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Extracción de Cafeína: Un Estudio de Laboratorio en Química Farmacéutica, Diapositivas de Química Orgánica

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Tipo: Diapositivas

2020/2021

Subido el 11/04/2021

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Extracción de la cafeína de la Coca-Cola.
Nathaly García leon; Orlin Ordoñez
Facultad de Ciencias Básicas, Programa de Química Farmacéutica, Universidad Santiago de Cali
2020
RESUMEN
Se extrajo la cafeína por el método de extracción liquido-liquido es decir diferencias de solubilidad,
teniendo en cuenta la composición de esta para elegir el solvente orgánico adecuado, se obtuvo un
porcentaje de rendimiento del 0,4045% y se identificó como una muestra de extracción de cafeína
bastante favorable.
PALABRAS CLAVES: Cafeína, Extracción, rotaevaporador, xantinas.
ABSTRACT
Caffeine was extracted by the liquid-liquid extraction method, that is, differences in
solubility, taking into account its composition to choose the appropriate organic solvent, a
yield percentage of 0,4045% and it was identified as a fairly favorable caffeine extraction
sample
KEYWORDS: caffine ,extraction , broken evaporator , xanthines
INTRODUCCIÓN
La cafeína está clasificada como una
sustancia alcaloide, dentro del grupo de
las bases xanticas. Las bases xanticas
son sustancias caracterizadas por tener
poco carácter básico solubles en agua y
disolventes de tipo orgánico clorados. Es
un sólido de tipo cristalino y con un
característico sabor amargoso. La cafeína
actúa como una droga con propiedades
psicoactivas y también estimulante en el
sistema nervioso central.
Si hablamos de propiedades químicas
sabemos que la cafeína es un alcaloide
que forma parte de la familia metilxantina.
Cuando la cafeína se encuentra en
estado puro, su aspecto es de sólido
blanco, en forma de polvo. La fórmula
química de ésta sustancia es
C8H10N4O2, siendo su nombre científico
1,3,7-trimetilxantina.
N
N
H
3
C
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3
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Ilustración. estructura molecular de la
cafeína.
*Esta práctica tuvo como objetivo la extracción
de la cafeína permitiendo con esto un
aprendizaje en el reconocimiento del solvente
orgánico*
Solubilidad
La solubilidad de la cafeína es de 25
° c
a
21
° c
y aumenta conforme a la
temperatura ,es anhidra y contiene
moléculas de agua hidratación .
Hexano: es un reactivo inmiscible
en agua causando que queden
dos fases y miscible en etanol,
benceno.
Diclorometano: soluble al agua
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Extracción de la cafeína de la Coca-Cola.

Nathaly García leon; Orlin Ordoñez Facultad de Ciencias Básicas, Programa de Química Farmacéutica, Universidad Santiago de Cali [email protected]; [email protected] 2020 RESUMEN Se extrajo la cafeína por el método de extracción liquido-liquido es decir diferencias de solubilidad, teniendo en cuenta la composición de esta para elegir el solvente orgánico adecuado, se obtuvo un porcentaje de rendimiento del 0,4045% y se identificó como una muestra de extracción de cafeína bastante favorable. PALABRAS CLAVES : Cafeína, Extracción, rotaevaporador, xantinas. ABSTRACT Caffeine was extracted by the liquid-liquid extraction method, that is, differences in solubility, taking into account its composition to choose the appropriate organic solvent, a yield percentage of 0,4045% and it was identified as a fairly favorable caffeine extraction sample KEYWORDS : caffine ,extraction , broken evaporator , xanthines INTRODUCCIÓN La cafeína está clasificada como una sustancia alcaloide, dentro del grupo de las bases xanticas. Las bases xanticas son sustancias caracterizadas por tener poco carácter básico solubles en agua y disolventes de tipo orgánico clorados. Es un sólido de tipo cristalino y con un característico sabor amargoso. La cafeína actúa como una droga con propiedades psicoactivas y también estimulante en el sistema nervioso central. Si hablamos de propiedades químicas sabemos que la cafeína es un alcaloide que forma parte de la familia metilxantina. Cuando la cafeína se encuentra en estado puro, su aspecto es de sólido blanco, en forma de polvo. La fórmula química de ésta sustancia es C8H10N4O2, siendo su nombre científico 1,3,7-trimetilxantina. N N H 3 C N N O O CH 3 CH 3 Ilustración. estructura molecular de la cafeína. Esta práctica tuvo como objetivo la extracción de la cafeína permitiendo con esto un aprendizaje en el reconocimiento del solvente orgánico Solubilidad

La solubilidad de la cafeína es de 25 ° c a

21 ° c y aumenta conforme a la

temperatura ,es anhidra y contiene moléculas de agua hidratación.  Hexano: es un reactivo inmiscible en agua causando que queden dos fases y miscible en etanol, benceno.  Diclorometano: soluble al agua

Composición del café El café está compuesto por materia seca y agua, la materia orgánica será objetivo de investigación en este informe. Hay que tener en cuenta que esa composición se verá afectada por el lugar donde se cultive el café y la metodología para su preparación así que para generalizar estos detalles se optó por elegir una marca de café de consumo promedio en Colombia, esta marca trabaja con granos denominados “Café Tostado”. El café tostado está compuesto de 21,3%, lípidos el 11,9%, proteínas 13,8% y la cafeína 1,3 % además de otras sustancias orgánicas que son los carbohidratos, ácidos carboxílicos y ácidos cloro génicos. [1] HO H H H H Ilustración. Lípidos (molécula de colesterol) O OH OH OH OH CH 2 OH Ilustración. carbohidratos (molécula de glucosa) H 2 N OH O Ilustración Proteína. (molécula de alanina) [Alanina es uno de los aminoácidos que forman las proteínas de los seres vivos] HO OH O O OH OH O Ilustración. Ácido Carboxílico: Molécula de ácido cítrico OH CH 3 OCH 3 Ilustración. Ácido s clorogénicos(guayacol)

Importancia y uso de la cafeína

En los últimos años se ha estado evaluando la implicación en el ámbito deportivo y cognitivo.

