MTODOS_DE_EXTRAO-Extrao_com_Sohxlet (1)

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MÉTODOS DE EXTRAÇÃO
A extração de substâncias orgânicas pode ser feita de diferentes maneiras, a qual envolve normalmente uma extração simples, onde a amostra é deixada em contato com o solvente a frio por um tempo determinado, com ou sem agitação, ou por uma extração exaustiva, que utiliza um aparelho com solvente aquecido, passando continuamente através da amostra.
Antes de se executar uma extração devem-se levar em consideração alguns fatores que influem nessa operação, como as características do material vegetal, seu grau de divisão, o solvente usado na extração e a metodologia.
1. O grau de divisão está ligado à rigidez do material, pois a estrutura histológica das diversas partes componentes de uma planta é bastante heterogênea; existem órgãos, como as raízes e os caules, cujos tecidos estão extraordinariamente compactados (xilema), ao passo que em folhas e flores os tecidos se apresentam com estrutura mais tenra. Assim quanto mais rígido o material, maior deve ser a sua granulometria, uma vez que o poder de penetração do solvente aumenta com o aumento do grau de divisão.
1. O solvente usado deve ser o mais seletivo possível, para que se consiga extrair o máximo de substâncias desejadas e em boa quantidade. Tendo em vista a relação direta entre seletividade e polaridade, o conhecimento do nível de polaridade das substâncias que se deseja extrair é determinante na escolha do solvente ou fração de solventes. Porém, quando não se tem o conhecimento prévio das substâncias presentes no material a ser analisado, costuma-se submeter o material vegetal a sucessivas extrações, aumentando-se gradualmente a polaridade da fração solvente ou usando solventes de polaridade crescente a cada extração. Com isso, obtém-se uma extração fracionada, em que as diferentes frações contêm compostos de polaridade também crescente.
1. Outro fator que pode influenciar no processo de extração é o pH do líquido extrator, exemplificado no caso da extração de alcalóides (compostos nitrogenados) com soluções ácidas.
Os fatores relacionados aos métodos de extração dizem respeito à agitação, à temperatura e ao tempo necessário para executá-los. Levando-se em conta que os processos de extração dependem, em grande parte, dos fenômenos de difusão e que a renovação do solvente em contato com as substâncias a dissolver desempenha um papel de grande influência na velocidade de dissolução, pode-se concluir que a agitação pode abreviar consideravelmente a duração de um processo extrativo. 
O aumento da temperatura provoca um aumento na solubilidade de qualquer substância, sendo assim os métodos de extração a quente são sempre mais rápidos que aqueles realizados à temperatura ambiente. Porém os processos que utilizam aquecimento têm a desvantagem de degradar substâncias sensíveis ao calor e, por essa razão, não são indicados quando não se conhece as substâncias presentes no material vegetal.
Na escolha do método de extração a ser utilizado, deve-se levar em consideração, baseando-se nos fatores mencionados anteriormente, a finalidade do extrato que se quer preparar. Como a composição química das plantas é extremamente complexa, muito freqüentemente ocorre à extração concomitante de várias substâncias, desejadas ou não. Por isso deve-se definir, primeiramente, o que se deseja obter.
Métodos de extração sólido / líquido
Os processos de extração podem ocorrer à temperatura ambiente ou sob aquecimento. Por isso as técnicas de extração estão classificadas segundo a temperatura.
1. Extrações a frio
Maceração: A maceração é uma operação onde o material vegetal é colocado em contato com o líquido extrator em um recipiente fechado, à temperatura ambiente, por um prolongado período de tempo (normalmente alguns dias). Durante o período de maceração não há renovação do líquido solvente e a mistura é ocasionalmente agitada. Existem variações da maceração, as quais visam apenas aumentar a eficiência desse processo, são elas:
-Digestão: maceração realizada em sistema aquecido (40-60°C).
-Maceração dinâmica: maceração feita com agitação mecânica constante.
-Remaceração: repetição da maceração usando-se o mesmo material vegetal e renovando-se o líquido extrator.
Percolação: A percolação envolve um conjunto de procedimentos cuja intenção é a extração exaustiva das substâncias, ou seja, a extração continua até que as substâncias sejam extraídas em toda a sua quantidade. Na percolação, o material vegetal moído é colocado no percolador (figura 1), que se trata de um recipiente cônico ou cilíndrico, feito de vidro ou metal, por onde passa o líquido extrator. O produto obtido após a extração denomina-se percolado. Diferentemente da maceração, a percolação é uma operação dinâmica, indicada na extração de substâncias presentes em pequenas quantidades ou pouco solúveis. Existem dois tipos de percolação, a percolação simples e a percolação fracionada:
Percolação simples: A percolação simples inicia-se com o intumescimento do material vegetal pelo líquido extrator, durante uma a duas horas, fora do percolador. A Segunda etapa é o empacotamento homogêneo e não muito compacto do percolador, onde o material vegetal é colocado no percolador de maneira semelhante ao empacotamento da coluna cromatográfica, ou seja, leva-se em consideração fatores como a homogeneidade de enchimento, tamanho da partícula e fenômenos de difusão. Feito isto abre-se a válvula, cuidando para que a velocidade do fluxo esteja adequada ao tamanho das partículas no percolador. Pode-se adicionar tanto líquido extrator quanto necessário para a extração completa das substâncias presentes no material vegetal.
Percolação fracionada: Na percolação fracionada separa-se as duas ou três primeiras frações de percolado, que contêm, normalmente, em torno de 75 a 80% das substâncias a serem extraídas do restante das frações, mais diluídas. Estas últimas são destinadas à fase posterior de concentração.
