茶葉中提取咖啡因和薄層色譜

茶葉中提取咖啡因和薄層色譜第1頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解從茶葉中提取咖啡因和兒茶素的基本原理和方法。2、掌握索氏提取器液-固萃取重結(jié)晶，常壓蒸餾，濃縮，減壓過濾，升華等基本操作。3、學(xué)習(xí)并掌握薄層色譜法和操作技術(shù)，進(jìn)行定性分析的原理。第2頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

茶葉中含有咖啡因，咖啡因又稱咖啡堿，是黃嘌呤衍生物，是一種中樞興奮藥，在茶葉干物中約占1～5%，與茶堿和可可堿共存于茶葉中，另外還含有11~12%的丹寧酸（鞣酸），0.6%的色素、纖維素、蛋白質(zhì)等。咖啡因能溶于甲醇、乙醇、乙醚、氯仿和水中。用乙醇在脂肪提取器中連續(xù)萃取茶葉，然后蒸去溶劑，即得粗咖啡因。粗咖啡因中還含有其它一些生物堿和雜質(zhì)（如單寧酸）等，可利用升華法進(jìn)一步提純。二、實(shí)驗(yàn)原理第3頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、茶葉中的有效活性成分及其性質(zhì)：兒茶素：~20﹪，具有酸性，溶于醇，醚，水，不溶于氯仿?？Х纫颍?~5﹪，具有堿性，溶于醇，醚，水，易溶于氯仿。鞣酸：11~12﹪，溶于醇，水。色素，纖維素，蛋白質(zhì)。2、咖啡因的性質(zhì)：無(wú)水咖啡因?yàn)榘咨槧罹w，熔點(diǎn)為234.5℃，味苦，在100℃時(shí)即失去結(jié)晶水，并開始升華，隨溫度升高升華加快。120℃時(shí)升華顯著，178℃時(shí)升華很快。第4頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四咖啡因3、結(jié)構(gòu)式：L-(-)表沒食子兒茶素沒食子酸酯L-(-)沒食子兒茶素沒食子酸酯L-(-)表沒食子兒茶素D,L-表沒食子兒茶素第5頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

儀器：

索氏提取器，燒杯(250mL)，量筒(100mL)，研缽，分液漏斗(125mL)，圓底燒瓶(250mL)，直形水冷凝管，蒸餾頭，接受管，電熱套，恒溫水浴箱，錐形瓶(100mL)，蒸發(fā)皿，點(diǎn)滴板，硅膠G薄層層析板，層析槽，電吹風(fēng)，噴瓶，漏斗，玻棒,酒精燈，石棉網(wǎng)，鐵夾鐵圈，鉛筆和小尺子(自備)。

試劑：干茶葉，碳酸鈉，氯仿，95％乙醇，酸性碘-碘化鉀溶液，乙酸乙酯。

材料：毛細(xì)管，沸石，濾紙，脫脂棉。三、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑第6頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四提取器的濾紙筒中：10g茶葉圓底燒瓶中：120mL95％乙醇和沸石3～3粒提取2~3h至提取液顏色很淺乙醇

點(diǎn)樣計(jì)算Rf值常壓蒸餾補(bǔ)加沸石

燒瓶?jī)?nèi)殘留物

恒溫水浴蒸干加CaO焙炒至干

純品

粗產(chǎn)品稱重，計(jì)算提取率

蒸發(fā)皿

粗產(chǎn)品

提取咖啡因的實(shí)驗(yàn)流程

溶液?留用

回收

溶解

薄層色譜圖?升華

溶解

溶液

顯色

展開第7頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、實(shí)驗(yàn)步驟1、索氏提取器提取咖啡因稱取10g茶葉末，裝入索氏提取器內(nèi)的濾紙筒中,濾紙筒上放一小團(tuán)脫脂棉。250mL圓底燒瓶?jī)?nèi)加入120mL95％乙醇和沸石，電熱套加熱，連續(xù)提取2～3h(至提取液顏色很淡時(shí)即可)，待提取器內(nèi)溶液剛剛虹吸下去時(shí)，立即停止加熱。改裝成蒸餾裝置，回收大部分乙醇(約100mL)。殘液傾入蒸發(fā)皿中，拌入3g研細(xì)的CaO，在蒸氣浴上蒸干，再用燈焰隔石棉網(wǎng)焙炒片刻，除去全部水分，保存待升華。棉花團(tuán)濾紙筒高度要高于虹吸管低于蒸氣上升管第8頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

2、升華提純四分法取出1/4粗產(chǎn)品，其余置蒸發(fā)皿中，將口徑合適的玻璃漏斗（頸部塞一小團(tuán)棉花）罩在隔以刺有許多小孔濾紙的蒸發(fā)皿上，用酒精燈小心加熱升華。當(dāng)濾紙上出現(xiàn)許多白色毛狀結(jié)晶時(shí)，停止加熱，讓其自然冷卻至100℃左右。小心取下漏斗，揭開濾紙，用刮刀將紙上和器皿周圍的咖啡因刮下。殘?jiān)?jīng)拌和后用較大的火再加熱片刻，使升華完全。合并兩次收集的咖啡因，稱重，計(jì)算產(chǎn)率。濾紙直徑大于蒸發(fā)皿濾紙上的孔刺向上第9頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

