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Autor Thema: Coffein (Extraktion)  (Gelesen 31556 mal)

PlanetScience

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Coffein (Extraktion)
« am: 29. Januar 2008, 17:19:49 »
Es werden 50 g grob gepulverte Schwarzteeblätter (Camellia sinensis) und 350 ml destilliertes Wasser in einem mindestens 600 ml großen Becherglas unter Rühren 15 Minuten lang gekocht. Anschließend wird das Pflanzenmaterial in einem Gazesäckchen mit einer Drogenpresse kräftig ausgepresst und mit 250 ml destilliertem Wasser erneut aufgekocht, dann noch einmal ausgepresst.

Diese Auszüge werden auf eine Temperatur von ca. 60-70 °C gebracht, dann mit ca. 60-80 ml 10%-iger (Gewicht / Volumen) Bleiacetatlösung versetzt, bis sich die Lösung über dem Niederschlag klärt. Nach Filtrieren wird der braune Niederschlag in 200 ml Wasser aufgekocht, erneut filtriert und verworfen.

Die vereinigten, orange-roten klaren Filtrate werden bis zum Sieden erhitzt und mit 20 ml 20%-iger (Gewicht / Volumen) Schwefelsäure versetzt. Nach Absetzen eines Niederschlags von weißem Bleisulfat wird noch ein wenig mehr Schwefelsäure zugegeben, um die Fällung auf Vollständigkeit zu überprüfen.

Im Rotationsverdampfer wird die filtrierte Lösung auf 250 ml eingeengt, abgenutscht und der Rückstand verworfen. Nach Erkalten wird mit 20 ml 25%-iger (Gewicht / Gewicht) Ammoniaklösung alkalisiert, dann in einen Scheidetrichter überführt und 5 Mal mit je 20 ml Dichlormethan vorsichtig ausgeschüttelt. Die vereinigten Dichlormethanextrakte werden mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Rotationsverdampfer bis zur Trockne eingedampft (Vorsicht bei Belüftung des Rotationsverdampfers). Unter Erhitzen im Wasserbad wird der grauweiße Rückstand in einer möglichst geringen Menge Dichlormethan aufgelöst und unter Nachspülen mit Dichlormethan in ein Becherglas mit mindestens 100 ml Fassungsvermögen filtriert. Die filtrierte Lösung wird im Wasserbad soweit eingeengt, bis nach Zugabe von 1-2 ml Petrolether (Temperatur: 40-60 °C) eine Trübung eintritt. Man setzt das in der Hitze ein paar Tropfen Dichlormethan hinzu, bis die Lösung wieder klar wird.

Die Lösung wird bei einer Temperatur von 4 °C längere Zeit stehengelassen, Coffein fällt kristallin aus und wird über einen Glasfiltertrichter abgesaugt.

Quelle: erarbeitet basierend auf Stahl, Egon: Isolierung und Charaktierisierung von Naturstoffen
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cybercop

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #1 am: 29. Januar 2008, 18:29:04 »
Hey! Klingt ja wirklich gut aber wäre es nicht vielleicht besser mit einem Soxhlet zu extrahieren um die Aubeute zu erhöhen und statt Wasser Chlorofrom zu nehmen?
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Mephisto

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #2 am: 29. Januar 2008, 21:34:17 »
Hey! Klingt ja wirklich gut aber wäre es nicht vielleicht besser mit einem Soxhlet zu extrahieren um die Aubeute zu erhöhen und statt Wasser Chlorofrom zu nehmen?
Die Extraktion mit Wasser hat vor allem den Vorteil, dass mitextrahierte Stoffe wie Gerbsäuren in wässriger Lösung leicht gefällt werden können. Man könnte auch basische Amine im wässrigen Extrakt mit Schwefelsäure in ihre gut wasserlösliche Salzform umgewandeln, sodass sie nicht in die organische Phase übergehen.

