaque de silice selon le mode opératoire ci-dessous. Déposer sur ce trait (schéma B) : en un point, une goutte de l'essence obtenue en un autre point une micro-goutte de limonène pur Introduire la plaque dans la cuv e à chrom atographie dans laqu elle se trouve l'éluant (50% cyclohexa ne et 50% de dichlorométhane). Quand l'éluant est arrivé aux 2/3 de la la hauteur totale, sortir la plaque, repérer le front de l'éluant au crayon et la sécher ensuite au sèche cheveux. Les composants sont incolores, il faut donc les révéler. Pour cela, sous la hotte, placer un cristal de diiode dans un bécher de 250 mL, le fermer avec une boite de Pétri et chauffer légérement le cristal pour qu'il se sublime. Introduire la plaque de chromatographie à l'intérieur, le diiode gazeux va alors révéler les différents composants. Sortir la plaque avant qu'elle ne devienne entièrement marron. Attention les vapeurs de diiode sont très toxiques. 1. Entourer les taches ainsi révéllées et mesurer les Rf obtenus. 2. Conclure F. Séparation de l'huile essentielle Le distillat recueilli est placé dans un erlenmeyer. Réaliser un relargage en ajoutant environ une spatule de cristaux de chlorure de sodium et agiter pour dissoudre. L'huile sera encore moins soluble dans l'eau salée. Placer le mélange dans une ampoule à décanter et ajouter sous la hotte environ 10 mL de dichlorométhane (le limonène est beaucoup plus soluble dans le dichlorométhane que dans l'eau). Agiter vivement en tenant bien le bouchon, il se produit une surpression dans l'ampoule. Pour supprimer celle-ci, renverser l'ampoule et ouvrir le robinet pour dégazer, (bien tenir le bouchon). Laisser décanter. La phase organique contenant l'huile essentielle se trouve dans la partie inférieure (le dichlorméthane est plus dense que l'eau). Placer l'ampoule sur un support, enlever le bouchon et recueillir uniquement cette phase (dichlorométhane + limonène) dans un becher. Cette phase peut être séchée à l'aide de sulfate de magnésium anhydre. Evaporation du solvant : La température d'ébullition du dichlorométhane à pression ambiante est voisine de 40°C ; on peut donc l'évaporer sous la hotte en chauffant doucement le mélange au bain-marie.