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应用化学专业实验

应用化学专业实验. 实验目录. 实验一 十二烷基硫酸钠的合成及性能测试 实验二 环氧树脂中间体双酚 A 的合成 实验三 聚醋酸乙烯乳液的制备和性能测试 实验四 农药福美双的合成 实验五 植物生长调节剂 2 , 4— 二氯苯氧乙酸的合成 实验六 从番茄中提取番茄红素和 β— 胡萝卜素 实验七 超声辐射辅助壳聚糖的制备及性质分析 实验 八 短碳链甜菜碱的制备及检测 实验九 药物安妥明的制备 实验十 从猫豆粉中提取抗震颤药左旋多巴 实验十一 微波辅助合成松香甘油酯 附 录 几种常用仪器的使用说明. 实验注意事项

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应用化学专业实验

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  1. 应用化学专业实验

  2. 实验目录 实验一 十二烷基硫酸钠的合成及性能测试 实验二 环氧树脂中间体双酚A的合成 实验三 聚醋酸乙烯乳液的制备和性能测试 实验四 农药福美双的合成 实验五 植物生长调节剂2,4—二氯苯氧乙酸的合成 实验六 从番茄中提取番茄红素和β—胡萝卜素 实验七 超声辐射辅助壳聚糖的制备及性质分析 实验 八 短碳链甜菜碱的制备及检测 实验九 药物安妥明的制备 实验十 从猫豆粉中提取抗震颤药左旋多巴 实验十一 微波辅助合成松香甘油酯 附 录 几种常用仪器的使用说明

  3. 实验注意事项 参看有机化学实验安全教育相关内容

  4. 实验一 十二烷基硫酸钠的合成及性能测试 一、目的要求 1、掌握高级醇硫酸酯盐型阴离子表面活性剂的主要性质和用途; 2、了解高级醇硫酸酯盐型阴离子表面活性剂的合成原理和方法; 3、掌握固含量、表面张力和泡沫性能的测定方法。

  5. 二、实验原理 十二烷基硫酸酯盐(sodium dodecyl benzo sulfate,代号AS)是硫酸酯盐类阴离子表面活性剂的典型代表,熔点180~185℃,185℃分解,是白色至淡黄色固体,易溶于水,水溶液呈半透明状。 十二烷基硫酸酯钠是由月桂醇与氯磺酸反应,再加碱中和而成,或由月桂醇与氨基磺酸作用得到。其反应式如下:

  6. 三、主要试剂及仪器 月桂醇 氯磺酸 氢氧化钠 双氧水 三口烧瓶 搅拌器 温度计 气体吸收装置(5%氢氧化钠溶液) 泡沫测定仪等

  7. 四、实验步骤 合成方法一 1.氯磺酸法 --在装有搅拌器、温度计和氯化氢气体吸收装置的250ml三口烧瓶中加入47g月桂醇,室温下(25℃)慢慢滴入32g氯磺酸,滴加时温度不要超过30℃,注意反应体系起泡沫,控制勿使物料溢出。加完后在40~45℃反应2小时。冷却至25℃,充分搅拌下慢慢滴入30%氢氧化钠溶液直至反应物的PH为7.0~8.5。将反应物倒入500ml烧杯中,烧瓶中少量的反应物用少量水全部洗出,搅拌下滴入25ml30%双氧水,继续搅拌30分钟,得十二烷基硫酸钠粘稠液体。(也可按以下操作:硫酸化后,将反应物缓慢倒入盛有100g2﹕1冰水混合物的250mL烧杯中,稀释均匀,充分搅拌下滴加30%氢氧化钠溶液至反应物的PH为7.0~8.5,烧杯外面用冰水浴冷却)。用50毫升烧杯取2克样品测固形物含量和泡沫性能。 2.产物性能测试 泡沫测定:称取约5g粘稠产品,加入300ml去离子水,轻轻搅拌均匀,测定其泡沫性能。

  8. 合成方法二 1.氨基磺酸法 在装有搅拌器、温度计的三颈瓶中加入74g月桂醇。称取40g氨基磺酸、8g尿素在研钵中研细,混合均匀。控制反应体系温度为30~40℃,开动搅拌下慢慢将研细的固体混合物分多次加入三颈瓶中,使混合物分散均匀,加完后升温至105~110℃反应1.5~2h。反应结束后,加入150ml水,搅拌均匀,趁热倒出,在搅拌下用30%氢氧化钠溶液中和至PH为7.0~8.5。测固形物含量和泡沫性能。

