综合与设计性化学实验讲义2007-9-12

1，2，4，-三唑的制备
Preparation of 1H-1，2，4，-triazole
一、实验目的
了解无取代三唑环的合成和应用 二、实验原理
1,2,4_三唑环中有两个相邻的氮原子,在合成上可以由NH 2NH 2来提供，通过和其他带有活性基团的化合物如甲酰胺缩合而成．甲酰胺法是目前工业上生产1,2,4-三唑常有的方法．另一类方法是通过１mol 的甲酰胺和１mol 甲酰胺环和而成．但用这种方法，甲酰肼尚有需要由甲酸甲酯肼来制备，路线较长，成本较前类方法为高．用肼的衍生物（如酰肼）代替肼，可用类似的方法合成取代的三唑化合物． ［应用与发展］
由于三唑环上的１位Ｈ具有较强的活性，可与许多亲电试剂发生反应．含三唑环的化合物（以下简称＂三唑＂）广泛用于农药，医药，助剂合成的中间体．
农药工业：用于生产高效，内吸，广谱性三唑类杀菌剂，如三唑酮（商品名粉锈宁），三唑醇（又名多效唑，植物生长调节剂和广谱杀菌剂），特效唑（又名烯效唑），Ｂaytan 以及氯甲唑等；还可以合成Ｎ取代的烷基三唑（植物生长调节的中间体），双三唑基二苯基甲烷植物生长调节剂；合成杀虫剂（如拟除虫菊酯，氨基甲酸酯等）的增效剂等．助剂方面：可用于合成１－羟乙基－１，２，４－三唑．后者可用于作高分子材料的抗静电剂和还氧化树脂的固化剂；用作涂料的添加剂制造防腐涂料；用作合成金属钝化剂于一些功能油、液中，如润滑油、液压系统用液体、金属加工液、变压器及开关油等；还可用作合成纤维质材料的上胶剂或防水剂以及用于造纸和纺织行业．医药方面：三唑与芳基磺酰氯反应可合成１－芳基磺酰－１，２，４－三唑，它具有抑制中枢神经及降低血糖的药效，可用于防治人体皮肤癣症，疗效很好．三唑环与乙炔加压反应可合成乙烯基三唑，用于合成高分子化合物．三唑还可配制铜或铜合金的化学抛光剂，用于装饰品、电气用品和照相机零件的抛光．三唑亦可用作热塑性塑料的添加剂、金属腐蚀抑制剂及催化剂等． 甲酰胺法
3HCONH 2 + NH 2NH 2 .H 2O
+ 2H 2O + HCOOH + 2NH 3
N
HN
180℃
三、实验仪器和试剂
带机械搅拌回流装置（尾气吸收），蒸馏装置等
水合肼 C.P.80％或工业品 甲酰胺 C.P.99.5％或工业品 无水乙醇 四、实验内容
1,2,4-三唑制备，乙醇重结晶及测熔点
注：本实验时间较长，同学们应在实验前认真熟悉所用磨口仪器的安装及其注意事项。

磷钨杂多酸催化合成乙酸异戊酯
一、目的与要求
1. 掌握磷钨杂多酸的制备方法。

2. 掌握酯化反应的合成原理。

二、实验原理
酯化反应在精细化工生产中是一类十分重要的反应，工业上醇酸酯化反应多采用硫酸作催化剂。

硫酸具有较高的催化活性，价格低廉，但存在如下缺点：第一，在酯化条件下，硫
酸同时具有酯化、脱水和氧化作用，故反应体系中有醚、硫酸酯和不饱和化合物等副产物存在，给产品的精制和过量原料的回收带来困难；第二，严重腐蚀设备；第三，反应物后处理要经过中和、水洗以除去硫酸，不但工艺复杂而且产物及溶剂有较多损失，排出的废酸又污染环境。