Anstatt Dichlormethan kann in der obigen Vorschrift auch Chloroform verwendet werden. Aber wenn Du gleich von Anfang an mit Chloroform extrahierst, wird eine andere Aufarbeitung nötig, wie z.B. eine Säulentrennung.
« Letzte Änderung: 29. Januar 2008, 21:41:26 von Mephisto »
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PlanetScience

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #3 am: 30. Januar 2008, 01:26:08 »
Oh, ich hatte gar nicht bemerkt, dass die Coffein-Extraktion bereits in unserer Sammlung vorhanden war  :-[
Ich hatte nicht mehr viel Zeit bevor ich los musste und habe blöderweise ohne vorher nachzuschauen einfach die Coffein-Extraktion ausgesucht, weil sie mich angesprochen hatte :-).
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Mephisto

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #4 am: 30. Januar 2008, 10:10:48 »
Oh, ich hatte gar nicht bemerkt, dass die Coffein-Extraktion bereits in unserer Sammlung vorhanden war  :-[
Das ist natürlich ärgerlich, wenn man sich Arbeit macht, die Synthesevorschrift aber schon in der Synthesensammlung ist. Sowas kann jedem passieren, deshalb:

An alle: Vor dem Schreiben einer Vorschrift bitte die Liste der Synthesensammlung und die Synthesen hier im Bereich Synthesendiskussion abgleichen. Gegebenenfalls auch die Suchfunktion im statischen Teil benutzen, um möglicherweise bereits vorhandene Synthesen zu finden, die der Vorschrift die man selbst schreiben will entsprechen.
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Organikum

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #5 am: 10. Februar 2008, 13:31:44 »
Was ist denn eine "Drogenpresse"? (Google Bilder, 0 Treffer...)

Wer hat denn sowas schon rumliegen und was koennte man anstelle nehmen?

PlanetScience

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #6 am: 10. Februar 2008, 14:01:25 »
Ich habe mir darunter etwas wie eine Kartoffelpresse vorgestellt, wie man sie zur Herstellung von Kartoffelpüree verwendet.

Das sollte sich ja auch für diesen Zweck gut eignen.
« Letzte Änderung: 10. Februar 2008, 14:06:05 von PlanetScience »
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Phil

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #7 am: 17. Februar 2008, 19:05:08 »
Das MSDS zu Caffeine
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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #8 am: 14. Dezember 2008, 00:59:34 »
Auch wenn der Thread schon älter ist: Als Drogenpresse kannste notfalls auch deine Hände nehmen, zumindest bei der Isolation unbedenklicher Naturstoffe ;)
Das muss nichts besonderes sein.

Hier mal ein Foto: http://www.reventlow-apotheke.de/images/drogenpresse_klein.jpg Sowas haben wir, allerdings hydraulisch, in der Abteilung Naturstoffchemische Forschung rumstehen...




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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #9 am: 16. Dezember 2008, 22:05:54 »
Könnte man da theoretisch statt Dichlormethan(u.Chloroform) auch Alc.hernehmen??P
Die Abk. für Abk. ist Abk..

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #10 am: 06. September 2009, 00:09:22 »
Hi Leute,

ich wollte jetzt auch mal einfach mit dem arbeiten so anfangen und da ich abgesehen von meiner Ausbildung zum CTA nicht viel Zeit in Labors verbringe hab ich mir kurzerhand das nötigste zusammen gesucht und genügend Schutzmaßnamen ergriffen, um ein wenig experimentieren zu können.
Deshalb fehlt mir da eigentlich schon die Gerätschaften. Hab jetzt nicht unbedingt einen "Rotationsverdampfer" oder ne "Destillieranlage", nicht mal nen HPLC hab ich im Keller ;-D

Deshalb die Frage ob mir jemand da ein paar Vorschläge machen kann wie man diesen Versuch ungefährlich und am besten auch mit nicht allzu schädlichen Stoffen auf eine andere Weise durchführen kann?

Wäre nett, grüße

Phil

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #11 am: 06. September 2009, 08:44:01 »
Da würde ich Dir ein Kosmos Chemiekasten ans Herz legen. Ist alles drin und keine grosse Gefahr. :-)
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Dithmarscher

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #12 am: 06. September 2009, 15:40:46 »
Hi Leute,

ich wollte jetzt auch mal einfach mit dem arbeiten so anfangen und da ich abgesehen von meiner Ausbildung zum CTA nicht viel Zeit in Labors verbringe hab ich mir kurzerhand das nötigste zusammen gesucht und genügend Schutzmaßnamen ergriffen, um ein wenig experimentieren zu können.
Deshalb fehlt mir da eigentlich schon die Gerätschaften. Hab jetzt nicht unbedingt einen "Rotationsverdampfer" oder ne "Destillieranlage", nicht mal nen HPLC hab ich im Keller ;-D

Deshalb die Frage ob mir jemand da ein paar Vorschläge machen kann wie man diesen Versuch ungefährlich und am besten auch mit nicht allzu schädlichen Stoffen auf eine andere Weise durchführen kann?

