天然药物化学实验书-合集-2013.docx

天然药物化学实验指导循环使用请勿带走目 录实验一 槐花米中芦丁的提取实验二 芦丁水解液的纸色谱鉴定实验三 大黄中大黄素的提取实验四 大黄中大黄素的柱色谱提纯实验五 苦参生物碱的薄层鉴定实验六 茶叶中咖啡因的提取实验一 槐花米中芦丁的提取芦丁（Rutin）广泛存在于植物界中，现已发现含芦丁的植物至少在70种以上，如烟叶、槐花、荞麦和蒲公英中均含有。尤以槐花米（为植物Sophora japonica的未开放的花蕾）和荞麦中含量最高，可作为大量提取芦丁的原料。槐花米为豆科植物槐花的未开放花蕾。味苦性凉，具清热、凉血、止血之功。槐花的主要化学成分为芦丁，又名芸香甙，含量可达12-16%。芦丁是由槲皮素（Quercetin）3位上的羟基与芸香糖（Rutinose）为葡萄糖（Glucose）与鼠李糖（Rhamnose）组成的双糖脱水合成的苷。为浅黄色粉末或极细的针状结晶，含有三分子的结晶水，熔点为174178，无水物188190。溶解度：冷水中为1:10000；热水中1:200；冷乙醇1:650；热乙醇1:60；冷吡啶1:12。微溶于丙酮、乙酸乙酯，不溶于苯、乙醚、氯仿、石油醚，溶于碱而呈黄色。芦丁具有维生素P的作用。可降低毛细管前壁的脆性和调节渗透性，有助于保持及恢复毛细血管的正常弹性，临床上用作毛细管脆性引起的出血症，并常用作防治高血压病的辅助治疗剂。现在国处也常用芦丁作食品及饮料的染色剂。一、实验目的1通过芦丁的提取与精制掌握碱-酸法提取黄酮类化合物的原理及操作。2掌握黄酮类化合物的主要性质。二、实验原理芦丁属黄酮类化合物，分子中有较多酚羟基，具弱酸性，易溶于热碱中，酸化后又析出，因此可以用碱溶酸沉的方法提取芦丁，又利用芦丁在冷水和热水中溶解度相差较大的特性进行重结晶精制。三、实验材料槐米、石灰乳、0.4硼砂水溶液、浓盐酸、广泛pH试纸、棉花等。四、实验内容称取槐米30g，在乳钵中研碎后，投入300ml 0.4硼砂溶液的沸水溶液中煮沸2-3分钟，在搅拌下加入石灰乳调pH 9，煮沸40分钟（注意添加水，保持原有体积，保持pH89），趁热倾出上清液，用棉花过滤。残渣加100ml水，加石灰乳调pH 9，煮沸30分钟，趁热用棉花过滤，二次滤液合并。滤液保持在60，加浓HCl，调pH2-3，放置过夜，则析出芦丁沉淀。五、实验说明及注意事项1、加入饱和石灰水溶液既可达到碱溶液提取芦丁的目的，又可除去槐花米中大量多糖粘液质，更容易过滤。也可直接加入150mL水和1g氢氧化钙粉末，而不必配成饱和溶液。2、pH值过低会使芦丁形成烊盐而增加了水溶性，降低收率。六、思考题1本实验提取过程中应注意哪些问题？2、根据这个实验，请总结出用酸碱调节法提取中药活性成分的适用条件及一般原理。实验二 芦丁水解液的纸色谱鉴定一、实验目的1掌握纸色谱方法。2掌握黄酮类化合物的色谱特点。二、实验原理芦丁可被稀酸水解，生成槲皮素及葡萄糖、李糖，并能通过纸层析鉴定。三、实验材料槐米、石灰乳、0.4硼砂水溶液、2的硫酸溶液、浓盐酸、正丁醇、醋酸、氨水、1的氢氧化钠溶液、1的三氯化铝乙醇溶液、1的葡萄糖溶液、1的鼠李糖溶液、1芸香苷乙醇溶液、1槲皮素乙醇溶液、95乙醇、碳酸钡、广泛pH试纸、中速层析滤纸等。四、实验内容（一）芦丁的水解取芦丁1g，研碎，加2硫酸水溶液80ml，小火加热，微沸回流30-60min，并及时补充蒸发掉的水分。