鉴于硫酸法存在的上述缺点，近年来寻找替代硫酸的新催化剂的研究发展十分迅速。

其中杂多酸的研究是研究的热点之一。

杂多酸化合物是一类含氧桥的多核配合物，具有配合物和金属氧化物的特征，是一种多功能的催化剂。

作为酯化反应的催化剂，必须要有足够的酸性、较弱的氧化性。

实验证明，磷钨杂多酸在有机溶剂中的酸度为-8.2≤H
O
≤-5.6，而氧化性极弱，是一非常理性的酯化催化剂。

乙酸异戊酯是香精、喷漆、清漆、氯丁橡胶等的溶剂，并用于纺织品的染色与加工，用途十分广泛。

本实验首先合成磷钨杂多酸催化剂，然后考察其催化合成乙酸异戊酯的酯化反应，为乙酸异戊酯的合成提供了一种新途径。

乙酸异戊酯的合成反应为：
CH3COOH+(CH3)2CHCH2CH2OH H PW O
CH3C
O
OCH2CH2CH(CH3)2
磷钨杂多酸的合成反应为：
Na2WO42H2O Na2HPO412H2O 热水
H3PW12O40xH2O
+
三、仪器和试剂
1.仪器
100mL烧杯，电动搅拌器，100mL分液漏斗，油水分离器、回流及蒸馏装置各一套。

2.试剂
冰乙酸（分析纯），异戊醇（分析纯），环己烷（分析纯），钨酸钠（分析纯），磷酸氢二钠（分析纯），乙醚（分析纯）。

四、实验步骤
1.磷钨杂多酸的制备方法
2. 乙酸异戊酯的合成
双酚A型环氧树脂的制备与固化
一、实验目的
1. 了解环氧树脂及其制备过程，熟悉双酚型环氧树脂的实验室制法。

2. 了解环氧树脂这类反应的一般原理，掌握环氧值的测定方法，并对这类树脂的结构和应用有所认识。

二、实验原理
环氧树脂是指那些分子中至少含有两个反应性环氧基团的树脂化合物。

环氧树脂经固化后有许多突出的优异性能，如对各种材料特别是对金属的黏着力很强、有很强的耐化学腐蚀性、力学强度很高、电绝缘性好、耐腐蚀等。

此外，环氧树脂可以在相当宽的温度范围内固化，而且固化时体积收缩小。

环氧树脂的上述优异特性使它有着许多非常重要的应用，广泛用于粘合剂（万能胶）、涂料、复合材料等方面。

环氧树脂的种类繁多，为了区别起见，常在环氧树脂的前面加上不同单体的名称。

如二酚基丙烷（简称双酚A）环氧树脂（由双酚A和环氧氯丙烷制得）；甘油环氧树脂（由甘油和环氧氯丙烷制得）；丁烯环氧树脂（由聚丁烯氧化而得）；环戊二烯环氧树脂（由二环戊二烯环氧化制得）。

此外，对于同一类型的环氧树脂，也根据它们的黏度和环氧值的不同而分成不同的牌号，因此它们的性能和用途也有所差异。

目前应用最广泛的是双酚A型环氧树
脂的一些牌号，通常所说的环氧树脂就是指双酚A 型环氧树脂。

合成环氧树脂的方法大致可分两类：一类是含有环氧基团的化合物（如环氧氯丙烷）或经化学处理后能生成环氧基的化合物（如1，3—二氯丙醇）和二元以上的酚（醇）聚合而得；另一类是含有双键的聚合物（如聚丁二烯）或小分子（如二环戊二烯）环氧化而得。

双酚A 型环氧树脂是环氧树脂中产量最大、使用最广的一种品种，它是由双酚A 和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下反应生成的：
CH 2
O
CH 3
CH 3
O HO
CH 3CH 3
OH n+2
+
n+1H 2C CH
O
CH 2Cl
CH 2
CH OH
CH 2O
n
H 2C CH CH 3
CH 3
O CH 2
HC CH 2
O
式中：n 一般在0～25之间。

根据相对分子质量大小，环氧树脂可以分成各种型号。

一般低相对分子质量环氧树脂的n 平均值小于2，软化点低于50℃，也成为软环氧树脂；中等相对分子质量环氧树脂的n 值在2～5之间，软化点在50～95℃之间；而n 大于5的树脂（软化点在100℃以上）称为高相对分子质量树脂。

在我国，相对分子质量为370的产品被称为环氧618，而环氧6101的相对分子质量在450-500左右。

生产中树指向对分子质量的大小往往是靠环氧氯丙烷与双酚A 的用量来控制的，制备环氧618时这一配比为10，而制环氧6101时该配比为3。

在环氧树脂的结构中有羟基（〉CH —OH ） 、醚基（—O —）和极为活波的环氧基存在，羟基和醚基有高度的极性，使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力，而环氧基团则与介质表面（特别是金属表面）的游离键起反应，形成化学键。

