[A+] 일반화학실험_카페인 추출

소개

일반화학실험_ A+ 받은 자료입니다.

"일반화학실험_카페인 추출"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 원리
4. 실험기구 및 시약
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 결론 및 고찰
8. 참고 문헌

본문내용

1. 실험제목
카페인 추출

2. 실험목적
- 혼합물의 분리와 정제에 사용되는 용매 추출법을 이용해서 녹차 티백으로부터 카페인을 추출할 수 있다
- 추출의 정의와 방법을 알아보고 적용할 수 있다.

3. 원리
카페인
카페인은 질소를 포함하는 알칼로이드로 차, 커피 등에서 발견되는 천연화합물이다. 분자식은 이며, 극성이 낮아서 물보다는 유기용매인 에틸 아세테이트에 잘 용해된다. 그렇지만 극성 용매인 물에서도 약간 녹을 수 있다. 즉, 부분적으로 극성을 띤다. 실온에서 흰색 결정 형태이다.

퓨린(purine) 계열의 알칼로이드로, 이중고리 구조를 가진다. 이중고리에 질소 원자 4개를 포함하며, 이 것이 염기성을 띠게 한다. 카페인의 주로 작용기는 아미노(-NH)와 카보닐(C=O)이다.
카보닐기는 전자밀도가 높은 산소로 인해서 극성을 나타내고, 질소는 수소 결합을 형성할 수 있는 전자쌍을 가지고 있기에 극성을 일부 띤다. 그렇지만 분자의 전체 구조가 비대칭적이지 않고, 대부분 비극성 C-H결합으로 이루어져 있기에 비극성 용매에서 잘 녹는다.

카페인은 극성과 비극성 용매 모두 부분적으로 용해되지만 물과 같은 극성용매에서 수소 결합에 의해 부분적으로 녹는다. 비극성 용매의 경우, 분자간의 분산력인 반데르발스 힘에 의해 더 쉽게 용해된다. 이 특성을 이용해서 에틸 아세테이트로 선택적으로 카페인을 추출하는 것이다.
그러나 수소결합은 상대적으로 약한 상호작용이기에 에틸아세테이트와 분산력이 더 강해서 에틸 아세테이트로 추출된다.

카페인은 중추신경계를 자극해서 각성효과를 유발시키고 피로를 감소시키며, 이뇨작용, 심박수 증가와 같은 생리적 영향을 미친다.

참고자료

· LibreTexts CHEMISTRY_Extraction of Caffeine From Tea Leaves
· 줌달의 일반화학_제 10판
· 일반화학실험서_자유아카데미