  9. 固含量测定 在已称好的铝箔(或表面皿)中加入0.5g左右样品(精确至0.0001g),放在平面电炉(或烘箱)上烘烤至恒重。按下式计算固含量: 固含量 = 其中m1、、m2、分别为干燥前、后样品与铝箔质量之和, m0为铝箔的质量。 泡沫性能一般有稳定性和起泡能力,本实验只测量泡沫的稳定性(罗氏泡沫测定仪)。 产品的表面张力使用JZHY—180型界面张力仪测定。 仪器使用见后附。

  10. 五、注意事项 1、 因氯磺酸遇水会分解,故所用玻璃仪器必须干燥。 2 、氯磺酸为腐蚀性很强的酸,使用时必须戴好橡皮手套,在通风橱内量取。 3、 氯化氢吸收装置要密封好。

  11. 六、思考题 1、阴离子型表面活性剂有哪几种?试写出其结构式。 2、高级醇硫酸酯盐有哪些特性和用途? 3、产品的PH为什么控制在7.0~8.5? 4、使用30%双氧水的主要目的是什么? 参 考 文 献 [1] 赵何为 朱承炎,精细化工实验,华东化工学院出版社:48~50; [2] 强亮生等,精细化工综合实验,哈尔滨工业大学出版社:47~49。 返回

  12. 实验二 环氧树脂中间体双酚A的合成 一、目的要求 1、掌握双酚A的合成原理和合成方法。 2、学习和掌握离心机的操作方法。 3、熟悉有机物熔点的测定方法及重结晶的操作方法。

  13. 二、基本原理 1、主要性质和用途 • 双酚A(bisphenol A) 又称二酚基丙烷,化学名称为2,2,—二对羟基苯基丙烷[2,2—bis(p-hydroxyphenyl)propane],结构如下: 本品为无色结晶粉末,熔点155~C-158℃,密度1.95(20℃)。溶于甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、乙酸、丙酮及二乙醚,微溶于水。易被硝化、卤化、硫化、烃化等。 • 双A酚是用途很广的化工原料,可作为双酚A型环氧树脂、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等树脂的合成原料和中间体,也可作为塑料和油漆用抗氧剂,是聚氯乙烯的热稳定剂,电线防老剂,塑料油漆、油墨等的抗氧剂和增塑剂。

  14. 2、合成原理 双酚A的合成方法有多种,大都由苯酚与丙酮合成,不同之处是采用不同的催化剂。本实验采用的是硫酸催化法,即苯酚与过量丙酮在硫酸的催化下缩合脱水,生成双酚A,其反应式为:

  15. 三、主要仪器和试剂 分液漏斗(500m1)、布氏漏斗(φ8)、吸滤瓶(500m1)、电动搅拌器、水浴锅、电热干燥箱、电动离心机、三口烧瓶(250m1)、球形冷凝管、玻璃水泵、温度计(0-100℃)、烧杯(500m1)、量筒(100m1)、滴液漏斗(60m1)、托盘天平。 苯酚、丙酮、甲苯、79%硫酸、二甲苯、巯基乙酸。

  16. 四、实验步骤 1、双酚A的合成 在三口烧瓶中加入30g熔融的苯酚、60g甲苯,40g 79%硫酸,将三口烧瓶放入冷水浴冷却物料至28℃以下。在搅拌下加入0.2g催化剂巯基乙酸,然后一边搅拌一边用滴液漏斗滴加10g丙酮,滴加期间,瓶内物料温度控制在32℃~35℃,不得超过40℃,同时开启回流冷凝管的上水。约在30min内滴加完丙酮,在36℃~40℃搅拌2h以上(出现淡黄色致棕红色沉淀)。移入分液漏斗用热水洗涤三次,第一次水洗量为50ml,第二、三次水洗量均为80ml(水温为82℃)。每次水洗时,一边搅拌一边滴加热水,加完水后,振荡使之混合均匀,再静止分层。放出下层液,将上层的物料移至烧杯中,一边搅拌一边用冷水冷却、结晶。当冷至25℃以下,吸滤,用水洗涤滤饼,吸滤至干,得粗双酚A。滤液可回收。