因而，环氧树脂具有很高的黏合力，用途很广，商业上被称作“万能胶“。

此外，环氧树脂还可做涂料、浇铸、浸渍及模具等用途。

但是，环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构，使用时必须加入固化剂，固化剂与环氧树脂的环氧基等反应，变成网状结构的大分子 ，成为不溶且不熔的热固性成品。

环氧树脂在固化前相对分子质量都不高，只有通过固化才能形成体形高分子。

环氧树脂的固化要借助固化剂，固化剂的种类很多，主要有多元胺和多元酸，他们的分子中都含有活波氢原子，其中用得最多的是液态多元胺类，如二亚乙基三胺和三乙胺等。

环氧树脂在室温下固化时，还常常需要加些促进剂（如多元硫醇），已达到快速固化的效果。

固化剂的选择与环氧树脂的固化温度有关，在通常温度下固化一般用多元胺和多元硫胺等，而在较高温度下固化一般选用酸酐和多元酸为固化剂。

不同的固化剂，其交联反应也不同。

以室温下即能固化的乙二铵为例，它是按下列反应进行的：
H 2N CH 2CH 2NH 2H 2C CH
+CH 2CH 2N
CH 2CH 2CH 2CH 2CH CH
CH CH OH OH
OH
乙二铵的用量按下式计算：
m =
M
n =15E ×E
式中; m 为每100g 环氧树脂所需要乙二胺的量，g ；M 为乙二胺的相对分子质量，取60；
n 为乙二胺上活泼氢总数，取4；E 为环氧树脂的环氧值。

