绿色植物中色素的提取和分离

绿色植物中色素的提取和分离

[实验名称] 绿色植物色素的提取及色谱分离

[教学目标] 知识与技能: 通过对绿色植物色素的提取与分离，了解天然产物分离提纯的方法

[教学重点] 学习柱色谱和薄层色谱分离的基本原理及操作方法

[教学难点] 薄层色谱、柱层析实验操作要点的掌握和应用

[教学方法] 陈述法，讲演法

[教学过程]

[讲述] 【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. 通过对柱色谱和薄层色谱操作方法的掌握，加深了解微量有机物色谱分离、鉴定的原理。

[讲述] 【背景知识】

绿色植物的叶、茎中，如菠菜叶，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a-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。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。

本实验先根据各种植物色素的溶解度情况将胡萝卜素（橙）、叶黄素（黄）、叶绿素a和叶绿素b从菠菜叶中提取出来，然后根据各化合物物理性质的不同用色谱法进行分离和鉴定。

[图示] 【分离产物结构式】

叶绿素a、叶绿素b、叶黄素（黄）和β-胡萝卜素的结构式如下图所示：

[讲述] 【色谱法原理】

色谱法是分离、提纯和鉴定有机化合物的重要方法。其分离原理是利用混合物中各个成分的物理化学性质的差别，当选择某一个条件使各个成分流过支持剂或吸附剂时，各成分可由于其物理性质的不同而得到分