《叶绿素铜钠的制备、合成与分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《叶绿素铜钠的制备、合成与分析（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、叶绿素铜钠的合成、分离与分析一、实验目的：1、从蚕沙中提取叶绿素并计算提取率。2、初步研究叶绿素合成叶绿素铜钠的工艺条件。3、分析叶绿素铜钠产品的纯度，计算产率；4、利用光谱技术对合成的叶绿素铜钠进行初步表征。二、实验原理 : 叶绿素铜钠盐是一种具有很高稳定性的金属卟啉 ，呈墨绿色粉末，着色力强，色泽亮丽，其水溶液呈蓝绿色澄清透明液， 钙离子存在时则有沉淀析出。当其水溶液pH 值小于 6 时，溶液底部出现粉末状沉淀，这是由于平面空间结构的叶绿素铜钠分子在酸性条件下易于聚集。叶绿素铜钠盐已被国际有关卫生组织批准用于食品上，广泛应用作食品添加剂 、化妆品添加剂、 食品着色剂、药品等领域。叶绿素铜钠
2、盐可以通过叶绿素 卟啉环中的镁原子被铜置换来制成。蚕沙中含有丰富的叶绿素，其纯含量达0.81.0% ，居所有天然色素之首，故可用蚕沙来提取叶绿素，由于叶绿素易溶于乙醚、苯、丙酮、乙醇的脂性溶剂，故可用乙醇、丙酮混合液来提取。所得的叶绿素再添加适量硫酸铜 、使得叶绿素 卟啉环中的镁原子被铜置换即可制得叶绿素铜钠盐。叶绿素是一种含有卟吩环的物质，在其结构中，含有一个由四个吡咯环和四个次甲基交替相联形成的卟吩环。卟吩环闭合的共轭体系提供了包围镁离子(或其它相似离子)的刚性平面。在制叶绿素铜钠过程中，叶绿素分子中的镁原子和四个吡咯上的氮原子相结合，环上是双羧酸的酯，一个被甲基所酯化，另一个被叶醇基所酯
3、化，故可以发生皂化反应生成钠盐：557254 + 2 = 3430542 + 3 + 2039在酸性介质中，叶绿素钠盐分子中的镁极易被氢原子取代生成褐色的叶绿素酸：C34H30O5N4MgNa2 + 4 H+ C34H34O5N4 + Mg2+ + 2 Na+ 叶绿素酸可与铜盐加热条件下生成叶绿素铜酸析出，将叶绿素铜酸溶于丙酮，再与碱反应就生成叶绿素铜钠盐：C34H34O5N4 + Cu2+ C34H32O5N4Cu + 2 H+ C34H32O5N4Cu + 2 NaOH = C34H30O5N4CuNa2 + 2 H2O 三.实验仪器及材料：仪器： 721 分光光度计、PHS-2B 酸度计
4、、电子天平、PH 试纸、旋转蒸生器一台、恒温加热磁力搅拌一台、搅拌子一个、烘箱、温度计、500ml 蒸馏烧瓶、蒸馏装置、索氏提取器、回流冷凝管、减压过滤装置、滤纸、研钵、分液漏斗、容量瓶（ 10ml、 100ml、 250ml 若干），移液管（2ml、10ml）、量筒（ 10ml、50ml 、100ml ）、吸耳球、玻璃棒、沸石、烧杯（ 100ml 、250ml、500ml 、1000ml 若干）、胶头滴管等玻璃仪器。药品：干蚕沙（100g）、 95%乙醇、氢氧化钠固体、石油醚，1：1 盐酸， 80%丙酮， 10%硫酸铜、蒸馏水、磷酸盐缓冲液等。四、实验步骤：1.原料的预处理将蚕沙经过筛选后，
5、用水洗除去杂质，放置阴凉处晾干，待用。2.叶绿素的浸提及溶剂的回收称取干蚕沙100g，用研钵研成粉末状，用滤纸包好装于索氏提取柱中，底部烧瓶中加入210ml 丙酮和乙醇混合液（丙酮 140ml,乙醇 70ml），于 7579的水浴中提取。待虹吸回流的提取液几乎无色时停止。得到的墨绿色溶液即为叶绿素。待温度下降至50以下后，减压过滤，然后将滤液转入蒸馏烧瓶中，换上蒸馏装置，先在水浴中保持温度在60左右， 蒸出丙酮， 当温度计读数骤然下降, 丙酮蒸馏结束。 然后将温度升到7579，蒸出乙醇 ,当温度计读数骤然下降 , 乙醇蒸馏结束。将剩下的溶液减压抽滤后风干，称重，计算提取率。3.皂化将上述叶绿素
6、转入圆底烧瓶，加入8ml 20%NaOH- 乙醇溶液（称取10gNaOH 溶解在 40g 乙醇中），放入搅拌子，于 60水浴回流皂化1 小时，使溶液皂化完全。4.萃取除杂将皂化液冷却后转入分液漏斗中加入等量石油醚萃取除去杂质（黄色），静置分层，下层为可溶性叶绿酸盐（绿色），取下层溶液；上层溶液通过旋转蒸发器蒸发回收石油醚，平行萃取23 次。5.铜代与成盐将除杂后的萃取液用1：1 盐酸调节溶液pH=7，加入 3ml 10% 的 CuSO4，再用盐酸调节PH=23，在 60下恒温搅拌反应1 小时，减压过滤。滤渣用95%乙醇洗 23 次后抽干。合并滤液和洗液，加入2 倍的蒸馏水，静置4h。有叶绿素铜