实际使用量一般比理论计算值要大10%左右。

固化剂用量对成品的机械性能影响较大，必须控制适当。

固化剂的用量通常由树脂的环氧值以及所用固化剂的种类来决定。

环氧值是指每100g树脂中所含环氧基的物质的量。

应当把树脂的环氧值和环氧摩尔质量区别开来，两者关系如下：
环氧值=
100
环氧摩尔质量
式中：环氧摩尔质量为含1mol环氧基石树脂的质量，g。

本实验是以三乙胺为固化剂制备环氧618或6101。

三乙胺分子中没有活泼氢原子，它的作用是将环氧键打开，生成氧负离子，氧负离子再打开另一个环氧键，如此反应下去，达到交联固化的目的。

三、仪器与试剂
1. 仪器
回流装置，甘油浴，搅拌器等。

2. 试剂
双酚A，环氧氯丙烷，丙酮，盐酸，三乙胺
四、实验步骤
1. 双酚A环氧树脂的制备
在500mL三口瓶上装好搅拌器、回流冷凝管和温度计。

加入22.8g（0.1mol）双酚A、92.5g（0.1mol）环氧氯丙烷和0.5～1mL蒸馏水。

称取8.2g（0.21mol）NaOH，先加入1/5量的NaOH并开动搅拌，加热至90～95℃反应放热并有白色物质（NaCl）生成。

维持反应温度在95℃，约10min后再加入1/5量的NaOH，以后每隔10min加一次NaOH，每次都加NaOH总量的1/5，直至8.2gNaOH加完。

继续反应15min后结束反应。

产物为浅黄色。

将反应液过滤，除去副产物NaCl，滤液在13.3kPa左右蒸馏除去过量的环氧氯丙烷（回收），然后将压力降到4kPa，继续蒸馏至瓶内温度达到150～170℃左右。

停止蒸馏，将剩余物趁热倒入小烧杯中，得到淡黄色、透明、粘稠的环氧618树脂，产量约30～35g。

2.环氧树脂的固化
在50mL小烧杯中放入上述环氧618树脂5g，再加入0.5g（树脂的10%）三乙胺，搅匀。

取出2.5g树脂倒入一干燥的小试管或其他小容器（如瓶子的内盖）中，在室温下放置一昼夜，观察结果。

五、思考题
实验中NaOH是分步加入到体系中的，有什么好处？为什么不将NaOH一次加完？
附1 环氧值得测定
环氧值是指每100g树脂中含有环氧基的物质的量。

它是环氧树脂质量的重要指标之一，也是计算固化剂用量的依据。

相对分子质量越大，环氧值就越低，一般低相对分子质量环氧值在0.48～0.57之间。

相对分子质量小于1500的环氧树脂，其环氧值测定用盐酸-丙酮法（相对分子质量大的用盐酸-吡啶法）。

溶液配制方法如下：
盐酸-丙酮溶液：将2mL浓盐酸溶于80mL丙酮中，均匀混合即成。

NaOH—C2H5OH溶液：将4g NaOH溶于100mL乙醇中，用标准邻苯二甲酸氢钾溶液标定，酚酞作指示剂。

反应式为：
CH CH 2O
+HCl
丙酮
CH CH 2Cl
OH
过量的HCl 用标准NaOH —C 2H 5OH 溶液回滴。

取125mL 碘瓶2只，在分析天平上各称取1g 左右（精确到1mg ）环氧树脂，用移液管加入25mL 盐酸—丙酮溶液，加盖摇动使树脂完全溶解。

放置阴凉处1h ，加酚酞指示剂3滴，用NaOH —C 2H 5OH 溶液滴定，同时按上述条件做空白滴定两次。

环氧值E （mol/100g 树脂）按下式计算：
E =
1000m
V 1
V 2_
c
=
×100V 1
V 2_
c
10m
式中：V 1为空白滴定所消耗的NaOH 溶液体积，mL ；V 2为样品测试所消耗的NaOH 溶液体积，mL ；c 为NaOH 溶液的浓度，mol/L ；m 为树脂质量，g 。

参考文献
[1] 北京大学化学系高分子教研室。

高分子实验与专论。

北京：北京大学出版社，1990：349-353。

[2] 复旦大学高分子科学系高分子科学研究所。

高分子实验技术。

修订版。

上海：复旦大学出版社，1996：254-257。

[3] 上海树脂厂。

环氧树脂生产与应用。

北京：石油化学工业出版社，1974：50-62。

注：本实验为应用型实验，但实验结束后仪器的刷洗较不容易，大家必须把仪器清洗干净后方可离开实验室。

洗衣粉中活性组分与碱度的测定
一、试验目的
1. 培养独立解决实物分析的能力
2. 提高灵活运用定量化学分析知识的水平
二、试验原理
烷基苯磺酸钠是一种阴离子表面活性剂，具有良好的去污力、发泡力和乳化力。

同时，它在酸性、碱性和硬水中都很稳定，因而是目前市场上绝大多数民用洗衣粉的主要活性物。

分析洗衣粉中烷基苯磺酸钠的含量，是控制产品质量的重要步骤。

烷基苯磺酸钠的分析主要为对甲苯胺法，即使其与盐酸对甲苯胺溶液混合，生成的复盐能溶于CCl 4中，再用标准溶液滴定。

有关反应为：根据消耗标准碱液的体积和浓度，即可求得其含量。

要注意的是，烷基苯磺酸钠的侧链取代基是含C10-C14的混合物。

在本试验中，要求以十二烷基磺酸钠来表示其含量。

洗衣粉的组成十分复杂，除活性物外，还要添加许多助剂。

例如，配用一定量的碳酸钠等碱性物质，可以使洗涤液保持一定的pH 值范围。

当洗衣粉遇到酸性污物时，仍有较高的去污能力。

在对洗衣粉中碱性物质的分析中，常用活性碱度和总碱度两个指标来表示碱性物质的含量。

活性碱度是仅指由于氢氧化钠（或氢氧化钾）产生的碱度；总碱度包括有碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化钠及有机碱（如三乙醇胺）等产生的碱度。

利用酸碱滴定的有关知识，可以测定洗衣粉中的碱度指标。

三、仪器和药品
仪器：分析天平、酸式及碱式滴定管、容量瓶、锥形瓶、移液管、烧杯、玻璃棒、分液
漏斗、煤气灯或电炉、滴管、量筒。

药品：盐酸对甲苯胺溶液、CCl
4
、盐酸（1：1）、NaOH(固)、乙醇（95%）、间甲酚紫指示剂（0.04%钠盐）、pH试纸、酚酞指示剂、甲基橙指示剂、邻苯二甲酸氢钾（基准物）
四、实验步骤
1. 分别配制0.1mol·L-1的HCl和0.1mol·L-1NaOH标液，并标定其准确浓度。

