有机化学实验教学之菠菜色素的提取和柱层析分离.docx

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1、有机化学实验教学之菠菜色素的提取和柱层析分离有机化学实验教学之菠菜色素的提取和柱层析分离一、实验目的1、通过绿色植物色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法；2、通过柱色谱和薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。二、实验原理绿色植物如菠菜叶中含有叶绿素绿、胡萝卜素橙和叶黄素黄等多种天然色素。叶绿素存在两种构造类似的形式即叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)，其差异仅是叶绿素a中一个甲基被甲酰基所取代进而构成了叶绿素b。它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光合作用所必需的催化剂。植物中叶绿素a的含量通常是b的3倍。尽管叶绿素分子

2、中含有一些极性基团，但大的烃基构造使它易溶于醚、石油醚等一些非极性的溶剂。胡萝卜素C40H56是具有长链构造的共轭多烯。它有三种异构体，即-胡萝卜素、-胡萝卜素和-胡萝卜素，其中-胡萝卜素含量最多，也最重要。在生物体内，-胡萝卜素受酶催化氧化构成维生素A。目前-胡萝卜素已可进行工业生产，可作为维生素A使用，可以作为食品工业中的色素。叶黄素C40H56O2是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量通常是胡萝卜素的两倍。与胡萝卜素相比，叶黄素较易溶于醇而在石油醚中溶解度较小。三、主要仪器与试剂仪器：研钵、布氏漏斗、圆底烧瓶、直形冷凝管、层析缸试剂：硅胶G，中性氧化铝，甲醇，石油醚60-90，丙酮，乙

3、酸乙酯，菠菜叶。四、实验流程五、操作步骤1、菠菜色素的提取称取2g洗净后的新鲜或冷冻的菠菜叶，用剪刀剪碎并与10mL甲醇拌匀，在研钵中研磨约5min然后用布氏漏斗抽滤菠菜汁，弃去滤渣。将菠菜汁放回研钵，每次用10mL3:2体积比的石油醚-甲醇混合液萃取两次，每次需加以研磨并且抽滤。合并深绿色萃取液，转入分液漏斗，每次用5mL水洗涤两次，以除去萃取液中的甲醇。洗涤时要轻轻旋荡，以防止产生乳化。弃去水-甲醇层，石油醚层用无水硫酸钠枯燥后滤入圆底烧瓶，在水浴上蒸去大部分石油醚至体积约为1mL为止。2、薄层层析取四块显微载玻片，用硅胶G加0.5%羧甲基纤维素调制后制板，晾干后在110活化1h。展开剂：

4、a石油醚-丙酮=8:2体积比b石油醚-乙酸乙酯=6:4体积比取活化后的层析板，点样后，小心放入预先参加选定展开剂的广口瓶内，盖好瓶盖。待展开剂上升至规定高度时，取出层析板，在空气中晾干，用铅笔做出标记，并进行测量，分别计算出Rf值。分别用展开剂a和b展开，比拟不同展开剂系统的展开效果。观察斑点在板上的位置并排列出胡萝卜素、叶绿素和叶黄素的Rf值的大小次序。注意更换展开剂时，须枯燥层析瓶。3、柱层析在层析柱中，加3cm高的石油醚。另取少量脱脂棉，先在小烧杯用石油醚浸湿，挤压以驱除气泡，然后放在层析柱底部，轻轻压紧，塞住底部。将3g层析用的中性氧化铝150160目，从玻璃漏斗中缓缓参加，小心打开柱

5、下活塞，保持石油醚高度不变，流下的氧化铝在柱子中堆积。必要时用橡皮锤轻轻在层析柱的周围敲击，使吸附剂装得均匀致密。柱中溶剂面由下端活塞控制，既不能满溢，更不能干涸。装完后，上面再加一片圆形滤纸，打开下端活塞，放出溶剂，直到氧化铝外表溶剂剩下12mm高时关上活塞注意！在任何情况下，氧化铝外表不得露出液面。将上述菠菜色素的浓缩液，用滴管小心地加到层析柱顶部，加完后，打开下端活塞，让液面下降到柱面以上1mm左右，关闭活塞，加数滴石油醚，打开活塞，使液面下降，经几次反复，使色素全部进入柱体。待色素全部进入柱体后，在柱顶小心加洗脱剂石油醚-丙酮溶液9:1体积比。打开活塞，让洗脱剂逐滴放出，层析即开场进行，用锥形瓶采集。当第一个有色成分即将滴出时，取另一锥形瓶采集，得橙黄色溶液，它就是胡萝卜素。用石油醚-丙酮7:3体积比作洗脱剂，分出第二个黄色带，它是叶黄素1。再用丁醇-乙醇-水3:1:1体积比洗脱叶绿素a蓝绿色和叶绿素b黄绿色。六、注释1叶黄素易溶于醇而在石油醚中溶解度较小，从嫩绿菠菜得到的提取液中，叶黄素含量很少，柱色谱中不易分出黄色带。七、考虑题1、试比拟叶绿素、叶黄素和胡萝卜素三种色素的极性，为什么胡萝卜素在层析柱中移动最快？