从茶叶中提取咖啡因
从茶叶中提取咖啡因
从茶叶中提取咖啡因————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：从茶叶中提取咖啡因一、实验目的1、学习从茶叶中提取咖啡因的原理和方法；2、学习脂肪提取器的作用和使用方法。
３、进一步巩固蒸馏浓缩、焙炒的基本操作,学会升华法纯化物质。
二、实验原理咖啡因(咖啡碱)是嘌呤的衍生物，化学名称是1,３，7，－三甲基－２,6-二氧嘌呤，结构式如下:含结晶水的咖啡因为白色针状粉末，味苦,能溶于水、乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂。
100℃时失去结晶水，开始升华，１20℃时升华相当显著。
无水咖啡因的熔点为238℃。
咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿等作用，因此可用作中枢神经兴奋药。
它是复方阿斯匹林等药物的组分之一。
茶叶中含多种生物碱，其中咖啡因的含量约为１-5% ,另外还含11-12％的丹宁（鞣酸）以及色素、蛋白质等。
三、物理常数四、实验装置（1)脂肪提取器(2）蒸馏装置(3)升华装置ﻫ 1.冷凝管2.装样品滤纸袋３.虹吸管4．圆底烧瓶５.溶剂蒸气上升装置6．提取管五、实验仪器、器材名称及药品脂肪提取器250ml圆底烧瓶 50ml量筒蒸馏头14#温度计套管直形冷凝管接液管 100ml三角烧瓶玻璃漏斗蒸发皿铁环调温电热套升降台铁架台万用夹双口夹滤纸玻璃棒乳胶管棉花茶叶95%乙醇生石灰六、流程图七、实验内容1、粗提:（1)仪器安装：采用脂肪提取器。
（注：仪器的安装顺序是从电热套开始，从下往上;且圆底烧瓶不能与电热套接触,要有一定的距离,以便于采用空气浴均匀加热）（2）连续萃取:称取10g茶叶,放入脂肪提取器的滤纸套筒（用定性滤纸自制）,放入脂肪提取器中,用1２0ｍＬ95％乙醇加热连续萃取1h。
（注:当脂肪提取器内的乙醇提取液的颜色很浅，近乎无色时,即可停止提取。
通常４学时实验时，只需加热萃取1小时即可,也能在最后升华看到明显的白色针状咖啡因晶体）2、浓缩与焙干:（1)蒸馏浓缩:待刚好发生虹吸后,停止加热，待冷却无回流后,把装置改为蒸馏装置,蒸出大部分乙醇,使瓶内残留乙醇体积约为15ml为宜。
有机化学实验-4从茶叶中提取咖啡
可以考虑使用离心分离 或过滤等方法替代分液 漏斗进行液液分离，以 提高分离效率和纯度。
加强通风设施，确保实 验室有良好的通风条件 ，以降低有机溶剂对实 验人员健康的危害。
在实验报告中增加对实 验原理、操作过程、结 果分析等方面的详细描 述，以便更好地总结和 反思实验过程。
06 参考文献
参考文献
01
详细描述
将提取液倒入蒸馏装置中，进行加热蒸馏。随着温度的升高，有机溶剂会变成气体并被蒸馏出来，而咖啡因则留 在了烧杯中。在蒸馏过程中，需要控制温度和时间，确保有机溶剂完全蒸馏出去，同时避免烧杯中的咖啡因被过 度加热。
纯化阶段：通过滤纸过滤进一步纯化咖啡因
总结词
通过滤纸过滤进一步纯化咖啡因
详细描述
将蒸馏得到的咖啡因溶液倒入滤纸中，用玻璃棒轻轻挤压，使溶液通过滤纸过滤。滤纸能够去除溶液 中的杂质和残留的有机溶剂，进一步纯化咖啡因。在纯化过程中，需要注意保持滤纸的清洁和干燥， 避免杂质和残留溶剂对咖啡因纯度的影响。
有机化学实验-4：从茶叶中提取咖 啡
目 录
• 实验简介 • 实验材料 • 实验步骤 • 实验结果与讨论 • 结论 • 参考文献
01 实验简介
实验目的
掌握从茶叶中提取咖 啡因的实验技能。
培养实验操作能力和 观察力。
了解咖啡因的化学性 质和用途。
实验原理
01
咖啡因是一种生物碱，广泛存在 于茶叶中，具有提神醒脑、利尿 等作用。
对实验的反思与改进建议
反思
1. 提高萃取效率
2. 优化分离方法
3. 注意实验安全
