天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教案

1、武漢生物工程學(xué)院天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教案課程基本信息授課時(shí)間 2015年3月8日-2015年7月3日 教案編寫時(shí)間 2015年2月28日課程名稱天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程代碼總學(xué)時(shí) 32 講課： 學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)：32 學(xué)時(shí)實(shí)習(xí)： 周學(xué)分2課程性質(zhì)必修課（） 選修課（ ）理論課（ ） 實(shí)驗(yàn)課（）任課教師職稱授課對(duì)象專業(yè)： 制藥工程 年級(jí)： 2012級(jí) 班級(jí)： 2012本科 教材及主要參考資料教材：自編參考資料： 天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn) 中國醫(yī)藥科技出版社 楊月 主編（2010）天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)與指導(dǎo) 中國醫(yī)藥科技出版社 梁敬鈺 主編（2011）天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn) 中國醫(yī)藥科技出版社李嘉蓉 主編（2010）教學(xué)目的和

2、教學(xué)要求1、重點(diǎn)掌握中藥中各類成分的提取分離、化學(xué)鑒定和薄層檢視的基本理論和基本方法。2、熟悉中藥所含有效成分的結(jié)構(gòu)鑒定方法。3、進(jìn)一步掌握理論所學(xué)到的知識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、各種有效成分結(jié)構(gòu)類型、理化性質(zhì)。2、提取分離、鑒定的方法。3、各類成分提取時(shí)的注意事項(xiàng)。章節(jié)備課實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不分先后蒽醌類成分的提取分離與鑒別一、教學(xué)目的和要求學(xué)習(xí)羥基蒽醌類化合物的提取分離和檢識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)要求：1掌握從大黃中提取和分離游離蒽醌的方法。2掌握用pH梯度萃取法分離不同酸性的羥基蒽醌類化合物。3掌握蒽醌類化合物的主要檢識(shí)方法。4熟悉蒽醌類化合物的色譜檢識(shí)方法。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：蒽醌類物質(zhì)的基本性質(zhì)難點(diǎn)：pH

3、梯度萃取法的原理和適用性三、實(shí)驗(yàn)方法和原理本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)大黃中的羥基蒽醌苷經(jīng)酸水解成游離羥基蒽醌，而游離羥基蒽醌不溶于水，可溶于氯仿、乙醚等親脂性有機(jī)溶劑的性質(zhì)，用氯仿從水解液中將游離羥基蒽醌提取出來，再利用各游離羥基蒽醌的酸性不同，采用pH梯度萃取法將其分離。其中大黃酚和大黃素甲醚的酸性十分近似，用pH梯度萃取法難以分離，可利用兩者的極性不同，采用硅膠柱色譜法進(jìn)行分離。大黃為蓼科植物掌葉大黃Rheum palmatum L.、唐古特大黃Rheum tanguticum Maxim. ex Reg.和藥用大黃Rheum officinale Baill.的干燥根及根莖。大黃中含有大黃酸、大黃酚、

4、蘆薈大黃素、大黃素、大黃素甲醚及其苷，總含量約35。1大黃酸(rhein) 分子式C15H8O6，分子量284.21。黃色針狀結(jié)晶（升華法），mp.321322，330分解。能溶于堿水、吡啶，略溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚和石油醚，幾不溶于水。2大黃素(emodin) 分子式C15H10O5，分子量270.23。橙色針狀結(jié)晶(乙醇)，mp.256257，能升華。易溶于乙醇、堿水，微溶于乙醚、氯仿，幾不溶于水。3蘆薈大黃素(aloe-emodin) 分子式C16H10O5，分子量270.23。橙色針狀結(jié)晶（甲苯），mp.223224。易溶于熱乙醇，可溶于乙醚和苯，并呈黃色；溶于堿液呈紅色；氨水及硫酸

5、中呈緋紅色。4大黃酚(chrysophanol) 分子式C15H10O4，分子量254.23。橙黃色六方形或單斜結(jié)晶（乙醇或苯），mp.196197，能升華。易溶于沸乙醇，可溶于丙酮、氯仿、苯、乙醚和冰醋酸，極微溶于石油醚、冷乙醇，幾不溶于水。大黃酚 R1=CH3 R2=H大黃素 R1=CH3 R2=OH大黃酸 R1=COOH R2=H大黃素甲醚 R1=CH3 R2=OCH3蘆薈大黃素 R1=CH2OH R2=H5大黃素甲醚(physcion) 分子式C16H12O5，分子量284.26。磚紅色單斜針狀結(jié)晶，mp.203207，溶于苯、氯仿、吡啶及甲苯，微溶于醋酸及醋酸乙酯，不溶于甲醇、乙醇、

