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咖啡因
(植物生物鹼)
鎖定
咖啡因,化學式為C8H10N4O2,是一種黃嘌呤生物鹼化合物,是一種中樞神經興奮劑,能夠暫時的驅走睡意並恢復精力,臨牀上用於昏迷復甦。有咖啡因成分的咖啡、茶、軟飲料及能量飲料十分暢銷,因此,咖啡因也是世界上最普遍被使用的精神藥品。
- 中文名
- 咖啡因
- 外文名
- Caffeine
- 別 名
- 1,3,7-三甲基黃嘌呤
- 化學式
- C8H10N4O2
- 分子量
- 194.19
- CAS登錄號
- 58-08-2
- EINECS登錄號
- 200-362-1
- 熔 點
- 235 至 238 ℃
- 密 度
- 1.23 g/cm³
- 外 觀
- 白色結晶性粉末
- 安全性描述
- S16;S36/37;S45
- 危險性描述
- R22
- UN危險貨物編號
- 1544
咖啡因物質來源
咖啡因是一種植物生物鹼,在許多植物中都能夠被發現。作為自然殺蟲劑,它能使吞食含咖啡因植物的昆蟲麻痹。人類最常使用的含咖啡因的植物包括咖啡、茶及一些可可。其他不經常使用的包括一般被用來製茶或能量飲料的巴拉圭冬青和瓜拿納樹。兩個咖啡因的別名:馬黛因和瓜拿納因子就是從這兩種植物演化而來。
世界上最主要的咖啡因來源是咖啡豆(咖啡樹的種子),同時咖啡豆也是咖啡的原料。咖啡中的咖啡因含量極大程度上依賴於咖啡豆的品種和咖啡的製作方法,甚至同一棵樹上的咖啡豆中的咖啡因含量都有很大的區別。一般來説一杯咖啡中咖啡因的含量從阿拉伯濃縮咖啡中的40毫克到濃咖啡中的100毫克。深焙咖啡一般比淺焙咖啡的咖啡因含量少,因為烘焙能減少咖啡豆裏的咖啡因含量。阿拉伯咖啡的咖啡因含量通常比中果咖啡低。 咖啡也含有痕量的茶鹼,但不含可可鹼。
茶是另外一個咖啡因的重要來源,每杯茶的咖啡因含量一般只有每杯咖啡的一半,決定於製茶的強度。特定品種的茶,例如紅茶和烏龍茶,比其他茶的咖啡因含量高。茶含有少量的可可鹼以及比咖啡略高的茶鹼。茶的製作對於茶有很大影響,但是茶的顏色幾乎不能指示咖啡因的含量。
咖啡因也是軟飲料中的常見成分,例如可樂,最初就是由可樂果製得。一瓶軟飲料中一般含有10毫克至50毫克的咖啡因。能量飲料,例如紅牛,每瓶含有50毫克咖啡因。這些飲料中的咖啡因來源於它們所用的原始成分或由脱咖啡因咖啡所得的添加劑,也有是通過化學合成的。瓜拿納,很多能量飲料的基本成分,含有大量的咖啡因及少量的可可鹼。自然存在的緩釋賦形劑中含有少量茶鹼。
咖啡因基本信息
中文名稱:咖啡因
英文名稱:Caffeine
化學名稱:1,3,7-三甲基黃嘌呤
化學式:C8H10N4O2
分子量:194.19
CAS號:58-08-2
咖啡因理化性質
密度:1.23g/cm3
熔點:234-236.5℃
外觀: 白色結晶性粉末
溶解性:溶於氯仿、水、乙醇,易溶於稀酸,微溶於乙醚
咖啡因分子結構數據
摩爾折射率:50.38
摩爾體積(cm3/mol):133.399
等張比容(90.2K):364.549
表面張力(dyne/cm):55.771
咖啡因計算化學數據
計疏水參數計算參考值(XlogP):-0.1
氫鍵供體數量:0
氫鍵受體數量:3
可旋轉化學鍵數量:0
互變異構體數量:
拓撲分子極性表面積(TPSA):58.4
重原子數量:14
表面電荷:0
複雜度:293
同位素原子數量:0
確定原子立構中心數量:0
不確定原子立構中心數量:0
確定化學鍵立構中心數量:0
不確定化學鍵立構中心數量:0
咖啡因藥理學
咖啡因管制
中華人民共和國把咖啡因列為“精神藥品”管制,屬於一種毒品。根據《中華人民共和國刑法》第347條,走私、販賣、運輸、製造毒品,無論數量多少,都應當追究刑事責任,予以刑事處罰。按刑法第347條及最高人民法院的解釋,涉及“數量大”(200公斤以上)者最高刑罰為死刑,涉及“數量較大”(50公斤以上但不滿200公斤)者處7年以上有期徒刑。刑法第348條把非法持有“數量大”或“數量較大”的毒品列為可判處監禁的罪行。
