CUARTO SEMINARIO TALLER DE INVIERNO

1. CUARTO SEMINARIO TALLER DE INVIERNO INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO BUCEO BACHILLERATAO DE QUÍMICA BÁSICA E INDUSTRIAL AÑO 2012 PROF. BEATRIZ FLEITA PROF. MARTA LINDNER PROF. MÓNICA URSU

2. EXTRACCIÓN DE EUGENOL DEL CLAVO DE OLOR (Syzygium aromaticum)

3. Syzygium aromaticumClavo de olor Clasificación científica Reino:PlantaeDivisión:Magnoliophyta Clase:Magnoliopsida Subclase:Rosidae Orden:Myrtales Familia:Myrtaceae Subfamilia:MyrtoideaeTribu:Syzygieae Género:Syzygium Especie:S. aromaticum Nombre binomialSyzygium aromaticum(L.)

4. Son los botones (flores que aún no abren) secos del "árbol del clavo" (familia Myrtaceae, nativo de Indonesia), y son usados como especia en las cocinas de todo el mundo. Su nombre deriva de la palabra francesa "Clou" (Clavo) ya que los botones guardan un parecido en forma con ellos. Los clavos son cosechados principalmente en Indonesia y en Madagascar; también crece en Zanzíbar, India, y en Sri Lanka.  El árbol del clavo es perenne y crece hasta una altura de 10 a 20 metros. Tiene hojas lanceoladas e inflorescencias racimosas. Las yemas florales inicialmente presentan un color pálido que gradualmente cambia al verde, después de lo cual comienzan a adquirir un color rojizo brillante indicativo de que están listos para ser recolectados. Usualmente se cosechan cuando alcanzan una longitud de 1,5 a 2 cm, y constan de un largo receptáculo que contiene al ovario; sobre el receptáculo se insertan los demás verticilios florales: cuatro sépalos, cuatro pétalos y numerosos estambres. 

5. USOS • Los clavos (en cocina) son usados enteros o molidos pero, como son extremadamente fuertes, se usan en poca cantidad. • En toda Europa y Asia, es fumada en un tipo de cigarrillo local deIndonesia llamado kretek, y en algunos cafés del oeste, es mezclado con marihuana. • Para elaborar inciensos en la cultura china y japonesa. • Para aliviar el dolor de muelas ( eugenol, que es ampliamente usado como tratamiento anestésico en dolor de dientes, y mezclado con óxido de zinc en polvo como cemento dental, pues tiene propiedades analgésicas, antinflamatorias, antibacterianas y sobre todo anestésicas. • Históricamente los clavos han sido usados en la cocina hindú. • También tiene atribuidas propiedades antihelmínticas

6. CULTIVO • Ambiente ideal: clima de carácter marítimo y tropical. • Se cultiva en los valles, laderas de todo el litoral mediterráneo, con mayor profusión en tierras húmedas y ricas.. • Para que el clavo sea de calidad hay que recoger los capullos en el momento adecuado y es cuando empieza a rosear, pero antes de que se abran. • Si se deja que los capullos se desarrollen, florece y da un fruto rectangular colgante conocido como madre del clavo que a veces se mezcla con el clavo para producir una especie de peor calidad. • Cuando los recolectores regresan por la tarde proceden a desrabar, operación que consiste en quitar los pedúnculos florales y dejar solamente los capullos que se ponen a secar en esteras al sol tropical durante tres días. • Al secarse pierden dos tercios de su peso y adquieren el color oscuro. • Se suele aprovechar solo una cosecha al año para que el árbol se recupere aunque según la climatología cambiante las cosechas fluctúan entre abundantes y catastróficas. • El brote especiado se cosecha antes de que se abra la flor rosa y verde.

7.  Los brotes se dejan secar al sol o en cámaras de aire caliente hasta que han perdido dos tercios de su peso original y suelo color se ha oscurecido y adquirido un tono marrón oscuro.

8. Composición química: •  Los capullos del clavo de olor producen aproximadamente un 15 a 20 % del aceite volátil , el cual es responsable del característico olor y sabor . El tallo produce cerca del 5% del aceite y las hojas un 2 %. Además , los capullos contienen un complejo de taninos , gomas, resinas y varios glucósidos de esteroles. 