在加热过程中，开始时溶液呈浑浊状态，约10min后，溶液由浑浊转为澄清，逐渐析出黄色小针状结晶，即水解产物槲皮素，继续加热至结晶物不再增加时为止。抽滤，保留滤液20ml，以检查滤液中的单糖。（二） 糖的纸色谱检识取上述水解母液10ml小心用Ba(OH)2（大约11.5g , 并预先用10ml水调至成乳液）中和至中性，过滤出生成的BaSO4沉淀，滤液用热水浴小心浓缩至小体积1ml备用。取1张圆形滤纸, 用铅笔画出通过圆心的三条直线将滤纸等分为6份，对角点样法两次将样品、葡萄糖、鼠李糖标准品点于距圆心一定（0.5mm）处, 并将用其它滤纸卷成的滤纸芯通过圆滤纸的圆心，借助滤纸芯的毛细作用用正丁醇-乙酸-水（4：1：5）上层溶液作径向展开。支持剂：新华层析滤纸（中速、20cm7cm）样 品：水解浓缩液对照品：a. 葡萄糖标准品水溶液b. 鼠李糖标准品水溶液展开剂：正丁醇：冰醋酸：水（4：1：5上层）显 色：a. 喷苯胺-邻苯二甲酸试剂，于105加热10min，显棕色或棕红色斑点 b.喷氨性硝酸银试剂，于100左右加热，呈棕褐色斑点。五、思考题1、芦丁酸水解时有何现象，如何解释？2、槲皮素和芦丁纸色谱鉴定时，用BAW（4：1：5）上层和下层展开后，解释两者的相对比移值大小关系？3、葡萄糖和鼠李糖的纸层析鉴定时，用BAW（4：1：5）上层展开后，何者相对比移值较大，为什么？实验三 大黄中大黄素的提取一、实验目的（1）熟悉蒽醌类成分的提取分离方法（2）掌握PH梯度提取法的原理和操作技术 二、实验原理大黄为蓼科植物,味苦,性寒,具有泻热通肠、凉血解毒、逐瘀通经等功效。其主要有效成分为大黄素、芦荟大黄素、大黄素甲醚等蒽醌类化合物 ,其中大部分为结合的蒽醌,少量为游离的蒽醌。结合的蒽醌类化合物由于其苷元具有酚羟基,故呈弱酸性,能溶于水、乙醇、碳酸氢钠溶液,但在有机溶剂中的溶解度很小。游离的蒽醌易溶于氯仿、乙醚等有机溶剂而不溶于水。其中，大黄酸具有羧基，酸性最强；大黄素具有-酚羟基，酸性第二；芦荟大黄素连有羟甲基，酸性第三；大黄素甲醚和和大黄酚的酸性最弱。根据以上化合物的酸度差异，可用碱性强弱不同的溶液进行梯度萃取分离。本实验主要用薄层层析法分离纯化大黄素，其Rf值由大到小分别为大黄酚和大黄素甲醚、大黄素、芦荟大黄素、大黄酸。大黄酸：黄色针状结晶mp.321322（升华），不溶于水，能溶于吡啶、碳酸氢钠水溶液，微溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚和石油醚。大黄素：橙黄色针状结晶，mp.256257（乙醇或冰醋酸），能升华。其溶解度如下：四氯化碳0.01%、氯仿0.07%、二硫化碳0.009%、乙醚0.14%、苯0.041%。易溶于乙醇，可溶于稀氨水、碳酸钠水溶液，几乎不溶于水。大黄酸 R1=H R2=COOH大黄素 R1=CH3 R2=OH芦荟大黄素 R1=CH2OH R2=H大黄素甲醚 R1=CH3 R2=OCH3大黄酚 R1=CH3 R2=H三、实验器材试药：大黄粗粉、20%硫酸溶液、5%碳酸氢钠溶液、5%碳酸钠溶液、盐酸、丙酮、乙酸乙酯、硅胶CMC-Na板、石油醚、大黄素标准品等仪器：回流装置一套、烧杯、层析槽、试管、梨形分液漏斗、水浴锅、电热套、旋转蒸发仪循环水式多用真空泵、抽滤瓶、铁架台等四、实验内容大黄素的提取、分离流程图大黄粗粉30g 20%H2SO4 150ml 加热1h,抽滤、干燥 滤饼 乙酸乙酯回流提取1h 乙酸乙酯层 5%NaHCO3萃取 水层（紫红色） 乙酸乙酯层 5%Na2CO3 水层（红色） 乙酸乙酯层（弃掉） HCl 黄色沉淀（粗品） 水洗至中性，丙酮溶解，分离纯化 大黄素结晶五、具体操作步骤：1.