兵庫「咲いテク」プログラム高速液体クロマトグラフィーHPLCを用いた

光合成色素の分離実験実習

2011.1.6於：兵庫県立祥雲館高等学校

天然色素とその分離法に関する基礎原理

関西学院大学　理工学部山田　英俊

ホウレンソウから純粋な天然色素を取り出そう！

ホウレンソウからの色素の抽出

色素は，まだ混合物

ロータリーエバポレーターって？

H3C C CH3

O

O

acetonebp: 56.5 °C

H3C C CH3

O

O

acetonebp: 56.5 °C

ロータリーエバポレーターって？

今日，分離してみる化合物

!-carotene

HO

H

HOO

OOH

OOH

C

HOOH

lutein

violaxanthin

neoxanthin

N

N

NMg

O

O

chlorophyll a

chlorophyll b

N

OOMe

O

N

N

N

CHO

Mg

O

O

N

OOMe

O

色素は，まだ混合物

有機化合物の分離・精製方法

ろ過蒸留 再結晶昇華抽出

クロマトグラフィー

ろ過filtration

混合物を多孔質に通し，穴よりも大きな固体の粒子を分離する操作

蒸留distillation

液体を沸騰させ、その蒸気を冷やして再び液体にすること。沸点の差を利用して混合液体の分離ができる。

OH

farnesol bp. 111 °C at 0.35 mmHg 283-284.°C at 760 mmHg

!-carotene

再結晶recrystallization

溶解度を利用して結晶を析出させる方法。

昇華sublimation

固体が、液体を経ないで直接気体になること。逆も可。

N

N N

N

H3C

CH3O

CH3O

caffeine

抽出extraction

液体または固体の中から特定の物質を溶媒に溶かして取り出すこと。

COOH NH2

Et2O, 1 M HCl aq

Et2O layeraqueous layer

COOHNH3Cl

Et2O, 1 M NaOH aq

NH2

0.5 M NaHCO3 aq

COONa

Et2O, 1 M HCl aq

COOH

クロマトグラフィーchromatography

固定吸着剤の一端に混合物を置き，展開剤で溶かし出し，吸着剤上を移動させること。成分によって移動速度が異なることを利用して分離する。

●▲★ –● ＝▲ ≡★

アルカンとカルボン酸の沸点boiling points of alkanes and carboxylic acid

アルカンとカルボン酸の沸点を比較すると，同じ（似た）分子量ではカルボン酸の沸点がずいぶん高い。

カラムと薄層クロマトグラフィーcolumn and thin layer chromatography

最も頻繁に用いられる，クロマトグラフィーの形態。

カラムと薄層クロマトグラフィーcolumn and thin layer chromatography

分離能を上げるためにto increase the separation capacity

固定相の粒子を細かくして，単位体積あたりの表面積を増やす。

一般的なカラムクロマト用シリカゲル粒子径 100 ~ 200 µm

粒子径 200 µmの球約210 cm2A4紙1/3

1 cm3 当たりの表面積（粒子を球，六方最密充填として計算）

HPLC用シリカゲル粒子径 3 ~ 10 µm

粒子径 5 µmの場合約75,000 cm2四畳半

分離能を上げるためにto increase the separation capacity

Pump

分離能を上げるためにto increase the separation capacity

Pump

分離能を上げるためにto increase the separation capacity

Pump

Waste

Sampleloop

Sample

Injector

分離能を上げるためにto increase the separation capacity

Pump

Waste

Sampleloop

Sample

Injector

分離能を上げるためにto increase the separation capacity

Pump

Waste

Sampleloop

Sample

Injector

分離能を上げるためにto increase the separation capacity

Pump

Waste

Sampleloop

Sample

Injector

分離能を上げるためにto increase the separation capacity

Pump

Waste

Sampleloop

Sample

Injector

Time

Abs

orpt

ion

0%

100%

UV detector

単純なアルカンCnH2n+2の命名nomenclature of simple alkanes

全て覚えてください。

C = 1! methaneC = 2! ethaneC = 3! propaneC = 4! butaneC = 5! pentaneC = 6! hexaneC = 7! heptaneC = 8! octaneC = 9! nonaneC = 10! decane

C = 11 undecaneC = 12! dodecaneC = 13! tridecaneC = 14! tetradecaneC = 15! pentadecaneC = 16! hexadecaneC = 17! heptadecaneC = 18! octadecaneC = 19! nonadecaneC = 20! icosane

C = 21! henicosaneC = 22! docosaneC = 23! tricosaneC = 24! tetracosane C = 25! pentacosaneC = 26! hexacosaneC = 27! heptacosaneC = 28! octacosaneC = 29! nonacosaneC = 30! triacontane

C = 200! dictaneC = 300! trictaneC = 400! tetractaneC = 500! pentactane

C = 40! tetracontaneC = 50! pentacontaneC = 60! hexacontaneC = 70! heptacontaneC = 80! octacontaneC = 90! nonacontaneC = 100!hectane

C = 600! hexactaneC = 700! heptactaneC = 800! octactaneC = 900! nonactane

C = 1000!kilianeC = 2000!dilianeC = 3000! trilianeC = 4000! tetraliane

C = 5000!pentalianeC = 6000!hexalianeC = 7000!heptalianeC = 8000!octalianeC = 9000!nonaliane

覚えているひとは，あまりいません。

波長と色wave length and the color

補色a complementary color

分離，精製，同定separation, purification, and identification

科学の基本

その現象を起こしている物質は何か？

定量分析quantitative analysis

15 g/L150 mm2

? g/L30 mm2

実用的分離practical separation

応用分野field of application

薬

環境

衛生

食品 基礎研究

医学

捜査

生命科学

材料 化粧品塗料

水

有機化学

無機化学

分析化学モニタリング

微生物

タンパク質ペプチド

香料物質を扱う分野全部