Kofeina

Klasyfikacja podstawowa

Metka substancji

hyperreal.info

Tripraporty na NeuroGroove: http://neurogroove.info/tagi/chemia/kofeina

Dyskusja na forum Talk: https://hyperreal.info/talk/kofeina-tek-ogolny-t406.html

Wzór chemiczny

CN1C=NC2=C1C(=O)N(C(=O)N2C)C

Inne nazwy substancji

teina, mateina, guaranina, 1,3,7-trimetylo-1H-puryno-2,6(3H,7H)-dion, 1,3,7-trimetyloksantyna, 1-metyloteobromina , Coffeinum

Odmiany nazwy substancji

kofeiny, kofeinę, kofeiną, kofeinie, mateinę, mateinie, mateiną, mateiny, teiny, teinę, teiną, teinie, guaraninę, guaraninie, guaraniną, guaraniny

Wikipedia

Na polskiej Wikipedii substancji poświęcona jest strona: https://pl.wikipedia.org/wiki/kofeina

Otrzymywanie / pozyskiwanie

Wyodrębnianie z liści herbaty

Umieszczenie oryginalnej preparatyki: Heroine2, 7 maja 2009

Redakcja preparatyki: Czeslaw, 2 stycznia 2017

Odczynniki

• Liście herbaty
• Alkohol etylowy
• Tlenek magnezu
• Kwas siarkowy 10%
• Chloroform
• Wodorotlenek sodu roztwór 10%
• Węgiel aktywny

Sprzęt

• Blender
• Aparat Soxhleta
• Kolba kulista 500 ml
• Łaźnia elektryczna
• Chłodnica zwrotna
• Łaźnia wodna
• Parownica porcelanowa
• 3 kolby stożkowe 2 l, 1 l i 100 ml
• Zestaw do destylacji (do oddestylowania rozpuszczalników oraz zagęszczania roztworów pod zmniejszonym ciśnieniem)
• Łaźnia chłodząca (niekoniecznie)
• Rozdzielacz 1 l
• Krystalizator

Preparatyka

W gilzie ekstraktora Soxhleta umieszcza się 100 g dokładnie sproszkowanych liści herbaty, ekstraktor łączy się z kolbą kulistą (poj. 500 ml) zawierającą 300 ml etanolu i chłodnicą zwrotną. Herbatę zwilża się dokładnie małymi porcjami etanolu (ok.100 ml), po czym ogrzewa zawartość kolby na łaźni elektrycznej w temperaturze wrzenia. Ekstrakcję prowadzi się tak długo, aż spływający wyciąg będzie bezbarwny (ok. 15 godz.)^[1]. Następnie przygotowuje się gęstą zawiesinę 50 g tlenku magnezowego w 300 ml wody, dodaje do niej porcjami, dokładnie mieszając, otrzymany wyciąg alkoholowy, po czym odparowuje do sucha na łaźni wodnej. Szarozieloną sypką pozostałość ekstrahuje się 3-krotnie wrzącą wodą (500, 2 x 250 ml). Do połączonych wyciągów wodnych dodaje się 50 ml 10% kwasu siarkowego i zagęszcza do ok. 1/3 objętości^[2]. Pozostałość, po ochłodzeniu do temperatury pokojowej, przenosi się do rozdzielacza i ekstrahuje 5-krotnie 30ml porcjami chloroformu. Połączone wyciągi chloroformowe przemywa się 5-10 ml 10% roztworu wodorotlenku sodowego, a następnie taką samą objętością wody i po dokładnym oddzieleniu odparowuje całkowicie rozpuszczalnik. Pozostałość (ok. 2.7 g), stanowiącą surową jasnożółtą kofeinę, oczyszcza się przez krystalizację z niewielkiej ilości wody (ok.8 ml) lub rozcieńczonego alkoholu (4 ml / 1 g)^[3]. Otrzymuje się 2 g czystej kofeiny o temperaturze topnienia 236-237 °C.

Uwagi

^[1] Podany czas wystarcza praktycznie do ilościowego wyekstrahowania kofeiny.
^[2] Ewentualnie wytrącony osad odsącza się z gorącego roztworu na lejku sitowym i po odparowaniu ekstraktu łączy z pozostałością.
^[3] Z powodu dobrej rozpuszczalności krystalizacja kofeiny z wody i rozcieńczonego alkoholu (1:1) jest dość trudna. Jeżeli wydajność po krystalizacji jest zbyt niska, przesącz należy zagęścić na łaźni wodnej do bardzo małej objętości.

