TP n5 : Extraction de l'eugnol

Partie A: extraire et identifier des espces chimiques

TP: Extraction et analyse chromatographique

dune huile essentielle

Objectifs: Savoir expliquer le but des diffrentes tapes d'un protocole, ainsi que leur principe de "fonctionnement". Ces tapes sont : la distillation, l'extraction par solvant, le relargage, la chromatographie sur couche mince.I/ But de la manipulation:Les huiles essentielles sont un mlange de composs organiques peu solubles dans l'eau qui confrent aux plantes leur odeur. Elles sont employes comme ingrdient en parfumerie ou comme agent de saveur dans l'alimentation.

L'huile est isole:

- soit par hydrodistillation (entranement la vapeur simplifi) suivie d'une extraction et d'un schage ;

- soit par solvant.

Les clous de girofle sont des pices (provenant d'un arbre, le giroflier, originaire d'Indonsie) dont l'odeur est due essentiellement deux molcules, l'eugnol et l'actyleugnol dont les formules topologiques sont donnes ci-aprs.

On se propose d'extraire et de caractriser ses 2 composants par chromatographie sur couche mince (CCM). II/ Quelques donnes :

( Formules topologiques de leugnol et de lactyleugnol:

eugnol

actyleugnol

A l'aide des formules topologiques, donner les formules brutes de l'actyleugnol et de l'eugnol.( Densit de l'eugnol=1,06

( Solubilit de l'eugnol : faible dans l'eau, dcrot avec la temprature. Encore plus faible dans l'eau sale. Eleve dans le dichoromthane ainsi que dans les solvants organiques (cyclohexane, ).

( Densit de l'eau ( 4C) = 1,0

(Densit de l'eau sale = 1,10

Matriel:

Clous de girofle, mortier pilon, coupelle, balance,

Entonnoir large en plastique, ballon 250 mL,Montage d' hydrodistillation, erlenmeyer 100 mL,

Ampoule dcanter, Sel, becher 50 mL,

Actate d'thyle et cyclohexane,Cuve CCM, Gants, Lunettes,Plaque de chromatographie et pics en bois pour les dpts, Eluant (dichloromthane sous hotte),

Huile commerciale de clou de girofle,

Lampe UV et permanganate de potassium

III/ Mode opratoire :1/ Etape 1: Extraction par hydrodistillation

- Ecraser dans un mortier l'aide d'un pilon (ou dans un moulin caf) 5,0 g de clou de girofle.

- Placer la poudre grce l'entonnoir, dans un ballon de 250mL avec 00 mL d'eau.

- Ajouter quelques grains de pierre ponce et mettre en place le dispositif de distillation.

- Allumer le chauffage ( fond au dbut puis le baisser au moment opportun) puis la circulation d'eau froide ( faible dbit).

ATTENTION: Lorsque vous aurez recueilli environ 50 mL de distillat, placer lerlenmeyer dans un cristallisoir contenant de leau glace, et continuer recueillir le distillat (environ mL au total).

Questions:

1/ Quelle technique est utilise dans cette tape, et quel est son but ?

2/ Rappeler la dfinition ou l'acceptation du terme "organique" en chimie.3/ Indiquer le nom des diffrents appareils numrots sur le schma ci-dessus. O se situe l'arrive puis la sortie de l'eau du rfrigrant (en A ou en B) ?

4/ Quel est le rle de leau introduite dans le ballon?

5/ Observer le distillat. Quelle est sa couleur? son odeur? Pourquoi le distillat obtenu n'est-il pas limpide ?

6/ Quel est le rle de la pierre ponce ?

7/ A l'aide des donnes, justifier l'emploi du glaon ou de l'eau glace dans le protocole.

8/ En quoi la temprature de sortie des vapeurs permet-elle d'affirmer que le distillat n'est pas de l'eau pure ? Comment voluera la temprature une fois que toute l'huile essentielle aura t extraite ?

2/ Etape 2: RelargageAjouter, environ 4 g de NaCl et agiter jusqu' dissolution complte. Cette opration a pour nom le relargage. Noter la place de la phase organique par rapport la phase aqueuse.9/ En utilisant les donnes, justifier lajout de chlorure de sodium.

10/ D'aprs les donnes, o doit se trouver la phase organique aprs l'ajout du sel ? Est-elle "sa" place ?

11/ Quelle est l'utilit du relargage ? Sur quel "principe" ou proprit repose cette opration ?

