분석화학실험 | 담배가루 속에 포함된 Nicotine 추출

 

 

 

TIP

 

 

담배가루 속에 포함된 Nicotine을 추출하여, Nicotine의 함량을 계산한다.

 

 

 

Nicotine

타르, 일산화탄소와 함께 흡연 시 발생하는 주요 유독물질이다. Nicotine 자체가 유독한 발암 물질은 아니지만, 중독성을 일으킨다. 그 중독성은 해로인이나 코카인과 같은 마약과 같이 강하다. 따라서 흡연자는 점진적으로 신체적, 정신적으로 Nicotine에 의존성이 강하기 때문에 담배를 끊는 것이 매우 어렵게 된다. 담배 한 개비에는 10㎎ 정도의 Nicotine이 들어 있는데, 이 중 흡수되는 Nicotine 양은 1㎎ 정도이나, 흡연 양상에 따라 3㎎을 넘을 수도 있다. 사람에게 있어 Nicotine의 치사량은 체중 1㎏당 1㎎정도 이고, 담배 1개피에 들어 있는 Nicotine을 추출하여 닭에게 주사하는 경우 닭은 즉사하게 된다.

 

담배연기가 체내에 들어오게 되면 Nicotine은 폐 속 깊이 들어와서 혈액 속으로 속히 흡수되어 심장과 뇌로 전달하게 된다. 그리하여 Nicotine은 신체의 많은 부분 즉 심장, 혈관, 호르몬 체계, 신진대사, 뇌 등에 영향을 미치게 된다. Nicotine은 흡연자가 더 흡연을 하도록 하는 쾌감을 만들어내고 뇌세포 간의 정보 전달을 방해함으로 진정제 역할을 한다.

 

신경계가 Nicotine에 적응함으로 인하여 흡연자는 흡연 양을 늘리게 되고 혈액 속에 Nicotine 함량을 증가시킨다. 흡연자의 신체는 Nicotine에 대한 약물 내성을 발달시키게 되고 이것이 장기간에 걸친 흡연양의 증가로 이끌어가게 된다. 결국 흡연자는 어느 정도의 Nicotine 수준에 도달하게하기 위해서 섭취되는 Nicotine의 분량을 계속하여 증가시키기 위해 계속적으로 흡연하게 된다.

 

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

① 담배 10개비에서 얻어낸 분쇄된 담배잎과 5% NaOH 수용액 100㎖를 400㎖ 비커에 넣고 15분간 저어준다.

 

② Buchner 깔때기를 단 감압여과 장치를 여과지를 깔은 채, 1번의 혼합액을 여과한다.

 

③ 담배잎을 깨끗한 코르크로 눌러 염기 용액이 잘 빠져나가도록 짜준다.

 

④ 담배잎을 다시 비커에 넣고 물 30㎖를 붙고 잘 저어 준 후, 다시 여과한다. 사용한 담배 잎은 쓰레기통에 버린다.

 

⑤ Buchner 깔때기를 통과하여 빠진 작은 입자들을 제거하기 위해 보통의 삼각깔때기에 유리솜(유리솜은 몸에 해롭다. 장갑을 끼고 Hood에서 작업한다.)을 넣고 다시 여과한다.

 

⑥ 유리솜은 물로 씻고 씻은 액은 염기용액에 합한다. 여과액은 아직도 작은 입자가 남아 있으면 다시 새 유리솜을 깔때기에 깔고 여과해 준다.

 

⑦ Ether 층을 분리하여(이 때 물층액에 생긴 emulsion을 ether와 함께 받아내지 않도록 한다.) 비커에 받아낸 후, 수용액을 다시 분액깔때기에 넣어 두 번 더 같은 양의 ether로 추출하여 받아낸 모든 ether를 모은다. 만일 ether 용액에 부유물(emulsion 등)이나 물이 있으면 다시 비커에 따라 내어 분리한다.

 

⑧ Ether 용액을 따뜻한 물에 담근 채로 감압장치를 이용하여 ether를 제거한다. ether는 끓는점이 34.48℃로 낮으므로, 손쉽게 제거할 수 있다. 소량의 oil과 고체가 남게 되면 여기에 1㎖의 물과 4㎖의 메탄올을 부어 잘 섞은 후 깔때기에 역시 유리솜을 깔고 여과한다.(증류수보다 Methanol을 먼저 투입해야 소량의 oil과 고체를 잘 녹일 수 있다.)

 

⑨ 깔때기와 솜을 5㎖의 메탄올로 씻고 씻을액을 합해준다. 이 때 여액(filtrate)은 맑아야 하는데 그렇지 않을 경우는 한 번 더 같은 방법으로 여과한다.

 

⑩ 여과액에 picric acid로 포화된 메탄올 용액 10㎖를 가해 준다. 즉시 노란색의 nicotine dipicrate가 침전될 것이다.

 

⑪ 여과지가 있는 Hirsch funnel로 감압여과 시키고 계속 감압시킨 상태로 고체 생성물을 공기 건조한다.

 

⑫ 여기에 받아낸 nicotine dipicrate의 mp는 216～217℃이다.

 

⑬ 시계 접시에 생성물을 담아 하루동안 건조 시키면 mp가 217～220℃가 된다.

 

⑭ 건조된 고체의 무게와 mp를 재어 담배 잎 속의 nicotine 함량과 순도를 계산한다.

 

 

 

 

[분석화학실험]담배가루 속에 포함된 Nicotine 추출 레포트