  17. 2、双酚A的精制 称取5g双酚A粗品于100ml圆底烧瓶,加入30ml二甲苯,水浴回流10min,冷却结晶,烘干,测其熔点,计算收率。 双酚A的精制采用重结晶法,按粗双酚A∶水∶二甲苯=1∶ l∶6 (质量比)的配料投入三口烧瓶中,搅拌下加热升温至92℃~95℃。加热回流15~30min。停止搅拌,将物料移入分液漏斗中静置分层,放出下层水液后,冷却结晶,当冷至35℃以下后,离心脱出二甲苯(回收),将双酚A烘干后称重,计算收率。并测定熔点。 产品质量标准如下: 外观 白色结晶粉末 酚含量(%) <0.02 熔点(℃)155~158 水分(%) <0.4 铁含量(l0-6mo1/l)<15 色相(铂-钴比色)<30

  18. 五、注意事项 洗涤反应液时切勿剧烈振荡,否则反应液发生乳化现象。 六、思考题 1、滴加丙酮时为什么控制温度? 2、水洗时水温的控制依据是什么? 3、本实验使用的硫酸催化剂为什么不能太浓(98%)? 参 考 文 献 [1] 强亮生等,精细化工综合实验,哈尔滨工业大学出版社,1996:69~70。 [2] 章思规主编,精细有机化学品技术手册,科学出版社,1991。 返回

  19. 实验三 聚醋酸乙烯乳液的制备和性能测试 一、目的要求 1、掌握实验室制备聚醋酸乙烯酯乳液的方法; 2、了解自由基引发的聚合反应原理和乳液聚合的方法及各组分的作用。

  20. 二、基本原理 • 烯类单体的自由基型加聚反应可按本体、溶液、悬浮和乳液等方法进行,采用何种方法主要决定于产物的用途。悬浮和乳液聚合都是在水介质中聚合成聚醋酸乙烯分散体,悬浮聚合一般用来生产相对分子质量较高的聚醋酸乙烯,用少量聚乙烯醇为分散剂,用过氧苯甲酰等能溶于单体的引发剂,聚合反应在分散的单体液滴中进行,可制得颗粒0.2~1.0mm的聚合物珠体;乳液聚合就是烯类单体,在乳化剂的作用下,分散在水相中呈乳状液,并在水溶性引发剂的作用下进行聚合反应,得到以微胶粒(0.1~1.0微米)状态分散在水中的聚合物乳液。乳化剂以阴离子型和非离子型表面活性剂为主,阴离子型表面活性剂有SDS、LAS等,用量为单体的0.5~2%,制得的乳液粘度较低,与盐混合时稳定性差;非离子型表面活性剂有环氧乙烷的各种烷基醚或缩醛,用量较多,为单体的1~5%,制得的乳液粘度大。广泛应用于涂料、粘合剂、纺织印染和纸张助剂等的制造。乳液聚合也可在保护胶体的作用下进行,一般以聚乙烯醇作保护胶体,有利于提高乳液稳定性和调节乳液粘度。

  21. 本实验醋酸乙烯酯通过乳液聚合的主要反应式如下:本实验醋酸乙烯酯通过乳液聚合的主要反应式如下:

  22. 三、主要试剂及仪器 醋酸乙烯酯、 乳化剂聚乙烯醇和OP-10、去离子水、过硫酸铵、碳酸氢钠、邻苯二甲酸二丁酯。(OP-10:烷基苯酚聚氧乙烯醚) 三口烧瓶、搅拌器、温度计、球形冷凝管、滴液漏斗等。

  23. 四、实验步骤 1、聚乙烯醇的溶解 在装有搅拌器、温度计的球形冷凝管的250毫升三口烧瓶中加入44毫升去离子水和0.5克乳化剂OP-10,开动搅拌,逐渐加入3克聚乙烯醇。加热升温,在80~90℃保持0.5小时左右,直至聚乙烯醇全部溶解,冷却备用。 2、将0.3克过硫酸铵溶于水中,配成5%的溶液。

