Химическая формула кофеина

Опубликовано: 10 Февраля, 2023

Кофеин представляет собой пуриновый алкалоид и триметилксантин, который действует как стимулятор центральной нервной системы (ЦНС). Его химическая формула C 8 H 10 N 4 O 2 , также называемая метилтеобромином, 1,3,7-триметилксантином, 7-метилтеофиллином, гуаранином или теином. Он выглядит как белый кристаллический пурин без запаха и имеет горький вкус. Это метилксантиновый алкалоид, который встречается в природе в семенах, листьях и плодах некоторых растений и деревьев, произрастающих в Африке, Восточной Азии и Южной Америке. Его можно синтезировать реакцией между диметилмочевиной и малоновой кислотой. Кофеин естественным образом получают из пуринового ксантина, который присутствует более чем в шестидесяти растениях, включая кофе, чай и какао. Это наиболее часто используемое психоактивное вещество во всем мире. При употреблении кофеин попадает в организм и связывается с аденозиновыми рецепторами в центральной нервной системе (ЦНС), предотвращая связывание аденозина. Кофеин оказывает как положительное, так и отрицательное влияние на здоровье. После многократного ежедневного употребления кофеин может вызывать умеренную форму наркотической зависимости. Таким образом, когда человек прекращает использовать его после многократного использования, это приводит к таким симптомам, как сонливость, головные боли и раздражительность.

Структура кофеина

Химическая формула кофеина C 8 H 10 N 4 O 2 , т. е. он состоит из восьми атомов углерода, десяти атомов водорода, четырех атомов азота и двух атомов кислорода. Структура кофеина аналогична структуре пуринового кольца. Кофеин представляет собой триметилксантин, который состоит из двух конденсированных пиримидиндионовых и имидазольных колец и имеет три метильные группы, расположенные в положениях 1, 3 и 7. Пиримидиндионовые кольца и имидазольные кольца представляют собой гетероциклические кольца, где пиримидиндионовое кольцо представляет собой 6-членное кольцо с двумя атомов азота, а имидазольное кольцо представляет собой 5-членное кольцо с двумя атомами азота.

Приготовление кофеина

  • Кофеин — это метилксантиновый алкалоид, который встречается в природе в семенах, листьях и плодах нескольких растений и деревьев, произрастающих в Африке, Восточной Азии и Южной Америке.
  • Его можно синтезировать реакцией между диметилмочевиной и малоновой кислотой.
  • Он также может быть получен при обработке теобромина йодидом метила и метоксидом натрия.
  • При обработке мочевой кислоты йодидом метила в щелочном растворе образуется 1,3,7-триметилмочевая кислота. При дальнейшем нагревании с фосфорилхлоридом (POCl 3 ) образуется хлоркофеин, который при дальнейшем восстановлении йодоводородом образует кофеин.
  • Кофеин производится как побочный продукт при производстве кофе без кофеина методом декофеинизации. В процессе декофеинизации кофеин и кофе без кофеина производятся путем извлечения кофеина из его природных источников, таких как кофе.

Свойства кофеина

Химическая формула С 8 Н 10 Н 4 О 2
Название ИЮПАК 1,3,7-триметилпурин-2,6-дион
УЛЫБКИ CN1C=NC2=C1C(=O)N(C(=O)N2C)C
Молярная масса 194,194 г/моль
вид Белые кристаллы
Запах Без запаха
Вкус Горький
Плотность 1,23 г/см 3
Температура плавления от 235 до 238 ° C (безводный)
Точка кипения 178°С
Растворимость Мало растворим в воде и органических растворителях, умеренно растворим в эфире.

Использование кофеина

  • Кофеин является стимулятором центральной нервной и дыхательной систем. Его можно использовать для лечения и профилактики нарушений дыхания у недоношенных детей. Он повышает спортивные результаты как в аэробных, так и в анаэробных ситуациях. Он считается утренним топливом и может задерживать или останавливать сон и улучшать выполнение задач во время недосыпания. Он используется в энергетических напитках, безалкогольных напитках и других напитках.

Побочные эффекты кофеина

  • Передозировка кофеина может привести к кофеиновой интоксикации, то есть к состоянию чрезмерной стимуляции центральной нервной системы. Это клинически значимое временное состояние, которое развивается во время или вскоре после употребления кофеина.
  • Высокое потребление кофеина в энергетических напитках было связано с краткосрочными побочными эффектами сердечно-сосудистой системы.
  • Употребление более 400 мг кофеина в день может привести к бессоннице, беспокойству, беспокойству, дискомфорту в желудке, тошноте, учащенному пульсу, респираторным симптомам, головным болям, стрессу, возбуждению, гипервентиляции, галлюцинациям, диурезу и нарушениям свертываемости крови.

Часто задаваемые вопросы о кофеине

Вопрос 1: Как получают кофеин из мочевой кислоты?

Отвечать:

When uric acid is treated with methyl iodide in an alkaline solution, it produces 1,3,7-trimethyluric acid. On heating this further with phosphoryl chloride (POCl3), it produces chlorocaffeine, which forms caffeine on further reduction with hydrogen iodide. 

Вопрос 2: Какова структура кофеина?

Отвечать:

The chemical formula of caffeine is C8H10N4O2, i.e., it is composed of eight carbon atoms, ten hydrogen atoms, four nitrogen atoms, and two oxygen atoms. The structure of caffeine is similar to that of the purine ring. 

Вопрос 3: Что подразумевается под кофеином?

Отвечать:

Caffeine is a purine alkaloid and a trimethyl xanthine that acts as a stimulant for the Central Nervous System (CNS). Its chemical formula is C8H10N4O2.

Вопрос 4: В чем польза кофеина?

Отвечать:

Caffeine is a stimulant for the central nervous and respiratory systems. It enhances athletic performance in both aerobic and anaerobic situations. It is considered a morning fuel and can delay or stop sleep and enhance task performance during sleep deprivation. It is used in energy drinks, soft drinks, and other beverages.

Вопрос 5: Каковы свойства кофеина?

Отвечать:

Caffeine is a purine alkaloid whose chemical formula is C8H10N4O2. It appears as an odorless, white crystalline purine and has a bitter taste. Its melting point is 235-238 °C and its boiling point is 178 °C. Its molecular weight and density are 194.194 g/mol and 1.23 g/cm3, respectively. It is moderately soluble in water at room temperature but is freely soluble in boiling water.

Вопрос 6: Каковы побочные эффекты кофеина?

Отвечать:

Overdosage of caffeine may result in caffeine intoxication, which is a state of overstimulation of the central nervous system.

Связанные ресурсы

  • Sodium Chloride
  • Magnesium Chloride
  • Magnesium Carbonate