Wäre nett, grüße
Zufälligerweise CTA in Neumünster?
Rotationverdampfer und Destillieranlage braucht man nicht wirklich, einengen mitm Wasserbad reicht auch. Auf Dichlormethan zu verzichten wird aber ziemlich schwierig. Pass auf beim Abdampfen, Dämpfe sind ungesund.

rhodium

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #13 am: 08. September 2009, 14:34:54 »
Literaturtip:

Im Gatterman-Wieland sind Vorschriften zur Isolierung von Coffein bzw. Nicotin zu finden!

 

Bleaktradition

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #14 am: 13. September 2009, 16:41:02 »
Ja danke,

ich hatte eigentlich schon alle Kosmoschemiekästen.
Ne nicht aus Neumünster^^

Okay, ich denk mal das ich das Dichlormethan bekomme, aber ich will einfach ungern mit sowas umgehen weil ich auch keinen Abzug hab da muss ich vielleicht noch ein wenig improvisieren obwohl das besser ist als Chloroform mit seinem Phosgen^^

Danke für die vielen Antworten.

Sagt mal was haltet ihr davon Aceton als organisches Extraktionsmittel zu verwenden? Ich mein das müsste funktionieren.

Grüßle

rhodium

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #15 am: 14. September 2009, 15:13:16 »
Aceton kann man nehmen um irgendetwas darin zu lösen aber nicht für Extraktionen gegen Wasser (ist ja damit mischbar). Was musst du in dem Arbeitsschritt mit dem Chloroform genau machen?

Feli

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #16 am: 18. November 2014, 22:09:43 »
Mich würden auch alternativen zum DCM und TCM interessieren die nicht irgendwie gefährlich sind. ;) Also auch kein Ether. Es darf ja nicht Wasserlöslich sein.

Heuteufel

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #17 am: 19. November 2014, 15:29:32 »
Muss man es bedenkenlos trinken können? Vielleicht Essigester: ist relativ hochsiedend (im Vergleich zu Ether) und kein chloriertes Lösungsmitel.
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Feli

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #18 am: 19. November 2014, 16:10:29 »
Esssigsäureethylester ist aber wiederum in Wasser löslich. Etvl könnte man das Coffein extrakt mit einem Salz sättigen und dann denn Ester und das  Extrakt runterkühlen. Und nein man muss es nicht bedenkenlos trinken können. Nur will ich nicht mit TCM, DCM oder Ether arbeiten meiner Gesundheit zuliebe.  ;) Toluol könnte man etvl noch nehmen aber das enthält meist auch etwas Benzol.

Heuteufel

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #19 am: 19. November 2014, 16:52:13 »
Ich hab schon oft genug Zeug aus der wässrigen Phase mit Essigester extrahiert um dir sagen zu können, dass es dazu bestens geeignet ist.  ;-) Ich weiß natürlich nicht, wie günstig der Verteilungskoeffizient im Fall von Coffein liegt. Du kannst ja mal Coffeincitrat au der Apotheke holen, eine wässrige Lösung davon basisch einstellen und dann mit Essigester extrahieren. Wenn du jeweils ein DC der organischen Phasen machst kannst du schön erkennen, wie oft du extrahieren musst. 

PS: Solltest du mal in einem organischen Labor arbeiten, wirst du vermutlich noch mehr DCM inhalieren, als du dir jetzt vorstellen kannst.  :-D Man soll schon aufpassen und die Exposition möglichst gering halten, aber wenn du an die frische Luft gehst, musst du keine Angst haben, wenn du etwas mit DCM oder Ether extrahierst.
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synthon

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #20 am: 19. November 2014, 19:45:27 »
EtOAc ist nur in sehr geringem Maß mit Wasser mischbar. Damit kann man super ausschütteln und das Zeug ist physiologisch unbedenklich.

Vernünftigerweise arbeitet man mit Chemikalien und Lösungsmitteln, die einen entsprechenden Dampfdruck aufweisen, im Abzug. Selbst wenn etwas nur geringfügig giftig bzw. gesundheitsschädlich ist... wenn ich den Rest meines Berufslebens, und das sind noch ein paar Jahrzehnte, weiterhin organisch-präparativ arbeite, möchte ich die Belastung in Summe so gering wie möglich halten. Hier sind eben die Grenzen der Hobby-Chemie, zumindest ohne vernünftigen Abzug.
Wenn wir schon bei Belastungen von Gesundheit und Umwelt sind: hoffentlich entsorgen die Hobbychemiker ihre Abfälle auch sauber. Viele Dinge haben nichts in der Umwelt verloren, auch keine Abfälle aus Blei-Fällungen. Sammeln und per Sondermüll entsorgen.