游离蒽醌的提取称取大黄粗粉30g，加20%H2SO4水溶液150mL，加热1小时，放冷，抽滤，同时滤饼水洗至近中性（除去H2SO4），于70干燥后，置回流装置中，加入乙酸乙酯300 mL回流提取1小时，得到乙酸乙酯提取液。2.PH梯度萃取分离（1）将乙酸乙酯提取液加入分液漏斗中，用5% NaHCO3水溶液萃取三次，经观察乙酸乙酯层颜色变浅及无气泡产生为止。（2）经5% NaHCO3水溶液萃取后的乙酸乙酯层，继以5% Na2CO3水溶液萃取三次，乙酸乙酯层经薄层检查(标准大黄素作对照)，得知已提尽大黄素后，合并三次Na2CO3萃取液，并用HCl酸化，得大黄素沉淀。（注意:加酸时应缓慢加入，以防酸液溢出）。六、注意事项：1、游离蒽醌的提取要控制温度，不宜太高2、PH梯度萃取分离时，要检查是否萃取完全3、注意碱液浓度及萃取时的静置时间对实验结果的影响。五、思考题pH梯度萃取法的原理是什么？如何利用该方法分离大黄中的5种游离羟基蒽醌化合物？实验四 大黄中大黄素的柱色谱提纯一、实验目的1、学习硅胶柱色谱的分离原理。2、学习大黄素柱色谱的操作方法。二、实验原理利用混合物中各组分对固定相的吸附能力不同可将大黄素分离出来。三、实验方法（一）大黄素提纯（1）装柱：取一玻璃层析柱，垂直固定在铁架台上，在管的下端垫入少量棉花，装入100200目硅胶（约1/3高，湿法装柱）。（2）上样：将样品置于小蒸发皿中，用少量石油醚分散，另加用3倍量硅胶拌和均匀，并于水浴上缓缓蒸去溶剂。然后将含有样品的硅胶装入色谱柱的上端，并盖一圆形滤纸。（3）洗脱：将色谱柱活塞打开，洗脱剂为石油醚（沸程60-90）-乙酸乙酯（151）混合液。（4）收集：洗脱液25ml一份，分别收集，用硅胶薄层板跟踪检查（被洗脱的成份先后次序为：大黄酚和大黄素甲醚、大黄素、芦荟大黄素等）。合并大黄素部分，回收溶剂至小体积，放置，即可析出结晶，过滤，即得纯品大黄素。（二）大黄素的薄层色谱检识薄层板：硅胶CMC-Na板样品液：自制大黄素溶液对照品：标准大黄素溶液展开剂：石油醚-乙酸乙酯（7：3）显色：观察斑点颜色四、思考题大黄中5种游离羟基蒽醌化合物的极性与结构的关系如何？薄层鉴别时常用何类吸附剂？Rf值顺序如何？ 实验五 苦参生物碱的薄层鉴定一、实验目的和要求1、掌握硅胶板的制作方法和注意问题。2、学习苦参生物碱的薄层鉴定方法。二、实验原理中药苦参是豆科植物苦参(Sophora flavescens Ait)的干燥根，有清热燥湿、杀虫、利尿之功效。苦参在临床上用于杀虫、治疗痢疾、肝炎、荨麻疹、湿疹、气管炎等。药理实验证明苦参总生物碱有抗心律失常及抗癌活性等。苦参中主要含生物碱和黄酮类成分。苦参中主要生物碱有：苦参碱(1)、氧化苦参碱(2)、槐定(3)、槐果碱(4)，结构如图1。氧化苦参碱有抗癌、抗衰老等作用。利用生物碱易溶于有机溶剂的特点，用氯仿进行提取，再通过薄层色谱对提取物进行鉴定。三、实验原理1、苦参生物碱的提取：取10g苦参粗粉，用滤纸包好放入索式提取管中，加入200ml氯仿，在70水浴条件下提取约3小时，回收氯仿，得到苦参生物碱的提取液。