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1教案课程名称：有机化学实验授课教师丁长江等所在单位公共化学教学与研究中心课程类型必修基础课授课时间春季学期授课对象医学五年制、七年制教学内容提要时间分配及备注番茄红素和β-胡萝卜素的提取、分离和鉴定（8学时）番茄红素和β-胡萝卜素：均属四萜类化合物，分子式为C40H56,为植物胡萝卜素类，是脂溶性色素，易溶于氯仿、二氯甲烷等极性较小的有机溶剂中。因分子内含一系列共轭双键发色基团，故具有颜色，天然类胡萝卜素多为反式构型，呈黄色或红色，遇三氯化锑试剂呈蓝色反应，即Car-Price反应。此外，这类物质多有荧光，据此可定性鉴别该类物质。结构式如下：番茄红素β-胡萝卜素1.二氯甲烷：沸点低(40℃)，易挥发，具有高毒性。二氯甲烷密度为1.325。2.苯：为致癌物，使用后要及时盖好瓶塞，避免吸入其蒸气，必要时可在通风橱中进行操作。3.石油醚：沸点低（30-60℃，60-90℃），易挥发，易燃烧。一、实验原理：1.提取：利用这两种色素的脂溶性的特点，即易溶于氯仿、二氯甲烷等极性较小的有机溶剂的特性，选用二氯甲烷作溶剂从番茄酱中提取番茄红素和β-胡萝卜素。得到混合提取液。2．分离及鉴定：由于这两种色素的结构相似，故难以用萃取，蒸馏、重结晶、升华等方法分离。利用层析的方法可以将两者分离开。故采用柱层析分离两者。采用薄层层析进行鉴别。二、实验材料仪器：具塞锥形瓶(100mL)两个、分液漏斗(250mL)、小层析柱、硅胶G板两块、毛细管三根、漏斗蒸馏装置、层析缸两个讲授30分钟，其余时间学生动手操作2药品：番茄酱、95％乙醇、二氯甲烷、环己烷、石油醚(b.p30～60℃，60～90℃)、苯、饱和氯化钠溶液、无水硫酸钠、氧化铝、硅胶、三氯化锑试剂其它：电水浴锅、滤纸、脱脂棉、剪刀、天平、紫外灯三、实验内容1.提取：称取5g番茄酱于100mL烧瓶中，加10mL95％乙醇回流加热5min[2]，冷却后过滤[3]，滤液保存于锥形瓶中，再将固体残渣每次用10mL二氯甲烷回流提取两次，每次回流3～5min[4]。将三次滤液合并倒入分液漏斗中，加10mL饱和氯化钠溶液萃取，静止分层后分出有机层，于一干燥的100mL锥形瓶中，加适量无水硫酸钠，塞紧瓶塞干燥。2.分离：柱层析（1）样品处理取过滤的提取液3～4mL于小烧杯中，加入1g氧化铝，搅拌均匀后在水浴上蒸干。（2）干法装柱取干燥层析柱，柱下端塞一小团脱脂棉并压紧。加入吸附剂氧化铝，同时用木棒轻敲击柱身，使之紧密均匀[5]。柱高5～6cm，上一略小于内径的滤纸片。（3）上样将样品加于柱上，用木棒轻敲击柱身，使之紧密均匀上面再盖一滤纸片，之后准备进行洗脱。（4）洗脱先用滴管沿柱的四壁加少量石油醚于柱上，待柱内石油醚液面接近吸附剂表面时，继续加入石油醚。（5）接收流出液：浅黄绿色的β-胡萝卜素先向柱下移动，接收；至该浅黄绿色带全部洗脱下来。更换另一种极性大的洗脱剂苯[7]，用另一容器接收两色带间的杂质色带，待红色的番茄红素开始滴出时，更换另一干燥的锥形瓶接收至该组分全部洗脱下来。3.鉴定：（1）取两种洗脱液各几滴，用三氯化锑试剂鉴定。（2）薄层层析a.薄层板的制备b.点样c.展开,展开剂A、B两种展开剂A：环己烷（极性小）展开剂B：苯-环己烷(1∶9)（极性较大）d.去处e.画出溶剂前沿f.计算比移值环己烷苯-环己烷(1：9)番茄红素β-胡萝卜素提取液斑点1斑点2展开剂样品Rf3四、实验装置图图一：提取图二：分离图三：展开剂A图四：展开剂B注意事项：[1]用乙醇先提取之目的是将番茄酱脱水，由于下步使用的提取剂二氯甲烷不与水混溶，故只有除去水后它才能有效地从组织中提取出类胡萝卜素。[2]有机物过滤，因其不象过滤无机物那样容易，故常用折叠滤纸过滤。[3]装柱是关键，柱装不好会使样品洗脱时参差不齐，分离效果不好。操作时避免吸入氧化铝或硅胶的粉尘。[4]洗脱时，不能让空气进入柱内，否则会影响分离效果。石油醚是易燃液体应远离火焰。[5]样品浓度不能过稀，否则薄层层析时的颜色会很浅，不利于观察样品斑点。[6]点样时样品点布局要符合要求，否则易出现边缘现象和样品展开时相互扩散而混乱，。[7]展开时层析缸壁可贴几条沾有展开剂的滤纸条，防止出现边缘现象。另外也要注意在展开剂配制时，勿混入其它试剂，如水等。[8]若观察荧光，注意勿过多吸入溶剂蒸气。时间长，会观察不到荧光。荧光物质不一定是被分离物质，可能会有其它荧光点。思考题1．为何用饱和NaCl溶液萃取，萃取目的是什么?2.用柱层析法分离番茄红素和β-胡萝卜素开始不用石油醚而直接用苯洗脱是否可以？3．为什么番茄红素与β-胡萝卜素相比，在柱层析中移动较慢，Rf值较小?4．番茄红素与β-胡萝卜素薄层层析时，在环己烷和苯-环己烷（1：9）中分别展开的结果，它们的Rf值有何不同？从两种物质结构上能否判断哪个极性大些?..4教学目的及要求1.了解萜类物质的提取分离方法。2.学习结构相似的两种物质的提取、分离方法。3.掌握柱层析、薄层层析的技术原理和应用以及回流、萃取和干燥等实验技术。教学重点与难点重点：1.柱层析、薄层层析的原理和技术及应用2结构相似的两种物质的提取、分离方法。教学手段讲授、演示和现场指导相结合教材有机化学实验，丁长江主编，科学出版社，2006。课后小结本实验第一次采用柱层析对天然化合物进行分离，并用薄层层析进行鉴定。讲清它们的优缺点和适宜分离的化合物。结合以前学过的知识帮助学生及时地总结用来分离的方法及适应的范畴。