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从茶叶中提取咖啡因

2019-06-14刘家轩

发明与创新·中学生 2019年5期
关键词:结晶水蒸发皿索氏

刘家轩

咖啡因又叫咖啡碱,是一种生物碱,存在于茶叶、可可等植物中。例如茶叶中含有 1%~5%的咖啡因,还含有单宁酸、色素、纤维素等物质。咖啡因是弱碱性化合物,可溶于氯仿、丙醇、乙醇和热水中,难溶于乙醚和苯(冷)。纯品熔点235~236℃,含结晶水的咖啡因为无色针状晶体,在100℃时失去结晶水,并开始升华,120℃时显著升华,178℃时迅速升华。利用这一性质可纯化咖啡因。

咖啡因是一种温和的兴奋剂,具有刺激心脏、兴奋中枢神经和利尿等作用。

提取咖啡因的方法有碱液提取法和索氏提取器提取法。本实验以乙醇为溶剂,用索氏提取器提取,再经浓缩、中和、升华,得到含结晶水的咖啡因。

一、实验目的

学习从茶叶中提取咖啡因的基本原理和方法,了解咖啡因的一般性质。掌握用索氏提取器提取有机物的原理和方法,进一步熟悉萃取、蒸馏、升华等基本操作。

二、實验器具和实验材料

索氏提取器,酒精灯、蒸发皿、玻璃漏斗各1个。绿茶约10g,生石灰10g,浓度95%的酒精100ml。

三、实验步骤

1.从茶叶中萃取咖啡因

称取8g茶叶放入索氏提取器的纸筒,并往纸筒内加入30ml乙醇,在圆底烧瓶中加入50ml乙醇,水浴加热,回流提取,直到提取液颜色变浅为止。待冷凝液刚被虹吸下去时立即停止加热。

2.去除溶剂和水分

将仪器改装成蒸馏装置,把提取液转移到烧杯中蒸发溶剂,把残余液倒入盛有3g至4g生石灰的蒸发皿中搅成糊状,然后蒸干成粉状冷却,擦去沾在边上的粉末,以免升华时污染产物。

3.升华提取咖啡因

在蒸发皿上盖一张多孔滤纸,滤纸上罩一个管口塞了棉花的玻璃漏斗,用酒精灯小心加热蒸发皿,慢慢升高温度,将温度控制在220℃左右,使咖啡因升华。咖啡因通过滤纸孔后遇到漏斗内壁凝固,附着于漏斗内壁和滤纸上。当纸上出现白色针状晶体时暂停加热,冷却至 100 ℃左右,揭开漏斗和滤纸,用小刀把附着于滤纸及漏斗壁上的咖啡因刮入表面皿中,白色晶体即为咖啡因,可进一步鉴定。

4.清理实验器材、设备,实验结束。

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