2、薄层鉴定吸附剂:硅胶-CMC样品：总碱氯仿液展开剂：氯仿-甲醇-水（15：4：0.5）；或氯仿-甲醇（9：2）显色剂：改良碘化铋钾试剂（甲液：0.85g次硝酸铋溶于10mL冰乙酸中，再加水稀释至40mL；乙液：8g碘化钾溶于20ml水中。临用时，取甲、乙两液各5mL，加冰乙酸20mL，水60mL，摇匀即可。）四、思考题1. 简述索氏提取器提取原理及特点。2. 制备性薄层色谱的特点是什么？实验六 茶叶中咖啡因的提取一、实验目的1、 学习从茶叶中提取咖啡因的基本原理和方法, 了解咖啡因的一般性质。2、掌握用索氏提取器提取有机物的原理和方法。3、进一步熟悉萃取、蒸馏、升华等基本操作。二、实验原理茶叶中含有多种生物碱，咖啡因是茶叶中主要的生物碱，对中枢神经具有兴奋作用，质量分数约为15。茶叶中还含有少量茶碱、可可碱、茶多酚、有机酸、蛋白质、色素和纤维素等成分。咖啡因的化学名称是1，3，7-三甲基-2，6-二氧嘌呤，其结构式如下：含结晶水的咖啡碱为白色针状结晶粉末，味苦。能溶于水、乙醇、丙酮、氯仿等。微溶于石油醚，在100时失去结晶水，开始升华。120时升华显著，178以上升华加快。无水咖啡碱的熔点为238。从茶叶中提取咖啡因，是用适当的溶剂（氯仿、乙醇、苯等）在脂肪提取器中连续抽提，浓缩得粗咖啡因。粗咖啡因中还含有一些其它的生物碱和杂质，可利用升华进一步提纯。三、实验试剂茶叶 95%乙醇 生石灰四、实验步骤和实验流程1、提取称取10g茶叶，研细后，放入Soxhlet提取器的滤纸套筒中，在圆底烧瓶中加入80 ml 95乙醇，用水浴加热，连续提取约2-3h直到提取液为浅色后，停止加热。稍冷，改成蒸馏装置，回收提取液中的大部分乙醇。2、升华趁热将瓶中的粗提液倾人蒸发皿中，拌入4g生石灰粉，在蒸气浴上蒸干，其间应不断搅拌，并压碎块状物。将口径合适的玻璃漏斗罩在隔以刺有许多小孔滤纸的蒸发皿上，用砂浴小心加热升华。控制砂浴温度在220左右。当滤纸上出现许多白色毛状结晶时，停止加热，自然冷却至100左右。小心取下漏斗，揭开滤纸，用刮刀将纸上和器皿周围的咖啡因刮下。残渣经拌和后用较大的火再加热片刻，使升华完全。合并两次收集的咖啡因，产量约0.1g。五、实验装置 Soxhlet提取装置 升华装置六、操作重点及注意事项1、滤纸套筒大小要合适，以既能紧贴器壁，又能方便取放为宜，其高度不得超过虹吸管；滤纸包茶叶时要严密，茶叶末不能掉出滤纸套筒，纸套上面折成凹形。2、瓶中乙醇不可蒸得太干，否则残液很粘，转移时损失较大。3、生石灰起吸水和中和作用，以除去部分酸性杂质。4、在萃取回流充分的情况下，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。注意温度计应放在合适的位置，使正确反映出升华的温度。5、实验完毕，关好水电。七、问题讨论1、你怎样理解索氏提取器的提取高效率？2、从茶叶中提取出的粗咖啡因有绿色光泽，为什么？八、主要试剂及产品的物理常数：（文献值）名 称分子量性状比重熔点沸点溶解度：克/100ml水醇醚咖啡因C8H10N4O2194.19白色结晶1.2300234-2391782.11.5附录：如何铺硅胶板1. CMCNa溶液的配置：一般其浓度为0.30.5，根据自己经验而定（我习惯用0.4的）。具体方法如下：