广州大学化学化工学院
本科学生综合性、设计性实验报告
实验课程 化工专业实验
实验项目 植物中天然香料的提取及香料成分分析
专业 化学工程与工艺 班级 11化工
学号 姓名
指导教师及职称 陈姚、梁红
开课学期 2013 至 2014 学年 二 学期
时 间 2014 年 6 月 9 日
实验序号 | 9 | 实验项目 | 植物中天然香料的提取及香料成分分析 | |||
实验时间 | 2014年6月9日 | 实验室 | 生化楼223 | 小组成员 | ||
1.实验目的 通过学习香料的基本知识和提取天然香料一般方法,掌握采用水蒸气蒸馏提取天然植物香料及其分离的方法;了解香料产品的关键技术指标的检测方法,掌握红外光谱仪的原理及在香料产品结构分析中的应用。 | ||||||
2.实验原理、实验流程或装置示意图 (1)实验原理 植物的香精油一般存在于植物的根、茎、叶、籽和花中,大部分是易挥发性的物质,因此可以用水蒸气蒸馏的方法加以分离,其他的分离方法还有萃取法和榨取法。 肉桂皮中香精油的主要成分是肉桂醛。其结构式为: 肉桂醛(反-3-苯基丙烯醛)沸点为252℃,略带浅黄色油状液体,难溶于水,易溶于苯、丙酮、乙醇、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等有机溶剂。肉桂醛易被氧化,长期放置,经空气中的氧慢慢氧化成肉桂酸,肉桂醛能随水蒸气蒸发,因此本实验将用水蒸气蒸馏的方法提取出肉桂油。用红外光谱仪测定所得油的红外光谱来进行肉桂醛官能团的定性。 (2)装置示意图 | ||||||
3.实验设备及材料 仪器:水蒸气蒸馏装置、三口烧瓶(500mL)、锥形瓶(250mL)、分液漏斗(250mL)、电热套、阿贝折射仪、红外光谱仪、压片机、分析天平 药品:肉桂皮、二氯甲烷、乙醇、氯化钠 |
4.实验方法步骤及注意事项
(1)肉桂油的实验室提取—— —水蒸气蒸馏的实验操作过程
用两只500mL三口圆底烧瓶,装配成一套水蒸气蒸馏装置,用250mL锥形瓶或圆底烧瓶作接收器,置60g研磨碎的肉桂皮于一只500ml的三口烧瓶中,加入250ml热水,装配好水蒸气蒸馏装置,通入水蒸气使溶液达到沸腾,进行速率稳定的蒸馏。收集馏出物100ml至无油状物为止,加入食盐至水层呈饱和。
将馏出液转移到250ml分液漏斗中,用40ml分两次萃取,待分层后,弃去水层,从漏斗中倒出有机层,置于已称重的50ml蒸馏烧瓶中,装上蒸馏装置用电加热套加热,蒸去,冷却后称重,以原料肉桂皮为基准,计算精油的收率。
(2)肉桂油的分析测定
1)测定折光率(20℃),指标:1.600-1.6140,用阿贝折射仪测定
2)红外光谱测定。用红外光谱仪测定所得精油的红外光谱,并解释图谱中主要峰的意义。 |
4.实验数据处理方法 (1)收率 收率= (2)折光率 用阿贝折射仪测量肉桂油折射率。 (3)红外特征峰 用红外光谱仪测定所得精油的红外光谱。 |
6.参考文献 [1] 于丽颖,李占英,王冰.合成实验肉桂酸的改进.天津化工,2005,19(6):27~28. [2] 梁红.化学工程与工艺专业实验.广东科技出版社.2009 [3] 张海军,陈建村,施磊.Perkin反应合成肉桂酸香料.香精化妆品,2006,(5):17~20. [4] 赵勇.肉桂酸的合成与应用进展.化工科技市场,2001,(6):17~18. [5] 李惠淮,冀亚飞.肉桂酸的合成.安徽教育学院学报,2003,21(6):61~62. |
教师对实验方案设计的意见 签名: 年 月 日 |
1.实验现象与结果
实验现象:
肉桂粉呈棕黄色,有特殊香气,加热水搅拌变成棕色糊状,通进水蒸汽时沸腾,圆底烧瓶接收器有乳白色油状液体,进行分液时,下层为无色油状液体,上层为无色透明液体,对下层液体进行蒸馏,得到橙黄色油状液体。
实验结果:
精油质量:1.374g
收率=
折光率1.57135
图-2 肉桂油红外光谱图 |
2.对实验现象、实验结果的分析及其结论 产品的折光率与标准肉桂醛的折光率比较接近,表明所得产品纯度较高。 产品的红外图谱的特征谱线如图2: 3200—2800cm () , 宽而强, 1685cm (),尖而强, 1639cm (),2000—1500cm为苯环的泛频峰,715、690cm为苯环单取代的特征峰。上述吸收峰的位置与肉桂醛的结构吻合, 表明所合成产物为肉桂醛。 |
1.本次实验成败及其原因分析
图-3 肉桂油红外光谱与肉桂醛标准红外光谱对比图
从上图可看出,产品和标准肉桂醛的红外光谱图比较特征峰基本一致,说明产品的主要成分为肉桂醛。由3750—2400cm段对比,产品的峰值比标准肉桂醛的大且平缓,主要是因为实验人员呼吸排出的二氧化碳浓度增大的结果。2300cm处向下突出的峰是碳键。 |
2.本实验的关键环节及改进措施 (1)水蒸汽蒸馏时,先使反应瓶中的水稍沸,然后通入水蒸汽,使进入水蒸汽的的速率和蒸馏的速率达到一致就可以防止反应体系中水太多。 (2)二氯甲烷具有毒性,所以在挥发其时要在通风橱中进行。 (3)为了防止在加热回流时桂皮焦化,可以适当多加一点水,但太多的在水蒸汽蒸馏时容易使桂皮粉末冲入冷凝管(可以使用缓冲管),并且在回流时可以不时用玻璃棒搅拌。只要桂皮在反应瓶中翻滚,就完全可以避免焦化。 (4)蒸馏时蒸馏瓶中的水不要超过其1/3,否则会造成部分小杂质进入产品中,使样品无法提纯完全。 (5)在进行过滤时一定要让有机相与水相分离完全,不要带入水,否则蒸馏时产品内会析出氯化钠。 (6)对于原料的预处理,可以先用微波加热20s,先破坏肉桂粉的表面结构,延长蒸馏时间,使反应更加充分,从而提高出油率。 |
指导教师评语及评分: 签名: 年 月 日 |