Źródła

1. Gatterman L. Wieland H., Preparatyka chemiczna organiczna (tłum. pol); KTW, Kraków 1949; s. 404
2. Zofia Jerzmanowska, Preparatyka organicznych środków chemicznych; PZWL, 1972

Zastosowanie

Zastosowanie medyczne

Zmniejsza odczucie zmęczenia fizycznego i przywraca ostrość umysłu w warunkach słabości lub sennego nastroju. Kofeinę i inne pochodne metyloksantyny stosuje się do leczenia bezdechu u noworodków oraz regulacji rytmu serca. Kofeina wpływa głównie na wyższy szczebel układu nerwowego, działając pobudzająco, zwiększając koncentrację i uwagę, ułatwiając formułowanie myśli i ogólną koordynację ciała. Dopiero w większych dawkach wywiera efekt również na poziomie rdzenia kręgowego. Kofeina syntetyczna: Kofeina znajduje zastosowanie w leczeniu bólu; zwłaszcza głowy, niedomogów krążenia sercowo-naczyniowego, oraz jako lek pobudzający czynność mózgu.Kofeina wykorzystywana jest także do przygotowywania leków recepturowych. Służy również do sporządzania mieszanek o działaniu przeciwbólowym. W recepturze aptecznej często stosowana jest w formie kofeino-benzoesanu sodowego(Coffeinum Natrium Benzoicum). W Polsce zarejestrowanych jest 25 preparatów zawierających w swoim składzie kofeinę. Dominują w śród nich połączenia kofeiny z paracetamolem i NLPZ. Wymienione leki zawierają w jednej dawce od 25-100mg kofeiny. Wszystkie preparaty kofeinowe dostępne w Polsce z wyjątkiem leków przeciwmigrenowych(zawierających ergotaminę) są dostępne bez recepty lekarskiej(kategoria dostępności OTC)

Zastosowanie rekreacyjne

Spożywana w umiarkowanych ilościach usuwa zmęczenie, polepsza nastrój i koncentrację, zwiększa wydolność fizyczną organizmu, wyostrza uwagę zwiększając funkcje kognitywne, np. pamięć roboczą.

Sposoby przyjmowania, dawkowanie i zagrożenia

Przy przedawkowaniu powyżej 0,5 g powoduje silne pobudzenie psychoruchowe, przyspieszenie i niemiarowość serca, bardzo silne zwiększenie diurezy, nudności, wymioty i osłabienie. W skrajnych przypadkach (w silnym zatruciu) występują drgawki i porażenie ośrodka oddechowego.

Funkcjonowanie na rynku lub w podziemiu

Dostępna legalnie w aptece i sklepach z odżywkami dla sportowców pod postacią kofeiny bezwodnej oraz w sklepach spożywczych pod postacią ziaren kawy, herbat i napoi energetycznych.

Chemia i farmakologia substancji

Światowe spożycie kofeiny szacuje się na poziom około 120 000 ton rocznie, dzięki czemu jest ona najbardziej popularnie stosowaną substancją o działaniu psychoaktywnym. Taka liczba odpowiada średnio jednej filiżance kawy spożywanej przez każdego człowieka na planecie raz dziennie. Kofeina stymuluje działanie ośrodkowego układu nerwowego oraz zwiększa metabolizm i jako taka jest używana zarówno w celach konsumpcyjnych oraz leczniczych.

Główny mechanizm działania kofeiny opiera się na nieselektywnym antagonizmie receptorów adenozynowych A1 oraz A2A. Podczas czuwania poziom adenozyny w organizmie stopniowo rośnie, prowadząc do uczucia zmęczenia. Cząsteczka kofeiny jest strukturalnie zbliżona do adenozyny, wiążąc się z receptorami adenozynowymi na powierzchni komórek blokuje je bez pobudzania ich, działając tym samym jako konkurencyjny inhibitor.

Oprócz tego kofeina wpływa również na większość innych głównych neuroprzekaźników, w tym dopaminę, acetylocholinę, serotoninę, a także w dużych dawkach na noradrenalinę, a w niewielkim stopniu adrenalinę, glutaminian i kortyzol. Przy wysokich dawkach, przekraczających 500 miligramów, kofeina hamuje neurotransmisję GABA. Obniżenie GABA wyjaśnia, dlaczego kofeina w dużych dawkach zwiększa poziom lęku, powoduje bezsenność oraz przyspieszenie akcji serca i oddechu.

Uzależnienie i sposoby jego leczenia

Kofeina powoduje uzależnienie fizyczne, choć słabsze niż np. nikotyna. Zespół abstynencyjny przejawia się zmęczeniem, pogorszeniem nastroju i koncentracji uwagi, często także bólem głowy. Nierzadko występuje również uzależnienie psychiczne. Ryzyko nadużywania kofeiny jest jednak znikome. Przyjmowanie większych dawek nie powoduje przyjemniejszych doznań, a wręcz przeciwnie, zwiększa subiektywne odczucia negatywne, m.in. lęk, niepokój, zdenerwowanie i ogólne pogorszenie nastroju. W badaniach klinicznych zademonstrowano wręcz unikanie dużych dawek przez ochotników. Tak więc kofeina, mimo że jest środkiem psychoaktywnym i do pewnego stopnia uzależniającym, nie zagraża funkcjonowaniu społeczeństwa, ponieważ ograniczenie spożywania następuje tutaj niejako samoistnie.

Pamiętaj! Hyperreal posiada spis placówek pomocy uzależnionym: https://hyperreal.info/help

Status prawny w poszczególnych krajach

Polska

Pamiętaj! Na forum hyperreala mamy dział poruszający prawne kwestie użytkowania narkotyków: https://hyperreal.info/talk/prawo.html

Kofeina jest w Polsce legalna i dostępna bez żadnych (prawnych) ograniczeń wiekowych w postaci m.in. kawy, herbaty, napoi energetycznych oraz jako składnik niektórych suplementów diety (np. Guarana, Sesja).