  24. 3、聚合 把10g蒸馏过的醋酸乙烯酯、2毫升5%过硫酸铵水溶液加至上述三口烧瓶中。开动搅拌器,水浴加热,保持温度在65-75℃。当回流基本消失时,用滴液漏斗在1.5—2小时内缓慢地、按比例地滴加34g醋酸乙烯酯和余量的过硫酸铵水溶液,加料完毕后升温至90~95℃,至无回流为止,冷却至50℃。加入2—4毫升5%碳酸氢钠水溶液,调整PH至5~6。然后慢慢加5克邻苯二甲酸二丁酯。搅拌冷却1小时,即得白色稠厚的乳液。

  25. 测定乳液的固含量、转化率和粘度: (1)、 固含量按前述方法测定; (2)、 转化率= 其中 mc为取样干燥后样品的固含量;S为实验中加入的乳化剂、引发剂、增塑剂总质量;ma为三颈瓶内乳液体系总质量;mb为取样湿质量;G为实验中醋酸乙烯酯单体加入总质量。 (3)、用NDJ-79型旋转式粘度计测定样品在25±0.5℃时的粘度。 粘度计使用见后附。

  26. 五、注意事项 • 醋酸乙烯酯为无色液体,性易变,不溶于水,沸点71~73℃。高度易燃,应远离火种存放,使用时应避免吸入蒸气。 • 聚乙烯醇是聚醋酸乙烯酯乳液聚合最常用的乳化剂,在水中溶解速度较慢,必须溶解完全,并保持原来的体积。如使用工业品聚乙烯醇,可能会有少量皮屑状不溶物悬浮于溶液中,可用粗孔铜丝网过滤除去。 • 滴加单体的速度要均匀,防止加料太快发生爆聚冲料等事故。过硫酸铵水溶液数量少,注意均匀,按比例地与单体同时加完。 • 搅拌速度要适当,升温不能过快。 • 在台秤上称量0.5克、0.3克物质时可能较难,实验中几组同学可以一起称量配成溶液后再进行称量平分。滴加34g醋酸乙烯酯和余量的过硫酸铵水溶液时须从两个滴液漏斗分别进行。

  27. 六、思考题 1、聚乙烯醇在反应中起什么作用?为什么要与乳化剂OP-10混合使用? 2、为什么大部分的单体和过硫酸铵用逐步滴加的方式加入? 3、过硫酸铵反应中起什么作用?其用量过多或过少对反应有何影响? 4、为什么反应过程中酸度会增加?反应结束后要用碳酸氢钠调整pH=5~6 ? 5、实验中加入邻苯二甲酸二丁酯的目的是什么? 参 考 文 献 [1] 鲍慈光等,应用化学实验,科学出版社:58~62; [2] 张兴英等,高分子科学实验,化学工业出版社:96~99; [3] 强亮生等,精细化工综合实验,哈尔滨工业大学出版社:114~116。 [4] 赵何为,朱承炎,精细化工实验,华东化工学院出版社:70~75。 [5] Brandrup J.and Immergut E.H.,eds.,Polymer Handbook,John Wielry & Sons,Somerset,NJ,1989。 返回

  28. 实验四 农药福美双的合成 一、目的要求 1、了解福美双的性能及用途; 2、掌握福美双的制备方法。

  29. 性质与用途 • 福美双又名四甲基秋兰姆(thiram),化学名称是二硫化双(硫羧基二甲胺)[bis(dimethylthiocarbamyl)disulfide],结构式如下:

  30. 产品为白色结晶状粉末,由氯仿乙醇混合溶剂重结晶所得产品熔点155~156℃,电解法含量99.14%.熔点148.8℃。相对密度1.29。微溶于乙醇、乙醚。溶于苯、丙酮、氯仿、二硫化碳,不溶于水、稀碱和汽油。与水共热时,生成二甲胺和二硫化碳,有毒,对呼吸道和皮肤有刺激作用。有特臭的气味。产品为白色结晶状粉末,由氯仿乙醇混合溶剂重结晶所得产品熔点155~156℃,电解法含量99.14%.熔点148.8℃。相对密度1.29。微溶于乙醇、乙醚。溶于苯、丙酮、氯仿、二硫化碳,不溶于水、稀碱和汽油。与水共热时,生成二甲胺和二硫化碳,有毒,对呼吸道和皮肤有刺激作用。有特臭的气味。

