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%