茶叶中提取咖啡因

茶叶中提取咖啡因

黄雨琦（12307110336）

摘要：本文给出了一种通过索氏提取器加热回流从茶叶中提取咖啡因的方法。利用咖啡因易挥发的性质通过升华提纯粗产物，产物咖啡因为白色针状晶体。

关键词：索氏提取器；咖啡因；升华

Abstract：In this paper,an extraction of caffeine from tea was carried out using Soxhlet’s apparatus. Sublimation purification method was used because caffeine can be sublimated at a relatively low temperature of about 120℃. The product is a kind of white acicular crystal. Keywords:Soxhlet’s apparatus;caggeine;sublimation

1.前言

茶叶是指用茶树的叶子或芽加工而成的产品，与咖啡、可可并称世界三大饮料。中国是茶的故乡，制茶、饮茶已有几千年历史。饮茶有提神、明目、清热、消暑、解毒、消食等许多功效，因此茶文化与中医药有着十分密切的联系。茶中有许多有益身体的化学成分，如儿茶素、咖啡因、纤维素、类黄酮色素、蛋白质以及多种矿物质和维生素。本实验主要提取茶叶中的咖啡因，咖啡因的结构式如下图所示。咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿的作用，曾是医药上用作中枢神经兴奋剂和感冒药APC的组分之一（现APC已禁用），但过度使用咖啡因会增加抗药性和产生轻度上瘾。

2.实验部分

2.1材料试剂

茶叶末、乙醇（95%）、生石灰

2.2仪器设备

装置，三颈烧瓶内为95%的乙醇，索氏提取

器内为包在滤纸套筒里的茶叶末。

下图为升华提纯的装置图，漏斗与蒸发皿之

间有一张戳满小洞的滤纸。

2.3提取方法

称取茶叶末（10g），分两次分别在三井烧瓶和脂肪提取器内的茶叶套筒中加入95%乙醇，在

脂肪提取器中用乙醇加热回流1.5h，虹吸3~4次。接着蒸去大部分乙醇，将剩余的墨绿色

粘稠液体与生石灰混合，拌炒至干，呈灰绿色。然后用空气浴小火加热，缓慢上升温度并保

持较低温度升华（变压器电压从120V缓慢调至175V），至漏斗上出现黄色油状液体，滤纸

上有白色毛状晶体生成时停止，升华后剩余的粉末为黄褐色。第一次升华后将絮状结晶与

黄褐色拌匀，减少滤纸上小洞的密度，保持较高温度（变压器电压一次性调到175V）进行

第二次升华。

3.结果与讨论

实验结果分析

第一次升华时漏斗上出现黄色油状液体，滤纸上出现白色毛状晶体，有针状、絮状和粉末状

（有少量晶体从滤纸孔中长出，在滤纸的上表面生长，另有一些晶体生长在漏斗内的棉花球

上）。第二次升华时漏斗上未出现黄色油状液体，滤纸上出现较少絮状结晶，蒸发皿内下层

粉末变为灰黑色。

在本实验中，为了提取茶叶中的咖啡因，用乙醇在索氏提取器中连续萃取，然后蒸去溶剂，

得到粗咖啡因。粗咖啡因中还含有其他一些生物碱和杂志（如单宁酸）等，可以用升华法进

一步提纯。单宁与咖啡因能生成难溶盐，所以我们在实验中需用生石灰来中和单宁酸以便咖

啡因能游离出来。本实验除了可以用乙醇来萃取外，也可以使用氯仿作为萃取剂，并且由于咖啡因在氯仿中的溶解度较大，且氯仿沸点低、挥发快，因此使用氯仿可以节省时间。但氯仿对人有一定的毒性和麻醉作用，所以使用时氯仿蒸汽不能外露。

本实验中最关键的是升华一步，需要小火加热、慢慢升温。第一次升华时温度控制较好，但由于火焰较小、升温较慢，漏斗上出现黄色油状液体时咖啡因还未完全升华。由于过早撤去火焰进行降温，咖啡因收率较低，晶型生长也不好。但晶体呈现比较纯净的白色，说明在升华的过程中滤纸和咖啡因并未炭化，产品较为纯净。

参考文献

[1]葛宜掌，李斌，金红，茶叶天然咖啡因提取方法进展。精细化工，1996,3

[2]刑其毅等，基础有机化学，上册（第三版），北京：高等教育出版社，2005

[3]吴性良，孔继烈，分析化学原理（第二版），北京：化学工业出版社，2010