实验七薄层色谱和天然色素的提取 (1)

实验五薄层色谱和天然色素的提取（7学时）

一、实验目的

1．了解薄层色谱的一般原理和意义，学习薄层色谱的操作方法。

2．掌握液体有机化合物的干燥。

3．掌握天然色素的提取方法。

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。其结构如下：

叶绿素中a的含量通常是b的3倍。尽管叶绿素分子含有一个极性基团，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。

胡萝卜素是具有长链结构的共轭多烯，它有三种异构体，即α或-、β-和γ-异构体，其中β-异构体含量最多，也最重要。生长期较长的绿色植物中，异构体β-体的含量多达90%。β-体具有维生素A的生理活性，其结构是两分子维生素A在链端失去两分子水结合而成的。在生物体内，β-体受酶催化即形成维生素A。目前β-体已可进行工业生产，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。故本实验采用甲醇——石油醚的混合溶剂提取以上三种色素。

薄层色谱又称为薄层层析,属于固-液吸附色谱。其基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（分配）的不同，或其亲和性的差异，使混合物的溶液流经该种物质进行反复的吸附或分配作用，从而使各组分分离。

当流动相（展开剂）带着混合物组分以不同的速率沿板移动，即组分被吸附剂不断地吸附，又被流动相不断地溶解——解吸而向前移动。由于吸附剂对不同组分有不同的吸附能力，流动相也有不同的解吸能力。因此，在流动相向前移动的过程中，不同的组分移动不同的距离而形成了互相分离的斑点。在给定条件下（吸附剂、展开剂的选择，薄层厚度及均匀度等），化合物移动的距离与展开剂前沿移动的距离之比值（Rf值）是给定化合物特有的常数。即：影响Rf值的因素很多，如样品的结构、吸附剂和展开剂的性质、温度以及薄层板的质量等。当这些条件都固定时，化合物的比移值R f是一个特性常数。但由于实验条件容易改变而不易固定，因此在鉴定一个具体化合物时，经常采用与已知标准样品对照的方法。

利用薄层色谱进行分离及鉴定工作，在灵敏、快连、准确方面比纸色谱优越。薄层色谱的特点是：（1）设备简单，操作容易；（2）分离时间短，只需数分钟到几小时即可得到结果，因而常用来跟踪有机反应监测有机反应完成的程度；（3）分离能小虽，斑点集中，特别适用于挥发性小，或在高温下易发生变化而不能用气相色谱分离的物质；（4）可采用腐蚀性的显色剂如浓硫酸，且可在较高温度下显色；（5）不仅适用于小量样品（几毫克）的分离，也适用于较大量样品的精制（可达500毫克）。应该指出，薄层色谱是否成功，与样品、使用的吸附剂、展开剂以及薄层的厚度等因素有关。

三、试剂及器材

1．器材：剪刀、研钵、布氏漏斗、圆底烧瓶、直形冷凝管、层析缸、玻棒、洒精灯、石棉网、载玻片(2.5 cm×7.5 cm，6块)。

2．试剂：硅胶G，羧甲基纤维素钠、中性氧化铝(150～160目)、甲醇、

95%乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、菠菜叶。

四、主要试剂及产品的物理常数

名称分子量性状

折光率比重

熔

点℃

沸

点℃

溶解度：克/100ml溶剂

水醇醚

乙醇46.07 liq

1.3600 0.7893 -144 78

∞∞∞

丙酮58.07 liq 1.3588 0.7899 -94 56.2 ∞∞∞

未完，请自己查

五、实验内容与基本操作

1．薄层色谱

（1）吸附剂与展开剂：

吸附剂（固定相）：用于与样品发生吸附作用的固定不动的物质。在混合物样品流经吸附剂（固定相）的过程中，由于各组分与吸附剂（固定相）吸附力的不同，就产生了速度的差异，从而将混合物中的各组分分开。一般常用的吸附剂为氧化铝和硅胶。硅胶可分为硅胶H（不含黏合剂）、硅胶G（含黏合剂）和硅胶HF（含荧光物质，可在紫外光下观察）等。氧化铝同样也可分为以上几种类型。

展开剂（流动相）：也称洗脱剂，在色谱过程中起到将吸附在固定相上的样品洗脱的作用。

选择展开剂时应考虑样品的极性、溶解度和吸附剂的活性等因素。展开剂的极性越大，对化合物的解吸附（洗脱）能力就越大，即R f值就越大。如选用一种溶剂（展开剂）后发现其样品成分的R f值都比较大，则可换用一种极性较小

的展开剂，也可在原展开剂中加入一种极性较小的溶剂。展开剂的洗脱能力按下列次序递增：已烷，四氯化碳，甲苯，苯，二氯甲烷，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，丙酮，丙醇，乙醇，甲醇，水。

（2）薄层色谱的操作步骤

薄层色谱是通过制浆、涂片、点样、展开及显色来完成的。

①制浆浆液的制备可分为干法和湿法。干法是将选好的硅胶G慢慢倒入溶剂中调成糊状备用。湿法是将水和硅胶G按1：4的比例在搅拌下将硅胶G慢慢地倒入水中调成糊状，不要反过来加，防止形成团块。湿法制浆要在使用前调制，否则浆料容易凝固结块。

②涂片大量使用可用涂布器涂布。简单的涂布方法是将两片载玻片用肥皂水和水洗涤干净，再用碎滤纸吸干玻片上的水分，然后将其重叠在一起，用手夹住片的上端，慢慢浸入已调好的浆液浸涂2s左右（上端留一些不浸涂），然后缓慢地将载玻片从浆液中取出，要求版面均匀平滑，载片边缘上的浆料用抹布轻轻地擦去，小心将两片分开，放在磁盘中。待浆料自然干燥后放入烘箱，在105～110℃下活化，约30min就制成了薄层板，取出来进行点样。

③点样在活化好的薄层板下约1cm处的边上轻轻地用铅笔点一个标记作为起始线。用一根内径约一毫米的毛细管吸取制备好的试样。吸取的试样不要太多，防止样点扩散。在起始线的中央轻轻地接触薄层板，点样要迅速，接触即刻移开。待样点溶剂挥发后再重复点样约3～4次。样点直径不要超过2mm，太大会出现拖尾现象。如果在一块薄层板上点两个以上的样点要分开距离。样点点好后就可以展开。

④展开将展开剂倒入展开瓶或合适的广口瓶中，使液面在样点的下方，不