7. Chromatographie du paprika

Travaux Pratiques de Chimie Organique
Nadia BOULEKRAS
Chromatographie du paprika
I.
INTRODUCTION
Le mot paprika, emprunté au hongrois, dérive du mot serbo-croate
"paprena", qui signifie "celui qui pique", lui-même provenant du latin "piper"
signifiant poivre.
Le paprika est une épice (en poudre) de couleur rouge obtenue à partir du
fruit mûr du piment ou poivron rouge (séché et moulu). L'épice est utilisée
en cuisine pour son parfum âcre et sa couleur rouge.
D’après certaines sources, la plante dont est issu le paprika serait originaire
du Brésil. L’arbuste aurait été introduit en Espagne par Christophe Colomb.
Il se retrouve, ensuite, en Italie, puis dans l’empire ottoman, ce sont les
turcs qui l’introduisirent dans les Balkans au XVI ème siècle.
Le paprika renferme de nombreux pigments colorés dont 3 principaux qui
sont séparés par chromatographie sur couche mince (C.C.M.) :
o
caroténoïdes (jaune) :
o
capsanthine (majoritaires et qui donnent la couleur rouge au paprika) :
R
O
C
O
O
O
C
R
O
Esters d'acides gras de la capsanthine
R = chaîne de 3 carbones ou plus
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capsorbine (orange) :
HO
O
O
HO
Capsorbine
II. PRINCIPE
Le paprika contient de nombreux pigments colorés qui sont facilement
séparés par chromatographie. Les colorants de la poudre de paprika sont
extraits par un solvant organique (le dichlorométane : CH2Cl2). L'extrait est
analysé par chromatographie sur couche mince (C.C.M).
III. MODE OPÉRATOIRE : Pour 3 binômes
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Dans un ballon de 100 mL, équipé d’un dispositif de chauffage à reflux,
introduire 2 g de la poudre de paprika.
Ajouter 20 mL de dichlorométhane.
Introduire quelques grains de pierre ponce.
Maintenir à ébullition à 40°C pendant 30 mn.
Laisser refroidir le mélange.
Filtrer sur Büchner et récupérer le filtrat : le filtrat renferme tous les
pigments du paprika qui ont été extraits par le dichlorométhane.
Réaliser une chromatographie sur couche mince.
IV. CHROMATOGRAPHIE
1) Définition : Le mot chromatographie vient du grec khrôma : couleur.
À l'origine, c'était une technique de séparation de substances colorées,
mais elle est aujourd'hui utilisée pour tous types de composés. C’est une
méthode physique de séparation et d'identification des constituants
d'un mélange.
2) Principe :
Certaines molécules peuvent se fixer à la surface de particules solides :
c'est le phénomène d'adsorbance ; le solide est appelé adsorbant
(phase stationnaire ou fixe). Les molécules sont entraînées par un
liquide appelé éluant (phase mobile).
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Si un composé est peu entraîné par l'éluant, il est retenu par l'adsorbant et
inversement. C'est la polarité (dissymétrie de charges dans la molécule)
du composé qui détermine son interaction plus ou moins grande avec
l'adsorbant ou l'éluant : Il faut donc combiner un éluant qui interagit
fortement avec les composés polaires (et donc les entraîne) avec un
adsorbant qui agit peu avec les composés polaires et donc beaucoup avec
les composés non polaires. Le composé le plus polaire migrera le plus haut
(entraîné par l'éluant et peu retenu par l'adsorbant) et le composé le
moins polaire migrera très peu (retenu par l'adsorbant et peu entraîné par
l'éluant). L'association contraire conduira au résultat inverse.
•
La phase stationnaire est un solide, généralement de la silice ou de
l'alumine, étalé en couche mince sur une plaque en matière
plastique ou en aluminium.
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La phase mobile, ou éluant, est un mélange de solvants, entraînant
les composés déposés au bas de la plaque.
Classement des principaux solvants par caractère polaire croissant.
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Ether de pétrole
Cyclohexane
Tétrachlorure de carbone
Benzène
Toluène
Dichlorométhane
Ether diéthylique
Chloroforme
Acétate d'éthyle
Pyridine
Acétone
Ethanol
Méthanol
Eau
Acide acétique
Solvants
apolaires
↓
Caractère
polaire
croissant
↓
Solvants
polaires
Il existe différentes techniques de chromatographie mais dans cette
manipulation, nous nous intéressons uniquement à la chromatographie
sur couche mince (C.C.M).