9. COMPOSICIÓN QUÍMICA • Aceite volátil ( 15 a 21 % ) • * Eugenol ( 4 – alil – 2 – metoxifenol ) (70 – 90 % ) (principal compuesto) • *Acetato de eugenol ( acetileugenol , en más de un 17 % ) • *Beta – cariofileno y su óxido( 5 – 12 % )  • *Alfa humuleno y su epóxido • *Acidos fenólico – carboxílicos : ácido gálico

10. El aceite también contiene sesquiterpenos, furfural , vanilina y metil – n – amilcetona, un 10% de aceite mixto, betacariofileno y sus óxidos. . Flavonoides: astragalina, isoquercitrina, hiperósido, quercitina –3,4–di-O-glicósido. Taninos ( 10 % ): elagitaninos , incluyendo la eugenina.  Triterpenos:ácido oleanólico (1 %), ácido crataególico (ácido máslico en un 0,15% ) Esteroides :esteroles , incluyendo el beta – sitosterol

11. Acción farmacológica: • Antiséptico , antibacterial , fungicida , antiviral,espasmolítico y un anestésico local. • Acción estimulante del apetito y la digestión. • Expectorante y antiemético, así como de forma tópica para evitar la irritación. • Antihistamínico y espasmolítico , las cuales se deben a la presencia del acetato de eugenol. • Ha demostrado efectividad en el tratamiento tópico de infecciones tales como el pie de atleta . • Ha mostrado una inhibición de bacterias gram – positivas y negativas y de organismos del reino fungi. • Presenta propiedades antihelmínticas y larvicidas . • El aceite de clavo de olor se ha aplicado en el tratamiento sintomático de dolor de dientes y es utilizado en el tratamiento de la alveolitis ( post – extracción en alveolitis ) . • Se ha reportado que el clavo de olor posee un efecto de curativo en úlceras gástricas.

12. Toxicología • El clavo de olor y su aceite han sido empleados de forma segura en alimentos , bebidas y pastas dentales . En general , el nivel de clavo de olor utilizado en comidas no excede el 0,236 % ; el aceite de clavo de olor no se usar en cantidades superiores al 0,06 % • En ratas , el LD 50 oral de eugenol es de 2680 mg/kg ; sin embargo la toxicidad del compuesto se incrementa cuando es administrado por vía intratraqueal ( LD 50 de 11 mg/kg ). • Por la vía oral el LD 50 en ratón es de 1.86 g /kg. • Para el ser humano la dosis peligrosa de aceite de clavo por vía oral es de 3 gramos en adulto y 0.5 g en niños. Se reporta la ingestión de 4.5 mL puede causar toxicidad severa con depresión del Sistema Nervioso Central, trastornos urinarios y acidosis. 

13. PROPIEDADES FÍSICAS • Estado físico: Líquido Apariencia: transparente, incoloro o amarillo pálido Olor: olor acre pH: No disponible. Presión de vapor: 1 mm Hg@78.4 C Densidad de vapor: No disponible. Tasa de evaporación: No disponible. Viscosidad: No disponible. Punto de ebullición: 248 º C Congelación / fusión: -9 ° C Temperatura de descomposición: No disponible. Solubilidad: Insignificante. Gravedad Específica / Densidad: 1.0660g/cm3 Fórmula molecular: C10H12O2 Peso molecular: 164,20 • Índice de refracción a 20°C: entre 1,540 – 1,542

14. Estabilidad y reactividad • Estabilidad química: sustancia sufre cambio de color cuando se expone al aire. Condiciones a evitar: Materiales incompatibles, exposición al aire. Incompatibilidades con otros materiales: Agentes oxidantes fuertes. Productos de descomposición peligrosos: Monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de carbono. Polimerización peligrosa: No se ha reportado.

15. DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR

16. Destilación por arrastre de vapor • a) La destilación por arrastre con vapor es una técnica usada para separar sustancias orgánicas insolubles en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales inorgánicas. • b) Cuando se tienen mezclas de líquidos que no son miscibles entre sí, se tiene un tipo de destilación que sigue la ley de Dalton sobre las presiones parciales.

17. c) Como resultado de este comportamiento, y cuando uno de los componentes es agua, al trabajar a presión atmosférica, se puede separar un componente de mayor punto de ebullición que el del agua a una temperatura menor a 100º C. d) Debido a lo anterior, con esta técnica se pueden separar sustancias inmiscibles en agua y que se descomponen a su temperatura de ebullición o cerca de ella, por lo que se emplea con frecuencia para separar aceites esenciales naturales que se encuentran en hojas, cáscaras o semillas de algunas plantas (té limón. menta, canela, cáscaras de naranja o limón, anís, pimienta, clavo de olor,etc,)

18. e) Los aceites esenciales también pueden aislarse de sus fuentes naturales por medio de la extracción con disolventes orgánicos. f) Dependiendo de la técnica que se utilice para el aislamiento, será la pureza y rendimiento del aceite esencial.

