从菠菜中提取色素.doc

菠菜中的色素提取、分离及鉴定 一、实验目的 1、通过绿色植物色素的提取，学习天然物质的提取方法； 2.了解菠菜中主要色素的基本性质，通过菠菜色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法及原理 3、通过薄层色谱分析，掌握有机物色谱分析的原理和方法。 二.实验原理 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。 叶绿素存在两种结构相似的形式即叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)，其差别仅是叶绿素a中一个甲基被甲酰基所取代从而形成了叶绿素b。它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光合作用所必需的催化剂。植物中叶绿素a的含量通常是b的3倍。尽管叶绿素分子中含有一些极性基团，但大的烃基结构使它易溶于醚、石油醚等一些非极性的溶剂。 胡萝卜素（C40H56）是具有长链结构的共轭多烯。它有三种异构体，即?-胡萝卜素、β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素，其中β-胡萝卜素含量最多，也最重要。在生物体内，β-胡萝卜素受酶催化氧化形成维生素A。目前β-胡萝卜素已可进行工业生产，可作为维生素A使用，也可作为食品工业中的色素。 叶黄素（C40H56O2）是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量通常是胡萝卜素的两倍。与胡萝卜素相比，叶黄素较易溶于醇而在石油醚中溶解度较小。 色谱法是一种物理的分离方法，其原理是利用混合物中各成分的物理化学性质的差异，当选择某一条件使混合物中各成分流过支持剂或吸附剂时，各成分可因其物理性质不同而分离。分离效果的好坏关键在于条件的选择。 薄层色谱是在玻片上涂布固体吸附剂，利用样品对固体吸附剂的吸附能力不同，选择对样品溶解（解附）能力不同的溶剂，将混合物各成分按照极性大小不同随溶剂前进速度不同而分开的方法。 应用：薄层色谱可以用来分离、鉴别化合物，也可以用于跟踪反应进程。 Rf值与分子结构的关系 Rf值越大，样品与固体吸附剂吸附越紧，即样品与固体吸附剂分子间作用力越大，说明样品极性越强或分子量越大。 本实验利用有机溶剂将菠菜中的色素浸提出来，利用柱层析和薄层层析法将色素分离开来，根据各色素的颜色、分子极性与Rf值的关系、吸收光谱、荧光对分离出的色素进行鉴定归属，讨论结构对Rf值、吸收光谱的影响。 三、主要试剂及主、副产物的物理常数 名称 分子量 性状 相对密度 熔点 沸点 溶解度 水 醇 醚 石油醚 无色透明液体，有煤油气味 0.64-0.66 -37 40-80 不溶 溶 溶 乙醇 46.07 无色透明液体，易挥发，有刺激性 0.79 -114.3 78.4 溶 溶 溶 丙酮 58.08 无色液体，易挥发，辛辣甜味 0.8 -94.7 56.5 溶 溶 溶 饱和氯化钠 58.44 无色透明立方晶体，白色粉末，味咸 2.130 801 1413 溶 无水NaSO4 142.04 白色粉末，无臭，味咸 884 1700 溶 不溶 四、主要试剂规格及用量 名称 规格 用量 摩尔数 菠菜叶 5g 五、实验装置 六、实验步骤 称取5克洗净晾干水分的新鲜的菠菜叶，用剪刀剪碎，放在锥形瓶中，加入30 mL 2﹕1（v/v）的石油醚和乙醇混合溶剂，浸没菠菜叶片，用玻棒搅动数分钟，以利于菠菜叶的细胞破裂，色素浸出。布氏漏斗抽滤，将菠菜汁转入分液漏斗，分去水层，分别用等体积的饱和食盐水和蒸馏水洗涤两次，以除去萃取液中的乙醇（洗涤时要轻轻旋荡，以防止产生乳化）。弃去水-乙醇层，石油醚层用无水硫酸钠干燥后滤入锥型瓶，置于暗处备用。 用吸管吸取菠菜萃取液，小心慢慢滴在制铺好的薄层板上，滴入在硅胶板上的萃取液要成一条直线，直线离板下沿约1.5~2厘米，晾干。放入装有2﹕1.5﹕2的石油醚-丙酮-苯（v/v）混合展开剂的层析缸内，于暗处室温展开，得五条色带。取出，待溶液挥发后，测量各色带及溶剂前沿到原点的距离，计算Rf值。 七、实验数据记录 溶剂前沿至原点中心的距离/cm: 菠菜叶片色素色谱分析数据 编号 颜色 溶质的最高浓度中心至 原点中心的距离 Rf值 1 2 3 4 5 八、思考与讨论 1. 薄层的展开为什么要在密闭容器中？ 答：展层剂易挥发，所以在密闭容器中防止展层剂挥发。 2. 点样时如样品斑点过大有什么坏处？若将样品斑点浸入展开剂中会有什么后果？ 答：因溶液太稀或样点太小,可重复点样.但应在每次点样的溶剂挥发后,方可重点,以防样点被溶解掉.点样过大易造成拖尾,扩散等现象,影响分离效果；若将样品斑点浸入展开剂中，会无法确定展开剂上升高度,即无法求得Rf值和准确判断各组分在薄层板上的相对位置. 3. 比较叶绿素、胡萝卜素、