QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I PRÁTICA - EXTRAÇÃO DA CAFEÍNA

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IFES - INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I

PRÁTICA - EXTRAÇÃO DA CAFEÍNA

Introdução

A cafeína é encontrada em mais de 63 espécies de plantas. Atualmente é considerada como a substância psicoativa mais consumida em todo o mundo, por pessoas de todas as idades, independente do sexo e localização geográfica. O consumo mundial é estimado em mais de 120.000 toneladas por ano.

A relação entre o consumo de cafeína e o possível desenvolvimento de algumas doenças tem despertado há muito tempo o interesse de cientistas. Apesar de não existirem evidências de que a ingestão da cafeína em doses moderadas seja prejudicial à saúde de um ser, esta substância vem sendo continuamente estudada, pois ainda restam muitas dúvidas e controvérsias quanto aos seus efeitos adversos na saúde.

A cafeína cuja fórmula molecular é (C8H10N4O2) caracteriza-se por ser um composto orgânico pertencente à família dos alcaloides, que são aminas cíclicas que apresentam anéis heterocíclicos contendo nitrogênio.

A cafeína pode ser classificada ainda como uma amida, substância que apresenta nitrogênio ligado a um grupo carbonila. Sua nomenclatura oficial é 3,7-diidro-1,3,7-trimetil-1H-purina-2,6-diona.

Objetivos

Realizar a separação da cafeína do chá preto e calcular a porcentagem em massa da cafeína extraída.

Parte experimental

Tabela 1 – Materiais e reagentes utilizados  

Materiais	Reagentes
Bastão de vidro	NaOH 6mol/L
Béqueres	Na2SO4 anidro
Funil de decantação	Clorofórmio ou diclorometano
Funil de vidro
Garras
Gelo
Papel de filtro
Saches de chá preto
Suporte de metal
Vidros de relógio

Metodologia

Para realizar a extração da cafeína a partir do chá preto, aqueceu-se 100mL de água destilada (temperatura entre 97 – 98 ºC) e adicionou-se 3 saquinhos de chá preto. Após 1 minuto, os saquinhos foram retirados e prensados em dois vidros de relógio e depois descartados.

A solução obtida, foi resfriada e transferida para um funil de decantação e então, extraída com porções de (3x20mL) de diclorometano.

Combina-se a fase orgânica com NaOH (hidróxido de sódio) 6Mol/L e no final com 120 mL de água destilada. A mesma é seca utilizando-se (Na2SO4) sulfato de sódio anidro, filtrada e coletada em um béquer. O solvente evapora após algumas horas. Obtém-se então, a cafeína com um aspecto esbranquiçado. Para aumentar o grau de pureza, realiza-se a recristalização da cafeína com 2-propanol como solvente e para acelerar o processo de precipitação adiciona-se hexano.

Resultados e Discussão

O chá preto foi aquecido juntamente com a água para a retirada da fase orgânica das folhas secas. Foi utilizada a água quente porque seu vapor é capaz de atravessar as estruturas das folhas, forçando a quebra das bolsas intercelulares e a liberação de algumas substâncias. O chá preto não possui somente a cafeína como constituinte básico, mais várias outras substâncias, proteínas, óleos essenciais, açúcares, taninos, dentre outros, que conferem as suas características mais particulares. Para isso resfriou-se a solução obtida e fez a extração com solvente diclorometano. O resfriamento foi necessário devido ao alto grau de volatilidade do solvente. Na adição de diclorometano (3 x 20 mL), na verdade não ocorre reação entre cafeína e diclorometano, o que há é uma afinidade da cafeína pelo diclorometano, fazendo com que ela saia da água e vá para o diclorometano. Sendo a molécula da cafeína polar, há uma solubilidade máxima no diclorometano que também é polar, tornando a mistura do funil bifásica, sendo a parte superior apolar, não se misturando com a parte inferior (polar). Recolheu-se assim a fase orgânica. Repetiu-se esse procedimento por mais duas vezes para melhor garantia da extração. Durante essas etapas o funil foi suavemente agitado, para melhor extração. Posteriormente foi adicionado NaOH 6M para a retirada do diclorometano, isso se dá devido sua alta reatividade, que faz com que o diclorometano reaja a ele restando no funil apenas a fase orgânica desejada. A etapa foi repetida por mais uma vez por garantia. Depois foi colocada uma porção de água para garantir a retirada total do hidróxido de sódio. Em seguida secaram-se a fase orgânica com sulfato de sódio anidro, para remover eventuais moléculas de água presentes na solução. A solução foi então deixada na capela para secar durante uma semana. Depois de seca fez-se então o cálculo para o rendimento da extração da cafeína.