19. En la destilación por arrastre con vapor de agua intervienen dos líquidos: el agua y la sustancia que se destila. Estos líquidos no suelen ser miscibles en todas las proporciones. En el caso límite, es decir, si los dos líquidos son totalmente insolubles el uno en el otro, la presión de vapor de cada uno de ellos no estaría afectada por la presencia del otro. A la temperatura de ebullición de una mezcla de esta clase la suma de las presiones de vapor de los dos compuestos debe ser igual a la a la presión atmosférica, puesto que suponemos que la mezcla está hirviendo. El punto de ebullición de esta mezcla será, pues, inferior al del compuesto de punto de ebullición más bajo, y bajo la misma presión, puesto que la presión parcial es forzosamente inferior a la presión total, que es igual a la presión atmosférica. Se logra, pues, el mismo efecto que la destilación a presión reducida. FUNDAMENTO:

20. El que una sustancia determinada destile o se arrastre más o menos de prisa en una corriente de vapor de agua, depende de la relación entre la presión parcial y de la densidad de su vapor y las mismas constantes físicas del agua. Si denominamos P1 y P2 las presiones de vapor de la sustancia y del agua a la temperatura que hierve su mezcla, y D1 y D2 sus densidades de vapor, los pesos de sustancia y de agua que destilan estarán en la relación: P1D1/P2D2 Si el valor de esta fracción es grande, la sustancia destila con poca agua y lo contrario ocurre cuando dicha relación es pequeña.

21. La destilación por arrastre de vapor es un tipo especial de destilación que se basa en el equilibrio de líquidos inmiscibles. Según se ha visto anteriormente, la temperatura de ebullición de una mezcla de dos componentes inmiscibles es inferior a la temperatura de ebullición de cualquiera de ellos por separado.

22. A veces, por diversas razones, no es deseable alcanzar estas elevadas temperaturas, (descomposición térmica de los productos, cambio en sus propiedades, etc). En estos casos, una solución técnica viable puede ser la destilación por arrastre de vapor.

23. OBJETIVOS a) Aislar el aceite esencial del clavo de olor utilizando la técnica de laboratorio: destilación por arrastre con vapor. b) Reconocer el eugenol, componente principal del aceite extraído.

24. SUSTANCIAS Y REACTIVOS

25. DESTILACIÓN POR ARRASTRE CON VAPOR

26. PROCEDIMIENTO: Coloque el agua destilada en el matraz no. 1: generador de vapor y agregue cuerpos porosos. En el matraz no. 2 coloque el clavo de olor. Al tapar este matraz, cuide que la conexión de vidrio no se obstruya, pues de ser así, no habrá paso de la corriente de vapor. Caliente con el mechero el matraz no. 1 hasta ebullición, con el fin de generar el vapor que pasará al matraz no. 2, extrayéndose de esta manera el aceite esencial el cual es inmediatamente arrastrado por el vapor de agua en un proceso de codestilación. Suspenda el calentamiento cuando el volumen del destilado sea de 100 o 150 mL aproximadamente; de este codestilado, extraiga totalmente el aceite esencial, mediante extracciones con acetato de etilo, las fases acuosas se desechan y los extractos orgánicos se colectan en un matraz Erlenmeyer,agregue entonces la cantidad necesaria de sulfato de sodio anhidro para eliminar el agua remanente. Descante el extracto. Con este extracto realizar ensayos de reconocimiento..

27. Al calentar el balón con el agua utilizando el mechero, el vapor formado pasará a través de la muestra a ser destilada por arrastre con vapor.Mantener el calentamiento hasta que ya no haya más desprendimiento de aceite. EXPLICACIÓN:

28. El siguiente paso a la extracción por arrastre con vapor es una extracción discontinua líquido-líquido empleando un solvente orgánico como cloruro de metileno o cloroformo, este paso se realiza con una ampolla de decantación.

29. Una vez separada la fase orgánica y verificando que no haya restos de agua en la misma, se seca agregando sulfato de sodio anhidro y luego se filtra con papel de filtro.

30. Así vamos a tener el extracto orgánico; a continuación se somete a una destilación a presión reducida en un rotavapor, quedando en el balón el aceite esencial.

31. En caso de no contar con un rotavapor se puede hacer una destilación simple cuidando que la temperatura no suba mucho. Para ello en vez de calentar el balón de destilación directamente con un mechero, se puede emplear un baño de agua.

32. RECONOCIMIENTO DEL GRUPO FUNCIONAL • En un tubo de ensayo se coloca 1 mL de etanol y 3 gotas de Cloruro férrico 0,06M. • Agregar unas gotas del producto obtenido: color intenso que va del violeta al marrón rojizo o verde indica presencia del grupo fenol

33. ÍNDICE DE REFRACCIÓN • Utilizando un refractómetro de Abbe mida el índice de refracción. • Dato bibliográfico: a 20°C entre 1,540 – 1,542

34. RECONOCIMIENTO DEL EUGENOL • Cromatografía en capa delgada: • al aceite esencial disuelto en etanol con una concentración de 1 % (p/v), tomando como estándar de referencia solución de eugenol en etanol. • fase estacionaria placas precubiertas de silicagel G 60 de 0,25 mm de espesor. • fase móvil una mezcla de benceno-acetato de etilo 95:5 v/v ó Cloroformo- metanol (2:1) ó acetato de etilo –n-hexano (1:1). • revelador el reactivo vainillina sulfúrico al 1 %, ó ácido fosfomolíbdico al 10% en etanol.

35. MUCHAS GRACIAS