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おもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)

 

お茶からカフェインを抽出しよう

 
2015年2月5日
電気通信大学 情報理工学部 共通教育部

「カフェイン」は、コーヒー豆や茶葉などに含まれ、興奮作用や利尿作用などの薬理効果を及ぼします。風邪薬や頭痛薬にも入っています。この身近で重要な化学物質を純粋な固体として抽出し、顕微鏡観察・呈色反応・紫外可視吸収として見てみましょう。

準備するもの

茶葉 5g、水酸化カルシウム 2g、エタノール 15mL + 2mL、ヨウ化カリウム溶液、硝酸ビスマス溶液、活性炭、
電子天秤、薬包紙、ドライ真空ポンプ、ブフナーろうと、吸引びん、ろ紙、ろうと、バーナー等、湯浴、ビーカー、
メスシリンダー、撹拌棒、試験管、薬さじ、駒込ピペット、軍手、顕微鏡、紫外可視分光器


1

茶葉の入った水を10分間煮沸して濃いお茶としてカフェインを抽出します。茶葉を吸引ろ過で除きます。

茶葉の入った水を10分間煮沸して濃いお茶としてカフェインを抽出します。茶葉を吸引ろ過で除きます。
2

水酸化カルシウムを入れて3分間煮沸すると、タンニンやたんぱく質が沈殿します。これを吸引ろ過で取り除きます。

水酸化カルシウムを入れて3分間煮沸すると、タンニンやたんぱく質が沈殿します。これを吸引ろ過で取り除きます。
3

純度の高まったろ液を蒸発乾固寸前まで濃縮し、不溶性成分を吸引ろ過で除去します。焦げないように注意。

純度の高まったろ液を蒸発乾固寸前まで濃縮し、不溶性成分を吸引ろ過で除去します。焦げないように注意。
4

エタノールを加えてカフェインを溶かし、活性炭と一緒に湯浴で加熱します。直火は引火の危険があります。

エタノールを加えてカフェインを溶かし、活性炭と一緒に湯浴で加熱します。直火は引火の危険があります。
5

ろ過するとカフェインを含んだエタノール溶液が得られます。ビーカー内壁についた固体も洗い流します。

ろ過するとカフェインを含んだエタノール溶液が得られます。ビーカー内壁についた固体も洗い流します。
6

エタノールを蒸発させてスライドガラスにとると、カフェインの針状の結晶が得られます。 

エタノールを蒸発させてスライドガラスにとると、カフェインの針状の結晶が得られます。
7

ヨウ化カリウム溶液と硝酸ビスマス溶液を加えると、カフェインは鮮やかな橙色の呈色反応を示します。

ヨウ化カリウム溶液と硝酸ビスマス溶液を加えると、カフェインは鮮やかな橙色の呈色反応を示します。
8

紫外可視吸収スペクトルを測定すると、芳香環に特有なπ―π*遷移と呼ばれる吸収と、窒素の非共有電子対のn-π*遷移が観測されます。

紫外可視吸収スペクトルを測定すると、芳香環に特有なπ―π*遷移と呼ばれる吸収と、窒素の非共有電子対のn-π*遷移が観測されます。

(電気通信大学 山北佳宏、若月洋次)

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