isolamento_da_piperina

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS-DEPARTAMENTO DE QUÍMIC A 
 
QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I – IC-357 
Prof. Marco Edílson/Rosane Nora 
 
Isolamento da amida natural piperina dos frutos sec os de Piper nigrum (pimenta do reino) 
1. Introdução 
 
A amida natural piperina 1 (amida piperidinil do ácido 5-(3,4-metilenodioxifenil)-2E-4E-
pentadienóico - Figura 1) é o principal constituinte químico de Piper nigrum (Piperaceae), ocorrendo em 
maior proporção nos frutos da planta. Piper nigrum (popularmente conhecida como pimenta do reino) tem 
seu uso bastante difundido na medicina popular da Índia, país de onde é originária, sendo que no Brasil, seu 
principal uso é como condimento. Apesar de ser considerada aqui uma planta exótica, o Brasil é um dos 
grandes produtores mundiais de pimenta do reino, destacando-se como principais produtores os estados do 
Pará e Espírito Santo. 
 
Figura 1. Piperina, principal constituinte químico de Piper nigrum 
 
Outro ponto relevante em relação a este produto natural é a sua abundância, sendo extraído com 
rendimentos de cerca de 3-7%, a partir dos frutos secos da planta. Além disso, devido a maior ocorrência da 
amida nos frutos, a pimenta do reino constitui-se como uma fonte renovável para esta substância, visto que 
com manejo adequado pode-se realizar várias colheitas no ano sem comprometer a planta. 
 
1.2. Atividades biológicas da piperina 
 
A variedade de atividades biológicas exibidas pela piperina é bastante ampla. Tão antiga quanto a utilização 
de pimenta do reino como condimento é o conhecimento de suas propriedades inseticidas, que só foram 
cientificamente constatadas em 1924. Desde então, várias pesquisas seguiram-se com o intuito de identificar 
as substâncias responsáveis por esta atividade, sendo que temos diversos trabalhos na literatura que 
evidenciam a atividade inseticida da piperina e de amidas estruturalmente relacionadas contra diferentes 
espécies de insetos.Encontramos ainda relatos da atividade antiparasitária da piperina contra Leishmania 
donovani e Leishmania amazonensis, agentes caisadores da leishmaniose visceral e tegumentar, 
respectivamente. Além disso a piperina mostra-se ativa contra as diferentes formas evolutivas do 
Trypanosoma cruzi, protozoário causador da doença de Chagas. Outros tipos de atividades farmacológicas 
são atribuídas à piperina, bem como a derivados sintéticos, obtidos a partir do produto natural. 
 
1.3. Isolamento da piperina dos frutos secos de Piper nigrum: Extração sólido-líquido: 
 
 Quando preparamos um chá, um café, ou mesmo um chimarrão, estamos fazendo uma extração sólido-
líquido. Nestes casos, componentes que estavam na fase sólida (no pó de café ou nas ervas) passam para a 
fase líquida (água). Em todos os exemplos, a extração é descontínua; isto é possível porque a solubilidade 
dos componentes extraídos em água é grande. Porém, nos casos onde a solubilidade do soluto é pequena, ou 
quando queremos maximizar a extração do soluto, utiliza-se a técnica da extração contínua. Um aparelho 
muito utilizado para este fim é o Extrator de Soxhlet (Figura 2). Neste equipamento, quando o solvente 
condensado ultrapassa um certo volume dentro do corpo do extrator, ele escoa de volta, através do sifão, 
para o balão de ebulição, onde é aquecido, e novamente evaporado. Os solutos (produtos a serem 
extraídos) são concentrados no balão. O solvente, quando entra em contato com a fase sólida (que fica 
num cartucho de celulose no interior do corpo do aparelho), está sempre puro (isento de soluto), pois vem de 
uma destilação. O solvente a ser utilizado na extração com apartelho de Soxhlet deve solubilizar bem o 
material a ser extraído e, de preferência, solubilizar o mínimo de impurezas. Não deve reagir quimicamente 
com o soluto; deve ser volátil, facilitando sua remoção posterior por destilação; deve ser pouco tóxico; 
barato e accessível. Na metodologia que será aplicada na extração da piperina, utiliza-se uma aparelhagem 
de Soxhlet, tendo etanol como solvente. A Figura 2 mostra a aparelhagem utilizada para a extração do 
material vegetal. 
 
 
Figura 2: Extrator de Sohxlet. 
 
