实验六 从菠菜中提取菠菜色素（课件）- 《有机化学实验》同步教学（华中科技大学版）

实验六 菠菜色素的提取及分离 1 （一）实验目的 菠菜色素的提取及分离 1．学习菠菜叶中色素提取的原理以及提取方法。 2．巩固柱色谱分离的基本原理和操作，以及液-液萃取的基本操作技术。 3．进一步了解天然物质提取方法，及叶绿素、胡萝卜素、叶黄素的极性大小。 （二）实验原理 菠菜色素的提取及分离 菠菜又名波斯菜、赤根菜、鹦鹉菜，属藜科菠菜属，一年生草本植物。植物高可达1米，根圆锥状，带红色，较少为白色，叶戟形至卵形，鲜绿色，全缘或有少数牙齿状裂片。 菠菜中广泛含有叶绿素（绿）、胡萝卜素（橙）和叶黄素（黄）等多种天然色素。可利用相似相溶原理，以石油醚和乙醇的混合液提取菠菜叶的各种色素，并用柱色谱法进行分离。 （二）实验原理 菠菜色素的提取及分离 叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H7O6N4Mg)是叶绿素存在的两种结构相似的形式，两者都是吡咯衍生物与金属镁的络合物。叶绿素是植物进行光合作用所必需的催化剂，通常植物中叶绿素a的含量是b的3倍。 （二）实验原理 菠菜色素的提取及分离 胡萝卜素(C40H56)，是一种橙色色素，属于四萜类化合物，是具有长链结构的共轭多烯。它有三种异构体，即α-，β-和γ-胡萝卜素，其中β-异构体含量最多，也最重要。在生物体内，β-胡萝卜素在酶的催化氧化可形成维生素A，因此β-胡萝卜素亦可作为维生素A使用。 β-胡萝卜素 （二）实验原理 菠菜色素的提取及分离 叶黄素(C40H56O2) 与叶绿素同存于植物体内，是一种黄色色素，可以看做是胡萝卜素的羟基衍生物，在绿叶中其含量通常是胡萝卜素的两倍。秋天，高等植物的叶绿素被破坏后，叶黄素的颜色就显示出来。 叶黄素 （三）实验仪器、试剂规格及物理常数表 菠菜色素的提取及分离 1. 实验仪器 圆底烧瓶、研钵、球形冷凝管、分液漏斗、锥形瓶、色谱柱、量筒、电子秤 2. 试剂规格 菠菜叶、95%乙醇、石油醚、无水硫酸钠、丙酮、硅胶 （三）实验仪器、试剂规格及物理常数表 菠菜色素的提取及分离 3. 物理常数表 药品名称 性状 熔点 (℃) 溶解度 易溶 难溶 叶绿素 绿色粉末 117~120  丙酮、乙醚、乙醇等有机溶剂 水 叶黄素 黄色晶体 183 己烷、乙醚、乙醇等有机溶剂 水 β-胡萝卜素 紫红色结晶 176~184 石油醚、氯仿、乙醚等有机溶剂 水、乙醇、甲醇 （四）实验步骤及装置图 菠菜色素的提取及分离 1. 菠菜色素的提取 称取3 g新鲜的菠菜叶，在研钵中将之捣烂，用18 mL 2:1的石油醚-乙醇混合液分几次浸提。合并浸提液，过滤除去浸提液中的少量固体。接着将滤液转移至分液漏斗中，加等体积的蒸馏水洗涤一次，弃去下层水-乙醇液后再用等体积的蒸馏水洗涤两次，石油醚层用无水硫酸钠干燥后转移到一锥形瓶中保存，留作色谱分离色素。 （四）实验步骤及装置图 菠菜色素的提取及分离 2. 菠菜色素的分离 装硅胶色谱柱，加入预先准备好的菠菜浓缩液1~2 mL。待色素全部进入柱体后，先用体积比为9:1的石油醚-丙酮进行洗脱 ，当开始有橙黄色色带流出时，立即用一接收瓶接收，此即为胡萝卜素溶液。当橙黄色色带流完时，接着用7:3的石油醚-丙酮进行洗脱，当第二个绿色色带流出时换一接收瓶接收，即为叶绿素溶液。最后石油醚-丙酮6:4 进行洗脱，最后流出的黄色色带即为叶黄素。 （五）粗产物纯化原理及注意事项 菠菜色素的提取及分离 1. 柱色谱 柱色谱通常用于分离混合物和提纯化合物，按其分离原理的不同，可分为分配柱色谱、吸附柱色谱、离子交换柱色谱、排阻柱色谱等。实验室常用的是吸附柱色谱，利用混合物中各组分在固定相中吸附能力和在流动相中的解吸能力不同而进行分离。 常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、氧化镁、碳酸钙、活性炭、淀粉和糖等。硅胶可用于烃、醇、酮、酯、酸和偶氮化合物的分离，应用较为广泛。淀粉和糖可用于对酸碱作用较敏感的多官能团化合物的分离。 （五）粗产物纯化原理及注意事项 菠菜色素的提取及分离 2. 注意事项 （1）根据样品量和吸附剂量选择大小合适的色谱柱。 （2）根据化合物类型不同选择吸附剂，大多数吸附剂都具有吸水性， 吸收后活性降低，使用时需进行活化。 （3）装柱时吸附剂必须装填均匀，吸附剂间无气泡或裂纹。 （4）上样时样品层需填装均匀、紧密。 （5）洗脱剂应选择能将样品各组分分开的分离度好的溶剂。 （六）讨论 菠菜色素的提取及分离 （七）思考题 1．为什么极性大的组分要用极性大的溶剂洗脱？ 2．如果柱子填充不均匀或留有气泡，对分离有何影响？如何避免？ 3．在吸附剂上端加入石英砂的作用是什么？ 谢谢观看 $$