KOFEIININ ERISTÄMINEN


Tarvittavat välineet:

250 ml erlenmeyer-kolvi
100 ml erlenmeyer-kolvi
asbestiverkko ja bunsenpoltin
imupullo + buchner-suppilo + suodatinpaperia
250 ml erotussuppilo
100 ml mittalasi
lasisuppilo + suodatinpaperi
tislauslaitteisto
vaippakuumennin
haihdutusmalja
vesi- tai hiekkahaude
sublimointilaitteisto (haihdutusmalja, lasisuppilo, lasivilla)


Tarvittavat reagenssit:

8 g kahvijauhetta
20 g K2CO3
90 ml etyyliasetaattia
4 g MgSO4 (vedetön)


Työturvallisuus:

Etyyliasetaatti on helposti syttyvä liuotin, joten sitä käsiteltäessä ei lähettyvillä saa olla avoliekkiä eikä kuumaa sähkölevyä. Uutettaessa etyyliasetaatilla erotussuppilosta on laskettava ylipaine pois hanan kautta.


Työohje:

1. Kofeiinin uuttaminen kahvista veteen
Kahvijauhe (8,0 g) laitetaan 250 ml:n erlenmeyer-kolviin, jossa on 110 ml vettä. Seosta keitetään asbestiverkolla 10 - 15 minuuttia bunsen-polttimella samalla lasisauvalla sekoittaen. Seos suodatetaan kuumana imua ja buchner-suppiloa käyttäen. Suodos siirretään 250 ml:n erlenmeyer-kolviin, lisätään 20 g kaliumkarbonaattia, sekoitetaan ja jäähdytetään huoneen lämpötilaan. Kaliumkarbonaattilisäys saa faasit erottumaan etyyliasetaattiuutossa ja suolaa kofeiinin ulos vedestä.

2. Kofeiinin uuttaminen vedestä etyyliasetaattiin
Jäähtynyt seos kaadetaan 250 ml:n erotussuppiloon ja uutetaan 90 ml:lla etyyliasetaattia 3 x 30 ml:n erissä: 30 ml etyyliasetaattia lisätään erotussuppiloon, jota ravistellaan muutama minuutti, ja hanaa avaamalla lasketaan välillä ylipaine pois. Muista oikea ravisteluasento! Ravistelun jälkeen faasien annetaan erottua muutama minuutti. Vesifaasi eli alempi kerros lasketaan väliaikaisesti 250 ml:n erlenmeyer-kolviin ja ylempi etyyliasetaattifaasi lasketaan 100 ml:n erlenmeyer-kolviin, jossa on 4 g vedetöntä magnesiumsulfaattia. Vesifaasi kaadetaan uudelleen erotussuppiloon ja koko operaatio toistetaan vielä kahdella 30 ml:n etyyliasetaattierällä, jotka lasketaan kuivausainetta (MgSO4) sisältävään 100 ml:n erlenmeyer-kolviin.

3. Kofeiinin etyyliasetaattiliuoksen kuivaus
Erlenmeyer-kolvissa olevan etyyliasetaattiliuoksen (noin 90 ml) annetaan kuivua 10 - 15 minuuttia ja astiaa ravistellaan välillä. Tämän jälkeen liuos suodatetaan lasisuppiloa ja suodatinpaperia käyttäen 250 ml:n pyörökolviin. On syytä käyttää pieneksi leikattua suodatinpaperia, ettei liuosta mene imeytymisen takia hukkaan. Suodatus voidaan myös tehdä laittamalla suppiloon pumpulia, jolloin hukka on vähäisempi. Jos kuivausaine on erlenmeyer-kolvin pohjalla, suurin osa liuoksesta kannattaa dekantoida tislauskolviin.

4. Etyyliasetaatin poistaminen tislaamalla
Rakennetaan liuottimien poistislaamiseen soveltuva laite ja laitetaan tislauskolviin muutama kiehumakivi, jotta neste kiehuisi tasaisesti. Etyyliasetaatin kiehumispiste on 77C, liuottimet voidaan tislata vesihauteella ja keittolevyllä tai vaippakuumentimella. Kolvia tai vesihaudetta ei saa kuumentaa avoliekillä. Tislaamista jatketaan, kunnes kolvissa on jäljellä nestettä enää noin 10 ml. Tämän jälkeen liuos kaadetaan haihdutusmaljaan ja haihdutetaan loppu etyyliasetaatti vetokaapissa hiekka- tai sähköhaudetta käyttäen. Kun kaikki neste on haihtunut maljasta, jäljelle jäänyt epäpuhdas kofeiini puhdistetaan sublimoimalla.

5. Kofeiinin puhdistus sublimoimalla
Haihdutusmalja siirretään asbestiverkolle ja maljan päälle asetetaan ylösalaisin lasisuppilo, jonka kärkeen on laitettu lasisauvalla lasivillatuppo. Maljaa kuumennetaan bunsen-polttimella, kunnes alkaa muodostua vaaleita kofeiinihöyryjä. Kun suppilo on täynnä höyryä, kuumennus lopetetaan, jolloin höyryt härmistyvät suppilon seinille ja epäpuhtaudet jäävät haihdutusmaljaan. Suppilon seinämillä oleva valkea kofeiinikerros raaputetaan spaattelilla kellolasille.

6. Tuotevarmistus, puhtauden tarkistus ja raportointi
Kiteisestä tuotteesta määritetään sulamispiste, jonka kirjallisuusarvo on 238C. Koska kysymyksessä on luonnontuotteen eristäminen, emme voi laskea teoreettista saantoa kuten synteeseissä. Sen sijaan voimme laskea prosenttisen saaliin sen perusteella, kuinka paljon alkuperäistä näytettä oli ja miten paljon siitä saatiin eristettyä ja puhdistettua tuotetta. Jos esimerkiksi olemme saaneet 8,0 g:sta kahvijauhetta 90 mg kofeiinia, saanto on

%-saalis = 0,090 / 8,0 x 100 = 1,1%