4. 完善实验报告
在实验过程中，需要注 意安全问题，如避免有 机溶剂直接接触皮肤和 吸入有害气体。此外， 实验操作需严格按照步 骤进行，以保证实验结 果的准确性和可靠性。
实验从茶叶中提取咖啡因
实验八、从茶叶中提取咖啡因
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咖啡因是从茶叶、咖啡果中提炼出 来的一种生物碱，适度地使用有祛 除疲劳、兴奋神经的作用，临床上 用于治疗神经衰弱和昏迷复苏。但 是，大剂量或长期使用也会对人体 CH3 O 造成损害，特别是它也有成瘾性， N 一旦停用会出现精神萎顿、浑身困 N H 3C 乏疲软等各种戒断症状，虽然其成 N O N 瘾性较弱，戒断症状也不十分严重。 但由于药物的耐受性而导致用药量 CH3 不断增加时，咖啡因就不仅作用于 咖啡因 1,3，7-三甲基-2,6-二氧嘌呤 大脑皮层，还能直接兴奋延髓 ，引起阵发性惊厥和骨骼震颤，损害肝、胃、肾等重要内脏 器官，甚至导致吸食者下一代智能低下，肢体畸形，因此被 列入受国家管制的精神药品范围。
升华的操作比重结晶要简便，纯化后产品 的纯度较高。但产品的损失较大，时间较长， 不适合大量产品的提纯。
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实验原理
升华是是利用固体混合物的蒸气压或挥发 度不同，将不净的固体化合物在熔点温度以下 加热，利用产物蒸气压高、杂质蒸气压低的特 点，使产物不经液体过程而直接气化，遇冷后 固化，而杂质则不发生这个过程达到分离固体 混合物的目的。
控制沙浴温度在220℃左右*，当纸上出现许多针状结晶 时，停止加热，冷至100℃左右，小心移开烧瓶和滤 电压 100v(15~20mins) 纸，仔细地把在纸上的咖啡因用小刀刮下，并收集起来。 再调至50v直至白烟出现
五、注意事项
1. 索氏提取器中滤纸套的大小既要紧贴器壁，又 要拿取方便，其高度不得超过虹吸管。上面折 成凹形，以保证回流液均匀浸润被萃取物； 2. 抽提结束后，应待提取器内的液体刚被虹吸下 去时，立即停止加热； 3. 在蒸干过程中要不断搅拌，并压碎块状物。 4. 在升华过程中，应始终用小火间接加热。温度 太高会使滤纸炭化变黑，并使一些有色物质烘 出来，使产品不纯。
实验五 从茶叶中提取咖啡因
实验五从茶叶中提取咖啡因
实验目的
1. 以 EtOH 提取茶叶中的咖啡因。
2. 练习使用 " 索氏提取器" 浓缩提取天然物。
实验原理
咖啡因（Caffeine）具有绢丝光泽的无色针状结晶，含一个结晶水，在100℃时失去结晶水并开始升华，
120℃升华显著，178℃时开始升华为针状晶体，无水物的熔点为235℃咖啡因是弱碱性物质，味苦、无臭，易溶于乙醇、氯仿、二氯甲烷、热水（约80℃），能溶于丙酮、醋酸乙酯，难溶于乙醚和苯，是重要的医药原料。
茶叶中约含1％～5％的咖啡因。
N
N N N
O CH3
CH3CH3
O
N
N
N
N
O H
N
N caffeine purine
pyrimidine
实验装置
实验步骤
1、抽提：先在2中放入一小团棉花，以防止被茶叶末堵住，加入研碎的茶叶（研碎有利于提取，在提取后残渣更容易倒出），然后盖上一小团棉花并稍压紧，以避免茶叶末浮起来。
再在加入乙醇（用量可根据茶叶量来调整，以能将被提取物全部浸泡为宜），最后在圆底烧瓶中加入10-20mL乙醇。
水浴加热回流提取，可通过控制旋塞开启程度，使滴入茶叶中的乙醇与流入烧瓶中的烧瓶中的速度大致相等，直到提取液几乎无颜色为止。
2、升华：提取液用蒸馏装置蒸出大部分酒精后，向蒸发皿中加入2～3g生石灰粉，搅成糊状，蒸气浴蒸干，小火焙炒除去水分后，盖上刺有小孔的滤纸和漏斗进行升华，刮下无色的针状晶体，即为咖啡因。
注意事项
滤纸折叠: 剪口不要太规整, 大小不等以便缠绕防漏.
