南昌大學(xué)有機(jī)化學(xué)植物中色素提取實(shí)驗(yàn)報告

南昌大學(xué)有機(jī)化學(xué)植物中色素提取實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)名稱：有機(jī)蔬菜葉中色素的提取及分離實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解綠色蔬菜葉中色素的提取方法。2、學(xué)習(xí)紙色譜分離技術(shù)。3、學(xué)習(xí)色譜柱的填裝及分離技術(shù)。實(shí)驗(yàn)原理：1、天然色素不溶于水，但易溶于乙醇、石油醚等有機(jī)溶劑中，因此可用有機(jī)溶劑將色素提取和分離。2、分配型色譜：分配色譜利用固定相與流動相之間對待分離組分溶解度的差異來實(shí)現(xiàn)分離。分配色譜的固定相一般為液相的溶劑，依靠圖布、鍵合、吸附等手段分布于色譜柱或者擔(dān)體表面。分配色譜過程本質(zhì)上是組分分子在固定相和流動相之間不斷達(dá)到溶解平衡的過程。3、紙層析法屬于分配型色譜，其原理是以濾紙纖維的結(jié)合水為固定相，而以有機(jī)溶劑作為流動相，色素在兩相溶劑間不停地分配。由于樣品中各物質(zhì)有不同的分配系數(shù)，移動速度因此而不同，從而達(dá)到分離的目的。4.吸附性色譜：吸附色譜利用固定相吸附中心對物質(zhì)分子吸附能力的差異實(shí)現(xiàn)對混合物的分離，吸附色譜的色譜過程是流動相分子與物質(zhì)分子競爭固定相吸附中心的過程。5、柱色譜屬于吸附性色譜，其原理為：由于吸附劑對各組分的吸附能力不同，當(dāng)流動相流過固體表面時，混合物各組分在液-固兩相間分配。吸附牢固的組分在流動相分配少，吸附弱的組分在流動相分配多。流動相流過時各組分會以不同的速率向下移動，吸附弱的組分以較快的速率向下移動。隨著流動相的移動，在新接觸的固定相表面上又依這種吸附-溶解過程進(jìn)行新的分配，新鮮流動相流過己趨平衡的固定相表面時也重復(fù)這一過程，結(jié)果是吸附弱的組分隨著流動相移動在前面，吸附強(qiáng)的組分移動在后面，吸附特別強(qiáng)的組分甚至?xí)浑S流動相移動，各種化合物在色譜柱中形成帶狀分布，實(shí)現(xiàn)混合物的分離。當(dāng)以氧化鋁作為固定相時，非極性或弱極性有機(jī)物只有范德華力與固定相作用，吸附較弱：極性有機(jī)物同固定相之間可能有偶極力或氫鍵作用，有時還有成鹽作用。有機(jī)物的極性越強(qiáng)，在氧化鋁上的吸附越強(qiáng)。選擇適當(dāng)極性的展開劑能使各種有機(jī)物按先弱后強(qiáng)的極性順序形成分離帶，流出色柱。實(shí)驗(yàn)用品：新鮮菜葉、無水乙醇、石油醚、氧化鋁、丙酮研體、剪刀、小漏斗、量筒、具塞試管、多個錐形瓶、濾紙、毛細(xì)管、滴管、棉花、燒杯、玻璃棒實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：稱取5g新鮮菜葉，用剪刀剪碎后置于研體中，搗成菜泥。用10ml無水乙醇變加邊研磨，研磨成漿：然后再加10ml石油醚，邊加邊研磨一研體中的漿液呈現(xiàn)深綠色。將小漏斗放在一個錐形瓶上，漏斗內(nèi)填入少許棉花，用一次性滴管吸取研體中的綠色葉漿，注入漏斗中，過濾。然后用滴管吸取錐形瓶中的下層乙醇溶液，注入廢液缸一得到深綠色的色素-石油醚溶液。取一條剪好的濾紙條，在濾紙末端1.5cm處斜剪去兩側(cè)。在距濾紙末端1.5cm處用鉛筆畫一條細(xì)線，然后用毛細(xì)管吸取錐形瓶中的綠色液體，沿著鉛筆細(xì)線均勻地劃出一條濾液細(xì)線，待溶劑揮發(fā)后，重復(fù)4-5次。將具塞試管豎直固定在鐵架臺上，根據(jù)濾紙條長度，向試管中加入適量的石油謎丙酮溶液（石油醚：丙酮=9：1），使得濾紙條下端可浸入混合溶液中，而且濾液細(xì)線不會接觸混合溶液。將濾紙條掛在管塞的小鉤上，伸入試管中，使其下端浸入混合溶液，色素開始分離。