绿色植物色素的提取及色谱分开（教案）

本文格式为Word版，下载可任意编辑——绿色植物色素的提取及色谱分开（教案）苏州大学材料与化学化工学部课程教案

[试验名称]绿色植物色素的提取及色谱分开

[教学目标]知识与技能:通过对绿色植物色素的提取与分开，了解自然产物分开提纯的方法[教学重点]学习柱色谱和薄层色谱分开的基本原理及操作方法[教学难点]薄层色谱、柱层析试验操作要点的把握和应用[教学方法]陈述法，讲演法

[教学过程]

[陈述]

1.通过绿色植物色素的提取和分开，了解自然物质分开提纯方法；

2.通过对柱色谱和薄层色谱操作方法的把握，加深了解微量有机物色谱分开、鉴定的原理。

[陈述]

绿色植物的叶、茎中，如菠菜叶，含有叶绿素（绿）、胡萝卜素（橙）和叶黄素（黄）

等多种自然色素。叶绿素存在两种结构相像的形式即叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)，其区别仅是叶绿素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的含量寻常是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a-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。叶黄素（C40H56O2）是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量寻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。

本试验先根据各种植物色素的溶解度状况将胡萝卜素（橙）、叶黄素（黄）、叶绿素a

和叶绿素b从菠菜叶中提取出来，然后根据各化合物物理性质的不同用色谱法进行分开和鉴定。[图示]

叶绿素a、叶绿素b、叶黄素（黄）和β-胡萝卜素的结构式如下图所示：

[陈述]

色谱法是分开、提纯和鉴定有机化合物的重要方法。其分开原理是利用混合物中各个

成分的物理化学性质的区别，选中择某一个条件使各个成分流过支持剂或吸附剂时，各成分可由于其物理性质的不同而得到分开。与经典的分开提纯手段（重结晶，升华，萃取和蒸馏等）相比，色谱法具有微量、快速、简便和高效等优点。按其操作不同，色谱可分为薄层色谱、柱色谱、纸色谱、气相色谱和高压液相色谱等。在此，我们学习柱色谱和薄层色谱（TLC）。1.柱色谱原理

液体样品从柱顶参与，流经吸附柱时，即被吸附在柱中固定相（吸附剂）的上端，然后从柱顶参与滚动相（洗脱剂）淋洗，由于固定相对各组分吸附能力不同，以不同速度沿柱下移，吸附能力弱的组分随洗脱剂首先流出，吸附能力强的组分后流出，分段接收，以此达到分开、提纯的目的。2.薄层色谱原理

由于混合物中的各个组分对吸附剂（固定相）的吸附能力不同，当展开剂（滚动相）流经吸附剂时，发生无数次吸附和解吸过程，吸附力弱的组分随滚动相迅速向前移动，吸附力强的组分滞留在后，由于各组分具有不同的移动速率，最终得以在固定相薄层上分开。其应用主要有：跟踪反应进程；鉴定少量有机混合物的组成；分开；寻觅柱色谱的最正确分开条件等。[提问]试比较叶绿素、叶黄素和胡萝卜素三种色素的极性，为什么胡萝卜素在层析柱中移动

最快？

[陈述]

新鲜菠菜3g、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、硅胶G、中性氧化铝

[陈述和演示]1.菠菜色素的提取过程

取3g新鲜菠菜叶于研钵中拌匀研磨5分钟，残渣用20mL的石油醚-乙醇（2:1）混合液进行提取，共提取两次。把浸取液合并过滤，滤液转移到分液漏斗中，参与等体积的水洗涤后弃去下层的水-乙醇层，石油醚层再用等体积的水洗涤两次，以除去乙醇和其它水溶性物质。石油醚层用无水Na2SO4进行枯燥、浓缩为2mL。取一半做柱层析分开，其余留作薄层层析分析。2.柱色谱的一般过程及菠菜色素的分开：

（1）选择吸附剂：

常用的吸附剂：氧化铝，硅胶，氧化镁，碳酸钙，活性炭等

选择规则：吸附剂必需与被吸附物质和展开剂无化学作用；吸附剂的颗粒大小要适中；可以根据被提纯物质的酸、碱性选择适合的吸附剂。