Ciencias Biológicas y de la Salud

Departamento de Sistemas Biológicos

Licenciatura en Química Farmacéutica Biológica

Modulo: Obtención de materias primas para la producción de medicamentos.

Extracción de timol de la planta de tomillo.

Docente: Dra. Julia Cassani Hernández

Alumnos:

Martínez González Luis enrique (2112031199)

Sánchez Calleja Jesús Eduardo (210362286)

López Rocha César Javier (210237724)

Trimestre: 12O

INDICE

Objetivo…………………………………………………………………………………2

Antecedentes..…………………………………………………………………………2

Características del aceite esencial…………………………………………………...3

Propiedades de los fenoles………………………………………………………..4-5

Características del timol..……….…………………………………………………..5-6

Procedimiento……………….…………………………………………………….....6-7

Resultados……………………………………………………………………………7-8

Análisis de resultados…………………………………………………………………8

Objetivo: Aislar timol presente en el aceite esencial del tomillo seco.

Antecedentes: Esta planta ha sido conocida desde hace siglos por su excelente aroma, que la convirtió en una de las principales especies aromáticas naturales de la cocina mediterránea, tanto combinada con carnes como pescados o pastas.

Además, la infinidad de principios activos naturales de que consta y que le aportan numerosas propiedades beneficiosas a la salud humana, hacen que el tomillo esté presente en muchas de las infusiones en forma de "remedios caseros" contra diversas enfermedades y anomalías.

Es originario del Mediterráneo. Crece desde el norte de África a Asia menor, zona meridional de Europa. Es muy abundante en España. Es uno de los condimentos de la cocina europea y del Medio Oriente. Crece tanto en zonas frías como áridas. Existen cientos de variedades.

El Tomillo es muy aromático, huele a tierra y su sabor es un poco picante con un toque de clavo, alcanfor y menta. Se puede tomar tanto fresco como seco. Seco no pierde sus propiedades ni su olor. Tiene propiedades curativas, es indispensable en la cocina francesa, española, italiana y en Latinoamérica. En Estados Unidos e Inglaterra también se usa pero menos.

El tomillo, de la familia de las labiadas alcanza de 15 a 30 centímetros de altura, muestra hojas opuestas, lanceoladas, con los bordes enrollados y densamente pilosas. Las flores del Tomillo son diminutas, agrupadas en racimos terminales muy densos, rosados o blanquecinos. Cáliz de color rojizo vinoso, con la garganta obstruida por pelitos blancos. El labio superior muestra tres dientecitos cortos, y el inferior dos largas y estrechas lacinias. La corola mide entre 7 y 8 mm y aparece dividida en dos labios: el superior escotado y el inferior subdividido en tres lóbulos divergentes. Toda la planta desprende un fuerte aroma al estar provista de glándulas esenciales; existiendo numerosas variedades como el Tomillo salsero o blanco, el Tomillo mejorado o el Tomillo de Foscos. Se recolectan primordialmente como plantas medicinales el Thymus Vulgaris y el Tomillo salsero o blanco. Los romanos lo introdujeron en la cocina, perfumando quesos y vinos.

Características del aceite esencial.

Las plantas medicinales y aromáticas sintetizan y acumulan aceites en estructuras glandulares que pueden estar distribuidas por toda la parte aérea de la planta, aunque, esta distribución n es uniforme, ya que generalmente se suelen encontrar en hojas y flores.

En general, los aceites esenciales son productos formados por la mezcla de numerosas sustancias, con una composición química bastante compleja, obtenida a partir del metabolismo secundario de las plantas como son el timol y carvacrol.

También la presencia de aceites esenciales en estas plantas también se puede explicar como método de defensa frente a la perdida de agua, tomando en cuanta q el tomillo se encuentra en lugares secos y cálidos.

*en esta imagen se muestran los compuestos que contiene el tomillo en mayor proporción.

Propiedades de los fenoles.