待四種色素完全分開后，取出濾紙條，用鉛筆畫出混合溶液前沿，并且標(biāo)注各條色帶的中間位置，計算比移值一共有4條色帶，自上而下分別呈現(xiàn)橙黃色(B-胡蘿卜素)、黃色（葉黃素）、藍(lán)綠色（葉綠素a)、黃綠色（葉綠素b)。將層析柱固定在鐵架臺上，向其中加入約柱高1/2的石油醚。取大約9-10g的氧化鋁于50ml燒杯中，加入15ml石油瞇，攪拌后緩緩倒入柱內(nèi)，同時打開活塞，讓石油謎流下，循環(huán)幾次，使得氧化鋁都進(jìn)入柱內(nèi)，然后使氧化鋁慢慢沉降。加完后用玻璃棒輕敲層析柱，使氧化鋁填裝緊密且均勻，并使柱面平整。然后放一個小圓濾紙于柱內(nèi)，覆蓋在氧化鋁表面，當(dāng)石油醚降至里濾紙面一上1mm處，關(guān)閉活塞。用滴管吸取錐形瓶中的剩余溶液全部滴入層析柱中，打開活塞，讓液面降至離濾紙面1m處，滴加石油謎-丙酮溶液(9：1)進(jìn)行洗脫。打開活塞，讓洗脫液逐漸流下，當(dāng)橙黃色色帶流至柱底時，用一干凈錐形瓶收集第一色帶。然后用石油醚-丙酮溶液(1：1)洗脫，用2個干凈的錐形瓶分別收集藍(lán)綠色的色帶和黃綠色的色帶一三個錐形瓶中的液體依次呈現(xiàn)出橙黃色(B-胡蘿卜素)、藍(lán)綠色（葉綠素a)、黃綠色（葉綠素b)。整理儀器。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：美前沿距濾液細(xì)線的距離a=11.45cm胡蘿卜素距濾液細(xì)線的距離b1=10.20cm葉黃素距濾液細(xì)線的距離b2=7.30cm葉綠素a距濾液細(xì)線的距離b3=5.30cm葉綠素b距濾液細(xì)線的距離b4=2.45cm比移值：R(B-胡蘿卜素)=b1/a=0.89R(葉黃素)=b2/a=0.64R(葉綠素a)=b3/a=0.46R(葉綠素b)=b4/a=0.21討論與感想：用紙層析法提取并分離色素的實(shí)驗(yàn)在高中時就已經(jīng)學(xué)過，但是當(dāng)時并沒有進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)，其原理和結(jié)果主要是依靠記憶。但是經(jīng)過這次實(shí)驗(yàn)之后，不但對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有了一個更深刻的認(rèn)識，而且通過上網(wǎng)查找資料，弄清楚了紙層析法的原理，不僅僅是因?yàn)椴煌卦谑兔?丙酮溶液中的溶解度不同，還與紙帶上的結(jié)合水（固定相）對不同色素的固定程度不同有關(guān)。通過本次實(shí)驗(yàn)，我知道了不同溶劑是有極性大小差別的，乙醇中因?yàn)橛袣滏I，所以是極性較大的有機(jī)溶劑，而石油醚是極性較小的有機(jī)溶劑。極性大的溶劑可以同時溶解極性大和小的溶質(zhì)，而極性小的溶劑只能溶解極性小的溶質(zhì)。所以在步驟2中依次加入兩種溶劑，最終就可以得到只含有四種色素的石油謎溶液。丙酮是極性較大的溶劑，通過和石油謎的不同配比，可以根據(jù)極性從小到大的順序依次洗脫出B-胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素b。對于分離之后的紙色譜，我發(fā)現(xiàn)色素帶的兩端很不整齊，可能是因?yàn)橐韵聨c(diǎn)原因(1)在劃濾液細(xì)線的時候沒有做到均勻劃線，使得不同位置的色素濃度不同，導(dǎo)致了同一色素帶寬的差異。(2)在向具塞試管中加入石油醚-丙酮溶液的時候，有少量混合溶液沾在試管壁上，然后放入紙帶的時候，紙帶邊緣接觸試管壁，混合溶液就被紙帶吸收，使得之后的色素隨溶液的移動受到影響。查找資料得知，極性越小的物質(zhì)越易被洗脫，所以根據(jù)紙帶便可以判斷4種色素的極性大小關(guān)系：B-胡蘿卜素<葉黃素<葉綠素a<葉綠素b。紙帶上色素寬度代表色素含量，但是由于色素邊緣不整齊，所以僅憑觀察難以準(zhǔn)確判斷色素含量的大小關(guān)系。不過，葉黃素的色素帶寬很窄