Способ количественного определения кофеина

СОЮЗ СОВЕТСНИХн,иициииини ииииРЕСПУБЛИН 09) И 1) 4(51) С 01 И 21/78 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН ВТСВСНСВУ СВСВВТВЪСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(56) 1. Поледюк-Фабини Р., Бейрих Т.11 1Органический анализ, .Л., Химия1981, с. 324,2. Там же, с. 375 (прототип),(54) (57) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОФЕИНА, включающий обработ" ку химическим реагентом и фотометрирование раствора, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности способа, про.бу анализируемого вещества последовательно обрабатывают 3 н, соляной кислотой и 15 Х-ной перекисью водорода при мольном соотнощении в пересчете на НСВ и Н О (2,64-3,95):1, вы - дермивают при комнатной температуре в течение 20-25 мин, затем нагревают до 100-120 С с последующим растворе 0,нием в воде сухого остатка и фотомет рированием полученного раствора.11335Изобретение относится к аналитической химии, а именно к фотометри-ческим методам определения содержания кофеина в растворе, и может бытьиспользовано для определения содержания кофеина в кофе, кофесодержащих напитках, а также при анализесырья и готовой продукции пищевого,фармацевтического производства, органического синтеза. 1 О,Известен способ качественногоопределения кофеина путем обработкипробы анализируемого вещества перекисью водорода и соляной кислотой,выпаривания с образованием окрашенного остатка и его обработки раствором аммиака 1 .Недостатком способа является невозможность количественного определения кофеина, связанная с тем, что 20окраска продукта реакции - мурексида неустойчива во времени и поэтомунепригодна для Фотометрирования.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ количественного определения кофеина йутемобработки пробы анализируемого вещества ацетилацетоном и растворомедкого натра при 80 С, растворомо1П-диметиламинобензальдегида в концентрированной соляной кислоте прирН 7,2 с последующим измерением оптической плотности полученного раствора 2,35Недостаток известного способасостоит в его невысокой чувствительности.Целью изобретения является повышание чувствительности способа. 1 ОПоставленная цель достигаетсятем, что согласно способу количественного определения кофеина пробуанализируемого вещества последовательно обрабатывают 3 н. солянойкислотой и 153-ной перекисью водородапри мольном соотношении в пересчетена НС 3 и Н О, (2,64-3,95):1, выдерживают при комнатной температуре втечение 20-25 мин, затем нагреваютдо 100-120 С с последующим растворением в воде сухого остатка и фотомет.рированием полученного раствора.Последовательное осуществлениевсех описанных стадий является отличительным признаком способа.Необходимость соблюдения темпера,турных условий проведения реакции 14количественного гидролитического окисления кофеина в тетраметилпурпуровую кислоту (ТМПК) обусловлена следующим. Проведение 1 этапа реакции окисления при комнатной температуре предотвращает быстрое улетучивание и разложение окислителя, что обеспечивает количественный переход кофеина в ТМПК. Для завершения рассматриваемого количественного процесса требуется интервал температур 100-120 С. При температуре нижео100 С увеличивается время упариваония реакционной смеси до получения сухого окрашенного остатка, что приводит к уменьшению выхода продукта реакции в среднем до 87,37. При температуре выше 120 С происходит поотеря кофеина за счет его возгонки.Результаты использования различных количеств реагента представлены в таблицеП р и м е р 1. Определение содержания кофеина в кофе "Арабика".Кофе "Арабика" в зернах измельчают на лабораторной мельнице или кофемолке. Помол образца обрабатывают кипящей водой (4 г/100 мл). Полученную суспензию при 50-60 С фильтруют, твердый остаток отбрасывают а фильтрат используют для анализа.