植物和其他天然材料是许多化学物质的来源。有时你想从可能存在的数千种化合物中分离出一种化合物。下面是一个如何使用溶剂萃取从茶叶中分离和纯化咖啡因的例子。同样的原理也可用于从自然资源中提取其他化学品。

茶中的咖啡因：材料清单

• 2个茶包
• 二氯甲烷
• 0.2 M氢氧化钠（氢氧化钠）
• 硅藻土（硅藻土-二氧化硅）
• 己烷
• 乙醚
• 2-丙醇（异丙醇）

程序

咖啡因的提取：

1. 打开茶包，称一下里面的东西。这将帮助您确定您的程序工作得有多好。
2. 将茶叶放入125毫升锥形烧瓶中。
3. 添加20毫升二氯甲烷和10毫升0.2 M氢氧化钠。
4. 萃取：密封烧瓶，轻轻旋转5-10分钟，使溶剂混合物渗透到叶子中。咖啡因溶解在溶剂中，而叶子中的大多数其他化合物则不溶解。此外，咖啡因在二氯甲烷中比在水中更易溶解。
5. 过滤：使用布氏漏斗、滤纸和硅藻土进行真空过滤，将茶叶从溶液中分离出来。为此，用二氯甲烷润湿滤纸，添加一个硅藻土垫（约3克硅藻土）。打开真空，慢慢将溶液倒在硅藻土上。用15毫升二氯甲烷冲洗硅藻土。此时，您可以丢弃茶叶。保留你收集的液体——它含有咖啡因。
6. 在通风柜中，轻轻加热装有洗涤液的100毫升烧杯，蒸发溶剂。

咖啡因的提纯：溶剂蒸发后留下的固体含有咖啡因和其他几种化合物。你需要把咖啡因从这些化合物中分离出来。一种方法是利用咖啡因与其他化合物的不同溶解度来纯化咖啡因。

1. 让烧杯冷却。用1毫升比例为1:1的己烷和乙醚混合物清洗粗咖啡因。
2. 小心地用移液管移走液体。保留固体咖啡因。
3. 将不纯咖啡因溶解在2毫升二氯甲烷中。通过一层薄薄的棉花将液体过滤到一个小试管中。用0.5毫升的二氯甲烷冲洗烧杯两次，并用棉花过滤液体，以尽量减少咖啡因的损失。
4. 在通风柜中，在温水浴（50-60°C）中加热试管以蒸发溶剂。
5. 将试管置于温水浴中。每次滴加一滴2-丙醇，直到固体溶解。使用所需的最低金额。这应该不超过2毫升。
6. 现在你可以从水浴中取出试管，让它冷却到室温。
7. 向试管中加入1毫升己烷。这将导致咖啡因结晶出溶液。
8. 用移液管小心地移走液体，留下纯化的咖啡因。
9. 用1毫升1:1的己烷和乙醚混合物清洗咖啡因。用移液管移走液体。在称重之前，让固体干燥，以确定产量。
10. 对于任何纯化，最好检查样品的熔点。这会让你知道它有多纯净。咖啡因的熔点为234℃。

附加方法

从茶中提取咖啡因的另一种方法是在热水中泡茶，让茶冷却到室温或更低，然后在茶中加入二氯甲烷。咖啡因优先溶于二氯甲烷，所以如果你旋转溶液，让溶剂层分离。你会在较重的二氯甲烷层中得到咖啡因。最上层是不含咖啡因的茶。如果你去除二氯甲烷层并蒸发溶剂，你会得到稍微不纯的绿黄色结晶咖啡因。

安全信息

与这些以及实验室程序中使用的任何化学品相关的危险。请务必阅读每种化学品的MSDS，并佩戴护目镜、实验服、手套和其他合适的实验服。一般而言，应注意溶剂易燃，应远离明火。使用通风柜是因为化学品可能具有刺激性或毒性。避免接触氢氧化钠溶液，因为氢氧化钠溶液具有腐蚀性，接触后会导致化学灼伤。尽管咖啡、茶和其他食物中含有咖啡因，但相对较低剂量的咖啡因是有毒的。不要品尝你的产品！