2. 配制盐酸对甲苯胺溶液：粗称10g对甲苯胺，溶于20mL1：1盐酸中，加水至100mL，使pH＜2。

溶解过程可适当温热，以促进其溶解。

3.称取洗衣粉样品1.5-2g（准确至0.001g）,分批加入80mL水中，搅拌促使其溶解（可温热）。

转移至250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

因液体表面有泡沫，读数应以液面为准。

4.移取2
5.00mL洗衣粉样品溶液于250mL分液漏斗中，用1：1盐酸调pH≤3。

加25mLCCl
4和15mL盐酸对甲苯胺溶液，剧烈震荡2min（注意时常放气，为什么？）再以15mLCCl
4
和5mL盐酸对甲苯胺溶液重复萃取两次。

合并三次提取液于250mL锥形瓶中，加入10mL95%乙醇溶液增溶，再加入0.04%间甲酚紫指示剂，以0.01molL-1的碱标准溶液滴定至溶液由黄色突变为紫蓝色，且3s不变即为终点。

重复两次，计算活性物质质量分数。

5.活性碱度的测定吸取洗衣粉样液25.00mL,加入2滴酚酞指示剂，用0.1molL-1的HCl
标准溶液滴定至浅粉色（15s不褪色），计算以Na
2
O形式表示的活性碱度。

平行测定两次。

6.总碱度的测定与测定过活性碱度的溶液中再加入2滴甲基橙指示剂，继续滴定至橙
色。

平行测定两次，计算以Na
2
O形式表示的总碱度。

思考题
1.试比较试验过程中，对有效数字的要求和以前相比有何变化？为什么？
2.仔细分析实验全过程后，试比较实物分析与以前的教学实验异同点。

参考资料
1《合成洗涤剂生产基本知识》编写组.合成洗涤剂生产基本知识.北京:中国轻工业出版社.1986
2毛培坤编.合成洗涤剂工业分析. 北京:中国轻工业出版社.1988
注：酸碱标准溶液的配制等基本操作要预习好。

橘皮中果胶和橙皮苷的提取
一、目的与要求
通过对橘皮中果胶和橙皮苷的分步提取，掌握天然产物的提取技术。

二、基本原理
橘皮中含有丰富的糖类，如橙皮苷、果胶及色素等，在食品和医药中有广泛的用途。

柑橘皮约占果实重的1/4。

果胶在医药工业中做肠功能调节剂、止血剂、抗毒剂；在食品工业中做增稠剂或胶凝剂，它还可以代替琼脂用于化妆品的生产。

果胶为淡黄色粉末，难溶于乙醇，能溶于20倍水中，在酸性条件下稳定，在强碱性条件下分解；其提取方法有水沉淀法、离子交换法和微生物法，其中水沉淀法操作方便，成本低，收率高。

果胶的相对分子质量为1×105～4×105，其结构如下：
O
O O
COOCH3 HO
OH H H
OH
O
H
OH
OH
H
H
COOH
COOCH3
O
H
OH
OH
H
O
橘皮苷为灰白色粉末状物质，难溶于水，微溶于乙醇。

具有较高的药用价值，能维持血管的正常渗透压，降低血管脆性，缩短出血时间。

它是合成新型甜味剂二氢查耳酮的主要原料，其结构式如下：
O
O
H OH
H OH
CH 2
OH H
O
O
OCH 3
OH
OH
O
OH
H
O
H OH
H OH
提取果胶的橘皮残渣经水浸泡、碱溶液处理、酸化等步骤可提取橘皮苷。

经乙醇重结晶，可得产品。

三、仪器和试剂 1.仪器
100mL 烧杯1只，100mL 量筒1个，100、250mL 圆底烧瓶个一只，减压装置一套。

2. 试剂
粉碎的干橘皮10.0g ，体积分数为95%的乙醇10mL ，浓HCl10 mL （分析纯），质量浓度为100g/L 的CaCl 2水溶液2 mL ，饱和石灰水60 mL ，亚硫酸氢钠0.070g （分析纯），质量浓度为100g/L 的氢氧化钠溶液2.4 mL 。

