绿色植物中色素的提取和分离薄层色谱和柱色谱

下页退出绿色植物中色素的提取和分离(薄层色谱和柱色谱)有机化学实验返回下页退出上页色谱法是分离、纯化和鉴定有机化合物的重要方法之一，它的分离效果比分馏、重结晶等一般的物理方法好，适用于少量和微量物质的分离。这一方法已在化学、生物学和医学中得到了普遍应用，广泛用于天然产物的分离和提纯。下页退出上页绿色植物中色素的提取和分离实验目的实验原理试剂及仪器实验步骤注意事项返回下页退出上页一、实验目的1.学习从植物中提取色素的方法。2.学习薄层色谱(层析)和柱色谱(层析)的原理及其操作方法。返回下页退出上页二、实验原理返回叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素极性次序为何？提问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。通过柱色谱(层析)和薄层色谱(层析)对菠菜叶中的上述几种色素进行分离。下页退出上页NNNNOCH2RCOOCH3OOMg2+CH2CRR叶绿素a(R=CH3)叶绿素b(R=CHO)β-胡萝卜素(R=H)叶黄素(R=OH)返回下页退出上页吸附色谱是以氧化铝、硅胶等为吸附剂，将一些物质从溶液中吸附到它的表面上；然后用溶剂洗脱或展开，利用不同物质在吸附剂和溶剂之间分布情况不同而得到分开。如柱色谱和薄层色谱。分配色谱是利用混合物的组分在2种互不相溶的液体中分布情况不同而得到分离。这样的分离不经过吸附程序，仅由溶剂的萃取来完成，相当于一种连续性溶剂萃取方法。色谱法分为吸附色谱和分配色谱2类返回下页退出上页薄层色谱薄层色谱是一种微量、快速和简单的色谱方法，用于分离、纯化和鉴定有机化合物。优点是展开时间短、分离效率高和需要样品少(几微克)，特别适用于挥发性较小，或者在较高温底下易发生变化，不宜用气相色谱分离的化合物。薄层色谱为固—液吸附色谱。样品是在薄层板上的吸附剂(固定相)和展开剂(流动相)之间进行分离。吸附剂对各种化合物的吸附能力不同，在展开剂上移时，它们进行不同程度的解吸，从而达到分离的目的。返回下页退出上页吸附剂薄层色谱中常用的吸附剂是硅胶和氧化铝。其中硅胶分为硅胶G(含有煅石膏粘合剂)、硅胶H(不含粘合剂)、硅胶HF254(含荧光物质)。氧化铝也根据含粘合剂或荧光物质分为氧化铝G、氧化铝GF254、氧化铝HF254。展开剂薄层色谱的展开剂主要根据样品的极性、溶解度和吸附剂的活性来考虑。溶剂极性越大，对化合物的洗脱力也越大。薄层色谱的展开要在密闭的容器内进行。返回下页退出上页1：薄层板为什么要活化？2：在混合物的薄层色谱中，如何定性的判定各组分在薄层上的位置。返回提问薄层色谱的展开下页退出上页Rf值(比迁移值)比迁移值是表示色谱图上斑点相对位置的一个数值。各种物质的Rf值因其结构、吸附剂种类、展开剂、温度等不同而异。当上述条件固定时，对于一个物质来说比迁移值(Rf值)是一个特性常数，可以用来鉴别不同化合物，还可用于物质的分离和定量测定。dAdSSfAdR=d溶质的最高浓度中心至原点中心的距离溶剂前沿至原点中心的距离返回下页退出上页柱色谱是通过色谱柱来实现分离的。在色谱柱内装有固体吸附剂(固定相)如氧化铝或硅胶。液体样品从柱顶加入，当液体流经吸附剂时，由于吸附剂表面对液体中各组分吸附能力不同而按一定的顺序吸附。然后从柱顶加入洗脱剂(流动相)，样品中的各组分随洗脱剂按一定的顺序从色谱柱下端流出，根据不同颜色分段收集。如为无色物质，可用紫外光照射，收集会发出荧光的组分；否则就要采取分段收集洗提液，再分别进行鉴定。柱色谱返回下页退出上页柱色谱原理：混合物洗脱剂返回下页退出上页吸附剂常用吸附剂有氧化铝、硅胶、氧化镁等。吸附剂对化合物的吸附能力与分子的极性有关，极性越强，吸附能力越大，分子中含有极性较大的基团，其吸附能力也越强。酸、碱醇、胺、硫醇酯、醛、酮芳香族化合物卤代物、醚烯烃饱和烃氧化铝对下列化合物的吸附性：返回下页退出上页溶剂溶剂分为溶解样品的溶剂和洗脱剂。选择溶剂时还要考虑到被分离物各组分的极性和溶解度。通常是先将要分离的样品溶于非极性溶剂中，从柱顶加入柱中。然后用稍大极性的溶剂使各组分在柱中形成若干谱带。再用极性更大的溶剂洗脱被吸附的物质。为了提高洗脱效果，有时也使用混合溶剂。溶剂的洗脱能力按下列次序递增：石油醚、四氯化碳、甲苯、苯、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、丙醇、乙醇、甲醇、水、吡啶、乙酸。返回下页退出上页三、试剂及仪器返回•硅胶G•中性氧化铝(100～200目)•羧甲基纤维素•甲醇•石油醚(60～90℃)•丙酮•乙酸乙酯•无水硫酸钠试剂：仪器：•半微量有机合成玻璃仪器；•色谱柱；•层析缸；•旋转蒸发仪下页退出上页四、实验步骤返回1.菠菜色素的提取：把新鲜菠菜洗净晾干或用滤纸吸干，称取10g菠菜叶，剪碎后放入研钵，再加入10mL甲醇。研磨后抽滤，弃去滤液。将菜渣和菜叶放回研钵，用10mL石油醚-甲醇(3：2体积比)混合液萃取次，每次需研磨并且抽滤。把两次滤液合并，转入分液漏斗中。用5mL水洗涤两次，弃去水-甲醇层。石油醚层转入干燥的锥瓶中用无水硫酸钠干燥。干燥后的液体在旋转蒸发仪上蒸除乙醚至体积约1mL左右。下页退出上页四、实验步骤返回2.薄层色谱分析：(1)将1.5g硅胶G和4mL0.5%CMC水溶液，调匀后制成薄板4块。晾干后于110℃活化1h。(2)点样。(3)展开*。(4)计算Rf值。展开剂分别为：•a.石油醚-丙酮(8：2体积比)混合液•B.石油醚-乙酸乙酯(6：4体积比)混合液下页退出上页四、实验步骤返回3.柱色谱分离色素：(1)用10g中性氧化铝和石油醚装层析柱。(2)将菠菜色素浓溶液用滴管小心加到层析柱顶部。加完后打开下部活塞，让液面下降到柱面以下1mm左右关闭活塞。加入数滴石油醚，重新打开活塞使液面下降，重复几次使有色物质全部进入柱体内。(3)依次用不同洗脱剂进行洗脱，收集各色带。下页退出上页各洗脱剂对应的色带石油醚-丙酮(9:1体积比)混合液胡萝卜素(橙黄色)石油醚-丙酮(7:3体积比)混合液叶黄素(黄色)丁醇-乙醚-水(3:1:1体积比)混合液叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)返回上页退出五、注意事项返回1.甲醇有毒，请在通风良好处使用；2.柱中不可有空气，必要时用装在玻棒上的橡皮塞轻轻敲击柱身；3.柱中氧化铝表面任何时候都不得露出液面，以防有空气进入；4.待色素全部进入柱体后，方可进行洗脱，以防有拖尾影响分离效果。