1.4. Procedimento experimental para o isolamento da piperina: 
 
No interior de cartucho de papel são colocados 10g de pimenta-do-reino (seca e moída) e em 
seguida, colocá-lo na aparelhagem de Soxhlet. Adicionar 150 mL de etanol no balão e conectar ao extrator 
Soxhlet. Ligar a circulação de água e manter o sistema sob refluxo por aproximadamente 2 horas. Após esse 
período, concentrar o extrato do balão em evaporador rotatório, para retirada do excesso de etanol. Ao 
resíduo obtido, de aspecto viscoso e aroma adocicado, são adicionados 10 mL de uma solução etanólica de 
KOH à 10%, para que ocorra a precipitação dos taninos e demais materiais fenólicos, contaminantes do 
meio, na forma dos respectivos sais de potássio. Após filtração e remoção do material precipitado, é 
adicionado ao sobrenadante uma pequena quantidade de água, suficiente para que o meio torne-se turvo. 
Após um período de cerca de 1 semana em repouso, forma-se um precipitado amarelo que é então filtrado 
sob pressão reduzida. O sólido obtido é lavado com uma pequena quantidade de água gelada (para remoção 
dos resídios de hidróxido de potássio), seguido de éter etílico gelado (que remove traços de material 
resinoso dos cristais), gerando cristais amarelos de piperina, na forma de agulhas, em rendimentos que 
variam de 3-7%. Pf.: 125-127ºC (literatura) 
 
 Bibliografia: 
 
[1] IKAN, R. In: Natural Products: A Laboratory Guide, Academic Press, 2nd Edition: 233-238, 1991. 
[2] Vogel´s Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th Ed., 1989. 
 
 
 
 
 
Água (entrada) 
Corpo do extrator (onde 
entra o cartucho com o 
material a ser extraído ) 
Sifão 
Solvente extrator 
Balão de ebulição 
Água (saída) Condensador 
1.5 . PURIFICAÇÃO DE AMOSTRAS ORGÂNICAS SÓLIDAS POR RECRISTALIZAÇÃO 
 
A recristalização é um dos processos mais utilizados para purificação de substâncias que são 
sólidas à temperatura ambiente e se baseia na diferença de sua solubilidade em um dado solvente ou 
mistura de solventes. O princípio deste método consiste em dissolver o sólido em um solvente, a quente, e 
logo esfriar lentamente. Se o processo for lento, ocorre a formação de cristais, e então chamamos de 
cristalização. Se o processo for rápido chamamos de precipitação, e as impurezas podem ser arrastadas junto 
com o precipitado. 
O fator crítico na recristalização é a escolha do solvente. A principal característica do 
solvente ideal à recristalização é que o mesmo dissolva pouco do material sólido à frio e muito à quente. 
Além disso, outras características devem ser consideradas em relação ao solvente escolhido, como: baixo 
custo, baixa inflamabilidade, baixa toxidez, quimicamente inerte ( não reagir com o material), etc. 
O processo de recristalização inclui, normalmente, a execução das seguintes etapas seqüenciais: 
 1- Dissolver o sólido, adicionando pequenas quantidades de solvente quente (etapas 1 e 2). É importante 
dissolver o sólido na menor quantidade de solvente possível ( a quente) para formar uma solução saturada 
do amterial, para que o rendimento da purificação seja elevado. 
 
 2- Filtrar a quente, removendo alguma impureza insolúvel (toda a vidraria deve estar pré-aquecida). Nesta 
etapa remove-se, por exemplo, impurezas sólidas insolúveis, como os contaminantes de natureza inorgânica. 
3- Esfriar lentamente, formando cristais puros. Quanto mais lenta a cristalização mais puros serão os cristais 
formados. 
4- Coletar os cristais, filtrar em funil de büchner, lavando-se com pequena quantidade do solvente gelado (o 
mesmo utilizado na recristalização). Antes da filtração, deve-se umedecer o papel de filtro com o solvente, 
paraque fique aderido ao funil. 
5- Secagem ao ar (pode ser colocado em vidro de relógio). Amostras sensíveis à umidade e ao oxigênio 
exigem tratamento adequado (atmosfera seca e inerte). 
 A propriedade de uma substância orgânica sólida que é mais freqüentemente usada como critério de 
pureza é o ponto de fusão ( em comparação com dados tabelados para substâncias conhecidas). O ponto de 
fusão de uma substância corresponde ao intervalo de temperatura em que a fase sólida se transforma na 
líquida. Na teoria, o ponto de fusão de um sólido puro deve ocorrer sempre à mesma temperatura. Na 
prática, entretanto, equilíbrio entre sólido e líquido quase nunca é atingido, devido a fatores como 
quantidade da amostra, tamanho do cristal, razão de aquecimento, tipo de equipamento usado, etc. Em geral, 
podemos dizer que um composto puro tem um ponto de fusão bem definido (a substância funde-se 
inteiramente dentro da faixa de 1 a 2°C), enquanto uma substância impura tem o ponto de fusão indefinido 
e, portanto, funde-se lenta e gradualmente numa faixa de vários graus. 
 
Questões: 
1. Em que se baseia a técnica de extração com Soxhlet? 
2. Porque a pimenta do reino deve ser seca e moída antes da extração? 
3. Quais os fundamentos básicos da técnica de recristalização? 
4. Quais características devem apresentar um solvente para ser usado na recristalização? 
5. Que influência exerce uma impureza na faixa de fusão de um composto?