КОФЕИН
КОФЕИН
Кофеин
Кофеин (хим.) или теин (иначе метилтеобромин или триметилксантин) -горькое вещество (алкалоид) кофе и чая с эмпирическим составом,отвечающим формуле C8H10N4O2 Впервые в чистом виде получен из кофейныхзерен Пеллетье и Каванту (1828); состав установлен Велером и Пфаффом сЛибихом (1832), а. тожество с теином, выделенным Удри (1827) из чайныхлистьев, Иобстом и Мульдером (1838). Штреккер (1861) получил егоискусственно действием йодистого метила на серебряное производноетеобромина, чем была установлена связь его с ксантином. Строение К., кактрехметилированного производного диуреида диоксиакриловой кислоты(ксантина), основывается (Э. Фишером, 1882) на изучении целого рядареакций его распадения на вещества более простые. Кроме кофе и чая (зерна Coffea arabica содержат обыкновенно 0,35 - 1%К., листья 1,15% - 1,25%, чайные листья 0,82% - 3,45%, причем высшиесорта чая, приготовляемые из молодых листочков, обыкновенно богаче К.,К. находится также в количестве 0,44% - 1,2% в так наз. парагвайском чае(листья Ilex paraguayensis), в орехах Sterculia acuminata(2,3% - 2,35%)и в значительно большей массе (около 5%) в гуаране (тесто,приготовляемое из семян Paullinia sorbilis). Какао также содержит К. ввиде небольшой примеси к теобромину, К. чаще всего получают в технике изчайных отбросов (чайной пыли), для чего водный отвар их осаждаютуксуснокислым свинцом, фильтруют, удаляют из фильтрата свинец сернистымводородом и, отфильтровав вновь от сернистого свинца, выпаривают раствордо кристаллизации, а затем выделившийся К. очищают перекристаллизациейиз воды или спирта. Также обрабатывают водный отвар чая окисью свинца,прибавляют поташа к слитому и выпаренному до густоты сиропа раствору иизвлекают 90% спиртом. Отогнав спирт, перекристаллизовывают остаток изводы или бензола. К. кристаллизуется из воды в длинных, гибких,шелковистых, горьковатых на вкус иглах с 1 паем кристаллизационной воды,которую в сухом воздухе теряет отчасти при обыкновенной темп. и вполнепри 100°, плавится при 234° - 235° и, улетучиваясь значительно ниже этойтемп., легко и без разложения сублимируется. Уд. в. К. = 1,23. К.растворяется в воде, спирте, хлороформе и бензоле, весьма труднорастворим на холоде в абсолютном эфире, сернистом углероде и петролейномэфире. При нагревании растворимость во всех названных растворителяхзначительно возрастает. Так, напр., 100 ч. воды при обыкн. темп.растворяют 1,35 ч. безводного К., а при 65° - 45,55 ч. В малых дозах К.применяется, как лекарственное (возбуждающее) вещество, в болеезначительных - ядовит. Реагирует К. нейтрально, но с кислотамисоединяется, образуя соли, который, впрочем, избытком воды или спиртаразлагаются; хлористо-водородная соль образует хлороплатинат ихлораурат. Щелочи и баритовая вода при нагревании превращают К. вкофеидин (маслообразное основание) с отщеплением 1 частицы углекислотыпо уравн. : С8H10N4O2 + H2O = C7H12N4O + CO2. Дальнейшее действие щелочей, атакже крепкой соляной кислоты при 240° - 250° производит полноераспадение К., совершенно аналогичное распадению ксантина и теобромина,на углекислоту, аммиак, метиламин, муравьиную кислоту и метилгликоколь(саркозин), по уравн.: С8Н10N4O2 + 6Н2O = СO2 + NH3 + 2NH2(CH3) + CH2O2 + CH2(NHCH3)COHO. При осторожном окислении смесью соляной кислоты и бертолетовой солиК. расщепляется на диметилаллоксан CO(NCH3)2(CO)3 и метилмочевинуCO(NH2)(NHCH3), а при других условиях окисления на холестрофан(диметилпарабановую кислоту) или амалиновую кислоту(тетраметилаллоксантин) и метилмочевину, что совершенно подобнораспадениям мочевой кислоты на мочевину с одной стороны и аллоксан,парабановую кислоту и аллоксантин - с другой. Эти реакции указывают нааналогию строения К. со строением мочевой кислоты и, вместе с синтезомего из ксантина, переходя через теобромин (диметилксантин), определяютприсутствие в его частице трех метильных групп и одного атома водорода,занимающего особое положение, как видно из формул C5H(CH3)3N4O2 и вышенаписанной. Действительно, 1 атом водорода в К. может быть замещенхлором, бромом, водным остатком, причем получаются хлор, бром- игидроксикофеин, напр. C5Br(CH3)3N4O2 и C5(OH)(CH3)3N4O2. Последнийспособен присоединять 2 атома брома и обменивать затем их при действииспирта на 2 этоксильные группы, что показывает непредельность К. иприсутствие в нем двойной углеродной связи. Образование из К., приокислении и последующем распадении, переходя через каффуровую кислоту,мезокзалевой кислоты C3H4OH и образование метилгидантоина при распадениигидрокаффуровой кислоты, получающейся восстановлением каффуровой,определяет нахождение в частице К. группировок. Все эти, а также инекоторые другие реакции привели Э. Фишера к тому представлению остроении К., которое дано выше. Качественной реакцией на К. служит мурексидная проба. Мочеваякислота. Способов количественного определения К., главным образом в чае,предложено несколько. Из них укажем на способ Пелиго, в главных чертахсходный с первым из описанных выше приемов получения К. По способуЦеллера; высушенный чай растворяют в крепкой серной кислоте, растворразбавляют водой, насыщают окисью свинца и извлекают горячим 86%спиртом, из которого и выкристаллизовывают К., а маточный спиртовойраствор выпаривают и остаток извлекают эфиром. Дворкович (1890)извлекает К. из чая кипящей водой, водную вытяжку промывает петролейнымэфиром для удаления жирных и экстрактивных веществ, осаждает на холодубаритом, тотчас фильтрует и, прибавив к фильтрату раствора повареннойсоли, окончательно экстрагирует К. взбалтыванием с хлороформом. Способы(напр. Мульдера), основанные на обработке веществ, содержащих К.,кипячением с известью или магнезией, не дают удовлетворительныхрезультатов, вследствие происходящего при них отчасти разложения К.(Дворкович). П. П. Рубцов.
|