水浴: 温度高些, 增加回流速度. 添加热水.。
从茶叶中提取咖啡因
从茶叶中提取咖啡因
茶叶中的咖啡因可以通过以下步骤提取：
1. 挑选茶叶：选择富含咖啡因的茶叶，例如普洱茶、红茶、绿茶等。
2. 浸泡茶叶：将所选的茶叶放入热水中浸泡，时间根据个
人喜好而定。
3. 过滤茶叶：将泡好的茶液过滤，去除茶叶渣。
4. 浓缩茶液：将过滤后的茶液用低温加热或真空浓缩，使
茶液中的水分蒸发，浓缩咖啡因浓度。
5. 结晶咖啡因：利用冷却或化学方法将浓缩的茶液中的咖啡因冷结晶或萃取。
6. 分离咖啡因：通过过滤或离心等方法将结晶或萃取物中的咖啡因分离出来。
需要注意的是，这个过程需要一定的设备和专业知识，并且提取咖啡因可能对茶叶的其他成分产生影响，所以对于普通消费者来说，较为实用的方式还是通过直接泡茶来享用茶叶中的咖啡因。
从茶叶中提取咖啡因
从茶叶中提取咖啡因一、实验原理咖啡因是存在于茶叶、咖啡、可可以及某些植物中的生物碱之一,化学名称为1, 3, 7-三甲基-2,6-二氧嘌呤,为嘌呤衍生物，呈弱碱性，常以盐或游离状态存在，能溶于氯仿、丙酮、乙醇和水。
OH3CONNCH3NNCH3咖啡因是一种重要的医药工业原料，具有兴奋神经中枢，消除疲劳，减弱酒精、烟碱、吗啡等物质的毒害,增加肾脏血流量,利尿和强身等作用。
茶叶是人类最佳的天然保健饮料，干茶叶中的咖啡因含量按重量计约可达2～5%，另外还含有纤维素及11～12%的单宁酸。
目前从茶叶中提取天然咖啡因的主要方法有：水提法、醇提法、升华法、有机溶媒提取法及超声波震荡提取法等。
苯实验中采用95%乙醇在索氏提取器中连续抽提茶叶中的咖啡因，将不溶于乙醇的纤维素和蛋白质分离。
萃取液中除了咖啡因外，还有叶绿素、单宁及其水解物等。
蒸除溶剂后，在粗咖啡因中拌入石灰，与单宁等酸性物质反应生成钙盐，而游离的咖啡因可以通过升华法纯化。
索氏提取器(Soxhlet extractor)是实验室常用的一种有效的溶剂回流提取装置。
它具有许多优点：1 .连续回流提取，节省溶剂；2 .提取连贯，无中间反复滤过带来的损失；3.既能提取，又能浓缩提取液，回收溶剂；4.提取较完全，实验重复性好。
适合于提取中药亲脂性强、加热不易变化的成分。
二、仪器试剂茶叶，95%乙醇，生石灰，索氏提取装置，酒精灯、蒸发皿，玻璃漏斗。
三、实验步骤称取6g干茶叶末，放入索氏提取器的滤纸套筒中，加入适量的95%乙醇，在圆底烧瓶中再加入一定量的乙醇（约占烧瓶容积的一半）。
用水浴加热，连续提取越1.5小时（虹吸7~8次），待冷凝液刚刚虹吸下去后，立即停止加热。
稍冷后，改成蒸馏装置，把提取液中的大部分乙醇蒸出。
趁热将瓶中的残留液倒入蒸发皿中，加入2~3g生石灰粉末，搅成糊状。
将蒸发皿放在一盛有沸水的烧杯上，不断搅拌，并压碎块状物，用蒸气浴蒸干，使成粉末状。
最后将蒸发皿放在石棉网上用小火陪烧片刻，使水分全部除去。
实验 七 从茶叶中提取咖啡因
实验 七 从茶叶中提取咖啡因一、实验目的1、学会从天然产物中提取有机粗产物的方法。
2、学习和掌握常压升华纯化技术。