6、乙醚和丙酮。四、實(shí)驗(yàn)儀器和材料儀器：燒杯，研缽，玻棒，濾紙，棉花，紗布，布氏漏斗，分液漏斗，燒瓶，冷凝管，鐵架臺(tái)，鐵圈，雙緊絲，燒瓶夾，顯色劑噴瓶，薄層層析缸，硅膠GF254薄層板，電爐，水浴鍋，循環(huán)水真空泵，紫外燈等。材料：大黃，硫酸，二氯甲烷，鹽酸，緩沖液（pH8、pH10），碳酸氫鈉，氫氧化鉀，醋酸鎂，石油醚，乙酸乙酯，硅膠GF254，CMC-Na，大黃酸標(biāo)準(zhǔn)品，大黃素標(biāo)準(zhǔn)品，蘆薈大黃素標(biāo)準(zhǔn)品，大黃素甲醚標(biāo)準(zhǔn)品，大黃酚標(biāo)準(zhǔn)品等。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）大黃中游離蒽醌的提?。?）水解：稱取大黃粗粉50g，置于500mL圓底燒瓶中加20%硫酸溶液100ml直火回流40min，冷卻后減壓濾過，棄去濾

7、液。（2）萃?。簩V渣于60低溫干燥30min，置于干燥500mL圓底燒瓶中加入二氯甲烷200mL，40水浴回流40min，放冷，用干燥濾器減壓濾過。（二）PH梯度萃取法分離游離蒽醌1大黃酸的分離 將氯仿提取液置500ml分液漏斗中，加pH8緩沖液200ml充分振搖，靜置至徹底分層，分出堿水層置250ml錐形瓶中，在攪拌下加20%鹽酸調(diào)pH2，放置沉淀完全，抽濾得大黃酸（A）沉淀。2大黃素的分離 將分離出大黃酸的氯仿層用pH10緩沖液300ml振搖萃取兩次，靜置分層，分出堿水層，用20%鹽酸調(diào)pH2，放置析出大黃素（B）沉淀。3蘆薈大黃素的分離 將分離出大黃素的氯仿層加5%碳酸鈉-5%氫氧化鈉

8、（9：1）堿水液200ml萃取兩次，靜置分層，分出堿水層，用20%鹽酸調(diào)pH23，放置析出蘆薈大黃素（C）。4大黃素甲醚和大黃酚的分離 將分離出蘆薈大黃素的氯仿層用1%的氫氧化鈉200ml萃取兩次，靜置分層，分出堿水層，用20%鹽酸調(diào)pH23，放置析出大黃素甲醚和大黃酚的混合物（D）。（三）大黃中蒽醌類化合物的鑒定1化學(xué)檢識(shí)：分別取大黃素、大黃酚等少許，用乙醇溶解，做如下反應(yīng)：A堿液試驗(yàn)：取試液1ml，加20%NaOH數(shù)滴，觀察顏色。B醋酸鎂反應(yīng)：取試樣1ml，加醋酸鎂試劑數(shù)滴，觀察現(xiàn)象。2薄層鑒定：吸附劑：硅膠GCMC-Na板展開劑：石油醚（3060）乙酸乙酯=(15：5)上層溶液。顯色劑：

9、 5%KOH噴霧。記錄：繪出薄層層析圖譜，并計(jì)算Rf值。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1繪制薄層色譜圖2通過薄層色譜圖判斷大黃中游離蒽醌類物質(zhì)極性的大小。七、思考題1大黃中5種羥基蒽醌化合物的酸性和極性大小應(yīng)如何排列？為什么？2pH梯度萃取法的原理是什么？適用于哪些中藥成分的分離？3蒽醌類化合物及其苷的薄層色譜用什么作吸附劑、展開劑和顯色劑？黃酮類成分的提取分離與鑒別一、教學(xué)目的和要求學(xué)習(xí)黃酮類化合物的提取、分離和檢識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)要求：1通過蕓香苷提取與精制，掌握堿溶酸沉法提取黃酮類化合物的原理和操作。2掌握黃酮類化合物的主要性質(zhì)及黃酮苷、苷元和糖部分的檢識(shí)方法。3掌握由蕓香苷水解制取槲皮素的方法。二、教學(xué)