Einfach nur mit einem organischen Lösungsmittel ausschütteln wird keine sonderliche Reinheit erreichen. Man kann natürlich angestaubte Methoden verwenden, und mit Bleiacetat und dergleichen hantieren; ich persönlich würde einen möglichst koffeinhaltigen Rohextrakt herstellen und diesen säulen. Das System kann man ja vorher per DC entwickeln. Wenn der Rohextrakt halbwegs vernünftig gemacht ist, dürfte der meiste Mist schon draußen sein, und der Rest sollte sich per Säule trennen lassen.


Heuteufel

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #21 am: 19. November 2014, 20:34:46 »
Zitat
Vernünftigerweise arbeitet man mit Chemikalien und Lösungsmitteln, die einen entsprechenden Dampfdruck aufweisen, im Abzug. Selbst wenn etwas nur geringfügig giftig bzw. gesundheitsschädlich ist... wenn ich den Rest meines Berufslebens, und das sind noch ein paar Jahrzehnte, weiterhin organisch-präparativ arbeite, möchte ich die Belastung in Summe so gering wie möglich halten. Hier sind eben die Grenzen der Hobby-Chemie, zumindest ohne vernünftigen Abzug.
Das kann ich eigentlich nur zu 100 % unterschreiben. Es geht aber hier nicht um die tägliche Exposition, sondern um einen Hobbychemiker, der mal etwas Coffein extrahieren möchte. Und da muss ich sagen, selbst wenn ich sauber, unter einem gut ziehenden Abzug arbeite bekomme ich in der Summe immer noch viel mehr DCM ab, als jemand, der mal in seinen Ferien etwas Coffein mit 200 ml DCM an der frischen Luft extrahiert. Aber das ist jetzt nichts, worüber ich streiten will...

Zitat
Wenn wir schon bei Belastungen von Gesundheit und Umwelt sind: hoffentlich entsorgen die Hobbychemiker ihre Abfälle auch sauber. Viele Dinge haben nichts in der Umwelt verloren, auch keine Abfälle aus Blei-Fällungen. Sammeln und per Sondermüll entsorgen.
Auf jeden Fall!

PS: Ich hab mal Übergangsmetallkomplexe mit DCM/MeOH (andere Lösungsmittelgemische brachten keinen Erfolg) gesäult an der Uni - im Hochsommer - in einem Labor ohne Klimaanlage. Ich habe trotz Abzug so einiges an DCM abbekommen. Ich weiß, das ist nicht gerade gut, aber so Sachen sind halt einfach Realität. Da will ich nicht jemandem vormachen, dass man in einem professionellen Labor nie ungewollt Lösungsmitteldämpfe einatmet.
 
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synthon

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #22 am: 19. November 2014, 21:27:48 »
Sicherlich lässt sich eine Exposition nie völlig vermeiden, aber sie lässt sich minimieren.

Für die Extraktion von Koffein benötigt man auch kein DCM. Habe mal durch ausschütteln mit Ethylacetat aus Energy-Drinks den Koffeingehalt bestimmt. Das ging wunderbar (quantitativ).

Mephisto

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #23 am: 21. November 2014, 20:49:53 »
Habe mal durch ausschütteln mit Ethylacetat aus Energy-Drinks den Koffeingehalt bestimmt. Das ging wunderbar (quantitativ).

Danke, das ist eine wertvolle Info für alle Leser des Threads. Kannst Du Dein Vorgehen bitte genauer beschreiben? Bestimmung per HPLC aus dem Extrakt oder hast Du das Coffein aufgereinigt?
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synthon

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #24 am: 21. November 2014, 23:48:45 »
Du stellst die richtigen Fragen. Das ganze ist leider schon einige Jahre her (muss so 2007/2008) gewesen sein, als ich noch im Bereich Naturstoffe gearbeitet habe. Seit einiger Zeit mache ich organisch-präparative Chemie, nach Ausflügen in diverse andere Bereiche der pharmazeutischen Chemie... es war, wenn ich mich richtig erinnere:

