Extraction d'un terpène naturel : le limonène des pelures d'orange

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Temps de réalisation	1 h
Difficulté théorique	3 / 5	Difficulté expérimentale	2 / 5
Techniques utilisées	Reflux ; séchage d’un liquide ; évaporateur rotatif ; mesure de l’indice de réfraction, CPG
Objectif	Déterminer la nature de l’énantiomère naturel du limonène

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Introduction

La famille des terpènes est une grande famille de produits naturels. Elle recoupe les molécules fabriquées à partir du motif isoprénique : CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂. Ils possèdent des propriétés physiologiques puissantes et spécifiques. On trouve en effet des squelettes

C’est Ruzicka qui a établit en 1953 la règle de nomenclature suivante :

• dix carbones : monoterpènes
• quinze carbones : sesquiterpènes
• vingt carbones : diterpènes
• vingt cinq carbones : sesquiterpènes
• trente carbones : triterpènes
• quarante carbone : caroténoïdes
• au delà de quarante carbones : polyterpénènes

Le terpène est une molécule en C₁₀H₁₆. En nomenclature systématique, son nom est le 4-isopropylène-1-méthylcyclohex-2-ène.

Question 1. Représenter cette molécule. Mettre en évidence les motifs terpéniques du limonène.

Question 2. Préciser son carbone asymétrique et représenter les deux énantiomères.

Question 3. Sachant que le (R)-limonène est aussi le (+)-limonène, et que le (S) le (-), identifier le (+) et le (-) limonène

Les pelures d'orange sont très riche en le limonène. Une particularité du limonène est que chacun de ses énantiomères ont une odeur différente : le (+)-limonène a une odeur d’orange, le (-)-limonène, une odeur de menthe verte. Une fois isolé, le limonéne de l'orange pourra être comparé à des authentiques. De façon olfactive mais aussi par CPG.

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Mode opératoire

1. Isolement du limonène

• Râper 50 g de pelure d'orange.
• Les placer dans un ballon de 250 mL avec 50 mL d'hexane.
• Adapter une colonne réfrigérante et mettre à reflux pendant 30 min.
• Laisser refroidir.
• Filtrer et faire sécher sur sulfate de sodium.
• Faire évaporer l'hexane à l'évaporateur rotatif.
• On récupère une huile dont l'odeur peut-être comparée à des authentiques de (+)- et (-)-limonène. On remarquera qu'il s'agit du (+)-limonène

On mesure un indice de réfraction du limonène : n_D²⁰ = 1,4740

2. Caractérisation optionnelle

• L'huile peut-être passée en CPV (Carbowax, 180°C) et comparée à un authentique.
• Le produit n'étant pas très pur, une IR peut-être tentée.
• Une chromatographie sur colonne peut-être utilisée pour purifier le mélange.

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Réponses

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Bibliographie

• Capon et coll. 1993, p 207-213.
• Garner C.M. et Garibaldi C. 1994 - A Microscale Isolation of Limonene from Orange Peels -  J. Chem. Ed., 71, p A146.
• Glidewell 1991 - Monoterpenes - J. Chem. Ed., 68, p 267. Cet article traite des monoterpènes, de leur biosynthèse et de leur extraction.
• Harwood et Moody 1989, p 653-657.