10、重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：堿溶酸沉法原理和操作，黃酮類化合物的主要性質(zhì)，結(jié)晶法的操作。難點(diǎn)：蕓香苷和槲皮素上3，5羥基的鑒別。三、實(shí)驗(yàn)方法和原理由槐花米中提取蕓香苷的方法很多，本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)蕓香苷在冷水和熱水中的溶解度差異的特性進(jìn)行提取和精制，或根據(jù)蕓香苷分子中具有酚羥基，顯弱酸性，能與堿成鹽而增大溶解度，以堿水為溶劑煮沸提取，其提取液加酸酸化后則蕓香苷游離析出?；被诪槎箍浦参锘盨ophora japonica L.的干燥花蕾，主要含蕓香苷（蘆?。扛哌_(dá)1220，水解生成槲皮素、葡萄糖及鼠李糖；槐花亦含蕓香苷，但含量較槐米為少。蕓香苷(rutoside)：又稱蘆丁，分子式C27H30O16，分子量6

11、10.51。淡黃色針狀結(jié)晶，mp.177178，難溶于冷水（18000），略溶于熱水（1200），溶于熱甲醇（17）、冷甲醇（1100）、熱乙醇（130）、冷乙醇（1650），難溶于醋酸乙酯、丙酮，不溶于苯、氯仿、乙醚、石油醚等，易溶于吡啶及稀堿液中。槲皮素(quercetin)：又稱槲皮黃素，分子式C15H10O7，分子量302.23。黃色結(jié)晶，mp.314（分解）。溶于熱乙醇（123）、冷乙醇（1300），可溶于甲醇、丙酮、醋酸乙酯、冰醋酸、吡啶等溶劑，不溶于石油醚、苯、乙醚、氯仿中，幾不溶于水。蕓香苷 R=葡萄糖鼠李糖槲皮素 R=H四、實(shí)驗(yàn)儀器和材料儀器：燒杯，研缽，玻棒，濾紙，棉花，紗

12、布，布氏漏斗，搪瓷杯，燒瓶，冷凝管，鐵架臺(tái)，鐵圈，雙緊絲，燒瓶夾，顯色劑噴瓶，薄層層析缸，硅膠GF254薄層板，電爐，水浴鍋，循環(huán)水真空泵，紫外燈等。材料：槐花米，硼砂，氫氧化鈣，鹽酸，鎂粉，二氯氧化鋯，檸檬酸，-萘酚，硫酸，正丁醇，醋酸，苯胺，鄰苯二甲酸，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品，鼠李糖標(biāo)準(zhǔn)品等。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）槐花米中蕓香苷的提取與精制1提?。逯蠓ǎ?稱取槐米30g，研碎，置1000mL的搪瓷杯中，加入硼砂2g和300mL飽和石灰水加熱煮沸30分鐘，趁熱減壓濾過（棉花），殘?jiān)儆?00mL飽和石灰水煮沸30分鐘。趁熱減壓濾過，合并兩次濾液加濃鹽酸（邊加邊攪拌）調(diào)PH34，放置過夜。次日，傾出上清液

13、，抽濾沉淀，蒸餾水洗至PH56，70干燥，得粗蕓香苷。注意事項(xiàng)：（1）本實(shí)驗(yàn)用堿溶酸沉法提取，加入石灰乳可以達(dá)到堿性溶解的目的，又可除去槐花米中所含的大量粘液質(zhì)，但應(yīng)嚴(yán)格控制其堿性pH89，不可超過pH10。如pH值過高，加熱提取過程中蕓香苷可被水解破壞，降低收得率。加酸沉淀時(shí)，控制pH34,不宜過低，否則蕓香苷可生成烊鹽而溶于水，也降低收得率。（2）在提取過程中，加入硼砂的目的是使其與蕓香苷分子中的鄰二酚羥基發(fā)生絡(luò)合，既保護(hù)了鄰二酚羥基不被氧化破壞，又避免了鄰二酚羥基與鈣離子絡(luò)合（蕓香苷的鈣絡(luò)合物不溶于水），使蕓香苷不受損失，提高收得率。2精制結(jié)晶法（熱溶冷析）取值得蕓香苷粗品，加蒸餾水30

14、0mL，煮沸至蕓香苷全部溶解（熱溶），趁熱立即減壓濾過，冷卻后即可析出結(jié)晶（冷析），減壓濾過，6080烘干，得蕓香苷精制品。取25%精制品作為蕓香苷樣品（A）。注意事項(xiàng)：熱溶后進(jìn)行趁熱濾過時(shí)，速度要快，所有濾器必須先行預(yù)熱，避免濾過過程中蕓香苷析出。（二）蕓香苷水解（槲皮素的制備）取取75%精制蕓香苷置500ml圓底燒瓶中加2H2SO4100ml直火回流30分鐘，（加熱約數(shù)分鐘后，溶液完全澄清，20分鐘后又逐漸析出黃色針狀結(jié)晶）減壓濾過，即得槲皮素（B）。濾液作為糖鑒定樣品（C）（三）蕓香苷及槲皮素鑒定取蕓香苷（A）、槲皮素（B）少許，分別用適量乙醇溶解，制成試樣溶液，及樣品C（葡萄糖，鼠李糖