二、实验原理茶叶中的儿茶素和咖啡因是两类重要的天然有效成分，其中咖啡因是茶叶中主要的生物碱，也称咖啡碱，在茶叶中含量约1％一5％，具有兴奋中枢神经系统、兴奋心脏、松弛平滑肌和利尿等作用，还可用作治疗脑血管性的头痛；尤其是偏头痛，但过度使用咖啡因会增加耐药性和产生轻度上瘾。
它还是复方阿司匹林(A 、P 、c)等药物的组方之一。
现代制药工业多用合成方法制得咖啡因。
儿茶素是茶多酚的主体物质，茶多酚是茶叶中酚类及其衍生物的总称，其主要组分是黄烷醇类、羟基—4—黄烷醇类、花色苷类、黄酮醇类和黄酮类。
儿茶素是强效抗氧化成份，对癌症、高血压、冠心病等有明显的预防作用。
而其中黄烷醇类又以儿荼素类物质为主，占茶多酚总量的70％左右。
茶叶中含有多种生物碱，其中以咖啡碱（咖啡因）为主，占％，另外还含有11－12％的丹宁酸（鞣酸），以及色素、纤维素、蛋白质等。
咖啡因（含结晶水时）是无色针状结晶，味苦，能溶与水（2％）、乙醇（2％）、氯仿（12％）、苯（1％）等，在100℃时即失去结晶水，并开始升华，120℃时升华显着，178℃时升华很快，熔点为234.5℃；呈弱碱性。
NHNN N123456789N N OCH 3N NO H 3CCH 3嘌呤咖啡因（1,3,7－三甲基－2,6－二氧嘌呤）天然产物的分离提取最常用的有萃取、水蒸汽蒸馏等方法，其中以溶剂萃（浸）取法最常见，即选择合适的溶剂在室温（或回流）下把天然产物中有机物萃取到溶剂中，经常压（或减压）蒸除溶剂得到粗产物，继而进一步纯化粗产物。
纯化粗产物除了常用的常压（减压）蒸馏、重结晶、薄层（柱）层析等方法外，升华法对易升华的有机物的提纯也是一种手段。
升华是将具有较高蒸气压的固体物质，在加热到熔点以下，不经过熔融状态就直接变成蒸气，蒸气变冷后，又直接变为固体的过程。
茶叶中咖啡因的提取
茶叶中咖啡因的提取
茶叶中咖啡因的提取可以通过以下步骤进行：
1. 收集新鲜的茶叶：选择新鲜的茶叶作为原料，新鲜茶叶中的咖啡因含量较高。
2. 洗净茶叶：用清水洗净茶叶，去除表面的杂质。
3. 研磨茶叶：将茶叶研磨成粉末状，可以通过使用石臼或搅拌器等设备完成。
4. 浸泡茶叶：将研磨后的茶叶粉末置于溶剂中，一般可以选择水或醇类溶剂。
5. 过滤溶液：将浸泡后的茶叶溶液过滤，去除茶叶渣、杂质和固体颗粒。
6. 浓缩溶液：将过滤后的茶叶溶液进行蒸发或浓缩，以降低其体积并提高咖啡因浓度。
7. 结晶咖啡因：通过调整溶液中的温度和浓度以及添加其他化学试剂，使咖啡因结晶出来。
8. 过滤结晶：将结晶后的咖啡因固体通过过滤进行分离和净化。
9. 干燥咖啡因：将分离出来的咖啡因固体进行干燥，除去残余的水分。
以上是一种常用的茶叶中咖啡因提取的方法，具体的步骤和条件可能会因提取目的和实验设备的不同而有所调整。
在实际操作中，还需要采取一些措施，如控制温度、pH值等，以提高提取效率和纯度。
值得注意的是，茶叶中并不只含有咖啡因，还含有其他化学成分，提取过程中还需要对这些成分的分离和检测进行控制。
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从茶叶中提取咖啡因