7、酸析出，减压抽干。滤渣先用蒸馏水洗,再用 40%的乙醇洗涤，重复洗涤23 次，再抽干 ,得到叶绿素铜。用46 ml 丙酮溶解叶绿素铜，加入95%乙醇溶液，使溶液稀释到30ml，边搅拌边加入20%NaOH- 乙醇溶液，调节PH=11，静置 30 分钟，成盐（用玻璃棒点少许溶液放在滤纸上，滤纸不显绿色则说明完全成盐），过滤，滤渣结晶用95%乙醇洗涤 23 次，再在60下烘干，即制得有墨绿色光泽的成品，然后称重。五、纯度分析：1、PH 测定称取 0.050g 叶绿素铜钠溶于蒸馏水配成1%溶液，然后用酸度计测其PH 值。2、标准叶绿素铜钠盐的标准曲线称取标准样品0.01 克（精确至0.0002 克），
8、加水溶解，移入10 mL 容量瓶中，加水至刻度，摇匀。准确取1mL 溶液以 pH7.5 磷酸盐缓冲液定容为100mL，摇匀，即为0.001%溶液，用分光光度计测定，在15 分钟内用1cm 的比色杯，在 405nm 波长处测定吸光值（ A），以缓冲液作空白对照。类似地配制0.0005%溶液、 0.0015%溶液、 0.002%溶液、0.0025%溶液，用分光光度计测定，在15 分钟内用1cm 的比色杯，在405nm 波长处测定它们的吸光值（A），以缓冲液作空白对照，并绘制标准曲线。3、标准叶绿素铜钠盐的吸收曲线称取标准样品0.01 克（精确至0.0002 克），加水溶解，移入10 mL 容量瓶中
9、，加水至刻度，摇匀。准确取1mL溶液以 pH7.5 磷酸盐缓冲液定容为100mL，摇匀，即为0.001%溶液，此液最大吸收峰为405nm 与 630nm， 吸光比A405nm/A630nm 为 3.24.0。用分光光度计测定，用1cm 的比色杯，在400nm-700nm 波长处测定溶液吸光值A（每隔 5nm 或 10nm 测定一次），以缓冲液作空白对照，并绘制吸收曲线。4、产品叶绿素铜钠盐的吸光比测定称取烘干成品0.1 克（精确至0.0002 克），加水溶解，移入100 mL 容量瓶中，加水至刻度，摇匀。从容量瓶中准确取 2mL 溶液移入50mL 容量瓶，用pH7.5 磷酸盐缓冲液定容至刻度，
10、摇匀，即为0. 004%溶液，此液最大吸收峰为 405nm 与 630nm。用分光光度计测定，用1cm 的比色杯，在400nm-700nm 波长处测定溶液吸光值A（每隔 5nm 或10nm 测定一次），以缓冲液作空白对照，并绘制吸收曲线。计算吸光比 =A405nm / A630nm 六、实验结果记录试验操作试验现象备备注称取干蚕沙100g 加入 200ml 丙酮和乙醇混合液（丙酮140ml,乙醇 70ml），于7579的水浴中提取，。待虹吸回流的提取液几乎无色时停止。滤液先于 60蒸出丙酮， 再于 7579蒸出乙醇。温度计读数突然下降时结束蒸馏。剩下的溶液减压抽滤后风干，称量，计算提取率将叶绿
11、素转入圆底烧瓶，加入8ml 20%NaOH- 乙醇溶液， 放入搅拌子， 于60水浴回流皂化1 小时。萃取液性质将除杂后的萃取液用1：1 盐酸调节溶液 pH=7，加入 3ml 10% 的 CuSO4，再用盐酸调节PH=23，在 60下恒温搅拌反应1 小时趁热过滤后，将滤液加入蒸馏水并静置 4 小时后过滤。 滤渣先用蒸馏水洗，再用乙醇洗，再将其用丙酮溶解，加无水乙醇稀释至30ml ，滴加NaOH-乙醇溶液成盐，烘干后称重。称取 0.050g 叶绿素铜钠溶于蒸馏水配成 1%溶液，测其PH 值。七、参考文献1. 刘成梅等 . 天然产物有效成分的分离与应用第一版. 北京：化学工业出版社，2003.1 2. 段玉峰等 .综合训练与设计第一版. 北京：科学出版社，2001.8 3. 项斌等 . 天然色素第一版. 北京：化学工业出版社，2004.8 4. 周维纯等 .松针叶绿素铜钠盐的研制和运用第一版. 北京：林产化学与工业出版社，1986.8 5. 于信令等 .食品添加剂检验方法第一版 . 北京：中国轻工业出版社，1992.10 6. 王清槟等 .食品着色及其分析方法第一版. .北京：化学工业出版社，2004.7