A desvantagem da percolação é a grande quantidade de solvente usado para esgotar as substâncias do material vegetal. As variações da percolação visam, única e exclusivamente, contornar esse inconveniente.
Figura 1: Percolador
Turbo-extração: A técnica baseia-se na extração com simultânea no tamanho da partícula, resultado da aplicação de elevadas forças de cisalhamento, geradas no pequeno espaço compreendido entre o extrator e um rotor de alta velocidade (5000 a 2000rpm). A redução drástica do tamanho da partícula e o conseqüente rompimento das células favorecem a rápida dissolução das substâncias. Por conseqüência disso ocorre o quase esgotamento das substâncias em um tempo consideravelmente mais curto, o que torna esta técnica bastante indicada no caso de processamentos em pequena e média escala. Porém, como desvantagens, têm-se a difícil separação da solução extrativa por filtração (o material vegetal fica tão finamente dividido que se torna quase impossível retê-lo completamente no filtro); a geração de calor durante o processo (tornando necessário o controle da temperatura, por isso restringe o uso de líquidos voláteis) e a limitação técnica (quando se trabalha com materiais de elevada rigidez, como por exemplo, caules e raízes).
Figura 2: Representação esquemática do sistema rotor-extrator de um turbolizador
1. Extrações a quente
As extrações a quente podem ocorrer em sistemas abertos ou fechados, sendo que nas extrações em sistemas fechados há o reaproveitamento do solvente. As técnicas de extração a quente estão divididas segundo o tipo de sistema no qual o processo ocorre.
Extrações a quente em sistemas abertos:
Infusão: Na infusão o material vegetal é colocado em água fervente durante certo tempo, num recipiente tapado. A infusão é aplicável a partes vegetais menos rígidas, que devem estar contundidas, cortadas ou pulverizadas grosseiramente, conforme a sua natureza, a fim de facilitar a penetração e a dissolução pelo solvente.
Turbolização: A turbolização ocorre de maneira idêntica à turbo-extração, só acrescentando-se o aquecimento. Existem equipamentos próprios para o processode turbolização. Em laboratório, para pequenas quantidades, pode-se promover a turbolização usando-se um liquidificador (Simões, 2002), considerando-se a estabilidade da solução extrativa.
Decocção: A decocção consiste em colocar o material vegetal em contato com o solvente em ebulição durante certo tempo. A técnica não é indicada em qualquer caso, devido à instabilidade ao aquecimento prolongado apresentado por algumas substâncias. Por essa razão a decocção é indicada para partes vegetais mais resistentes.
Extrações a quente em sistemas fechados:
Extração sob refluxo: Nesse processo o material vegetal é colocado em contato com um solvente em ebulição num recipiente fechado acoplado a um condensador. O condensador garante que os vapores do solvente sejam condensados e voltem a entrar em contato com a solução, garantindo assim o reaproveitamento deste. Porém não se pode deixar de atentar para a instabilidade térmica de algumas substâncias.
Extração em aparelho de Soxhlet: Nessa técnica de extração o material vegetal entra em contato com o solvente renovado em cada ciclo da operação, tendo a vantagem de usar menos solvente, uma vez que este é reaproveitado. Outra vantagem é a rapidez, proporcionada pelo aquecimento e pela renovação constante do solvente. Porém, assim como em todos os métodos de extração a quente, deve-se atentar para a termolabilidade de algumas substâncias.
Figura 3: Extrator Soxhlet
1. ISOLAMENTO DO ALCALÓIDE PIPERINA DA PIMENTA DO REINO
Piperina é um alcalóide natural de caráter lipofílico responsável pela sensação picante da pimenta do reino (piper nigrum) e outras plantas da família Piperaceae, junto com a chavicina (um isómero da piperina). Tem sido também utilizada em algumas formas de medicina tradicional e como insecticida. A piperina é um inibidor das enzimas hepáticas de metabolismo de fármacos, denominadas citocromos P450, por isso, ela acaba aumentando o tempo de meia-vida de muitos fármacos, fazendo com que a eliminação deles seja mais lenta, o que pode levar a quadros de intoxicação. Na pimenta do reino é encontrada na faixa de 6-9% referente à massa de pimenta usada para extraí-la.
Piperina
PROCEDIMENTO DE EXTRAÇÃO E ISOLAMENTO
	Numa aparelhagem de Soxhlet colocar um cartucho de papel com 10 g de pimenta-do-reino (seca e moída). No balão de fundo redondo adicionar 150 mL de etanol a 95%. O sistema deverá ser mantido em refluxo por aproximadamente 2 horas. Após este período, concentrar o extrato em evaporador rotatório a uma temperatura de 60ºC para retirada do excesso de etanol. Ao resíduo de aspecto viscoso e aroma adocicado, são adicionados 10 mL de uma solução alcoólica de KOH 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, adicionar ao sobrenadante gelo suficiente para que o meio se torne turvo. Após o período de cerca de 1 semana em repouso, forma-se um precipitado amarelo que é então filtrado a vácuo. O sólido obtido é lavado com uma pequena quantidade de água gelada (para remoção dos resíduos 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.: 125-129ºC dependendo da pureza.
BIBLIOGRAFIA: 
IKAN, R. In: Natural Products: A Laboratory Guide, Academic Press, 2nd Edition: 2334-238, 1991.
VOGEL’s Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th Ed., 1989.
QUESTIONÁRIO:
1. Em que se baseia a técnica de extração com Soxhlet?
1. Porque a pimenta do reino deve ser seca e moída antes da extração?
1. Quais os fundamentos básicos da técnica de recristalização?
1. Quais características devem apresentar um solvente para ser usado na recristalização?
1. Que influência exerce uma impureza na faixa de fusão de um composto?