  31. 二、基本原理 福美双的制备:福美双的合成方法很多,主要有亚硝酸钠氧化法、氯气-空气氧化法和电解氧化法等,本实验采用经由二甲胺、二硫化碳、氢氧化钠进行加成反应得福美钠,再经双氧水氧化为产品。反应过程如下: • (1)、加成: • (2)、氧化:

  32. 三、实验试剂与仪器 40%二甲胺(工业品)、98%二硫化碳(工业品)、30%氢氧化钠(工业品)、30%双氧水(试剂)、98%硫酸(试剂)。 电动搅拌器、真空泵、三口烧瓶等。

  33. 四、实验步骤 • 1、二甲基二硫代氨基甲酸钠(福美钠)的制备 • 在装有回流冷凝管的250ml三口圆底烧瓶中,加入36g 33%二甲胺水溶液,35.2g30%NaOH溶液,然后再加入约10g碎冰,搅拌均匀,在30分钟内逐渐滴加25g二硫化碳,控制温度在25℃以下,加完后继续搅拌30分钟,直到反应液的PH值为8~9时为反应终点。之后再冷凝管上口接上真空装置,抽真空10分钟,即可得到淡黄色或草绿色的二甲基二硫代氨基甲酸钠透明溶液。(若要制取二甲基二硫代氨基甲酸钠,把反应装置改为蒸馏装置,继续减压蒸馏,蒸出溶液里的水,冷却后就可得到二甲基二硫代氨基甲酸钠结晶)。

  34. 福美双的制备 • 在上述二甲基二硫代氨基甲酸钠溶液中,逐渐滴加氧化剂(水∶硫酸∶双氧水=120ml∶10g∶10g),反应温度控制在25℃以下,加完后,反应1小时,之后检测PH值,当溶液的PH值达到3~4时为终点。把溶液倒入500ml烧杯,用水洗至中性,抽滤,在80℃烘干即可得到产品。测熔点。 • 3、福美双含量测定:主要方法有黄原酸盐法、极谱法和紫外分光光度法等。

  35. 五、思考题 • 为什么在加成反应滴加二硫化碳时要控制温度?反应结束抽真空目的是什么? • 为什么氧化剂中加入较大量的水? • 本反应也可用氨水代替氢氧化钠,请写出化学反应式。 参 考 文 献 [1] 朱建军等,福美双合成方法的改进实验,河北师范大学学报(自然科学版),Vol.22,No.1:97-99; [2] 周艺峰等,福美双的新合成工艺,pesticides Vol.34,No.9(1995):8-10。 返回

  36. 实验五 植物生长调节剂2,4—二氯苯氧乙酸的合成 一、目的要求: 1、掌握多步反应制备2,4-二氯苯氧乙酸的原理及方法; 2、了解植物生长调节剂2,4-二氯苯氧乙酸的性质和用途。

  37. 二、基本原理 • 植物生长调节剂是在任何浓度条件下能影响植物生长和发育的一类化合物,包括肌体内产生的天然化合物和来自外界的一些天然产物。人类已经合成出一些与生长调节剂功能相似的化合物,如本实验的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichloro-phenoxyacetic acid)就是一种用于除草的植物生长调节剂。它是由苯酚钠和氯乙酸通过Williamson合成法先制备苯氧乙酸,然后通过苯氧乙酸的氯化,得到对氯苯氧乙酸,进一步氯化就得到2,4-二氯苯氧乙酸(简称2,4D)。苯氧乙酸作为防霉剂又称防落剂,可以减少农作物落花落果。2,4-二氯苯氧乙酸又名除绣剂,可选择性地除掉杂草,二者都可作为植物生长调节剂。总的化学反应式如下:

  38. 三、实验试剂 • 3.8g(0.04mol)氯乙酸,2.5g(0.027mol)苯酚,饱和碳酸钠溶液,35%氢氧化钠溶液,冰醋酸,浓盐酸,过氧化氢(33%),次氯酸钠,乙醇,乙醚,四氯化碳

