طرق استخلاص الكافئين Caffeine
C9H10N4O2H2O
المقدمـة :
الكاكاو Cocoa والشاي Tea والقهوة Coffee والمته Yerba Maté , ونوى التمرKernel Dates كلها مركبات غنية بالكافئين السهل استخلاصه لسهولة تبلوره . والمشروبات الغازية بجميع أنواعها تحوي الكافئين .
عملية الاستخلاص :
هناك أربع طرق لاستخلاص الكافئين من الشاي :
1 ـ تغلى الشاي مع أربعة أضعاف وزنها من الماء لمدة 20 دقيقة وترشح .
يسخن الراشح مع مزيد من خلات الرصاص والتي ترسب البروتينات والتانينات ( العفص ) ، ثم يعامل السائل الراشح مع محلول H2SO4 لإزالة الرصاص الزائد ، ويزال لون المحلول الحمضي بواسطة الفحم الحيواني . ثم يستخلص الكافئين بالكلوروفورم ، ثم يقطر الكلوروفورم . وينقى الكافئين بالبلورة بالماء . يفصل الكافئين المتبلور ويجفف بدرجة حرارة الغرفة .
2 ـ تمزج الشاي بالكلس وتستخلص بالماء . يرشح المستخلص ويعالج الراشح بالليثارج ( أول أكسيد الرصاص PbO ) أو أكسيد المغنزيوم MgO. يرشح المزيج الناتج ويركز ويبلور . يفصل الكافئين بالبلورة بالماء .
4 ـ تنقع بوردة الشاي لعدة ساعات بالكحول ( حوالي 400 ميللتر لكل 100 غرام شاي ) . يرشح المزيج ويبخر الراشح بوجود أكسيد المغنسيوم ( لتحويل الشوارد الحمضية إلى أملاح مغنسيوم غير ذوابة) . يستخلص الناتج الصلب بالماء الساخن ( الذوبانية التقريبية للكافئين بدرجة 25 ْم هي 2 غ / 100 مل من الماء ؛ 25 غ / 100 مل من الكلوروفورم ، وتزداد الذوبانية بازدياد درجة الحرارة ) .
4 ـ تنقع بوردة الشاي لعدة ساعات بالكحول ( حوالي 400 ميللتر لكل 100 غرام شاي ) . يرشح المزيج ويبخر الراشح بوجود أكسيد المغنزيوم ( لتحويل الشوارد الحمضية إلى أملاح مغنزيوم غير ذوابة) . يستخلص الناتج الصلب بالماء الساخن ( الذوبانية التقريبية للكافئين بدرجة 25 ْم هي 2 غ / 100 مل من الماء ؛ 25 غ / 100 مل من الكلوروفورم ، وتزداد الذوبانية بازدياد درجة الحرارة ) .
يعالج المحلول بحمض الكبريت ويعامل بالفحم ويستخلص بالكلوروفورم ، حيث أن الأملاح المتشكلة عن المعالجة بالحمض غير ذوابة بالكلوروفورم ، و الكافئين الصلب يسترجع من محلول الكلوروفورم وينقى بشكل أكبر بالتبلور .
الاستعمالات :
* يستخدم الكافئين بشكل كبير في الصناعة الصيدلانية والمركبات الدوائية إما على شكل كافيئين حر أو ( سترات الكافئين ) أو مزيج الكافئين وبنزوات الصوديوم , أو مزيج الكافئين والبارا سيتامول .
* الكافيين من المنبّهاتِ الطبيعيّةِ التي تنبه وتنشط الجملة العصبية المركزية . وتسبب زيادة النشاط للجسم . لذا يستعمل الكافئين على نطاق واسع كمنبه ،
* الكافئين مع الاسبرين يزيل الألم , ويشكل الكافئين أملاحاً مع الأحماض القوية مثل HCl تنبه القلب وتنشطه , وتستخدم كمدرات هامة للبول ,
الميزات :
1 ـ الكافئين ( ثيبين ؛ Thebine ) C9H10O2N4 ، يفقد ماء تبلوره بالتدريج لدى كشفه وتعريضه ويفقد ماء تبلوره كلياً عند تسخينه للدرجة 100 ْم . ينصهر الكافئين اللامائي عند 235 مْ . ويتصعد بالدرجة 176 ْم تحت الضغط الجوي بدون أن يتفكك . ليس له رائحة ولكن له طعم لاذع .
2 ـ نحصل على الكافئين المتبلور والذي يحوي ” مول من الماء ” بتبلور محلوله بالماء ، أما الكافئين غير المتبلور فنحصل عليه من تبلوره بالمحلات العضوية . يعد الكافئين جيد الانحلال في الكلوروفورم والماء المغلي والكحول ، ولكنه ضعيف الانحلال بالماء البارد والإيثير .
وهو أساس أحادي الوظيفة الحمضية . إن الجرعة الفعالة للكافئين هي 0.15 غرام وحتى 0.25 غرام , و80 % منها يطرح بالبول
أضرار الكافيين
عندما تزيد كمية الكافيين التي يتناولها الشخص خلال اليوم فإنّ أضراره تصبح أكثر من فوائده ، ومن هذه الأضرار:
* يُسبّب إصابة الجسم بالقلق والتوتر والاضطرابات وزيادة العصبية والإصابة بالاكتئاب.
* يسبب فقر الدم في الجسم، ويؤدّي إلى الشعور بالتعب والإرهاق.
* يسبب الإدمان في حال تمّ شربه بكمياتٍ كبيرةٍ.
* يزيد من إدرار البول ممّا يؤدي إلى فقدان الجسم للكثير من العناصر الغذائية المهمة مثل: المغنيسيوم ، والبوتاسيوم ، والكالسيوم .والحديد .
* يُسبّب الإصابة بالتسمم في حال تم أخذ جرعات كبيرة منه أكثر من قدرة الجسم على تحمله، وتكون أعراض التسمّم ارتعاش العضلات، وتسارع دقات القلب، والهلوسة، والتقيؤ.