ohilà
2017-04-24 09:27
Ultimamente sto provando a fare un po' di oli essenziali, ma, come è noto, in scala di laboratorio è molto difficile ottenerne quantità accettabili per via della capacità dei comuni palloni e, in generale, per la conformazione stessa dei distillatori per usi strettamente chimici, poco adatti a questo tipo di operazioni. Io ho utilizzato un distillatore in rame di tipo a fungo, che rende molto più agevole la distillazione di materiale vegetale. Questo apparecchio è costituito da due parti principali: la caldaia di ebollizione, dove vanno poste la spezia e l'acqua, e una testa di raffreddamento (il "fungo" alimentata da acqua corrente. Io ho utilizzato una pompa di riciclo. Per distillare piante e oli particolarmente sensibili e fare una vera e propria distillazione in corrente di vapore, si interpone una colonna tra la caldaia e la testa, da caricare con il materiale vegetale, tenuto lontano dall'acqua in ebollizione da un'apposita griglia. Io non l'ho utilizzata. Inoltre, alla base della caldaia, è buona pratica porre un filtro a purea in modo da evitare che i residui vegetali si brucino e restino attaccati al fondo, inconveniente comunissimo quando si lavora con vetreria classica da laboratorio. Una volta ottenuto l'olio essenziale di semi di cumino ho estratto e purificato la cuminaldeide in esso contenuta, usando la patriottica Reazione di Bertagnini. MATERIALE: - Distillatore in rame - Semi di cumino - Etere di petrolio 40-60 - Solfato di magnesio anidro - Metabisolfito di sodio - Etanolo 98% - Acido cloridrico 10% - Carbonato di sodio PROCEDURA: 1) Olio essenziale Caricare la caldaia con 500 grammi di semi di cumino macinati. Per piccole quantità si può usare un comune mortaio, ma in questo caso ho preferito utilizzare un frullatore domestico, meno accurato, ma molto più veloce. Aggiungere 2,5 litri d'acqua, montare la testa di raffreddamento, accendere la pompa dell'acqua e, infine, accendere il riscaldamento. Le piastre da laboratorio non sono abbastanza potenti per far bollire velocemente una quantità d'acqua tale, perciò ho deciso di utilizzare il normale fornello del gas. La distillazione procede molto più velocemente rispetto ad un piccolo distillatore in vetro, ad un ritmo di quasi un litro all'ora, variabile a seconda della potenza della fiamma. L'acqua di raffreddamento, se si usa un ricircolo, va cambiata molto spesso perché si scalda notevolmente. Raccolti 1,5-2 litri di distillato, occorre riempire di nuovo d'acqua la caldaia. Continuare la distillazione finché il liquido che passa non contiene più quantità apprezzabili di olio. Nel mio caso ne ho ottenuto 3,2 litri. Nel caso in cui si desideri un olio essenziale per uso umano è preferibile evitare un'estrazione con solvente e limitarsi a separare la fase oleosa presente. Visto che lo scopo qui è di estrarre un composto puro è bene massimizzare la resa e perciò si estrae con etere di petrolio: prima una porzione da 100 ml e poi altre quattro da 50 ml. Unire tutte le porzioni ed essiccare con magnesio solfato anidro. Evaporare il solvente fino ad arrivare ad un residuo altobollente, che costituisce il vero e proprio olio essenziale di semi di cumino. La resa è stata di 13 ml (12,5 grammi), in linea con lo scarsissimo contenuto di sostanze volatili di questa pianta. 2) Cuminaldeide (4-isopropilbenzaldeide) L'olio precedentemente ottenuto ha un contenuto di cuminaldeide di circa il 30%. E' possibile isolare selettivamente i composti carbonilici, sfruttando la cosiddetta reazione di Bertagnini, che consiste nel precipitare ed idrolizzare il prodotto di addizione cristallino che formano con il bisolfito. Si può utilizzare anche il sodio metabisolfito, poiché lo ione metabisolfito in soluzione si dissocia rapidamente a dare ione bisolfito e anidride solforosa. In questo modo si estraggono tutte le aldeidi e i chetoni presenti nell'olio, ma, oltre alla cuminaldeide, non ce ne sono altri in quantità apprezzabili. Disciogliere 5 grammi di sodio metabisolfito nella minima quantità d'acqua e aggiungere questa soluzione all'olio essenziale. Si formano due fasi immiscibili che non danno alcuna reazione. Aggiungere etanolo 98%, goccia a goccia e sotto leggera agitazione, finché non si forma una fase unica stabile. Lasciare su agitatore per mezz'ora circa. Precipita un abbondante composto solido. Filtrare su carta. Lavare prima con due porzioni da 15 ml di etere di petrolio, poi con 10 ml di acqua e, infine, con 10 ml di etanolo acquoso al 50%. Trasferire in un becher il prodotto di addizione ottenuto e sospenderlo in 20-30 ml d'acqua. Acidificare, goccia a goccia e sotto agitazione, con acido cloridrico 10% fino alla completa scomparsa del precipitato. Si forma una fase superiore costituita dalla nostra aldeide. La fase acquosa, invece, rimane torbida. Estrarre con 10 ml di etere di petrolio ed evaporare il solvente per recuperare la cuminaldeide. Si ottengono circa 5 ml di liquido giallino dal forte odore aromatico. Una lastrina TLC (etere di petrolio 40-60 : etilacetato 8:2) rivela la presenza di un secondo composto leggermente più polare. Ho deciso, quindi, di procedere ad un'ulteriore purificazione, precipitando nuovamente il composto di addizione, ma idrolizzandolo, questa volta, con una soluzione satura di sodio carbonato. L'idrolisi alcalina è più lenta rispetto a quella acida. E' bene evitare basi forti come il sodio idrossido. Si ottengono 1,1 grammi di aldeide. Questa volta la TLC non mostra altri composti. Resa: Contenuto teorico olio essenziale nei semi: 2,8% Contenuto teorico cuminaldeide nell'olio: 27,6% - Olio: 89,3% in base al contenuto teorico di olio essenziale nei semi; 2,5% in base al peso totale dei semi - Cuminaldeide: 31,9% in base al contenuto teorico di aldeide nell'olio essenziale ottenuto; 0,22% in base al peso totale dei semi Fonti: Questo articolo fornisce un'ottima analisi del contenuto percentuale di sostanze volatili nei semi di cumino. Purtroppo non è accessibile e non sono riuscito a scaricarlo, o a trovarlo altrove, per postarvelo. - Production of essential oil from Cumin seeds, S.H. Beis, N. Azcan, T. Ozek, M. Kara, K.H.C. Baser Chemistry of Natural Compounds 36(3):265-268 · May 2000
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