四、实验步骤 1.果胶的提取 2.桔皮苷的提取
蔬菜中天然色素的提取、分离和测定
一、目的与要求
1.了解叶绿素的基本性质及提取方法。

2.掌握薄层层析法分离微量组分的操作技术。

二、基本原理
叶绿素是一种十分重要的植物色素。

它的存在确保了植物能够进行光合作用。

即在太阳光能的作用下，植物将所吸收的二氧化碳和水变成糖类并释放氧气的过程：
6CO 26H 2O
C 6H 12O 66O 2
+光能+
绿色植物的叶片时进行光合作用的主体，而叶绿素是光合作用的重要细胞器官，在进行光合作用时，叶绿体的光合色素将光能转变成化学能，提供了植物生长所必需的养分。

叶绿体色素包括叶绿素a 、叶绿素b 、胡萝卜素和叶黄素等组分，其中叶绿素的吸光能力极强。

叶绿素a 和叶绿素b 的化学式如下：
叶绿素a :
C 32H 30ON 4Mg
COOCH 3
COOC 20H 39
C 32H 28ON 4Mg
3
20H 39叶绿素b :
叶绿素a
呈蓝绿色，叶绿素b 呈黄绿色。

它们的吸收光谱如图所示
从图中可以看出，叶绿素a 、叶绿素b 的强吸收带有两个，一个在波长为630-680nm 的红光区，另一个在波长为400-460nm 的蓝紫光区。

从叶绿素a 和叶绿素b 的化学式可以看出，叶绿素是叶绿酸的脂。

叶绿酸是双脂酸，其2个羧基分别被甲醇和叶绿醇(C 20H 39OH)所醇化。

叶绿素a ，叶绿素b 的分子结构如下图所示：
N
N
N
N
C H 3C
H
Mg
C
H H H CH 2
O
COOCH 3
H
R'
2
H
CH 3
CH 3
H 2C
H
C O O
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
H 3C H Ⅰ
Ⅱ
ⅢⅣ
Ⅴ
叶绿素a （R ′=CH 3） 叶绿素b （R ′=CHO ）
图 1.1 叶绿素a 和叶绿素b 的化学结构式
可以看出，叶绿素分子含有4个吡咯环，它们和4个次甲基（=CH-）连接成一个大环，称为卟啉。

镁原子居于卟啉环的中央。

另外有一只含碳原子的副环（Ⅴ），在环上连接有一个羰基和羧基，羧基与甲醇结合生成酯。

叶绿醇则和第Ⅳ吡咯环侧链上的丙酸生成酯。

各种叶绿素之间的差别在于和吡咯环相连接的侧链结构有所不同。

叶绿素a 和叶绿素b 的区别，在于第Ⅱ吡咯环上第三碳位上的取代基
R ′的不同。

叶绿素a 的R ′为甲基，而叶绿素b 的R ′则为一个羰基。

在第Ⅳ吡咯环上的叶绿醇侧链是相对高分子质量的碳氢化合物，这是叶绿素分子的亲脂部分，使其具有亲脂性；叶绿素分子的上端金属卟啉环中，镁原子偏向于带正电荷，而氮原子带负电荷，呈极性，因而具有亲水性。