3/ Etape 3: Sparation

- Introduire doucement (surtout ne pas verser l'excs solide de sel !!) le contenu de l'erlenmeyer dans une ampoule dcanter. Ici il n'est pas ncessaire d'agiter.

- Attendre que les deux phases se sparent correctement puis rcuprer la phase organique.

- L'autre peut tre vendue ensuite comme eau aromatique

On mettra en commun les phases organiques obtenues par tous les groupes dans un bcher dont on connat la masse m. Dterminer la masse d' huile essentielle de clou de girofle obtenue : M = g

12/ Quel est le rle de lampoule dcanter?

13/ Pourquoi n'est il pas ncessaire d'agiter l'ampoule dcanter ici ? Quelle prcaution lie la scurit doit-on prendre lors de lagitation de lampoule dcanter? Faire le schma annot de l'ampoule dcanter. Prciser les positions de la phase aqueuse et de la phase organique. Si les densits ntaient pas donnes, comment faire pour reconnatre la phase aqueuse?

14/ Calculer le rendement de l'extraction de l'huile essentielle de clou de girofle de ce protocole, sachant que la masse totale de clou utilise est m=

15/ Certains protocoles proposent d'extraire l'eugnol avec du dichoromthane. Justifier ce protocole l'aide des donnes. Pourquoi ne la-t-on pas fait, ici?

IV/ Identification des constituants par chromatographie sur couche mince (C.C.M.)

1/ Prparation de la cuve d'lution

Dans une cuve chromatographie, introduire du dichloromthane sur une hauteur de 0,5 0,8 cm. Un papier filtre, plongeant dans le dichloromthane et appliqu verticalement contre la paroi, contribue saturer l'atmosphre de la cuve en vapeur d'luant.

2/ Prparation des solutions dilues analyser

La mthode de rvlation utilise ci-aprs ncessite la dilution des substances analyser.

Prlever environ1 mL (cd un fond de becher) dans 2 bechers distincts, de la solution de dpt (1 mL d'actate d'thyle dans 5 mL de cyclohexane) puis ajouter respectivement une goutte d'huile essentielle commerciale (obtenue en pharmacie) et une goutte d'huile essentielle obtenue en TP.

Ces 2 mlanges constituent les solutions dposer sur votre plaque3/ Dpt des substances analyser sur la plaque

Attention: la couche de silice est trs fragile.

Sur une plaque de silice, tracer un lger trait de crayon parallle au bord de la plaque une distance de 1 cm environ, C'est sur cette ligne que l'on effectuera les dpts. Marquer 2 croix sur cette ligne (pas trop prs des bords) pour reprer les positions des dpts. Raliser les dpts.

4/ Elution

Placer dlicatement la plaque dans la cuve et surveiller la monte de l'luant. Lorsqu'il arrive environ 1 cm du bord suprieur, retirer la plaque et reprer immdiatement au crayon le front de l'luant.

Laisser "scher" l'air libre.

5/ Rvlation (sous UV ou par raction chimique)

Sous UV:

Mettre le chromatogramme sous la lampe UV, cerclez les taches.

Par raction chimique:

On utilise une solution de permanganate de potassium recouvrant le fond d'un cristallisoir. En tenant la plaque par un coin, la poser, silice en dessous, sur la solution de manire mouiller en une fois toute la surface de silice. Retirer la plaque presque immdiatement et l'goutter verticalement sur du papier absorbant.

Les substances oxydes par le permanganate apparaissent sous forme de taches jaunes ou blanches sur fond rose. Ds leur apparition, marquer l'emplacement des taches en les entourant d'un trait de crayon.

Questions

1/ Reproduire le chromatogramme obtenu.

2/ Pourquoi, pour la CCM, faut-il faire une rvlation?

3/ Chaque tache est caractrise par le rapport Rf = EQ \s\do1(\f(h;H )) (avec h, distance parcourue par le constituant et H, distance parcourue par l'luant depuis la ligne de dpts). Interprter ce chromatogramme sachant que le Rf de l'actyleugnol vaut approximativement 0,7 et celui de l'eugnol 0,3.

4/a/ Le rapport frontal dun constituant dpend-il de la concentration du constituant? De quoi dpend-il?

b/ Que vaudrait le Rf d'une espce insoluble dans l'luant choisi ?

c/ La chromatographie peut-elle sparer des espces qui sont la fois trs trs soluble dans l'luant et qui n'ont

aucune affinit pour la phase fixe? Que vaut leur Rf ?

A

B