การสกัดคาเฟอีนจากชา

การแยกอัลคาลอยด์ธรรมชาติโดยใช้การสกัดแบบของเหลว-ของเหลว

Organic Synthesis Advanced (University) 90 นาที ~$15.00

วัตถุประสงค์

สกัดคาเฟอีนจากใบชาโดยใช้การสกัดแบบของเหลว-ของเหลวกับไดคลอโรมีเทน เพื่อแสดงให้เห็นการสกัดด้วยตัวทำละลายและการแยกผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ

ความเป็นมา

Tea contains 2-4% caffeine by dry weight. After brewing a concentrated tea, caffeine is extracted into dichloromethane (DCM), which is immiscible with water. Sodium carbonate is added to convert tannins to sodium salts, keeping them in the aqueous layer while caffeine partitions into DCM.

คำเตือนด้านความปลอดภัย

  • DCM is a volatile organic solvent — work in fume hood
  • DCM is denser than water (lower layer in separating funnel)
  • Avoid inhaling DCM vapors
  • Do not use open flames near DCM

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่จำเป็น

goggles gloves lab_coat

วัสดุ

  • Tea bags (black tea) (4 bags)
    Strong black tea
  • Dichloromethane (DCM) (60 mL)
    Extraction solvent
  • Sodium carbonate (Na₂CO₃) (5 g)
    To deprotonate tannins
  • Anhydrous sodium sulfate (5 g)
    Drying agent
  • Hot water (200 mL)
    Freshly boiled

อุปกรณ์

250 mL beaker Separating funnel Ring stand Evaporating dish Hot plate Buchner funnel

ขั้นตอนปฏิบัติ

1

Brew a strong tea by steeping 4 tea bags in 200 mL of hot water for 10 minutes. Squeeze out the bags and allow to cool.

15 นาที
2

Add 5 g Na₂CO₃ to the tea. Stir until dissolved.

3 นาที
3

Transfer the tea to the separating funnel. Add 20 mL DCM. Shake gently with frequent venting.

5 นาที DCM pressure — vent often
4

Allow the layers to separate. Drain the lower DCM layer into a clean flask.

3 นาที DCM is the lower layer
5

Repeat the DCM extraction two more times with fresh 20 mL portions. Combine all DCM extracts.

10 นาที
6

Dry the combined DCM extracts over anhydrous Na₂SO₄ for 10 minutes. Filter.

12 นาที
7

Carefully evaporate the DCM in a fume hood using a warm water bath (not a hot plate directly). White caffeine crystals should remain.

15 นาที Fume hood essential — DCM vapors
8

Weigh the crude caffeine. Calculate the yield per gram of tea.

5 นาที

ผลลัพธ์ที่คาดหวัง

White to off-white crystalline caffeine, typically 20-50 mg from 4 tea bags. The crystals should have a bitter taste. If a melting point apparatus is available, pure caffeine melts at 235-238°C.

การทำความสะอาด

Evaporate remaining DCM in fume hood before disposing of waste. Rinse glassware with acetone then water. Dispose of DCM waste in halogenated solvent container.

รายละเอียด

หมวดหมู่
Organic Synthesis
ระดับความยาก
Advanced (University)
ระยะเวลา
90 นาที
ค่าใช้จ่ายโดยประมาณ
$15.00
ขั้นตอน
8
วัสดุ
5

การทดลองเพิ่มเติม

การควบแน่นอัลดอล (ไดเบนซาลอะซีโตน) 75 min การเตรียมอะซิตามิโนเฟน (พาราเซตามอล) 80 min การทำไนลอน 6,10 (กลเม็ดเชือกไนลอน) 30 min การทำสบู่โดยสะพอนิฟิเคชัน 60 min การทำเอสเทอร์แบบฟิชเชอร์ของเอทิลอะซิเตต 90 min การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืช 60 min การสังเคราะห์น้ำมันกล้วย (ไอโซเอมิลอะซิเตต) 90 min การสังเคราะห์ลูมินอล 120 min การสังเคราะห์สไลม์ (PVA ที่ถูกเชื่อมขวาง) 20 min การสังเคราะห์แอสไพริน (กรดอะซิทิลซาลิไซลิก) 90 min

Frequently Asked Questions

What is the objective of การสกัดคาเฟอีนจากชา?
สกัดคาเฟอีนจากใบชาโดยใช้การสกัดแบบของเหลว-ของเหลวกับไดคลอโรมีเทน เพื่อแสดงให้เห็นการสกัดด้วยตัวทำละลายและการแยกผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ
How difficult is การสกัดคาเฟอีนจากชา?
This experiment is rated as Advanced (University). It takes approximately 90 minutes to complete.
What safety precautions are needed for การสกัดคาเฟอีนจากชา?
Key safety precautions include: DCM is a volatile organic solvent — work in fume hood; DCM is denser than water (lower layer in separating funnel); Avoid inhaling DCM vapors.
What materials are needed for การสกัดคาเฟอีนจากชา?
The main materials required are: Tea bags (black tea), Dichloromethane (DCM), Sodium carbonate (Na₂CO₃), Anhydrous sodium sulfate, Hot water.
What results should I expect from การสกัดคาเฟอีนจากชา?
White to off-white crystalline caffeine, typically 20-50 mg from 4 tea bags. The crystals should have a bitter taste. If a melting point apparatus is available, pure caffeine melts at 235-238°C.