但叶绿素不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、和石油醚等有机溶剂。

大多数植物体中叶绿素a 的含量比叶绿素b 的含量多2～3倍。

由于叶绿素卟啉环中的镁可被氢离子置换形成脱镁叶绿素，在脱镁叶绿素中引入其它金属离子（如Zn 2+、Cu 2+、Co 2+、Ni 2+等）则生成各种改性叶绿素。

但只有离子半径与Mg 2+半径（0.065nm ）相近的离子才易引入卟啉环的空腔，并形成足够稳定的络合物。

2.薄层层析法的基本原理
薄层层析是一种分离、鉴定微量组分的常用方法。

这种方法把固定相吸附剂（或载体）均匀地铺在一块玻璃板上形成薄层，在此薄层上进行层析。

待分离的样品溶液点在薄层一端，试样中各组分就被吸附剂所吸附，但吸附剂对不同物质的吸附能力是不同的。

将薄层板点有样品的一端浸入层析缸，在流动相展开剂的作用下展开。

由于薄层吸附剂（如硅胶）的毛细作用，展开剂将沿着薄板逐渐上升。

当溶剂流经试样时，样品中的各组分就溶解在展开剂中。

在吸附剂的吸附力和展开剂的毛细上升力作用下，物质就在吸附剂和展开剂之间发生连续不断的吸附和解析平衡。

吸附力强的物质相对移动得慢一些，而吸附力弱的物质相对移动得快一些。

经过一段时间的展开，样品中各物质就彼此分开，最后形成互相分离的斑点，称为薄层层析谱。

对于不同的样品，可以选择不同的吸附剂和展开剂；可以做吸附层析，也可以做分配层析或离子交换层析。

层析谱不仅可做定性鉴定，也可以进行定量分析。

每次点样所需的样品量仅几微升到几十微升，因此它是一种高效、快速的微量分析方法。

本实验进行菠菜中叶绿素的提取、分离和测定。

三、仪器和试剂 1. 仪器
研钵。

层析缸，分液漏斗
2.试剂
碳酸钙，丙酮，乙醚，石油醚，乙醇，硅胶G。

四、实验步骤
1 . 叶绿素的提取
新鲜菠菜叶依次用自来水和去离子水洗净，晾干；称取去梗的叶子4g，剪碎放于研钵中，加少量的碳酸钙和干净的石英砂及10mL去离子水，研成细浆。

取5mL细浆于50mL大试管中，加入20mL丙酮，用玻璃棒搅拌35min，使色素溶解。

放置片刻使残渣沉于试管底部，滤去残渣，得深绿色叶绿素丙酮溶液。

2. 制板
称取5g硅胶G粉于100mL烧杯中，加入11mL去离子水，搅拌均匀后倒在5cm*30cm玻璃板上，用玻璃棒均匀地摊开。

然后，用手托住玻璃板一头，另一头放在桌面上轻轻振敲，尽量使薄层厚度均匀，然后平放晾干。

将晾干的薄层板放在110℃的烘箱中活化30min，取出放在干燥器中冷至室温。

3.展开
取5mL叶绿素丙酮提取液，于60mL分液漏斗中，加入3mL乙醚萃取，弃下层丙酮溶液，得叶绿素的乙醚提取液。

在暗处距离薄板一端2cm处（以画线作为起始线）用毛细管点样，将试液点成一条线，待第一次液点干后再点一次，共重复5次，
色素分离的展开剂采用乙醚—石油醚—丙酮——正丙醇（15：7.5：2.5：0.12，V/V/V/V）。

将上述展开剂注入层析缸中，摇匀，然后将薄层板直立于缸中，展开剂浸没薄板下端的高度不宜超过0.5cm，薄板上的样品原点不得浸入展开剂中。

将层析缸盖好，放在暗处展开30～40cm，待展开剂的前沿离薄板顶部1～2cm时，取出薄板，并在前沿处做出标记，待展开剂挥发后可见到几条色带。

从上到下依次为胡萝卜素（橙黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。

叶黄素（黄色）。

记下个色带中心到原点（起始线）的距离和溶剂前沿到原点
值：
的距离，计算叶绿素a和叶绿素b的R
f
R f=a/b=原点至斑点中心的距离/原点至溶剂前沿的距离
在薄层层析中，常用R
来表示各组分在层析谱中的位置，它与被分离物质的性质有关，
f
值相差越大，则分离效果越在一定条件下为一常数，其值在0～1之间。

被分离物质间的R
f
好。

4.叶绿素a和叶绿素b的色带从玻璃板上刮下来并放在离心管中，加入5mL乙醚，振摇，离心后得澄清蓝绿色溶液。

在仪器上测定其在360～700nm波长范围的吸收曲线，并与图48-1进行比较。

五、问题与思考
1.从菠菜中提取叶绿素时加入少量碳酸钙的作用是：防止失去Mg；中和植物细胞中的酸。

2.点样及画线时应十分小心，不要将薄层碰破。

3.测定吸收光谱时若样品量较少，可同时展开两块或三块薄板，将叶绿素斑点刮下来同时测定。

4.叶绿素对酸、碱和光很敏感，整个实验应在中性条件和暗处（或弱光）进行。

各操作步骤应在尽可能短的时间内完成。