Extraction et dosage par CLHP de la caféine contenue dans le Coca-Cola

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1 Extracton et dosage par CLHP de la caféne contenue dans le Coca-Cola La caféne est le composant du café et du thé qu stmule le cortex cérébral. On trouve également la caféne dans les granes des plants de cola d Afrque occdentale (Cola acumnata et Cola ntda), qu sont cultvés de façon extensve en Amérque du Sud. Des extrats de ces plantes sont utlsés pour parfumer et ajouter une acton stmulante aux bossons du type Coca-Cola, au leu de la cocaïne qu elles contenaent autrefos. (Peter Atkns : Molécules au quotden). La soluton à analyser a été préparée selon le protocole suvant : Dans un bécher de 600 ml placé sur un agtateur magnétque, ntrodure 250 ml de Coca-cola et ajouter une soluton saturée de carbonate de sodum jusqu à ph envron 9. Agter vgoureusement. Ajouter 50 ml de dchlorométhane et mantenr l agtaton pendant au mons 5 mnutes. Transférer le contenu du bécher dans une ampoule à décanter. Décanter et recuellr la phase organque dans un erlenmeyer propre et sec. Réalser une deuxème extracton avec à nouveau 50 ml de dchlorométhane. Décanter et recuellr la phase organque dans le même erlenmeyer que précédemment. Sécher sur sulfate de magnésum anhydre. Fltrer la phase organque sèche et chasser le dchlorométhane à l évaporateur rotatf. Dssoudre la totalté de la caféne recuelle dans l éluant mélange acétontrle/eau : 70/30 (V/V) et ajuster le volume à 20,0 ml à l ade d une fole jaugée. Cette soluton est appelée soluton mère : F M. Le premer objectf de cette séance est de détermner la concentraton massque en caféne dans la bosson, par CLHP, et ce par deux technques de dosage dfférentes. Pour nformaton, les fabrcants ndquent que la concentraton est de l ordre de 70 à 80 m. Le deuxème objectf est de vor quelles sont les nfluences de quelques paramètres (débt, température et proporton d éluant) sur une analyse par CLHP. 1. Mse en évdence du domane de lnéarté L analyse se fat sur une colonne Gemn C18 (150*4,6) 5 µm en mode socratque avec pour éluant un mélange acétontrle eau, 70/30 (V/V). La boucle d njecton est de 20 µl. La détecton se fat par barrette de dodes à 254 nm. La serngue utlsée a une capacté de 250 µl. Q1. Se rensegner sur la sgnfcaton de chacun de ces termes. Injecter une soluton de caféne en CLHP et reporter dans le tableau c-dessous la hauteur et la surface du pc chromatographque de la caféne. Effectuer les dlutons au dem (à 50% : ppette jaugée de 10 ml / fole jaugée de 20 ml) et effectuer les mesures de la hauteur et de la surface. Renouveler jusqu à avor ms en évdence un domane de lnéarté pour un des paramètres. H 3 C O O CH 3 CH 3 Concentraton de la soluton de caféne (100 ml) F E 0 de concentraton exacte connue et proche de 1 dans l éluant : 4,985 Fole mère F E 0 F E 1 F E 2 F E 3 F E 4 F E 5 Facteur de dluton 1 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 Concentraton / µg.ml -1 Hauteur de pc (H) 3487,8 3388,6 2502,4 1738,3 873,3 443,3 Surface de pc (A) 263,33 232,75 175,25 98,24 50,66 25,65 Fole mère F E 6 F E 7 F E 8 F E 9 F E 10 F E 11 Facteur de dluton 1/64 1/128 1/256 1/512 1/1024 1/2048 Concentraton / µg.ml -1 Hauteur de pc (H) 224,1 118,7 59,6 30,3 15,2 8,6 Surface de pc (A) 12,57 6,87 3,46 1,78 0,95 0,63 Q2. Tracer les courbes A = f( ) et H = f( ) sur Excel. En dédure le domane de lnéarté (sans brut de fond). Proposer un facteur de dluton et en dédure l ordre de grandeur du volume de soluton mère à dluer dans une fole de 20 ml pour être dans le domane de lnéarté. XB - ECPB 1/6

