苏州大学有机化学实验-生物碱的提取

2020-05-07 09:00

苏州大学材料与化学化工学部课程教案

[实验名称] 生物碱(咖 啡 因)的提取

[教学目标] 知识与技能: 掌握用Soxhlet提取器提取有机物的原理和方法;掌握Soxhlet提取器

操作技术,学习升华操作实验技术,复习回流、蒸馏等基本实验操作;

[教学重点] 掌握Soxhlet提取器操作技术;掌握升华操作实验技术。 [教学难点] 升华操作实验技术

[教学方法] 陈述法,讨论法,演示法,归纳法 [教学过程]

[讲述] 【实验目的】学习生物碱提取的原理和方法。掌握Soxhlet提取器操作技术、掌握升华

操作实验技术、复习回流、蒸馏等基本实验技能。

[提问] 【实验原理】茶叶中含有多种生物碱,其中主要成分为咖啡因。其具有升华的性质。

本实验设计用有机溶剂提取法将咖 啡 因从茶叶中分离出来,用升华法进行提纯咖 啡 因。

[演示] 【实验装置图】

图1 Soxhlet提取器 图2 蒸馏装置 图3 升华装置 [讲述] 【实验所用仪器及设备】

Soxhlet提取器,回流冷凝管,圆底烧瓶,蒸馏头,直型冷凝管,尾接管,温度计,

升华装置。

?讲述????【实验步骤】

一.浸取

如图1所示[1],称取约10 g干茶叶,装入滤纸筒内[2],轻轻压实,滤纸筒上口塞一团脱脂棉,置于抽提筒中,圆底烧瓶内加入约60 mL 95%乙醇,小火加热乙醇至沸,连续抽提约1 h(7-8次),待冷凝液刚刚虹吸下去时,立即停止加热。

二. 升华法提取

将仪器改装成蒸馏装置,浓缩提取液。然后将残留液 (大约l0-15 mL) 倾入蒸发皿中,烧瓶用少量乙醇洗涤,洗涤液也倒入蒸发皿中。加入4 g生石灰粉,搅拌均匀,水浴加热,蒸发至干,然后用小火蒸发除去全部水分[5]。冷却后,擦去沾在蒸发皿边缘的粉末,以免升华时污染产物。

将一张刺有许多小孔的圆形滤纸盖在蒸发皿上,取一只大小合适的玻璃漏斗罩于其上,漏斗颈部疏松地塞一团棉花[6]。

用小火小心加热蒸发皿,慢慢升高温度, 使咖 啡 因升华。咖 啡 因通过滤纸孔遇到漏斗内壁凝为固体,附着于漏斗内壁和滤纸上。当纸上出现白色针状晶体时,暂停加热,稍冷后,揭开漏斗和滤纸,仔细用小刀把附着于滤纸及漏斗壁上的咖 啡 因刮入表面皿中。将蒸发皿内的残渣加以搅拌,重新放好滤纸和漏斗,用较高的温度再加热升华一次。此时,温度也不宜太高,否则蒸发皿内大量冒烟,产品既受污染又遭损失。合并两次升华所收集的成品。 【实验流程图】

95%的乙醇 回流提取7-8次

1.升华 2.收集

[讲述] 【注释】

[1] 索式提取器的虹吸管极易折断,安装装置和取拿时必须特别小心。共用三个铁夹将其固定:最下面的铁夹先固定烧瓶,上面两个铁夹起扶持作用。

[2] 滤纸筒的直径要略小于抽提筒的内径,其高度一般要超过虹吸管,但是样品不得高于虹吸

管。如无现成的滤纸筒,可自行制作。其方法为:取脱脂滤纸一张,卷成圆筒状(其直径略小于抽提筒内径),底部折起而封闭(必要时可用线扎紧),装入样品,上口盖脱脂棉,

蒸馏,浓缩

烘干

[7]

[4]

[3]

茶叶末 粗提取物

提取液 咖 啡 因

粗提取液

以保证回流液均匀地浸透被萃取物。

[3] 乙醇的用量也可以这样确定:加入乙醇至完成一次虹吸后再加入25 mL左右。

[4] 提取过程中,生石灰起中和丹宁酸等酸性物质及吸水的作用,一定要充分研细之后再使用。 [5] 在水浴上蒸干时,必须小心搅拌,防止溅出。升华时,如样品中留有少量水分,则初期将产生一些烟雾,污染器皿和产品。所以,培烘至干是本次实验成败的一个关键操作。 [6] 蒸发皿上覆盖刺有小孔的滤纸是为了避免已升华的咖 啡 因回落入蒸发皿中,纸上的小孔应保证蒸气通过,并且孔刺朝上。漏斗颈塞少量棉花,为防止咖 啡 因蒸气逸出。 [7] 在升华过程中必须始终严格控制加热温度,温度太高,将导致被烘物和滤纸炭化,一些有色物质也会被带出来,影响产品的外观和纯度。进行再升华时,加热温度亦应严格控制。

[讲述] 【注意事项】

[1] 提取所用溶剂是乙醇,易燃、易挥发,所以整个实验过程小心使用明火。

[2] 提取过程中,乙醇如果挥发较多,不能虹吸,则需要熄火后再补充一定量的乙醇。 [3] 升华后的残余物要冷却后才能倒入垃圾桶中,防止残渣中的暗火引发火灾。 [作业]

[1] 试述索氏提取器的萃取原理,它与一般的浸泡萃取相比,有哪些优点?

答:索氏提取器是利用溶剂的回流及虹吸原理,使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取, 减少了溶剂用量, 缩短了提取时间, 因而效率较高。 [2] 索式提取器有哪几部分组成?

答:索氏(Soxhlet)提取器由烧瓶、提取筒、回流冷凝管3部分组成。 [3] 本实验进行升华操作时,应注意什么?

答:在蒸发水分充分的情况下,升华操作是实验成败的关键。升华过程中,始终都需用小火间接加热。如温度太高,会使产物发黄。


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