从茶叶中提取咖啡因 有机化学实验报告

实 验学 专 班 姓 指 导日

机 化 学 实 验 报 告

名 称：从茶叶中提取咖啡因 院：化工学院 业：化学工程与工艺 级： 名： 学 号

教 师：房江华、李颖 期：

有

一、 实验目的：

1、学习从茶叶中提取咖啡因的原理和方法； 2、学习索氏提取器连续抽提方法，升华操作。

二、实验原理：

从茶叶中提取咖啡因，是用适当的溶剂（乙醇、氯仿、苯等）在索氏提取器中连续抽

取，浓缩即得粗咖啡因。进一步可利用升华法提纯。咖啡因易溶于乙醇而且易升华。

三、主要试剂及物理性质：

咖啡因属于杂环化合物嘌呤的衍生物。测定表明，茶叶中含咖啡因约

1%~5%，还含有单宁酸，色素 、纤维素、蛋白质等。含结晶水的咖啡因为白色针状结晶粉末。能溶于水、乙醇、丙酮、氯仿等，微溶于石油醚。在100℃时失去结晶水，开始升华，178℃以上升华加快。无水咖啡因的熔点为234.5℃。咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿作用，因此可用作中枢神经兴奋剂。 名称 M/g.mol-1 194.19 沸点/℃ 178 熔点/℃ 相对密度/g.cm-3 234.5 1.2 外观 白色针状或粉状固体 咖啡因

四、实验试剂及仪器：

试剂 茶叶 95%乙醇 生石灰粉 沸石 用量 10.0g 100ml 3g 适量

仪器名称 圆底烧瓶 仪器规格 数量 150ml 1 索氏提取器 — 1 玻璃棒 蒸发皿 玻璃漏斗 电炉 玻璃棒 蒸馏装置 — 1 — 1 — 1 — 1 — 1 — 1 五、仪器装置：

六、实验步骤及现象：

时间 步骤 现象 ①取10.0g茶叶放入索氏提取器的直加入乙醇后，烧瓶内为黄绿色液体，且筒里，在平底烧瓶内放入适量沸石，从索氏提取器上方加入乙醇时，出现虹将120ml乙醇从索氏提取器上方加入，吸现象。索氏提取器中颜色也变为黄绿进行第一次虹吸，搭建好回流装置，色。 并开始加热。

②虹吸提取8次（越多越好），并随时加热后，上面的冷凝管下方逐渐有液体颜色变化，当冷凝管第八次虹吸完成滴出，圆底烧瓶内随着加热变为紫黑后，停止加热。（虹吸时间大约为色，索氏提取管中茶叶水颜色为草绿2.5h~3h） 色，随着虹吸次数的进行，上层茶叶水颜色逐渐变淡。 ③搭建好蒸馏装置，将烧瓶内的液体蒸馏时，烧瓶内液体沸腾，锥形瓶中有进行蒸馏，待烧瓶内剩下溶液10ml左无色透明液体滴出，烧瓶内液体逐渐减右，停止加热。 少。 ④残留液趁热倒入装有3.00g生石灰烧瓶底部为浓浓的绿色溶液。 的蒸发皿中，并用蒸发的少量乙醇洗涤烧瓶，洗涤液倒入蒸发皿。 ⑤在蒸发皿内，把样品搅成糊状，放蒸发皿中成糊状，加热后成绿色干粉。 到蒸汽浴上炒成干粉状（不断搅拌，压碎成块状物）。 ⑥蒸发皿上盖一张多孔滤纸，滤纸上滤纸上有针状晶体，滤纸变黄，蒸发皿罩上一塞有棉花的玻璃漏斗，加热升中为黑色固体，玻璃漏斗壁上有水雾。 华，当有白色针状结晶时，取下滤纸，并刮下上面的咖啡因。

七、数据处理与实验结果：

名称 理论上咖啡因质量m 纸的质量 纸+产品总质量 产品质量m0 产率

量值 0.1~0.5g 0.2308g 0.2317g 0.0009g 0.18%~0.9% 理论上咖啡因的质量：m=0.1~0.5g 产率=（m0/m）×100%

八、注意事项：

①索氏提取器防止堵塞；

②蒸发加热时不断搅拌，以防溅出；

③蒸馏时，烧瓶内的液体最好不要蒸干，否则不易倒出； ④蒸馏时，要注意火不能太大，否则，烧瓶内的溶液易暴沸出来；

⑤在整个升华过程中，要严格控制加热温度；若温度太高，将导致被烘物的滤纸炭化，一些有色物质也会被带出来，使产品发黄，影响产品的质量。

⑥在虹吸时，水浴锅内的水应尽可能使水浸没平底烧瓶内的溶液，使反应速度加快。 ⑦称量产品时，由于产品质量较少，要用分析天平来称量。 ⑧蒸馏后，蒸出的乙醇要回收，产品也要回收。 ⑨蒸馏时，还要注意加入沸石。

九、实验讨论及误差分析：

本次试验，实验产率很低。

①在进行虹吸时，水浴锅内水太少，虹吸速度慢，且要不断加水，未达到所要求的虹吸次数，茶叶水颜色就很浅了，而下层颜色比较重，有点堵塞，造成产品质量比较低。 ②在蒸馏过程中，由于液体较多，又没有控制好温度，加上沸石质量不太好，出现小程度暴沸，使液体进入锥形瓶中；

③在把加氧化钙的产品蒸成干粉时，如果占到蒸发皿上的黄绿色固体不完全搞下来，也会使产率偏低。

④要求要把蒸发皿中都成干粉状的，在完全把蒸发皿上的东西刮下来之后，最好再在火上灼烧一会，让其完全成粉状，否则，也会影响产率。

⑤升华时，火不能太大，否则，得到产品质量不好，要么不能蒸出晶体。

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