Los fenoles son ampliamente distribuidos en la naturaleza, y muy utilizados como   intermediarios en las síntesis industriales. Los fenoles al igual que los alcoholes, tienen la misma   geometría alrededor del O   lo cual hace que al igual que los alcoholes y el agua tengan puntos de ebullición relativamente altos   debido a los puentes de hidrogeno.

Los fenoles son casi un millón de veces más ácidos que los alcoholes   por lo que son solubles en NaOH   por lo que pueden extraerse fácilmente de una mezcla   por extracción básica   en   disolución acuosa seguida por una reacidificacion.

Los fenoles sustituidos pueden ser   más o menos ácidos que el fenol   dependiendo si su sustituyente es atractor o donador de electrones.

Los fenoles son mucho más ácidos que los alcoholes, el enlace químicamente   activo en los fenoles   puede representarse como ArO-H, mientras que los alcoholes como R-OH. La acidez de los fenoles   se explica por medio de la resonancia   ya que las formulas correspondientes   a las estructuras   se encuentran en la resonancia.

Contribuye   con la energía de resonancia al   aumentar la estabilidad de la molécula del fenol, por el oxigeno cargado positivamente, como consecuencia del desplazamiento de los electrones   negativos hacia el anillo.

Por esto el átomo H   que es positivo queda   retenido con menor firmeza, lo cual explica la tención creada en   el enlace ArO-H.

En las disoluciones alcalinas de fenol, el ion H+ se libera   y se genera el ion fenoxido C6H5O-, más estable por resonancia que la molécula original, esto hace que   se elimine el efecto de separación de cargas y permite interacciones más fuertes   de los pares electrónicos del átomo de O con los electrones π del anillo. Como consecuencia   de sus propiedades acidas   los fenoles reaccionan con bases inorgánicas   para formar sales.

Características del timol.

Como el timol es un fenol también conocido como, 5-metil-2-(1-metiletil) fenol (Figura 1), es una sustancia de origen natural que se encuentra presente en gran número de plantas, sobre todo en especies de la familia de las labiadas: romero, albahaca, melisa, menta, salvia, tomillo, ajedrea, orégano, etc.

Figura 1.

En el caso del tomillo, el timol puede llegar a suponer el 50% del contenido de su aceite esencial. El timol está presente en aceites esenciales de cítricos (0,03-0,1%) que se   usan ampliamente en la industria de las bebidas refrescantes.

Además posee una actividad antioxidante comparable a la de BHA (2,6-Bis-(1,1-dimetiletil)-4-metilfenol), y BHT ((1,1-dimetiletil)-4-metoxifenol), antioxidantes de síntesis que se emplean en alimentación (figura 2) y cuyo uso cada vez es más discutido.

Figura 2.

El hecho de que el timol sea un componente natural de la dieta y que se use de forma generalizada como aditivo alimentario, además de que sea rápidamente metabolizado y eliminado cuando es ingerido, hace que los posibles residuos que puedan quedar de un tratamiento con esta sustancia no sean considerados tóxicos para el hombre. 

MATERIALES Y METODOS

Para la realización de este proyecto, en donde se realizo la extracción del aceite esencial del tomillo y la extracción de fenoles se aplicaron conocimientos teórico – prácticos obtenidos en el trascurso de este trimestre.

Se utilizaron 500g de tomillo para poder obtener una muestra considerable y así poder trabajar con ella.

Equipo

Rotavapor Balanza Analítica Parrilla

Sustancias *

Eter Etilico Tolueno

Cloroformo KOH HCl Silica gel

Procedimiento.

