咖啡因

0196Caffeine1,3,7-三甲基黄嘌呤1,3,7-TrimethylxanthineC8H10N4O2194.19

目录: 1、物理性质; 2、作用与用途; 3、性质与稳定性; 4、合成方法; 5、贮存方法; 6、分子结构数据; 7、计算化学数据; 8、安全信息; 、毒

物理性质

1. 溶解性：每克咖啡因可溶于46毫升水，5.5毫升热水（80℃），1.5毫升沸水，66毫升乙醇，22毫升热乙醇（60℃），50毫升丙酮，5.5毫升氯仿，530毫升乙醚，100毫升苯，或22毫升沸苯。极易溶于吡咯及含4%水的四氢呋喃。溶于乙酸乙酯，微溶于石油醚。本品盐类在水中的溶解度，按苯甲酸盐；肉桂酸盐；柠檬酸盐；水杨酸依次增加；咖啡因的盐酸盐；硫酸盐；磷酸盐均易溶于水或醇，并分解成游离碱和酸。

作用与用途

有刺激中枢神经的功能，具有成瘾性。

性质与稳定性

1.主要用作兴奋剂、苦味剂和香料。可用于可乐型饮料和含咖啡饮料中。最高允许用量200mg/kg。
2.具有提神醒脑等刺激中枢神经系统的作用。我国规定可用于可乐型饮料，最大使用量为0.15g/kg。

合成方法

1.尿素法由氯乙酸经中和；氰化；酸化得到氰乙酸，然后与尿素缩合得氰乙酰脲，再经环合；酸化；亚硝化；还原；酰化；甲基化得到咖啡因。
2.二甲脲法由尿素和一甲胺缩合成二甲基脲，再与氰乙酸缩合为1，3-二甲基乙酰脲，然后经环合；亚硝化；还原；甲酰化；环合；甲基化而得咖啡因。二甲脲法收率高；成本低；消耗少；周期短；设备要求不高；操作简便；容易控制，适合于工业生产。此外，在生产低含量咖啡因的咖啡时，可得到副产品咖啡因。除了从天然物质提取的方法和上述全合成法外，还有半合成法。人可可提取可可碱，然后甲基化得到咖啡因，这是较早的半合成法。从鸟类粪素或尿酸制备咖啡因也属于这类合成法。
3.由氯乙酸中和、氰化、酸化得到氰乙酸，然后与尿素缩合得氰乙酰脲，再经酸化、亚硝化、还原、酰化、甲基化得到咖啡因。也可从茶叶、咖啡豆、可可中提取。
4.主要的制取方法为天然物提取法。将100g茶叶放入Soxhlet萃取器的滤纸筒中，加入95%的乙醇670ml，在烧瓶中再加入330ml乙醇，水浴加热回流提取，直至提取液颜色较浅为止（2.5～3h）。然后，将提取液用活性炭脱色，脱色后趁热抽滤，得棕色液，蒸馏回收乙醇（约420ml），将剩余液趁热倒出，加入45g生石灰粉，搅成浆状，蒸汽浴上蒸干成粉状，然后用升华法分离可制得咖啡因。

贮存方法

无毒塑料袋或玻璃瓶密封包装。贮存于阴凉干燥处。

分子结构数据

1、摩尔折射率：50.38
2、摩尔体积（m³/mol）：133.3
3、等张比容（90.2K）：364.5
4、表面张力（dyne/cm）：55.7
5、极化率（10^-24cm³）：19.97

计算化学数据

1、计疏水参数计算参考值（XlogP）：-0.1
2、氢键供体数量：0
3、氢键受体数量：3
4、可旋转化学键数量：0
5、互变异构体数量：
6、拓扑分子极性表面积（TPSA）：58.4
7、重原子数量：14
8、表面电荷：0
9、复杂度：293
10、同位素原子数量：0
11、确定原子立构中心数量：0
12、不确定原子立构中心数量：0
13、确定化学键立构中心数量：0
14、不确定化学键立构中心数量：0
15、共价键单元数量：1