- HPLC (definitiv)
- C-18 Säule
- Acetonitril/Wasser Laufmittel, evtl. basisch
- Methode zur Quantifizierung von Purin-Derivaten, die aber nicht von mir stammt, deswegen kenne ich keine genauen Parameter (und hab sie mir auch nicht gemerkt)
- Kalibrierung mit Coffein zwischen 2 mg/100 mL bis 10 mg/100 mL
- Da der Koffeingehalt bei den Energydrinks ja angegeben ist, konnte man die Probelösung auf die Kalibrierung vordimensionieren
- Vom Energydrink wurde ein Aliquot entnommen, mit Wasser etwas verdünnt, basisch gestellt, gegen Ethylacetat ausgeschüttelt und die EtOAc-Phase dann direkt für die HPLC abgefüllt
- Probenaufreinigung war nicht notwendig, der Koffein-Peak wurde durch nichts gestört.

Ich muss mal meine alten Aufzeichnungen rauskramen, in der Hoffnung, da noch genaueres zu finden. Ich habe in den letzten Jahren öfter die Bereiche wechseln und so viele verschiedene Dinge gesehen, so dass Detail-Erinnerungen teilweise etwas "nebulös" sind ;)

Addendum - ich hab meine alten Aufzeichnungen gefunden. Zu den HPLC-Parametern hab ich leider nicht mehr, als oben steht.

Kalibrierung: Stammlösung 1 mg/mL Coffein in Methanol, Verdünnungen mit VE-Wasser. Kalibrierpunkte in mg/mL: 0,1 / 0,05 / 0,02 / 0,01
Verwandte Substanzen: verschiedene Purin-Derivate, was halt so rumstand. Theophyllidin, Theobromin etc. War aber auch nur qualitativ.
Bestimmungsgrenze: gute Frage, in Eistee ließen sich noch 13 µg quantifizieren.
Probenaufarbeitung: 10 mL Cola mit NaOH auf pH 12-13 eingestellt, gegen Ethylacetat ausgeschüttelt, Wasserphase verworfen, EtOAc-Phase am Roti eingeengt, in Eluent gelöst. Energydrinks mit viel Coffein wurden vorher 1:50 verdünnt.
Die Abweichungen waren gering. Einmal waren es fünf Prozent, die anderen Bestimmungen lagen so zwischen 0,5-2% +/- beim vom Hersteller angegebenen Gehalt an Koffein.

Spannend finde ich im Nachhinein, das einmaliges Auschütteln gereicht hat. Heute hätte ich das sicherlich 2-3 mal ausgeschüttelt, die EtOAc-Phasen vereinigt und einrotiert.

Wer es also probieren möchte, und eine entsprechende HPLC hat, die Rahmenbedingungen sind jetzt da. Bei der Extraktion aus der Pflanze direkt braucht es aber sicherlich noch Spritzenfiltration (0,2µm oder so) und vielleicht auch ne SPE. Ethylacetat ist dann doch reichlich unspezifisch, und es ist schon ein Unterschied, ob man 1:50 verdünnte Energydrinks einspritzt oder ob man direkt den ganzen Pflanzenschlonz auf die Säule gibt. Der jeweils zuständige Techniker wird sich freuen :p
« Letzte Änderung: 22. November 2014, 01:16:49 von synthon »

Florian98

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #25 am: 29. Juli 2015, 14:36:15 »

Mit der Darstellung kann man schon etwas anfangen.

Mich interessiert eher die erste Darstellungsvariante des Auszugs von Coffein aus Kaffeebohnen nach F. Runge. (Die Kaffeebohnen selber hatte er persönlich von W. Goethe erhalten.)

Vielleicht kann mir jemand zu dieser alten Darstellung von Coffein ein Tipp geben?

Gruß (Dank im voraus)

Flo

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Re: Coffein (Extraktion)
« Antwort #26 am: 09. April 2017, 01:22:04 »
Für den Hobbychemiker ist das Sublimieren aus Tee gut geeignet.
Coffein sublimiert bei 178 C°
Mit Kaffeepulver funktioniert´s nicht so gut da das Ergebnis verunreinigt ist aber mit Tee sollte es gehn.
einfach den Tee in ein Becherglas geben und auf das Glas ein mit Wasser gefülltes Bescherlas tun und beides bei entsprechender Hitze in den Ofen die Coffeinkristalle resublimieren dann an dem nur 100C° heißen Becherglas.
Das C. sollte eine hohe Reinheit aufweisen.