有机化学实验

一、

一、 实验目的

1、通过绿色植物色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法；

2、通过柱色谱和薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。

二、 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。

CH2CHH3CRCH2CH3NMgNNNH3CCH3OCO2CH3CH3CH3CH3叶绿素a（R = CH3） 叶绿素b（R = CHO）

CH2CH2OOCH3CH3

H3CCH3CH3CH3CH3H3CRR

CH3CH3H3CCH3

β-胡萝卜素（R = H） 叶黄素（R = OH）

H3CCH3CH3CH3CH2OHCH3维生素A

三、 三、 基本操作训练：

【操作步骤】 1、菠菜色素的提取

取2g新鲜菠菜叶，与10mL甲醇拌匀研磨5分钟，弃去滤液。残渣用10mL的石油醚-甲醇（3:2）混合液进行提取，共提取两次。合并液用水洗后弃去甲醇层，石油醚层进行干燥、浓缩。 2、薄层层析

将上述的浓缩液点在硅胶G的预制板上，分别用石油醚-丙酮（8:2）和石油醚-乙酸乙酯（6:4）两种溶剂系统展开，经过显色后，进行观察并计算比移值。 3、柱层析

取3g中性氧化铝进行湿法装柱。填料装好后，从柱顶加入上述浓缩液，用石油醚-丙酮（9:1）、石油醚-丙酮（7:3）和正丁醇-乙醇-水（3:1:1）进行洗脱，依次接收个色素带，即得胡萝卜素（橙黄色溶液）、叶黄素（黄色溶液）、叶绿素a（蓝绿色溶液）以及叶绿素b（黄绿色溶液）。 【实验流程】

研磨 石油醚—甲醇 水 菠菜 菠菜汁 萃取液 过滤 萃取 洗涤、蒸馏

薄层层析

Rf值 浸膏 柱层析 色带、溶液 四、实验关键及注意事项 注意薄层色谱、柱层析实验操作要点的掌握和应用

五、提问纲要

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？

六、主要试剂用量、规格

新鲜菠菜2g、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、甲醇10ml、硅胶G、中性氧化铝

七、时间分配及控制

计划安排：4h