一、实验目的
1、学习从茶叶中提取咖啡因的原理和方法；
2、学习脂肪提取器的作用和使用方法。
3、进一步巩固蒸馏浓缩、焙炒的基本操作，学会升华法纯化物质。
二、实验原理
咖啡因（咖啡碱）是嘌呤的衍生物，化学名称是1,3,7,-三甲基－2,6-二氧嘌呤，结构式如下：
含结晶水的咖啡因为白色针状粉末，味苦，能溶于水、乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂。
100℃时失去结晶水，开始升华，120℃时升华相当显著。
无水咖啡因的熔点为238℃。
咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿等作用，因此可用作中枢神经兴奋药。
它是复方阿斯匹林等药物的组分之一。
茶叶中含多种生物碱，其中咖啡因的含量约为1-5% ，另外还含11-12%的丹宁（鞣酸）以及色素、蛋白质等。
三、物理常数
四、实验装置
（1）脂肪提取器（2）蒸馏装置（3）升华装置
1.冷凝管
2.装样品滤纸袋
3.虹吸管
4.圆底烧瓶
5.溶剂蒸气上升装置
6.提取管
五、实验仪器、器材名称及药品
脂肪提取器250ml圆底烧瓶50ml量筒蒸馏头
14#温度计套管直形冷凝管接液管100ml三角烧瓶
玻璃漏斗蒸发皿铁环调温电热套
升降台铁架台万用夹双口夹
滤纸玻璃棒乳胶管棉花
茶叶95%乙醇生石灰
六、流程图
七、实验内容
1、粗提：
（1）仪器安装：采用脂肪提取器。
（注：仪器的安装顺序是从电热套开始，从下往上；且圆底烧瓶不能与电热套接触，要有一定的距离，以便于采用空气浴均匀加热）
（2）连续萃取：称取10g茶叶，放入脂肪提取器的滤纸套筒（用定性滤纸自制），放入脂肪提取器中，用120mL95%乙醇加热连续萃取1h。
（注：当脂肪提取器内的乙醇提取液的颜色很浅，近乎无色时，即可停止提取。
通常4学时实验时，只需加热萃取1小时即可，也能在最后升华看到明显的白色针状咖啡因晶体）
2、浓缩与焙干：
（1）蒸馏浓缩：待刚好发生虹吸后，停止加热，待冷却无回流后，把装置改为蒸馏装置，蒸出大部分乙醇，使瓶内残留乙醇体积约为15ml为宜。
（注：浓缩萃取液时不可蒸得太干或太少，应残留约15ml乙醇为宜，以减
少转移损失。
否则因残液很粘而难于转移，不易倒出造成损失）
（2）加碱中和：趁热将残余物倾入蒸发皿中，拌入4g生石灰，使成糊状。
（注：生石灰作用为中和丹宁酸、吸收水分、避免结块）
（3）焙炒除水：将蒸发皿放在铁环上，采用电热套加热，不断搅拌下蒸干成松散状。
（压碎块状物，小火焙炒，除尽水分）
（注：经常要用玻璃棒搅拌，避免提取液干燥后结硬块，不利于下一步升华阶段时残渣内部的咖啡因分子的升华）
3、纯化：
（1）仪器安装：安装升华装置。
用滤纸罩在蒸发皿上，并在滤纸上扎一些小孔，再罩上口径合适的玻璃漏斗（小孔应多些、且孔径略大些）。
（2）升华：用电热套加热蒸发皿进行升华，当滤纸面上（尤其滤纸孔或面下现象更明显）出现白色毛状结晶时，暂停加热，刮下滤纸上面的咖啡因。