Primero se coloca el tomillo seco en un balón con agua suficiente para lograr la suspensión de la muestra. Se busca la menor manipulación posible de la muestra con el objetivo de no degradar los aceites esenciales que son la fuente principal del compuesto a purificar. Por ello, para la extracción del aceite esencial de tomillo se usa una destilación con

Material

2 Soporte Universal 4 pinzas 1 refrigerante 1 matraz bola de 500mL 1 espátula 1 pipeta de 1mL 4 vasos de precipitado de 50mL 1 pipeta pasteur 1 embudo Papel filtro 38 tubos de ensaye 1 agitador de vidrio Pinzas para tubo de ensaye Papel tornasol 1 gradilla 1 embudo de separación 1 mechero 2 vidrios de reloj 6 portaobjetos 1 bureta de 25mL

arrastre de vapor. Debido a la volatilidad y la insolubilidad del aceite en agua se esperara que el producto presente dos fases.Una vez obtenidas las fases se realizara un salting-out para lograr una mayor separación entre ellas. Posteriormente se   hace una extracción para separar el aceite esencial puro con un embudo de separación.

Se separa el aceite esencial en un recipiente tapado y protegido de la luz para evitar la descomposición lumínica. Con la parte acuosa se hizo una nueva extracción con éter para lograr así separar finalmente los excedentes de aceite que queden solubilizados en esta fase. A la fase etérea se le extrajeron las trazas de agua remanente con sulfato de sodio como desecante.Para reducir la cantidad de componentes a separar mediante cromatografía se realizo una extracción ácido-base. Debido a que los fenoles son los compuestos del aceite esencial que parecen tener mayor acidez.

Para la obtención de los fenoles, entre los cuales se encuentra el timol, se hace una extracción ácido-base. En primer lugar se coloca en el embudo de separación los aceites obtenidos junto con agua destilada. Luego se agrega hidróxido de potasio 1N haciendo que los fenoles, por ser los compuestos más ácidos presentes en aceite, sean solubles en la fase acuosa. Una vez aislada la fase acuosa del resto se la lleva a un nuevo embudo de separación para su acidificación con ácido clorhídrico 2N y se agrega éter. De esta manera se obtienen solamente los fenoles en fase etérea.   Se juntan todas las fases etéreas y se filtraron con sulfato de sodio anhidro como desecante para eliminar las trazas de agua. Posteriormente se llevo el compuesto a calentar en baño maría para evaporar el éter y obtener así los fenoles aislados.Para lograr separar el timol del resto de los fenoles se utiliza el método de cromatografía en capa delgada y en columna.Para elegir el eluyente en la cromatografía en columna se hace primero una cromatografía en capa fina para determinar el eluyente se utilizo cloroformo y también tolueno. Una vez elegido el eluyente se llevaron los fenoles a la columna de cromatografía. En dicha columna se encuentra la sílica gel que funciona como fase fija. Después se hace la recolecta de muestras y se dejan evaporar posteriormente se hace cromatografía en capa fina para determinar cuál era el timol.

Diagrama de Flujo:

Llevar a cabo la destilación por arrastre de vapor con el Tomillo seco para así obtener el aceite esencial del Tomillo, esto lleva alrededor de 6 horas.

Al obtener el destilado agregar NaCl para que de esta manera el aceite esencial pueda separarse con mayor efectividad, Posteriormente se hace una extracción para separar el aceite esencial puro con un embudo de separación.

Se juntan todas las fases etéreas y se filtraron con sulfato de sodio anhidro como desecante para eliminar las trazas de agua. Posteriormente se llevo el compuesto a calentar en baño maría para evaporar el éter y obtener así los fenoles aislados.

Para poder separar al Timol de los demás fenoles se realizó una cromatografía en capa fina para la identificación y después una cromatografía en columna.

Para mejorar el rendimiento se propuso realizar 3 extracciones de la fase acuosa obtenida utilizando éter como solvente

Con la parte acuosa se hizo una nueva extracción con éter para lograr así separar finalmente los excedentes de aceite que queden solubilizados en esta fase. A la fase etérea se le extrajeron las trazas de agua con sulfato de sodio y filtrarlo.

