绿色植物中色素的提取和分离课件

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 v 实验目的 v 实验原理 v 试剂及仪器 v 实验步骤 v 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 叶绿素a(R=CH3) 叶绿素b(R=CHO) -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G F254、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。 dA dS 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 (100200目) 羧甲基纤维素 甲醇 石油醚(6090) 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(