云南大学：《有机化学实验》课程教学资源（教案，微型半微型）菠菜色素的提取和分离

有机化学实验教案 实验名称:菠菜色素的提取和分离 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。 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aCsH2ON4Mg)和叶绿素 b( C55H7OO6N4Mg,其差别仅是a中一个甲基被b中的甲酰基所取代。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α 和γ-胡萝卜素,其中β-异构体含量最多,也最重要。在生物体内,β-体受 酶催化氧化即形成维生素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 叶绿素a(R=CH3) 叶绿素b(R=CH)

有 机 化 学 实 验 教 案 实验名称：菠菜色素的提取和分离 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、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 a 中一个甲基被 b 中的甲酰基所取代。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-, β-和γ-胡萝卜素，其中β-异构体含量最多，也最重要。在生物体内，β-体受 酶催化氧化即形成维生素 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。 叶绿素 a (R=CH3) 叶绿素 b N N Mg N N O CH2 CH3 CH3 CH R CH2CH3 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CO2CH3 C O C ( R=CH ) O CH3 R CH3 CH3 CH3 R CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3

β-胡萝卜素(R=H 叶黄素(R=OH) CH2OH 维生素A 、基本操作训练:(含仪器装置和主要流程) 萃取、洗涤、柱层析、薄层层析的掌握与应用。 实验流程 研磨 石油醚一甲醇 菠菜 过滤菠菜汁 苯取萃取液洗涤、蒸馏浸膏 薄层层析 Rf值 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 1、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10g、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醇10ml、硅胶G、中性氧化铝。 七、时间分配及控制 计划安排:4h

β-胡萝卜素(R=H) 叶黄素(R=OH) 维生素 A 三、基本操作训练：（含仪器装置和主要流程） 萃取、洗涤、柱层析、薄层层析的掌握与应用。 实验流程 研磨 石油醚—甲醇 水 过滤 萃取 洗涤、蒸馏 薄层层析 柱层析 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 1、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 10g、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醇 10ml、硅胶 G、中性氧化铝。 七、时间分配及控制 计划安排：4.5h CH2OH 菠菜 菠菜汁 萃取液 浸膏 色带、溶液 Rf 值