中國台灣地區行政院消保會於2006年8月1日則推行咖啡因分級制度,主要針對台灣主要十一家連鎖咖啡店的現煮咖啡,包括濃縮咖啡或其他類型,推動按照紅色、黃色、綠色顏色差異標示來提醒消費者每杯咖啡的咖啡因含量。其中紅色為200-300毫克或以上、黃色為100-200毫克、綠色為100毫克以下。這項措施不具強制性,但業者多半配合,只是標示方式未必清楚,有些標在菜單上,有些則印製成傳單讓消費者索取。
咖啡因藥典信息
咖啡因來源
本品為1,3,7-三甲基-3,7-二氫-1H-嘌呤-2,6-二酮一水合物或其無水物,按乾燥品計算,含C5H10N4O2不得少於98.5%。
咖啡因性狀
本品為白色或帶極微黃綠色、有絲光的針狀結晶或結晶性粉末,無臭,有風化性。
本品在熱水或三氯甲烷中易溶,在水、乙醇或丙酮中略溶,在乙醚中極微溶解。
熔點
本品的熔點(通則0612第一法)為235-238°C。
咖啡因鑑別
1、取本品約10mg,加鹽酸1mL與氯酸鉀0.1g,置水浴上蒸乾,殘渣遇氨氣即顯紫色,再加氫氧化鈉試液數滴,紫色即消失。
2、取本品的飽和水溶液5mL,加碘試液5滴,不生成沉澱,再加稀鹽酸3滴,即生成紅棕色的沉澱,並能在稍過量的氫氧化鈉試液中溶解。
3、本品的紅外光吸收圖譜應與對照的圖譜(光譜集1289圖)一致。
咖啡因檢查
溶液的澄清度
取本品1.0g,加水50mL,加熱煮沸,放冷,溶液應澄清。
有關物質
照薄層色譜法(通則0502)試驗。
溶劑:三氯甲烷-甲醇(3:2)。
供試品溶液:取本品適量,加溶劑溶解制成每1mL中約含20mg的溶液。
對照溶液:精密量取供試品溶液適量,用溶劑定量稀釋製成每1mL中約含0.10mg的溶液。
色譜條件:採用硅膠GF254薄層板,以正丁醇-丙酮-三氯甲烷-濃氨溶液(40:30:30:10)為展開劑。
測定法:吸取上述兩種溶液各10µL,分別點於同一薄層板上,展開,取出,晾乾,在紫外光燈(254nm)下檢視。
限度:供試品溶液如顯雜質斑點,與對照溶液的主斑點比較,不得更深。
乾燥失重
取本品,在105°C乾燥2小時,減失重量不得過8.5%,如為無水咖啡因,在105°C乾燥1小時,減失重量不得過0.5%(通則0831)。
熾灼殘渣
不得過0.1%(通則0841)。
重金屬
取本品0.50g,加水20mL,加熱溶解後,放冷,加醋酸鹽緩衝液(pH3.5)2mL與水適量使成25mL(必要時濾過),依法檢查(通則0821第一法),含重金屬不得過百萬分之十。
咖啡因含量測定
取本品約0.15g,精密稱定,加醋酐-冰醋酸(5:1)的混合液25mL,微温使溶解,放冷,加結晶紫指示液1滴,用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定至溶液顯黃色,並將滴定的結果用空白試驗校正。每1mL高氯酸滴定液(0.1mol/L)相當於19.42mg的C8H10N4O2。
咖啡因類比
中樞興奮藥。
咖啡因貯藏
咖啡因安全信息
咖啡因安全術語
S16:Keep away from sources of ignition - No smoking.
遠離火源,禁止吸煙。
S36/37:Wear suitable protective clothing and gloves.
穿戴適當的防護服和手套。
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
發生事故時或感覺不適時,立即求醫(可能時出示標籤)。
咖啡因風險術語
R22:Harmful if swallowed.
吞食是有害的。
- 參考資料
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- 1. 咖啡因 .化學品數據庫[引用日期2016-07-09]
- 2. 世界衞生組織國際癌症研究機構致癌物清單 3類致癌物清單(共502種) .紹興市市場監督管理局[引用日期2022-10-28]
- 3. 中國藥典委員會.中華人民共和國藥典(二部):中國醫藥科技出版社,2020:P797