（3）再次升华：冷却至100℃左右，揭开漏斗和滤纸，仔细地把附在滤纸下面蘸着及蒸发皿周围的咖啡因用小刀刮下，残渣经拌和后用较大的火再加热片刻，使升华完全。
合并咖啡因。
八、思考题
1、本实验为何采用升华法提纯而不用重结晶法提纯？
答：重结晶是利用固体混合物中目标组分在某种溶剂中的溶解度随温度变化有明显差异，在较高温度下溶解度大，降低温度时溶解度小，从而能实现分离提纯。
一般重结晶只能纯化杂质在5%以下的固体有机物，如果杂质含量过高，往往需先经过其他方法初步提纯，如萃取、水蒸汽蒸馏、减压蒸馏、柱层析等，然后再用重结晶方法提纯。
本实验中所提取的咖啡因在茶叶中的含量很少，约占1～5%，含有大量的其它有机物，如11～12%的丹宁酸（鞣酸），0.6%的色素、纤维素、蛋白质等。
乙醇提取后蒸去溶剂，所得的粗咖啡因中含有我们需要的产品咖啡因不是主要的而是少量的，不符合“重结晶只能纯化杂质在5%以下的固体有机物”的要求。
所以不能用重结晶的方法进行提纯。
而咖啡因在100℃以上时即失去结晶水，并开始升华，在120℃升华显著，所以可利用升华法进一步提纯。
2、脂肪提取器的原理是什么？
答：脂肪提取器是利用溶剂回流和虹吸原理，使固体物质连续不断地为纯溶剂所萃取的仪器。
溶剂沸腾时，其蒸气通过侧管上升，被冷凝管冷凝成液体，滴入套筒中，浸润固体物质，使之溶于溶剂中，当套筒内溶剂液面超过虹吸管的最高处时，即发生虹吸，流入烧瓶中。
通过反复的回流和虹吸，从而将固体物质富集在烧瓶中。
脂肪提取器为配套仪器，其任一部件损坏将会导致整套仪器的报废，特别是虹吸管极易折断，所以在安装仪器和实验过程中须特别小心。
3、使用脂肪提取器时对包装茶叶末有哪些要求？
答：（1）用滤纸包茶叶末时要严实，防止茶叶末漏出堵塞虹吸管；
（2）滤纸套筒大小要合适，既能紧贴套管内壁，又能方便取放，且其高度不能超出溶剂蒸气上升装置支管口的高度，又不能低于虹吸管的最高处。
4、蒸馏浓缩提取液时应注意什么？
答：浓缩萃取液时不可蒸得太干，以防转移损失。
否则因残液很粘而难于转移，造成损失。
5、本实验中使用生石灰的作用有哪些？
答：生石灰的作用有三个：
（1）咖啡因是一种生物碱，为含氮杂环碱性化合物，由于在茶叶中含有许多酸性物质，如含11~12%的丹宁酸（鞣酸），咖啡因在茶叶中是与酸性物质结合以盐的形式存在的，所以乙醇提取液蒸馏浓缩后加入生石灰的主要作用是用来中和酸性杂质如茶叶中的丹宁酸，使盐状咖啡因变成游离状便于咖啡因升华；
（2）过量的生石灰可以吸收水分；
（3）同时过多的生石灰的存在也能分散有机物，避免结块，有利于咖啡因的升华。
6、升华操作如何影响实验的成败的？
答：在萃取回流充分的情况下，升华操作的好坏是本实验成败的关键。
在升华过程中，始终都须用小火间接加热。
温度太高会使滤纸碳化变黑，并把一些有色物烘出来，使产品不纯。
第二次升华时，火力亦不能太大。
否则会使被烘物质大量冒烟，导致产物损失。
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