一、特性
類胡蘿卜素具有反映其化學結構的特殊性質。這些特性決定了在所有類胡蘿卜素工作中必須遵循的程序和必須遵守的預防措施。
1.顏色
引起類胡蘿卜素具有特殊顏色的最主要結構特征是共軛多烯鏈。類胡蘿卜素對光的吸收能力很強,因此人眼能看到微克量的類胡蘿卜素。這種顏色在溶液中和色譜分析過程中都很容易看到,極大地方便了分離工作,也便于監測純化步驟和化學反應。顏色的消失或改變會立即發出分解或結構改變的敏感警告。強烈的光吸收也為類胡蘿卜素的定量測定奠定了基礎。
2. 穩定性
多烯鏈也在很大程度上導致了類胡蘿卜素的不穩定性,即它們容易被空氣或過氧化物氧化,包括H+和路易斯酸在內的親電試劑的加入,以及由熱、光或化學物質引起的E/Z異構化。除了多烯鏈,分子內不穩定的其他基團,也會導致類胡蘿卜素的結構改變,特別是端基。
一些類胡蘿卜素在酸的作用下是不穩定的。特別是,5,6-環氧化物化合物,如新黃素或紫黃素,很容易被重排成5,8-環氧化物形式。
大多數類胡蘿卜素對堿是穩定的。類胡蘿卜素酯當然可以被皂化反應水解。另外,還有一些類胡蘿卜在堿性條件下容易變質。例如黃苷、巖藻黃素、黃素、α羥酮如蝦青素、β羥酮如2-羥β-胡蘿卜素和一些β不飽和酮如3‘-脫氫葉黃素。
3. 溶解性
類胡蘿卜素在丙酮或丙酮/甲醇混合物中通常具有良好的溶解性。由于丙酮和甲醇可與水混溶,因此最常用這些溶劑從含水的生物材料中提取類胡蘿卜素。除此之外,"相似相溶 "的原理也是有效的。胡蘿卜素可溶于正己烷和甲苯等低極性溶劑、而葉黃素則溶于極性較強的溶劑,包括乙醇和吡啶。二乙醚、丙酮、二硫化碳和乙酸乙酯通常是類胡蘿卜素的良好溶劑。結晶類胡蘿卜素在這些溶劑中很難溶解,但通常很容易溶解在苯和二氯甲烷中。一種合適的方法是將類胡蘿卜素滴入少量(幾滴)無酸、高純度的二氯甲烷中,然后用適當的溶劑稀釋。
類胡蘿卜素羧酸的酸性特性,如紫衫素和烯醇化的α-二酮或β-二酮,如星烯和粘黃素,分別用于相位分布。這些化合物在加入堿后形成水溶性鈉鹽或鉀鹽。
二、一般注意事項
在原始研究論文中,"對類胡蘿卜素的工作采取了一般預防措施 "這句話應意味著適當注意以下因素,以避免氧氣、熱、光和酸的不良影響。為了盡量減少破壞或不良反應的風險,所有操作都應盡快進行。
1. 大氣:排除氧氣
惰性氣氛是理想的,并通過用真空或惰性氣體代替大氣以達到實際水平;推薦使用氮氣(> 99.9%純)或氬氣。所有的溶液都通過毛細管用惰性氣體沖洗。
2. 抗氧化劑
在儲存溶液中添加抗氧化劑有時會有好處。
有幾種抗氧化劑,如丁基羥基甲苯(BHT,2,6-二叔丁基對甲酚)、焦棓醇或抗壞血酸棕櫚酸酯等,常用來在皂化反應中保護類胡蘿卜素。后兩者的優點是在皂化后用溶劑萃取時可在水相中消除。但親脂性的 BHT 必須在隨后的分離過程中去除。
3. 溫度
在較高的溫度下,促進了不良反應,特別是E/Z異構化。因此,操作應在最低的實際溫度下進行。萃取在室溫或室溫以下進行。最好使用低沸點溶劑。大量溶液在水浴溫度不超過 40℃ 的旋轉蒸發器中減壓濃縮,切勿采用傳統蒸餾法。小體積溶液(約5毫升或更少)可通過向溶液中輕輕注入氮氣或氬氣進行濃縮或蒸發。溶液應儲存在 -70℃ 下。建議將晶體和分離過程中的殘留物密封在安瓿 中,置于氮氣或氬氣中,然后保存在 -20℃ 溫度下。若長時不使用,請將其存放在 -70℃ 的溫度下。
4. 光照
必須避免陽光照射,所有操作均應在散射日光或柔和的人造光下進行。色譜柱、薄層色譜室和旋轉蒸發儀等設備應用黑布或鋁箔遮蓋。反應應在黑暗中進行,如櫥柜內。
5.避免接觸酸或堿
作為一般工作規則,應嚴格避免與酸接觸,除非在特定反應中需要使用酸。處理類胡蘿卜素的實驗室不應使用強酸性試劑。如果存在某些類胡蘿卜素在堿性條件下不穩定,也應避免使用堿。
三、 溶劑、吸附劑和試劑的純化
應使用紫外/可見級或HPLC級溶劑。如果只有技術級的溶劑,這些溶劑必須在用于萃取或色譜之前進行純化、干燥和蒸餾。當對類胡蘿卜素樣品進行質譜或核磁共振分析時,溶劑純化必須嚴格,否則溶液的蒸發可能導致溶劑衍生雜質的污染。乙醚和四氫呋喃必須是無過氧化物的(試劑級乙醚和四氫呋喃可能含有穩定劑BHT)。最好避免氯仿,因為很難確保去除所有的鹽酸。一般來說,氯仿用1%乙醇穩定,這會影響其作為色譜溶劑的性能。盡可能用二氯甲烷代替氯仿,它可以用來溶解在其他溶劑中幾乎不溶的類胡蘿卜素。雖然苯是一種極好的溶劑,但如果可能的話,應該避免使用。苯通常可以被甲苯所取代,應注意避免呼吸困難。
通常,非極性溶劑通過活性氧化鋁柱和分餾柱在大氣壓下蒸餾足以進行純化。通過在還原鐵粉或氫化鈣上蒸餾,從乙醚和四氫呋喃中除去過氧化物。純化程序包括實驗室用的化學物質和溶劑。溶劑儲存在深色的玻璃瓶中。不得使用塑料或聚乙烯瓶、移液管或塞子含有塑性有機溶劑浸出的增塑劑。
所有其他材料,如吸附劑、干燥劑和試劑,必須具有合適的純度,以防止引入外來污染物。例如,過濾輔助劑和與氧化鎂結合,可能含有酸性物質。必須用甲醇清洗,直到濾液無氯,然后在真空烘箱中干燥。我們可以通過使用商業測試條來檢查溶劑和試劑中是否存在過氧化物或氯化物。
本文摘自carotenature。