В делительную воронку емкостью 25 мл последовательно вносят 5-10 мл хлороформа, 1 мл Фильтрата и 0,5 мл 157.-ного раствора КОН. Кофеин экстрагируют многократным осторожным переворачиванием делительной воронки в течение 1 мин. После расслаивания системы нижний хлороформный слой переносят в фарфоровую чашку диаметр 5-6 см и отгоняют растворитель на во.дяной бане досуха.К сухому остатку, содержащему кофеин, прибавляют последовательно0,9 мл 3 н, раствора соляной кислоты и 0,22 мл 153-ного раствора перекиси водорода. После перемешиваниявращательным движением чашки раствороставляют при комнатной температурена 25 мин, а затем нагревают приО100 С на кипящей водяной бане до получения сухого остатка ТМПК.Для приготовления водного раствора ТМПК к сухому остатку в охлажденную до комнатной температуры чашкуприливают 5-10 мл дистиллированнойводы и оставляют до его полного рас20 1С Ч Х 30 1 Э Найдено кофеина меси для гидролитния Взятокофеина м 152-н 3 н. НС 0,02, мл Мольноесоотношение,НСНг 0 г кг 0)12(0,000557) 0,20(0,000929) 0,25(0,00116) 0,30(0,00139) 0,50(0,00232) О, 10(0,000464) 0,22(0,00102),00(0,003) 407,5,38:1 3,23:1 8 40,0 1,00 7,0 45 2,58 1,00 3,0 45 2,15: 350,0 1, 29 1,00б,50(0,001 71,20,0 450 450 3,23: 7 0,90(0,0027) 440,0 64 3 11335творения.Полученный раствор пурпурного цвета количественно переносят вмерную колбу (25 мл) и доводят объеем раствора до метки.Оптическую плотность полученногораствора измеряют на фотоэлектроколориметре в кюветах с толщиной слоя3 см при 537 нм.Для трех проб одного и того жеобразца кофе "Арабика" получены следующие значения оптической плотности Х): 0,251, 0,260; 0,262. Усредненное, характеризующее образец, зна-,чение Р =0,253, что соответствует15,5 мкг кофеина, превращенного вТМПК,Содержание кофеина в 100 мл исходного раствора кофе рассчитывают по формуле Эконцентрация фотометриру емого раствора кофеина,превращенного в ТМПК,мкг/мл,25объем фотометрируемогораствора ТМПК, получаемыйв результате гидролитического окисления кофеина;объем раствора кофе, отбираемый на экстракцию; отношения компонентов ческого окис14 40,103 - коэффициент, учитывающийполноту извлечения кофе-ина хлороформом за 1 этапэкстракции.Следовательно, в 100 мл исследуемого раствора Х=39,9 мг кофеина.Содержание кофеина в кофе рассчитывают по формулеХУ= - 100р)где Р - навеска кофе, взятая для приготовления исследуемого раствора. Содержание кофеина в исследуемом образце кофе "Арабика" равно 1,ООЖ,В известном способе 100 мкг кофеина соответствует показание прибора 0,305 при толщине слоя раствора в 10 мм (при разбавлении продукта реакции 1 О мл воды). В предложенном способе оптической плотности, равной 0,305, соответствует 18,2 мкг кофеина при толщине слоя раствора в 30 мм, или 54,6 мкг кофеина - 0,305 при толщине слоя раствора в 10 мм (при разбавлении продукта реакции 25 мл воды) . Следовательно, чувствительность реакции в .предлагаемом способе выше, чем в способе, основанном на образовании синей окраски при взаимодействии кофеина с П -диметиламинобензальдегидом.1133514 Продолжение таблицы Сотаовеиия компонентов смеси для гидролитического окисления Найдено кофеина Взятокофеинамкг, НСВ 153-ная Н О , мл МольноесоотношениеНС 0: 80 г ю Ф Ффюню ФФЮ Еца 441,0 3,95:1 0,43:1 30 1373 75,90 733,5 0 97,1,10 6,1 45 5,36: 2,20: 1,5(0,0045)0,75(0,0022) 95,8 750 718,.4Приведены средние арифметические энач В скобках даны концентрации реагентов Составитель С.ХованскТехред А.Кикемезей рректор Л,Пилипенко тор Р,Шишкин 943/36 Тираж ВНИИПИ Госуларст ко делам изоб 113035, Москва, ЖЗака одписно нного комитета СССР етений и открыт 35, Раушская на д. 4 филиал ППЛ "Пате ул. Проектна г. Ужго 1, 10(0,0033) О, 50(0, 0015) 0,25(0,00075) О, 18(0,00084)0,75(0,00348)1,00(0,00464)0,22 0,16:1 2,64:1 3,95;1 ия пяти параллельных определений., молях.