3) Séparation des différents pigments colorés du paprika par CCM :
a) Préparation de la cuve :
L'atmosphère de la cuve doit être saturée en vapeur d'éluant. Ceci
impose d'avoir une cuve bien fermée et préparée à l'avance.
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Sous la hotte, verser l’éluant dans un bécher sec de 100 mL, sur
une hauteur de 1/2 cm. Recouvrir la cuve avec une boîte à pétri :
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Eluant
Eluant
Eluant
Eluant
1
2
3
4
:
:
:
:
Ether de pétrole/Acétone/Cyclohexane : 85/10/5%
Ether de pétrole/Ethanol : 90/10%
Ether diéthylique/Ether de Pétrole : 60/40%
Ether diéthylique/Cyclohexane: 70/30%
b) Préparation de la plaque chromatographique :
o
o
o
o
Prendre une plaque d’aluminium recouverte de silice. Ne pas
toucher avec les doigts.
Découper avec un cutter, une plaque de (5 cm x 3 cm).
Tracer au crayon sans appuyer, une ligne à 1 cm du bord
inférieur de la plaque.
Marquer légèrement au crayon sur cette ligne (ligne de dépôt),
le (ou les) emplacement(s) où l'on déposera les solutions à
analyser. Les emplacements doivent être distants d'environ 1
cm, et à 1 cm des bords de la plaque.
c) Dépôt de l’échantillon :
o
o
A l’aide d’une pipette pasteur, d’un tube capillaire ou d’un curedent, prélever une petite goutte d’extrait de paprika, la déposer
à l’emplacement marqué.
Si la solution est trop diluée, faire plusieurs dépôts au même
emplacement, en laissant sécher entre chaque dépôt.
d) Elution :
o
o
o
o
Lorsque les dépôts sont secs, introduire la plaque verticalement
dans la cuve (la ligne de dépôt ne doit pas tremper dans l’éluant)
et refermer à l’aide de la boîte à pétri.
Au cours de l’élution, l’éluant migre sur la plaque en imprégnant
la silice.
Retirer la plaque de la cuve avec des pinces, lorsque le front du
solvant est à 1 cm du bord supérieur de la plaque.
Repérer le front du solvant au crayon. Laisser l’éluant s’évaporer
sous la hotte.
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e) Révélation (développement du chromatogramme):
Observer le chromatogramme et entourer au crayon, les différentes
tâches colorées qui apparaissent.
Remarque : lorsque les taches sont incolores, on les fait apparaître
sous une lampe UV ou à l'aide d'un révélateur chimique mais dans le
cas du paprika, les pigments apparaissent sous forme de taches
colorées, visibles à l’œil nu.
Le chromatogramme montre que le paprika renferme 3 principaux
pigments :
Caroténoïdes (jaune)
Esters gras de la capsanthine (majoritaires et qui donnent la
couleur rouge au paprika)
Ester gras de la capsorbine (orange).
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f) Rapport frontal :
On appelle rapport frontal Rf d'une espèce chimique, le rapport
entre la distance x parcourue par l'espèce et la distance y parcourue
par l'éluant pendant le même temps.
Rf dépend de la nature du produit, de l'éluant et de la phase fixe.
Rf =
V.
dis tan ce parcourue par la susbs tan ce
dis tan ce parcourue par l' éluant
=
x
y
COMPTE RENDU
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Dessiner le montage à reflux utilisé pour l’extraction du paprika.
Indiquer le rôle de la pierre ponce.
Préciser le rôle du réfrigérant.
Coller et redessiner le chromatogramme obtenu, sur le compte rendu ;
en indiquant les couleurs des taches. Combien de principaux colorants
différents, la poudre de paprika contient-elle ?
Calculer les 3 rapports frontaux pour les 3 colorants.
Références
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Chimie organique expérimentale. Nadia Boulekras. OPU. 2010.
http://catice.acbesancon.fr/Sciences_Physiques/physique_chimie/lycee/seconde/chimie/p
aprika.htm
http://fr.wikipedia.org/wiki/Paprika
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