天然药物化学实验.doc

实验一：芦丁的提取及鉴定芦丁（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。芦丁是由斛皮素（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。芦丁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样作用。有助于保持及恢复毛细血管的正常弹性，主要用作防治高血压病的辅助治疗剂，亦可用于防治因缺乏芦丁所致的其他出血症。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、通过芦丁结构的检识，了解苷类结构研究的一般程序和方法。3、了解UV及NMR在黄酮类化合物结构鉴定中的应用。二、实验内容1、芦丁的提取分离2、芦丁的鉴定三、实验仪器设备和材料清单1、实验材料；槐米1500 g2、实验试剂；甲醇、乙醇、HAc、KBr、HCl、Mg、H2SO4、Ca(OH)2、PbAC2、FeCl3、硼砂等。3、实验仪器。搅拌机，真空抽滤装置，分析天平，电子天平，紫外光谱，红外光谱仪，核磁共振仪，常用的玻璃仪器等。四、实验要求1、 要拿到以下2个化合物：芦丁、槲皮素。2、能够拿根据化学试验及UV、NMR数据初步推断出芦丁的结构。并对黄酮类化合物的结构测定有一般性的了解。3、要求学生能独立操作每一个实验步骤，了解和掌握其相关的原理，培养学生熟练的试验操作。五、实验内容1碱提取称取槐花米粗粉（20g），在500ml烧杯中加入水250ml，硼砂1g注1在加热至沸腾时，投入槐花米，继续直火煮沸23分钟，在搅拌下小心加入石灰乳，调至8.59注2保持微沸30分钟，趁热用尼龙布挤过滤，取滤液。2酸沉淀滤液在6070下用浓盐酸调pH至4注3，静置6小时以上析出沉淀。3芦丁的精制取静置物抽滤, 用蒸馏水洗沉淀12次至中性，滤液弃去，沉淀即为芦丁粗品。粗品粗称重后按芦丁在热水中1：200的溶解度加蒸馏水进行重结晶。将沉淀悬浮于蒸馏水中，加热煮沸15分钟，趁热过滤。弃去残渣，滤液充分静置析晶，抽滤，60-70干燥，称重得芦丁精品。4黄酮苷的鉴别取芦丁少量于试管中，加乙醇10ml，在水浴上加热溶解。4.1取芦丁液2ml，加浓盐酸23滴及镁粉少量，放置（或于水浴中微热），产生红色反应。4.2取芦丁液1ml，滴加PbAC2溶液数滴，产生黄色沉淀。4.3纸片法：将芦丁液滴于滤纸上，喷以3%FeCl3乙醇溶液，出现绿、兰或棕色斑点。5.芦丁的酸水解5.1称取精制芦丁约1g，研细，加H2SO4 80ml，投入250ml锥形瓶中，放沸石，直火沸腾后，保持1.5小时，放冷后抽滤，滤液保留作糖份的鉴定。水洗沉淀后，粗品用95%乙醇大约20ml回流溶解，趁热过滤，放置，加水至乙醇浓度为50%左右，得黄色针晶。5.2芦丁和槲皮素的薄层层析鉴定取芦丁和槲皮素各少量分别用甲醇溶解。吸附剂：青岛硅胶G（10400）以0.4%CMC-Na水液制板，105活化1小时。展开剂：（1）CHCL3-MeOH-HCOOH（15：5：1）（2）CHCL3-丁酮-HCOOH（5：3：1）显色剂：1%FeC13和1%K3Fe（CN）6水溶液，应用时等体积混和。芦丁的提取与分离流程图六、实验报告要求 1、每人一份实验报告； 2、严格按照试验步骤注意记录试验数据，分析试验结果； 3、指出试验过程中存在的问难，并提出相应的改进方法。七、思考题1. 苷类结构的检识大体程序如何？2.苷类水解有几种催化方法？3.怎样确定芦丁结构中糖基是连接在槲皮素3-O-上？4.怎样证明芦丁分子中只含有一个葡萄糖基一个鼠李糖？5.苷元的结构是怎样确定的？6.怎样确定苷键的构型？八、注意事项注1：硼砂因能与芦丁结合，起保护邻二酚羟基，不被氧化破坏的作用，实验证明，提取时加入硼砂，产品质量要好些。注2：加石灰乳既能达到碱溶解提取芦丁的目的，还可以除去槐花米中大量的粘液质和酸性树脂（形成钙盐沉淀），但pH不能过高和长时间煮沸，因为会导致芦丁的降解。注3：pH过低会使芦丁形成锌盐而降低收率。实验三 咖啡因的提取与分离咖啡因（Caffeine）即咖啡碱，属黄嘌岭类生物碱，分子式C8H11O2N4，分子量195，熔点238，于178升华。存在于茶叶，咖啡、可可及其制成品中。为人们普遍服用。药物咖啡因用作心脏、呼吸器官和神经兴奋剂，过度使用咖啡因会增加抗药性和产生轻度上瘾。咖啡因一、实验目的1.掌握生物碱的提取分离方法。 2.了解咖啡因的性质及鉴定方法。二、实验内容1. 咖啡因的提取分离2. 咖啡因的纯化3. 咖啡因的鉴定三、实验仪器设备和材料清单1、实验材料；茶叶1000 g2、实验试剂；CaCO3,CHCl3, 丙酮等3、实验仪器。搅拌机，真空抽滤装置，分析天平，电子天平，常用的玻璃仪器等。四、实验要求从茶叶中分离得到咖啡因，并鉴定。五、实验内容1、咖啡因的提取与分离： 取茶叶30g，碳酸钙粉30g，加入500ml圆底烧瓶内，再加入250ml蒸馏水，水浴90加热回流25分钟，溶液趁热过滤，滤渣弃去，滤液用水浴冷却，然后将此滤液用三氯甲烷萃取三次，每次三氯甲烷25ml，萃取液倒入圆底烧瓶内,于水浴上加热蒸馏回收三氯甲烷。粗咖啡因即残留在烧瓶内，称重并记录咖啡因的近似重置，计算干茶叶中粗咖啡因的含量。 2、咖啡因的纯化： 在上述烧瓶内加入约10ml丙酮，水浴上加热至沸，使咖啡因粗品完全溶解，将此溶液倒入的50ml烧杯中，放冷，滤出晶体，再用丙酮作溶剂进行重结晶，直至得到纯净的白色晶体。（注：由于咖啡因在丙酮中很容易溶解，所以每次用丙酮重结晶时，要保持沸腾到热溶液中开始有晶体形成。）称重，计算收率。3、咖啡因的升华咖啡因在常压情况下加热能升华而不分解，所以由茶叶中提取咖啡因可以采用升华法。将茶叶烘干，磨成粉末，且平底锅内，均匀摊成约2寸厚的落层，锅上加帽形的木制锅盖，盖上有一小孔，于锅下用直炎均匀地加热，起初茶叶中的含有的挥发性成分和有机物因破坏而生成的焦油蒸出，随后咖啡因缓缓升华，至升华完毕后（可用一纸条放人木盖的孔中，借以观察生成的焦油，至油稀少时，咖啡因升华也已完毕），停止加热，冷后，去盖，冷凝在茶叶末表面约1厘米厚的白色针状结晶体，即为精制咖啡因。取出晶体，再经脱色和重结晶可得纯品。表面一层茶叶末可能仍含有少量咖啡因，可供第二次再升华用。4、咖啡因的鉴定：（1）测定熔点：在b型管内用甲基硅油为加热介质，测定所得产品熔点，如有咖啡因标准品和产品做混合熔点测定。（2）红外光谱鉴别：作25饱