Juntar la fase etérea y el aceite en una ampolleta de decantación y agregar 50ml de KOH 1N. La fase acuosa obtenida se coloca en otra ampolleta y se agregan 50ml de HCl 2N y 50ml de éter, de esta manera los fenoles quedan en la fase etérea.

Para mejorar el rendimiento se propuso realizar 3 extracciones de la fase acuosa obtenida utilizando éter como solvente

Resultados.

Destilación de 500 g de tomillo.

Total destilado 700 ml.Separado con embudo (éter y componentes de tomillo).

200 ml.

Para elegir el eluyente en la cromatografía en columna primero se hizo una cromatografía en capa fina utilizando silica gel y cromatoplacas. Los eluyentes que se utilizaron fueron cloroformo y tolueno.

Una vez armada la columna se procedió a separar los componentes fenólicos con cloroformo, se recolectaron y se hizo una cromatografía en capa fina para la determinación del Timol

Total sin éter (evaporado). 20 ml

Extracción acido base.

Rendimiento= peso real / peso teorico*100 0.25g/2*100 = 12.5 %*peso teorico= 1 g por cada 250g de tomillo.

Cromatografía capa fina. (elección de eluyente).

Tolueno. No adecuado.Cloroformo. Ideal.

Cromatografía columna.

Muestra 1-9 Compuestos con polaridad media-bajaMuestra 10-20 No hay compuestos.Muestra 21-29 No hay compuestos.Muestra 30 -35 Compuestos con una polaridad muy

alta.

Análisis de resultados.

Se llevo a cabo la destilación por arrastre de vapor de 500g de tomillo obteniéndose 20g de aceite esencial, a este se le realizo una extracción acido-base (ya que los fenoles son los compuestos de mayor acidez). Se obtuvo 0.25g de fenoles lo cual nos representa un rendimiento bajo ya que lo esperado eran 2g

Total de extracto sin éter + KOH 1N 120 mlSeparado con embudo ( fase acuosa) 50 mlFase acuosa + HCl 2 N + éter 140 mlSeparado con embudo ( fase etérea) 30 ml Total fenoles sin éter (evaporado). 15 mlFenoles evaporados por un1 dia 0.25gr

de producto, esto se debió a que no se le dio el tiempo necesario a la destilación para obtener dicha cantidad de producto (2g).

Se tomo una muestra de los 0.25g de producto que se obtuvo para realizarle una cromatografía en capa fina con la finalidad de cerciorarnos que en dicho producto obtenido estaban presentes los fenoles, en la Fig.1 se pueden observar 7 manchas con diferente tonalidad de color estas representan a los fenoles presentes en el aceite esencial del tomillo.

Se realizo la cromatografía en columna con nuestro eluyente ideal, cloroformo un disolvente con el que nuestras muestras corrieron mejor que con el tolueno, debido a que el cloroformo es un poco más polar que el tolueno.

Se tomo una de las últimas muestras (muestra 30-35) que arrojo la columna en la cual se intuía que se encontraba el timol debido a su polaridad, se le realizo una cromatografía en capa fina (Fig.2) en donde se observan dos manchas en el centro de la placa, esto nos indica que nuestro método de cromatografía en columna para separar los fenoles no fue eficiente ya que las manchas corresponden a dos compuestos diferentes con polaridades similares. Podemos suponer que las manchas que se presentaron en la placa son de los fenoles timol y carvacrol ya que ambos compuestos tienen una polaridad muy similar y están presentes en gran cantidad en el aceite esencial del tomillo, 50% y 10% respectivamente.

En conclusión, la destilación y la extracción de los fenoles se llevo acabo satisfactoriamente, la cromatografía en columna no fue eficiente en la separación de nuestro compuesto por lo tanto no se cumplió con el objetivo, además de que no llevamos a cabo la identificación de los dos compuestos que aislamos mediante resonancia magnética nuclear, lo cual nos habría ayudado a afirmar o desmentir si nuestras manchas obtenidas eran timol y carvacrol.

Fig.1

Fig.2

Fig. 3