  39. 四、实验步骤 1、 苯氧乙酸的制备 • 在装有搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的100ml三颈瓶中,加入3.8g氯乙酸和5ml水。开动搅拌,慢慢滴加饱和碳酸钠溶液(约需7ml),至溶液pH为7~8。然后加入2.5g苯酚,在慢慢滴加35%的氢氧化钠溶液至反应混合物pH为12。将反应物在沸水浴中加热约半小时。反应过程中pH值会下降,应补加氢氧化钠溶液,保持pH值为12,在沸水浴上在继续加热15分钟。反应完毕后,将三颈瓶移出水浴,趁热转入锥形瓶中,在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为3~4 。在冰浴中冷却,析出固体,待结晶完全后,抽滤,粗产物用冷水洗涤2~3次,在60~65℃下干燥,产量约3.5~4g,测熔点。粗产物可直接用于对氯苯氧乙酸的制备。 • 纯粹的苯氧乙酸熔点为:98~99℃。

  40. 对氯苯氧乙酸的制备 在装有搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的100ml的三颈瓶中加入3g(0.02mol)上述制备的苯氧乙酸和10ml冰醋酸。将锥形瓶置于水浴加热,同时开动搅拌。待水浴温度上升至55℃时,加入少许(约20mg)三氯化铁和10ml浓盐酸。当水浴温度升至60~70℃时,在10分钟内慢慢滴加3ml过氧化氢(33%),滴加完毕后保持此温度再反应20分钟。升高温度使瓶内固体全溶,慢慢冷却,析出结晶。抽滤,粗产物用水洗涤3次。粗品用1∶3乙醇—水重结晶,干燥后产量约3克。纯粹对氯苯氧乙酸的熔点:158~159℃。

  41. 2,4—二氯苯乙酸(2,4-D)的制备 在100ml锥形瓶中,加入1g (0.0066mol) 干燥得对氯苯氧乙酸和12ml冰醋酸,搅拌使固体溶解。将锥形瓶置于冰浴中冷却,在摇荡下分批加入19ml5%的次氯酸钠溶液。然后将锥形瓶从冰浴中取出,待反应物温度升至室温后再保持5分钟。此时反应液颜色变深。向锥形瓶中加入50ml水,并用6mol/L的盐酸酸化至刚果红试纸变蓝。反应物每次用25ml乙醚萃取2次。合并乙醚萃取液,在分液漏斗中用15ml水洗涤后,再用15ml10%的碳酸钠溶液萃取产物(小心!有二氧化碳气体逸出)。将碱性萃取液移至烧杯中,加入25ml水,用浓盐酸酸化至刚果红试纸变蓝。抽滤析出的晶体,并用冷水洗涤2~3 次,干燥后产量约为0.7g,粗品用四氯化碳重结晶,熔点:134~136℃。纯粹2,4—二氯苯乙酸的熔点138℃。

  42. 注意事项 • 五、注意事项 • 1、为防止氯乙酸水解,先用饱和碳酸钠溶液使之成盐,并且加碱的速度要慢; • 2、步骤2中开始滴加浓盐酸时,可能有沉淀产生,不断搅拌后又会溶解,盐酸不能过量太多,否则会生成烊盐而溶于水。若未见沉淀生成,可再补加2~3ml盐酸; • 3、若次氯酸钠过量,会使产量降低。也可直接用市售洗涤漂白剂,不过由于次氯酸钠含量不稳定,所以常会影响反应。 • 六、思考题 • 1、说明本实验中各步反应pH值的目的和意义。 • 2、以苯氧乙酸为原料,如何制备对溴苯氧乙酸?能用本法制备对碘苯氧乙酸吗? • 参 考 文 献: • 兰州大学,复旦大学,有机化学实验,高等教育出版社:279-280。 返回

  43. 实验六 从番茄中提取番茄红素和β—胡萝卜素 一、实验目的: 1、熟悉使用柱层析从天然物中提取分离色素的方法和操作技能; 2、掌握薄层层析鉴别番茄红素和β-胡萝卜素。

  44. 二、基本原理 番茄中含有番茄红素和少量的β-胡萝卜素,二者均属于类胡萝卜素。其结构式如下:

  45. 类胡萝卜素为多烯类色素,不溶于水而溶于酯溶性有机溶剂。本实验先用95%乙醇将番茄中的水脱去,再用二氯甲烷萃取类胡萝卜素。因为二氯甲烷不与水混溶,故只有除去水分后才能有效地从组织中萃取出类胡萝卜素。根据番茄红素与β-胡萝卜素极性的差别,用柱层析可以将它们分离。分离效果可以用薄层层析进行检验。类胡萝卜素为多烯类色素,不溶于水而溶于酯溶性有机溶剂。本实验先用95%乙醇将番茄中的水脱去,再用二氯甲烷萃取类胡萝卜素。因为二氯甲烷不与水混溶,故只有除去水分后才能有效地从组织中萃取出类胡萝卜素。根据番茄红素与β-胡萝卜素极性的差别,用柱层析可以将它们分离。分离效果可以用薄层层析进行检验。

  46. 实验材料和试剂 • 新鲜番茄(或番茄酱)。 • 95%乙醇,二氯甲烷,石油醚(60~90℃),氯仿,中性或酸性氧化铝,环己烷,硅胶G,饱和氯化钠溶液,无水硫酸钠。

  47. 实验步骤 原料处理与色素提取 • 称取新鲜番茄酱20g于100ml圆底烧瓶中,加95%乙醇40ml,摇匀,装上回流冷凝管,在水浴上加热回流5分钟,趁热抽滤,只将溶液倒出,残渣留在瓶内,再加入30ml二氯甲烷,水浴上加热回流5分钟,冷却,将上层溶液倾出抽滤,固体仍保留在烧瓶内,再加10ml二氯甲烷重复萃取一次。合并乙醇和两次二氯甲烷提取液,倒入分液漏斗中,加5ml饱和氯化钠溶液(有利分层),振摇,静置分层。分出橙黄色有机相,使其流经一个在颈部塞有疏松棉花且在棉花上铺一层1cm厚的无水硫酸钠的三角漏斗(或直接在锥形瓶中用无水硫酸钠干燥),以除去微量水分。将此溶液储存于干燥的有塞子的锥形瓶中。层析之前,将此溶液在通风橱中用热水浴蒸发至干。

  48. 2、柱层析分离 • 取一支长15cm左右内径为1~1.2cm的层析柱,柱内装有用石油醚调制的氧化铝。将粗制的类胡萝卜素溶解于4ml苯中,用滴管在氧化铝表面附近沿柱壁缓缓加入柱中(留1~2滴供以后的薄层层析用),打开活塞,至有色物料在柱顶刚流干时即关闭活塞。用滴管取几毫升石油醚,沿柱壁洗下色素,并通过放出溶剂至柱顶刚流干,从而使色素吸附在柱上。然后加大量的石油醚洗脱(也可用1:1的环己烷:石油醚洗脱)。黄色的β一胡萝卜素在柱中移动较快,红色的番茄红素移动较慢。收集洗脱液至黄色的β—胡萝卜素从柱上完全除去,然后用极性较大的氯仿作洗脱剂洗脱番茄红素(注意更换接收瓶)。将收集到的两个部分在通风橱内用热水浴蒸发至干,加塞,留待薄层色谱用。(也可将样品分别溶于尽可能少的二氯甲烷中,尽快进行薄层层析)

  49. 3、薄层层析检验 • 在用硅胶G铺成的薄板上距离底边约lcm处,分别用毛细管点上三个样品,中间点未分离的混合物,两边分别点上分离得到的β—胡萝卜素和番茄红素。可以多次点样,即点完一次,待溶剂挥发后再在原来的位置上点样。但要注意,必须在同一位置上点,而且样品斑点尽量小。点样时毛细管只要轻轻接触板面即可,切不可划破硅胶层。样品之间的距离为1~1.5cm。将此板放入装有环已烷作展开剂(也可用1:9的苯/环己烷)的层析缸中,盖上盖子。切勿让展开剂浸没样品斑点。待溶剂展开至10cm左右时,取出层析板。因斑点会氧化而迅速消失,故要用铅笔立即圈出。计算不同样品的Rf值,比较不同样品Rf值大小的原因以及分离效果。

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