3、薄層色譜

用氯仿溶解質(zhì)量相近的咖啡因粗產(chǎn)品和純化產(chǎn)物，用毛細(xì)管點(diǎn)樣于已活化的硅膠G薄層層析板上的樣品點(diǎn)上，點(diǎn)樣次數(shù)依樣品溶液濃度而定，一般為2～5次，第一次點(diǎn)樣干后才能第二次點(diǎn)樣，點(diǎn)樣后的斑點(diǎn)擴(kuò)散直徑≤2mm。

預(yù)先將氯仿:甲醇=9︰1的混合溶液約15mL放入層析缸中并蓋上蓋，將點(diǎn)好試樣的薄層板放入層析槽展開，當(dāng)展開劑上升到薄層板的前沿（離頂端1～2cm時(shí)）取出薄層板，立即用鉛筆輕輕劃出前沿位置后，用電吹風(fēng)將薄層板吹干除去展開劑，噴上顯色劑顯示斑點(diǎn)位置，計(jì)算各組分的Rf值。第10頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四薄層色譜示意圖第11頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵

1、充分提取茶葉中咖啡因（濾紙筒大小，高低應(yīng)合適，茶葉充分研細(xì)不能漏出），索氏提取回流時(shí)，控制回流速度1~2滴/秒，回流虹吸五次以上。

2、粗產(chǎn)品用稱量紙密閉保存。

3、樣品轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿，加2粒沸石，加3gCaO，用燈焰隔石棉網(wǎng)盡量炒干，除去全部水分，否則升華時(shí)會(huì)有煙霧。

4、咖啡因升華要充分，升華溫度不可太高，升華到殘?jiān)首厣珪r(shí)為止。

5、樣品點(diǎn)樣量應(yīng)適宜，直徑控制在2mm內(nèi)，避免斑點(diǎn)混合或無(wú)色斑出現(xiàn)，樣品斑點(diǎn)不能浸入展開劑中。第12頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

1、提取和常壓蒸餾時(shí)要加入沸石，防止暴沸；先通入冷卻水，再加熱。

2、濾紙筒直徑略小于抽提筒，其高度要高于虹吸管，但低于蒸氣上升管。

3、升華裝置上蓋的濾紙直徑應(yīng)大于蒸發(fā)皿，所用的玻璃漏斗直徑要與蒸發(fā)皿直徑相當(dāng)。

4、濾紙上的小孔要大些，分布均勻在玻璃漏斗蓋住的范圍內(nèi),使用時(shí)孔刺向上；玻璃漏斗頸口處要塞一小團(tuán)脫酯棉。

5、常壓蒸餾時(shí)，蒸餾速度不能過快；蒸餾燒瓶?jī)?nèi)殘留的液體要適量。

6、應(yīng)在通風(fēng)柜中蒸發(fā)濃縮，不斷攪拌蒸發(fā)皿中的液體。

7、小火控制好升華溫度，一次升華的時(shí)間要長(zhǎng)些，使咖啡因充分升華。操作注意事項(xiàng)第13頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四8、層析板應(yīng)予以活化后使用。在層析板上用鉛筆（不能園珠筆）輕畫點(diǎn)樣線和點(diǎn)樣原點(diǎn)，不能使該處的固定相斷開，否則會(huì)影響展開劑均勻移動(dòng)。

9、薄層板上點(diǎn)樣時(shí)，需使用平口毛細(xì)管與薄層輕輕接觸點(diǎn)樣原點(diǎn)。

10、展開劑需在使用前配制，并在展開前放入層析缸中，使層析缸內(nèi)空間被展開劑飽和后（避免邊緣效應(yīng)）再將點(diǎn)好試樣的薄層板放到層析缸中展開。層析板上的點(diǎn)樣原點(diǎn)只能在展開劑液面上，展開劑液面與樣品原點(diǎn)線間的距離基本一致。

11、展開過程中不能晃動(dòng)層析缸，展開結(jié)束時(shí)應(yīng)立即畫出展開劑前沿的位置，并用吹風(fēng)機(jī)將薄層板上的展開劑吹干，避免板上的展開劑向多個(gè)方向擴(kuò)散。

12、顯色劑要成霧狀均勻噴灑，液滴不能太大；顯色后，立即用鉛筆輕畫出斑點(diǎn)的區(qū)域。第14頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期四六、思考題

1、使用索氏提取器進(jìn)行提取操作時(shí)應(yīng)注意那些事項(xiàng)？

2、咖啡因提取液的乙醇濃縮液在蒸氣浴干燥前，為什么要加入CaO？

3、升華操作時(shí)應(yīng)注意什么？

4、薄層板上點(diǎn)樣，為什么樣品斑點(diǎn)的直徑不能太大？點(diǎn)樣時(shí)，樣品量過多或過少對(duì)分離的效果有什么影響？第一次點(diǎn)樣時(shí)溶劑還未揮發(fā)即第二次點(diǎn)樣，對(duì)薄層分離又有何影響？

5、薄層色譜分離時(shí)，若將樣品浸入展開劑中，會(huì)產(chǎn)生什么后果？薄層展開后，為什么必需立即畫出前沿位置？

6、什么是Rf值？，在薄層色譜中有什么意義？