修订实验三菠菜中的色素提取、分离及鉴定
一、实验目的
1、通过绿色植物色素的提取,了解天然物质的分离提纯方法;2、熟悉薄板层析的用途及用法;3、通过柱色谱分离操作,加深了解有机物色谱分离鉴定的原理;4、从菠菜中提取出叶绿素、胡萝卜素、叶黄素等色素并加以分离。
二、实验原理
1、叶绿素简介
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。它们在把光能转变为化学能的光和作用中起着重要作用。本实验从菠菜中提取上述各色
素,并通过柱层析进行分离。
叶绿素存在两种结构相似的形式叶绿素a(C55H72O5N4Mg)以及叶绿素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a,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异构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。
CH2
CH
R
H3C
NN
CH2CH3
Mg
NN
H3C
CH3
叶绿素a(RCH3)叶绿素b(RCHO)
CH2
OCO2CH3
CH2
CH3
OO
CH3
CH3
CH3CH3
fH3CCH3
CH3
CH3
R
CH3
β胡萝卜素(RH)
H3C
R
CH3
CH3H3CCH3
叶黄素(ROH)
H3CCH3
CH3
CH3CH2OH
CH3
维生素A
菠菜中各色素的理化性质β胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a和叶绿素b四种色素在叶绿体中的含量比约为2131。1叶绿素a有四个甲基与卟吩核连接RCH3。蜡状蓝黑色微小晶体。熔点117~120oC。溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和苯,不溶于石油醚。其乙醇溶液是蓝绿色,并有深红色荧光。2叶绿素b有三个甲基和一个醛基与卟吩核连接RCHO。蜡状蓝黑色微小晶体。熔点120~130oC。溶于乙醇和乙醚,难溶于石油醚。乙醚溶液有亮绿色。其它有机溶剂的溶液通常是绿色至黄绿色,并有红色荧光。可用作肥皂、脂肪、油蜡、食品、化妆品和医药用的无毒着色剂。由绿叶用乙醇萃取而制得,也可用化学方法合成。3胡萝卜素胡萝卜素有多种异构体,是四萜类化合物。α胡萝卜素为红r