綠色植物色素的提取及色譜分開（教案）

本文格式為Word版，下載可任意編輯——綠色植物色素的提取及色譜分開（教案）蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部課程教案

[試驗名稱]綠色植物色素的提取及色譜分開

[教學(xué)目標(biāo)]知識與技能:通過對綠色植物色素的提取與分開，了解自然產(chǎn)物分開提純的方法[教學(xué)重點]學(xué)習(xí)柱色譜和薄層色譜分開的基本原理及操作方法[教學(xué)難點]薄層色譜、柱層析試驗操作要點的把握和應(yīng)用[教學(xué)方法]陳述法，講演法

[教學(xué)過程]

[陳述]

1.通過綠色植物色素的提取和分開，了解自然物質(zhì)分開提純方法；

2.通過對柱色譜和薄層色譜操作方法的把握，加深了解微量有機物色譜分開、鑒定的原理。

[陳述]

綠色植物的葉、莖中，如菠菜葉，含有葉綠素（綠）、胡蘿卜素（橙）和葉黃素（黃）

等多種自然色素。葉綠素存在兩種結(jié)構(gòu)相像的形式即葉綠素a(C55H72O5N4Mg)和葉綠素b(C55H70O6N4Mg)，其區(qū)別僅是葉綠素a中一個甲基被甲?；〈鷱亩纬闪巳~綠素b。它們都是吡咯衍生物與金屬鎂的絡(luò)合物，是植物進(jìn)行光合作用所必需的催化劑。植物中葉綠素a的含量尋常是b的3倍。盡管葉綠素分子中含有一些極性基團(tuán)，但大的烴基結(jié)構(gòu)使它易溶于醚、石油醚等一些非極性的溶劑。胡蘿卜素（C40H56）是具有長鏈結(jié)構(gòu)的共軛多烯。它有三種異構(gòu)體，即a-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素和γ-胡蘿卜素，其中β-胡蘿卜素含量最多，也最重要。葉黃素（C40H56O2）是胡蘿卜素的羥基衍生物，它在綠葉中的含量尋常是胡蘿卜素的兩倍。與胡蘿卜素相比，葉黃素較易溶于醇而在石油醚中溶解度較小。

本試驗先根據(jù)各種植物色素的溶解度狀況將胡蘿卜素（橙）、葉黃素（黃）、葉綠素a

和葉綠素b從菠菜葉中提取出來，然后根據(jù)各化合物物理性質(zhì)的不同用色譜法進(jìn)行分開和鑒定。[圖示]

葉綠素a、葉綠素b、葉黃素（黃）和β-胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)式如下圖所示：

[陳述]

色譜法是分開、提純和鑒定有機化合物的重要方法。其分開原理是利用混合物中各個

成分的物理化學(xué)性質(zhì)的區(qū)別，選中擇某一個條件使各個成分流過支持劑或吸附劑時，各成分可由于其物理性質(zhì)的不同而得到分開。與經(jīng)典的分開提純手段（重結(jié)晶，升華，萃取和蒸餾等）相比，色譜法具有微量、快速、簡便和高效等優(yōu)點。按其操作不同，色譜可分為薄層色譜、柱色譜、紙色譜、氣相色譜和高壓液相色譜等。在此，我們學(xué)習(xí)柱色譜和薄層色譜（TLC）。1.柱色譜原理

液體樣品從柱頂參與，流經(jīng)吸附柱時，即被吸附在柱中固定相（吸附劑）的上端，然后從柱頂參與滾動相（洗脫劑）淋洗，由于固定相對各組分吸附能力不同，以不同速度沿柱下移，吸附能力弱的組分隨洗脫劑首先流出，吸附能力強的組分后流出，分段接收，以此達(dá)到分開、提純的目的。2.薄層色譜原理

由于混合物中的各個組分對吸附劑（固定相）的吸附能力不同，當(dāng)展開劑（滾動相）流經(jīng)吸附劑時，發(fā)生無數(shù)次吸附和解吸過程，吸附力弱的組分隨滾動相迅速向前移動，吸附力強的組分滯留在后，由于各組分具有不同的移動速率，最終得以在固定相薄層上分開。其應(yīng)用主要有：跟蹤反應(yīng)進(jìn)程；鑒定少量有機混合物的組成；分開；尋覓柱色譜的最正確分開條件等。[提問]試比較葉綠素、葉黃素和胡蘿卜素三種色素的極性，為什么胡蘿卜素在層析柱中移動

最快？

[陳述]

新鮮菠菜3g、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、硅膠G、中性氧化鋁

[陳述和演示]1.菠菜色素的提取過程

取3g新鮮菠菜葉于研缽中拌勻研磨5分鐘，殘渣用20mL的石油醚-乙醇（2:1）混合液進(jìn)行提取，共提取兩次。把浸取液合并過濾，濾液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，參與等體積的水洗滌后棄去下層的水-乙醇層，石油醚層再用等體積的水洗滌兩次，以除去乙醇和其它水溶性物質(zhì)。石油醚層用無水Na2SO4進(jìn)行枯燥、濃縮為2mL。取一半做柱層析分開，其余留作薄層層析分析。2.柱色譜的一般過程及菠菜色素的分開：

（1）選擇吸附劑：

常用的吸附劑：氧化鋁，硅膠，氧化鎂，碳酸鈣，活性炭等

選擇規(guī)則：吸附劑必需與被吸附物質(zhì)和展開劑無化學(xué)作用；吸附劑的顆粒大小要適中；可以根據(jù)被提純物質(zhì)的酸、堿性選擇適合的吸附劑。