从蚕沙中提取叶绿素铜钠的合成.doc

蚕沙中叶绿素的提取及叶绿素铜钠的制备 广西工学院 生物与化学工程系 一、实验目的： 1、从蚕沙中提取叶绿素并计算提取率。 2、初步研究叶绿素合成叶绿素铜钠的工艺条件。 3、分析叶绿素铜钠产品的纯度并计算其产率。 4、通过试验提高综合能力及练习巩固各种相关操作。 二、实验原理: 叶绿素是一种含有卟吩环的天然色素，在叶绿素的结构中，含有一个由四个吡咯环和四个次甲基交替相联形成的卟吩环．卟吩环闭合的共轭体系提供了包围镁离子(或其它相似离子)的刚性平面． 叶绿素的结构如图l所示： 蚕沙中含有丰富的叶绿素，其纯含量达0.8—1.0%，居所有天然色素之首，故可用蚕沙来提取叶绿素，由于叶绿素易溶于乙醚、苯、丙酮、乙醇的脂性溶剂，故可用乙醇、丙酮混合液来提取。所得的叶绿素由于遇热、光、酸、碱等易分解，且又不溶于水。110度左右会分解，故把叶绿素制备成叶绿素铜钠，其性质更稳定溶解性也会有所提高。 叶绿素分子中的镁原子和四个吡咯上的氮原子相结合，环上是双羧酸的酯，一个被四所酯化，另一个被叶醇基所酯化，故可以发生皂化反应生成钠盐： C55H72MgN4O5 + 2 NaOH C34H30O5N4MgNa2 + CH3OH + C20H39OH 在酸性介质中，叶绿素钠盐分子中的镁极易被氢原子取代生成褐色的叶绿素酸： C34H30O5N4MgNa2 + 4 H+ C34H34O5N4 + Mg2+ + 2 Na+ 叶绿素酸可与铜盐加热条件下生成叶绿素铜酸析出，将叶绿素铜酸溶于丙酮，再与碱反应就生成叶绿素铜钠盐： C34H34O5N4 + Cu2+ EMBED Equation.DSMT4 
 C34H34O5N4Cu + 2 H+ C34H34O5N4Cu + 2 NaOH C34H34O5N4CuNa2 + 2 H2O 三.实验材料及仪器: 仪器：721分光光度计，PHS-2B酸度计，蒸馏装置,过滤装置,减压过滤装置,回流装置,分液漏斗装置，电子天平,电热恒温水浴锅及常用玻璃仪器等。 药品：蚕沙（50g）,95%乙醇,氢氧化钠,石油醚,盐酸,丙酮,硫酸铜等。 四.实验步骤: 蚕沙的浸泡及溶剂的回收: 称取(干燥)蚕沙100g于500ml广口瓶中,用适量水润湿,加入150-200ml80%丙酮溶液使其完全浸没,加塞置于30-400C恒温水浴中浸泡,3小时后取出并立即过滤,分离得墨绿色溶液转入500ml圆底烧瓶,于60-700C水浴蒸出丙酮,当温度计计数骤然下降时, 蒸馏结束.回收的丙酮可循环用于下一批蚕沙的浸泡,将剩下的溶液从圆底烧瓶移至布氏漏斗,抽滤后风干,称量,计算提取率. 皂化、铜代与成盐: 将上述叶绿素转入圆底烧瓶,加入8ml20%NaOH-C2H5OH溶液于60oC水浴回流皂化1小时.将皂化后的溶液冷却转入分液漏斗,用石油醚萃取除杂(呈黄色),静置分层,下层为可溶性的叶绿酸盐,按上法提取2—3次。在皂化液中加无水乙醇，使溶液中无水乙醇浓度达80%用浓HCl酸调PH到7，加入3ml10%的CuSO4,再用HCl调PH到2—3，用水浴加热至60℃，保温搅拌30—60min,趁热过滤，滤渣用乙醇洗涤抽干，合并滤液和洗液，加入等时的蒸馏水，有叶绿素铜酸析出，静置4h过液，依次用蒸馏水、40%—50%乙醇、120﹟汽油洗涤4次，抽干，至纯度达90%以上。抽干物用95%丙酮溶解、过滤，滤液用60℃—70℃减压蒸馏回收丙酮，残渣用5%NaOH乙醇溶解、滤纸去检验，到完全溶解，同时用HCl调PH值至1（创造酸碱反应的条件），然后过滤。 纯度分析： 1、标准叶绿素铜钠盐的标准曲线 称取标准样品0.01克（精确至0.0002克），加水溶解，移入10 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀。准确取1mL溶液以pH7.5磷酸盐缓冲液定容为100mL，摇匀，即为0.001%溶液，用分光光度计测定，在15分钟内用1cm 的比色杯，在405nm波长处测定吸光值（A），以缓冲液作空白对照。类似地配制0.0005%溶液、0.0015%溶液、0.002%溶液、0.0025%溶液，用分光光度计测定，在15分钟内用1cm 的比色杯，在405nm波长处测定它们的吸光值（A），以缓冲液作空白对照，并绘制标准曲线。 2、标准叶绿素铜钠盐的吸收曲线 称取标准样品0.01克（精确至0.0002克），加水溶解，移入10 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀。准确取1mL溶液以pH7.5磷酸盐缓冲液定容为100mL，摇匀，即为0.001%溶液，此液最大吸收峰为405nm与630nm， 吸光比A405nm/A630nm 为3.2～4.0。用分光光度计测定，用1cm 的比色杯，在400nm-700nm波长处测定溶液吸光值A（每隔5nm或10nm测定一次），以缓冲液