Trennung von Chlorophyll a und Chlorophyll b

Trennung von Chlorophyll a und Chlorophyll b mittels Säulenchromatographie
Durchgeführt vom 27. April bis am 3. Mai 2005 von Sebastian Ahles, Stephan Steinmann und Jörg Duschmalé
Trennung von Chlorophyll a und Chlorophyll b
mittels Säulenchromatographie
Einleitung
Pflanzen sind in der Lage mittels Photosynthese aus Kohlenstoffdioxid und Wasser
mit Hilfe von Sonnenlicht Kohlenhydrate zu synthetisieren. Die zentrale Rolle in
diesem Prozess spielt das Chlorophyll. Das Chlorophyll ist ein Magnesium-Komplex
mit einem vierzähnigen organischen Liganden. Das Grundgerüst dieses Moleküls
bilden vier mit einander verbundene Pyrrolringe, welche durch die Stickstoffatome
koordinieren. Chlorophyll wird je nach Rest in Chlorophyll a, Chlorophyll b usw.
unterteilt.
Im
folgenden
Versuch
soll
ein
Extrakt
aus
Kastanienblättern
mittels
Säulenchromatographie in seine Fraktionen aufgespalten werden.
O
H
CH3
N
N
N
N
Mg
Mg
N
N
O
O
O
O
N
N
O
O
O
O
Phytyl
O
O
Phytyl
Chlorophyll b
Chlorophyll a
Abbildung 1: Chlorophyll a und Chlorophyll b unterscheiden sich durch ihre Reste (rot
eingezeichnet)
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Trennung von Chlorophyll a und Chlorophyll b mittels Säulenchromatographie
Durchgeführt vom 27. April bis am 3. Mai 2005 von Sebastian Ahles, Stephan Steinmann und Jörg Duschmalé
Materialien
-
1 Kastanienblatt (3.6g)
-
Quarzsand
-
Aceton
-
Petrolether
Durchführung
Ein Kastanienblatt wurde mit etwas Quarzsand, wenig Aceton und Petrolether (je
5ml) in einer Porzellanschale mit dem Mörser verrieben. Die tiefgrüne Lösung wurde
in einen Scheidetrichter dekantiert und mit etwas Wasser (5ml) extrahiert. Die
organische Phase wurde abgetrennt.
Mittels
Dünnschichtchromatographie
wurde
ein
Lösungsmittelgemisch
(Aceton/Petrolether) gesucht, welches sich für die Säulenchromatographie eignet.
Überraschenderweise
konnte keine
Auftrennung mit
den in der Anleitung
angegebenen Mischverhältnissen Petrolether/Aceton (3:1, 4:1, 5:1) erreicht werden.
Der auf die DC-Platte aufgetragene Fleck blieb jeweils am Ort. Mit dem Verhältnis
3:2 erfolgte wenigstens eine Auftrennung (wenn auch keine besonders gute), sodass
dieses Verhältnis für die Säulenchromatographie verwendet wurde, obwohl wir
bereits befürchteten, dass keine optimale Auftrennung möglich sein würde.
Gelber Pflanzenfarbstoff (Carotinoid)
Gräuliche Fraktion
Chlorophyll a
Chlorophyll b
Gelber Pflanzenfarbstoff (Carotinoid)
Abbildung 2: DC-Platte mit dem Laufmittel Petrolether 3:2 Aceton (Farben sind den wirklichen
Farben angenähert)
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Trennung von Chlorophyll a und Chlorophyll b mittels Säulenchromatographie
Durchgeführt vom 27. April bis am 3. Mai 2005 von Sebastian Ahles, Stephan Steinmann und Jörg Duschmalé
Darauf wurden 5 dl vom gefundenen Laufmittel hergestellt. 15g Silicia wurden in
einem Erlenmeyerkolben mit etwas Laufmittel aufgeschwemmt und in eine mit
Stativklammern senkrecht befestigte Chromatographiesäule gefüllt. Das Laufmittel
wurde so lange durch die unten geöffnete Säule gedrückt (mit Hilfe eines Saugballs),
bis sich das Silicia nicht mehr weiter absetzte. Nun wurde die Säule geschlossen und
auf das Silicia eine Schicht Quarzsand und der Extrakt aus dem Kastanienblatt
vorsichtig aufgetragen. Nachdem die Säule wieder geöffnet worden war und sich das
Extrakt in den Quarzsand eingedrungen war, wurde mit Laufmittel aufgefüllt. Nun
wurde beobachtet wie sich die Fraktionen langsam aufzutrennen begannen und, als
die erste gelbe Fraktion im unteren Viertel der Säule angekommen war, mit dem
nehmen von Fraktionen (ca 5ml) begonnen.
Die Fraktionen wurden auf eine DC-Platte aufgetragen, welche folgendes Resultat
lieferte.
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Abbildung 3: Dünnschichtchromatographie der einzelnen Fraktionen.
Interpretation dieser Ergebnisse
Wie in Abbildung 3 zu sehen haben wir keine einzige einheitliche Fraktion erhalten.
Durch Vergleich der DC-Platten (Abbildung 2 und Abbildung 3) wird ersichtlich, dass
die Auftrennung von Chlorophyll a und Chlorophyll b durch die Säule noch schlechter
war als nach der ersten Dünnschichtchromatographie befürchtet. Wir hätten wohl
entweder die von der Anleitung geforderten Spinatblätter nehmen sollen, oder aber
mehr Zeit investieren müssen ein geeigneteres Laufmittel zu finden.
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Trennung von Chlorophyll a und Chlorophyll b mittels Säulenchromatographie
Durchgeführt vom 27. April bis am 3. Mai 2005 von Sebastian Ahles, Stephan Steinmann und Jörg Duschmalé
Ebenfalls bemerkenswert ist die stets vorhandene gräuliche Fraktion. Diese wurde
nämlich erst beobachtet, nachdem das Extrakt über Nacht im Schrank aufbewahrt
worden war. Es handelt sich dabei wohl um ein Zerfallsprodukt eines der extrahierten
Inhaltsstoffe des Kastanienblattes.
So konnten wir keinen einzigen Inhaltsstoff des Blattes isolieren. Trotz dieses
ernüchternden Resultates beschlossen wir nach Rücksprache mit dem Assistenten
den Versuch nicht zu wiederhohlen.
Warum wandert Chlorophyll a schneller auf der Säule?
Chlorophyll a und Chlorophyll b unterscheiden sich ausschliesslich durch ihren Rest.
Das Chlorophyll a besitzt eine apolare Methylgruppe, wohingegen das Chlorophyll b
eine polarisierte Aldehydfunktionalität aufweist. Somit tritt das Chlorophyll b besser
mit dem polaren Silicia der Säule in Wechselwirkung und braucht deshalb länger um
durch die Säule zu kommen.
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