2 2. Dosage de la caféne par CLHP par gamme d nage Avant de réalser cette dluton, vous devez fare valder votre «apttude à la maîtrse d une ppette automatque» réalsée sur de l eau sur un volume de 150 µl Préparaton de la gamme et tracé de la courbe d nage A partr de la soluton de caféne (F E 0), à 4,985, préparer une sére de cnq solutons dluées dans cnq foles jaugées (F G1 à F G5) de 20 ml selon le tableau c-dessous. Injecter chacune des solutons préparées en CLHP. uméro de la fole F G1 F G2 F G3 F G4 F G5 V(F E 0)/ µl caféne dans F G/ m A caféne 0,49 0,87 1,52 2,53 4,32 h caféne 7,78 14,46 26,98 42,45 72,21 Tracer les courbes d nages. Détermner les paramètres des régressons lnéares (a, b, c, d et coeffcent de détermnaton) : A caféne = a caféne + b et h caféne = c caféne + d Dosage de la caféne contenue dans le Coca-cola Dans une fole jaugée de 20 ml, ntrodure le volume adapté (de l ordre de 30 µl, mesuré exactement) de soluton mère (F M ) et compléter à 20 ml avec l éluant. La soluton ans préparée est appelée soluton flle F F. Injecter en CLHP la soluton flle F F. Q3. A partr des courbes d nage, détermner C caféne pour la fole F F. En dédure la concentraton de la caféne dans la fole mère F M pus dans le Coca-cola. 3. Dosage de la caféne par CLHP par la méthode de l nterne 3.1. Préparaton de la fole et njecton du mélange Préparer la fole (F E EI) en y ntrodusant 30 µl de la soluton de caféne (F E 0) et 150 µl de la soluton d nterne de concentraton proche de 1 (F EI). Concentraton de l de caféne dans F E 0 : Concentraton de l de caféne dans F E EI : 4,985 Concentraton de l nterne dans F EI : Concentraton de l nterne dans F E EI : Injecter en CLHP la soluton F E EI. Effectuer un test de répétablté valdé en dessous de 0,5 % et remplr le tableau c-dessous. t R / mn A Test de répétablté O/ Essas Etalon nterne Caféne Valeurs gardées : Etalon nterne Caféne t R / mn h / m XB - ECPB 2/6

3 3.2. Préparaton de la fole de dosage (F F EI) et njecton Dans une fole de 20 ml, ntrodure le volume adapté (de l ordre de 30 µl, mesuré exactement) de soluton mère (F M ) ans que 150 µl de la soluton de l nterne (F EI). Compléter à 20 ml avec l éluant. La soluton ans préparée est appelée soluton flle F F EI. Etalon nterne utlsé : Concentraton de l nterne dans (F EI): Injecter en CLHP la soluton flle F F EI. Remplr le tableau c-dessous. t R / mn Composé A / m Q4. Montrer que : = nterne caféne caféne caféne caféne nterne Q5. En dédure la concentraton de la caféne dans la fole mère F M pus dans le Coca-cola. En dédure la masse de caféne extrate du Coca-cola. Q6. Comparer les résultats obtenus par les deux méthodes. 4. Influence de paramètres de la chaîne de CLHP Sur le mélange de votre chox, njecter en changeant : 1. le débt, 2. la température, 3. la proporton d éluant. Remplr le tableau suvant. Mélange chos : Essa Débt / ml.mn -1 t / C % AcC t r / mn A h th R As Q7. Conclure l nfluence de chacun des paramètres. Q8. Explquer l ntérêt de s ntéresser à th, R et As. XB - ECPB 3/6

4 Feulle de résultats OMS : Q1. Sgnfcaton de chacun des termes Gemn C18 150*4,6 5 µm mode socratque boucle d njecton acétontrle eau, 70/30 (V/V) Détecteur à barrette de dodes 1. Mse en évdence du domane de lnéarté Q2. Domane de lnéarté Protocole de dluton 2. Dosage de la caféne par CLHP par gamme d nage Apttude à la maîtrse d une ppette automatque Valdé on valdé 2.1. Préparaton de la gamme et tracé de la courbe d nage uméro de la fole F G1 F G2 F G3 F G4 F G5 F G6 V(F E0)/ µl caféne / m Courbes d nages A caféne = a caféne + b a = c = b = d = r² = r² = h caféne = c caféne + d XB - ECPB 4/6

5 2.2. Dosage de la caféne contenue dans le Coca-cola Q3. caféne (F F ) = m caféne (F M ) = m caféne (Coca-cola) = m 3. Dosage de la caféne par CLHP par la méthode de l nterne 3.1. Préparaton de la fole et njecton du mélange Concentraton de l de caféne dans F E 0 : Concentraton de l de caféne dans F E EI : 4,985 Concentraton de l nterne dans F EI : Concentraton de l nterne dans F E EI : t R / mn A Essas Etalon nterne Test de répétablté O/ Caféne t R / mn h / m Etalon nterne Caféne 3.2. Préparaton de la fole de dosage (F F EI) et njecton Etalon nterne utlsé : Concentraton de l nterne dans (F EI): t R / mn Composé A / m Q4. Q5. caféne (F F ) = m caféne (F M ) = m caféne (Coca-cola) = m caféne (Coca-cola) = m XB - ECPB 5/6

6 Q6. 4. Influence de paramètres de la chaîne de CLHP Mélange chos : Essa Débt / ml.mn -1 t / C % AcC t r / mn A h th R As Q5. Concluson sur l nfluence de : débt : température : proporton d éluant : Q6. th : R : As : XB - ECPB 6/6

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