EXTRACCION DE CAFEINA A PARTIR DE TE

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Fuente: Lab. de Orgánica II, UTA, FCIAL

5.- DISCUSION

La extracción líquido-líquido es una técnica de separación de laboratorio de uso frecuente para aislar compuestos orgánicos a partir de su fuente natural. Se basa en las propiedades de solubilidad de la sustancia a extraer y del solvente utilizado. Usualmente la matriz del compuesto de interés es acuosa por lo que estos solventes suelen ser apolares (Carey ,2006).

La cafeína es un compuesto famoso, aislado por primera vez de los gramos del café, es un estimulante de amplio uso en la industria de las bebidas y químicamente, la cafeína es un alcaloide del grupo de las xantinas. Las xantinas son un grupo químico de bases purinicas que incluyen sustancias endógenas tan importantes como la guanina y la adenina (Bruice, 2008).

En esta práctica la cafeína se aisló a partir de bolsas de té negro por extracción líquido-líquido con un solvente orgánico como el cloroformo por la diferencia de polaridades de los compones del té. La cafeína es un compuesto de polaridad media, soluble en agua y algunos solventes orgánicos.

El mayor problema del aislamiento es que la cafeína no existe sola en las bolsas de té, sino que está acompañada por otras sustancias naturales a partir de las cuales debe ser separada. El principal componente de las hojas de té es la celulosa, la cual es el principal material estructural de las células de todas las plantas. La celulosa es un polímero de glucosa. Dado que la celulosa es insoluble en agua, no presenta problemas en el procedimiento de aislamiento, ya que permanecen en la capa acuosa después de la extracción con el solvente orgánico (Bailey, 2009).

Se realizó la extracción líquido-líquido con la ayuda del embudo el cual, no puede ser demasiado vigoroso, para evitar la formación de emulsiones que retardan drásticamente la definición de las dos fases; una emulsión es una dispersión de gotas muy finas de un líquido en otro inmiscible, y en los procesos de extracción puede causar tropiezos. De tal manera se adiciono NaCl a la fase acuosa, este compuesto ayuda a disminuir la tensión en la superficie de las gotas de agua, e incrementan drásticamente la incompatibilidad entre el agua y los solventes orgánicos, facilitando la rápida y clara distinción de las dos capas (Bruice, 2008).

El color café de la solución de se te debe a los pigmentos flavonoides y clorofilas y a sus respectivos productos de oxidación. Aunque las clorofilas son solubles en cloroformo, la mayoría de las demás sustancias que tiene el té no lo son (Rivera, 2005).

Una vez separada la fase orgánica, para recuperar el soluto se procedió a evaporar el solvente, sin embargo después de que la fase orgánica ha estado en contacto con la acuosa, cualquier solvente orgánico estará saturado en agua, aunque la cantidad de agua es usualmente un porcentaje muy pequeño del volumen total, como por ejemplo el cloroformo puede contener 0.12% de agua .A pesar de ser mínimo, el problema es considerable, si se usa volúmenes grandes de solvente orgánico. El problema radica en que el agua podrá arrastrar sustancias contaminadas de la matriz lo que provoca problemas en el porcentaje de rendimiento del soluto, además, puesto que los solventes usualmente poseen puntos de ebullición más bajos que el agua, al evaporar el solvente puede quedar el producto húmedo. Con el fin de evitar productos húmedos, el agua puede removerse antes de la evaporación (Carey ,2006).

De tal manera la fase orgánica se secó con sales inorgánicas anhídridas como el sulfato de sodio anhidro. Las sales anhidras remueven el agua formando hidratos en los cuales el agua es ligada como agua de hidratación (Bailey, 2009).

Así, la extracción con cloroformo de la solución de té remueve la cafeína casi pura. El solvente orgánico puede ser removido fácilmente por evaporación (o mediante destilación dado que su punto de ebullición es 40 °C, o mediante vacío usando un equipo de evaporación rotatoria), para obtener cafeína cruda o impura, dando un valor de 0.1g con un rendimiento del 2.5 %.

Luego se puede purificar la cafeína por sublimación o por recristalización. En este caso se utilizó el método de purificación por sublimación. La sublimación es el proceso por el cual una sustancia cristalina adsorbe una cantidad determinada de energía por unidad de masa y pasa directamente al estado vapor, dando así la formación de cristales (Teijón,2006).

El peso de los cristales por sublimación de cafeína pura fue de 0.02 g con un rendimiento del 0.5% La cantidad de cafeína en él te varia de 2 a 5% y bibliográficamente en un análisis de té negro se encontró que la cafeína tiene un 2.5% (Bailey, 2009) lo cual indica que hubo más impurezas y perdidas que cafeína pura como tal.

Con los cristales obtenidos se procedió a determinar el punto de fusión de la cafeína. El punto de fusión es la prueba de pureza más común después de la sublimación o recristalización, el cual experimentalmente se obtuvo de la cafeína pura 236°C y de la cafeína impura 235.3 °C, y bibliográficamente el punto de fusión de la cafeína es 238°C (Bailey, 2009).

6.-CUESTIONARIO

6.1.- Describa el principio en el que se basa la extracción liquido-liquido

La extracción líquido-líquido es un método muy útil para separar componentes de una mezcla. El éxito de este método depende de la diferencia de solubilidad del compuesto a extraer en dos disolventes diferentes. Cuando se agita un compuesto con dos disolventes inmiscibles, el compuesto se distribuye entre los dos disolventes. A una temperatura determinada, la relación de concentraciones del compuesto en cada disolvente es siempre constante, y esta constante es lo que se denomina coeficiente de distribución o de reparto (K = concentración en disolvente 2 / concentración en disolvente 1).

6.2.-Explique la función del carbonato de calcio en el aislamiento de la cafeína

Uno de los componentes de las hojas de té son los taninos los que constan de una molécula de glucosa unida por enlaces de tipo éter -O-C-C- , estos enlaces no se rompen fácilmente con la adición de carbonato de calcio por hidrolisis. El agua rompe estos enlaces de éster fraccionando la molécula en unidades de azúcar y acido gálica para convertirlos en muy solubles en la fase acuosa.

6.3.- ¿Por qué se calienta la mezcla de hojas de té y agua a ebullición?

Se calienta la mezcla