Cromatografía en capa delgada , se procede agregar pequeñas cantidades de soluciones por medio de capilares cada uno para una muestra , para no ser contaminada, se depositan en una placa para cromatografía gel silice .Esta placa se deposita en una cámara para camatografia que contiene la fase móvil, se tapa para evitar contaminación ,finalmente este se lleva a una lámpara UV. Ilustración. Calentamiento de café junto al agua se retiró del fuego y se dejó reposar, seguido de esto se realizó una separación solido- líquido en primera instancia con un algodón retirando así gran parte de estas partículas, se filtró nuevamente con algodón para retirar lo que quedaba de los sólidos grandes. algodón Ilustración. Filtración solido-liquido con algodón Después Se procedió con la parte filtrada a un embudo de decantación y se realizó la separación liquido-liquido agregando 10 mL de Acetato de etilo, se tapó el embudo y se agitó, posterior a esto se dejó reposar donde se visualizó las dos fases (orgánica y acuosa) se abrió la llave del embudo y se extrajo la parte orgánica dejando la parte acuosa en el embudo y se agregó otros 10 ml de Acetato de etilo agitando nuevamente el embudo y terminando de retirar la parte orgánica. Ilustración. Separación liquido-Liquido Posteriormente se agregó sulfato de sodio anhidro retirando a la parte orgánica, se pasó a un balón fondo plano y se llevó al rotaevaporador donde se concentró, se dejó secar por completo el solvente en un vidrio reloj y se pesó finalmente. F.O F.A

Ilustración. Rotaevaporador Ilustración. Cafeína extraída Este fue el peso de la extracción de cafeína que obtuvimos del café, previamente desecada. Peso exacto de la cafeína extraída ( ver tabla 1 ). Ilustración. Camatografia en capa delgada Camatografia en capa delgada por lámpara UV de todas las muestras de los compañeros. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Para obtener el valor de la cafeína en su totalidad se dejó secar por completo, se pesó, dando un peso final, el cual al restarlo da el total del cristalizado que se tomó como el contenido de cafeína. Como se muestra en la tabla (1). Tabla (1). Vidrio reloj vació 16.6491g Vidrio reloj lleno 16. Promedio 0, Como se puede observar en esta tabla, estos son los porcentajes de rendimientos de las demás muestras de los compañeros. tabla (2) Tabla (2) En esta tabla se realiza la cromatografía en capa delgada , cuyo desplazamiento de eluato se cuantifico en términos de su Rf. Que es el factor de retención, entre una fase y otra , se observa que las fases mas abajo son las mas retenidas con la fase móvil. Tabla 3 Acetato de etilo cafeína Fuentes utilizada para extracció n de cafeína Muestra inicial W.V.R VACIO W.V Muestra Muestra extraída %de rendimi ento Café 9,9619g 16,6491g 16.6894g 0,0403g 0,4045% Spartan Energy 50ml 15,9870g 15,9990g 0,012g 0,024% Te 5,0345g 16,7960g 16.8460g 0,05g 0,9931%

muy cerca a la de la cafeína esto nos indica que la estructura es muy parecida. CONCLUSIONES  La extracción de la cafeína depende de la diferencia en solubilidad de las sustancias para formar la parte acuosa y orgánica.  El método de extracción puede conllevar a tener un numero significativamente bajo en el porcentaje de rendimiento si no se tiene practica, pero en esta como se pudo evidenciar hubo un buen porcentaje de rendimiento de 0,4045%.  Las fuerzas intermoleculares, se generan por las cargas dipolo- dipolo creando puentes de hidrogeno en la cafeína.  El compuesto desconocido que en este caso es la cafeína contiene el compuesto spartan, es muy semejante a este ,ya que así el punto este un poco más alto ,corresponde al punto spartan. Otro punto a tener en cuenta es que las muestras que están mas abajo son afines a la base estacionaria ,es decir son de carácter polar y los que están mas arriba tienen baja polaridad a media polaridad. También se observa en la cafeína que no es una mezcla de compuestos ya que se observa en la imagen un único compuesto. REFERENCIAS [1]http://biblioteca.cenicafe.org/bitstream/ 10778/340/1/avt0414.pdf [2] https://usc.elogim.com:2119/science/article/ pii/S [3] https://usc.elogim.com:2119/sdfe/pdf/ download/eid/1-s2.0-S0025775308754927/ first-page-pdf [4] https://usc.elogim.com:2119/science/article/pii/ S [5] Chicharro, M. 2005. Cromatografía, principios y aplicaciones. Análisis Químico. http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/mo nchi/alim/traba3.pdf.