劉家軒
咖啡因又叫咖啡堿,是一種生物堿,存在于茶葉、可可等植物中。例如茶葉中含有 1%~5%的咖啡因,還含有單寧酸、色素、纖維素等物質(zhì)??Х纫蚴侨鯄A性化合物,可溶于氯仿、丙醇、乙醇和熱水中,難溶于乙醚和苯(冷)。純品熔點(diǎn)235~236℃,含結(jié)晶水的咖啡因?yàn)闊o色針狀晶體,在100℃時失去結(jié)晶水,并開始升華,120℃時顯著升華,178℃時迅速升華。利用這一性質(zhì)可純化咖啡因。
咖啡因是一種溫和的興奮劑,具有刺激心臟、興奮中樞神經(jīng)和利尿等作用。
提取咖啡因的方法有堿液提取法和索氏提取器提取法。本實(shí)驗(yàn)以乙醇為溶劑,用索氏提取器提取,再經(jīng)濃縮、中和、升華,得到含結(jié)晶水的咖啡因。
學(xué)習(xí)從茶葉中提取咖啡因的基本原理和方法,了解咖啡因的一般性質(zhì)。掌握用索氏提取器提取有機(jī)物的原理和方法,進(jìn)一步熟悉萃取、蒸餾、升華等基本操作。
索氏提取器,酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃漏斗各1個。綠茶約10g,生石灰10g,濃度95%的酒精100ml。
1.從茶葉中萃取咖啡因
稱取8g茶葉放入索氏提取器的紙筒,并往紙筒內(nèi)加入30ml乙醇,在圓底燒瓶中加入50ml乙醇,水浴加熱,回流提取,直到提取液顏色變淺為止。待冷凝液剛被虹吸下去時立即停止加熱。
2.去除溶劑和水分
將儀器改裝成蒸餾裝置,把提取液轉(zhuǎn)移到燒杯中蒸發(fā)溶劑,把殘余液倒入盛有3g至4g生石灰的蒸發(fā)皿中攪成糊狀,然后蒸干成粉狀冷卻,擦去沾在邊上的粉末,以免升華時污染產(chǎn)物。
3.升華提取咖啡因
在蒸發(fā)皿上蓋一張多孔濾紙,濾紙上罩一個管口塞了棉花的玻璃漏斗,用酒精燈小心加熱蒸發(fā)皿,慢慢升高溫度,將溫度控制在220℃左右,使咖啡因升華??Х纫蛲ㄟ^濾紙孔后遇到漏斗內(nèi)壁凝固,附著于漏斗內(nèi)壁和濾紙上。當(dāng)紙上出現(xiàn)白色針狀晶體時暫停加熱,冷卻至 100 ℃左右,揭開漏斗和濾紙,用小刀把附著于濾紙及漏斗壁上的咖啡因刮入表面皿中,白色晶體即為咖啡因,可進(jìn)一步鑒定。
4.清理實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)備,實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2019年5期