咖啡因化合物是什么？咖啡因的物理性质

　　咖啡因化合物是什么？咖啡因的物理性质。咖啡因，化学式为C8H10N4O2.是一种黄嘌呤生物碱化合物，是一种中枢神经兴奋剂，能够暂时的驱走睡意并恢复精力，临床上用于昏迷复苏。有咖啡因成分的咖啡、茶、软饮料及能量饮料十分畅销，因此，咖啡因也是世界上最普遍被使用的精神药品。

　　物理性质

　　1. 溶解性：每克咖啡因可溶于46毫升水，5.5毫升热水（80℃），1.5毫升沸水，66毫升乙醇，22毫升热乙醇（60℃），50毫升丙酮，5.5毫升氯仿，530毫升乙醚，100毫升苯，或22毫升沸苯。极易溶于吡咯及含4%水的四氢呋喃。溶于乙酸乙酯，微溶于石油醚。本品盐类在水中的溶解度，按苯甲酸盐；肉桂酸盐；柠檬酸盐；水杨酸依次增加；咖啡因的盐酸盐；硫酸盐；磷酸盐均易溶于水或醇，并分解成游离碱和酸。

　　作用与用途

　　有刺激中枢神经的功能，具有成瘾性。

　　性质与稳定性

　　1.主要用作兴奋剂、苦味剂和香料。可用于可乐型饮料和含咖啡饮料中。最高允许用量200mg/kg。

　　2.具有提神醒脑等刺激中枢神经系统的作用。我国规定可用于可乐型饮料，最大使用量为0.15g/kg。

　　合成方法

　　1.尿素法 由氯乙酸经中和；氰化；酸化得到氰乙酸，然后与尿素缩合得氰乙酰脲，再经环合；酸化；亚硝化；还原；酰化；甲基化得到咖啡因。

　　2.二甲脲法 由尿素和一甲胺缩合成二甲基脲，再与氰乙酸缩合为1.3-二甲基乙酰脲，然后经环合；亚硝化；还原；甲酰化；环合；甲基化而得咖啡因。二甲脲法收率高；成本低；消耗少；周期短；设备要求不高；操作简便；容易控制，适合于工业生产。此外，在生产低含量咖啡因的咖啡时，可得到副产品咖啡因。除了从天然物质提取的方法和上述全合成法外，还有半合成法。人可可提取可可碱，然后甲基化得到咖啡因，这是较早的半合成法。从鸟类粪素或尿酸制备咖啡因也属于这类合成法。

　　3.由氯乙酸中和、氰化、酸化得到氰乙酸，然后与尿素缩合得氰乙酰脲，再经酸化、亚硝化、还原、酰化、甲基化得到咖啡因。也可从茶叶、咖啡豆、可可中提取。

　　4.主要的制取方法为天然物提取法。将100g茶叶放入Soxhlet萃取器的滤纸筒中，加入95%的乙醇670ml，在烧瓶中再加入330ml乙醇，水浴加热回流提取，直至提取液颜色较浅为止 （2.5～3h） 。然后，将提取液用活性炭脱色，脱色后趁热抽滤，得棕色液，蒸馏回收乙醇（约420ml） ，将剩余液趁热倒出，加入45g生石灰粉，搅成浆状，蒸汽浴上蒸干成粉状，然后用升华法分离可制得咖啡因。

　　贮存方法

　　无毒塑料袋或玻璃瓶密封包装。贮存于阴凉干燥处。

　　分子结构数据

　　1、 摩尔折射率：50.38

　　2、 摩尔体积（m3/mol）：133.3

　　3、 等张比容（90.2K）：364.5

　　4、 表面张力（dyne/cm）：55.7

　　5、 极化率（10-24cm3）：19.97

　　计算化学数据

　　1、 计疏水参数计算参考值（XlogP）：-0.1

　　2、 氢键供体数量：0

　　3、 氢键受体数量：3

　　4、 可旋转化学键数量：0

　　5、 互变异构体数量：

　　6、 拓扑分子极性表面积（TPSA）：58.4

　　7、 重原子数量：14

　　8、 表面电荷：0

　　9、 复杂度：293

　　10、同位素原子数量：0

　　11、确定原子立构中心数量：0

　　12、不确定原子立构中心数量：0

　　13、确定化学键立构中心数量：0

　　14、不确定化学键立构中心数量：0

　　15、共价键单元数量：1

　　安全信息

　　危险运输编码： UN 1544 6.1/PG 2

　　危险品标志： 有害

　　危险标识：R22

　　毒理学数据

　　1、皮肤/眼睛刺激性：豚鼠，皮肤接触，标准Draize实验：100%/24H，轻度反应

　　2、急性毒性：小鼠经口LD50：>5 mg/kg；几内亚猪，皮肤接触LD50：>5 mg/kg

　　生态学数据

　　通常对水是不危害的，若无政府许可，勿将材料排入周围环境。