15、混合液）按下列方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較苷元、苷和糖的反應(yīng)情況。（1）Molish反應(yīng)：取各試樣溶液各2ml，分置于兩支試管中，加10-萘酚乙醇溶液1ml，振搖后傾斜試管45°，沿管壁滴加1ml濃硫酸，靜置，觀察并記錄兩液面交界處顏色變化。（2）鹽酸-鎂粉反應(yīng)：取各試樣溶液各2ml，分別置于兩支試管中，各加入鎂粉少許，再加入鹽酸數(shù)滴，觀察并記錄顏色變化。（3）鋯鹽-檸檬酸反應(yīng)：取試樣A、B溶液各2ml，分別置于兩支試管中，各加2二氯氧鋯甲醇溶液34滴，觀察顏色，然后加入2檸檬酸甲醇溶液34滴，觀察并記錄顏色變化。（4）糖的紙色譜檢識(shí)取糖的供試液（C）和已知葡萄糖、鼠李糖標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行層析。支持劑

16、：新華層析濾紙?jiān)?樣：糖的供試液對(duì)照品：1葡萄糖對(duì)照品水溶液、1鼠李糖對(duì)照品水溶液展開劑：正丁醇-醋酸-水（415上層）顯色劑：噴霧苯胺-鄰苯二甲酸試劑，于105加熱10分鐘顯棕色或棕紅色斑點(diǎn)。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1繪制紙層析結(jié)果圖。2將鑒定1-3號(hào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果填于標(biāo) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目樣品 Molish反應(yīng)鹽酸-鎂粉反應(yīng)鋯鹽-檸檬酸反應(yīng)ABC七、思考題1本實(shí)驗(yàn)所采用的提取方法是什么，適用于哪些物質(zhì)的提取。2如何確定蕓香苷的苷鍵鏈接在3號(hào)位上3紙色譜的基本原理是什么，其固定相和流動(dòng)線分別是什么。4結(jié)晶發(fā)的主要操作是什么，操作過程中可以除去的雜質(zhì)有哪些（在操作步驟中指出）。 揮發(fā)性成分的提取分離與鑒別一、教學(xué)目

17、的和要求學(xué)習(xí)揮發(fā)油的提取和各類組成成分的檢識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)要求：1掌握揮發(fā)油的水蒸氣蒸餾提取法。2學(xué)習(xí)揮發(fā)油的一般檢識(shí)方法。3掌握揮發(fā)油中化學(xué)成分的薄層點(diǎn)滴定性檢識(shí)。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：揮發(fā)油中化學(xué)成分的薄層點(diǎn)滴定性檢識(shí)難點(diǎn)：水蒸氣蒸餾提取法三、實(shí)驗(yàn)方法和原理本實(shí)驗(yàn)是水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油的通法。揮發(fā)油的組成成分較復(fù)雜，常含有烷烴、烯烴、醇、酚、醛、酮、酸、醚等官能團(tuán)。因此可以用一些檢出試劑在薄層板上進(jìn)行點(diǎn)滴試驗(yàn)，從而了解組成揮發(fā)油的成分類型。揮發(fā)油中各類成分的極性互不相同，一般不含氧的烴類和萜類化合物極性較小，在薄層色譜板上可被石油醚較好的展開；而含氧的烴類和萜類化合物極性較大，不易被石油醚

18、展開，但可被石油醚與醋酸乙酯的混合溶劑較好的展開。為了使揮發(fā)油中各成分能在一塊薄層色譜板上進(jìn)行分離，常采用單向二次色譜法展開。四、實(shí)驗(yàn)儀器和材料儀器：燒杯，研缽，剪刀，玻棒，燒瓶，冷凝管，鐵架臺(tái)，鐵圈，雙緊絲，燒瓶夾，顯色劑噴瓶，薄層層析缸，揮發(fā)油測定器，硅膠GF254薄層板，電爐，水浴鍋，紫外燈等。材料：鮮活材料（薄荷、橙子、八角等），乙醇，石油醚，乙酸乙酯，香草醛，硫酸等。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（薄荷）（一）薄荷揮發(fā)油的提取取薄荷40g，裝入1000ml圓底燒瓶內(nèi)，加水350ml，搖勻，按圖1(揮發(fā)油測定裝置操作，直熱提取1小時(shí)，放置30分鐘讀數(shù)，并記算提取率(V/W)。附：揮發(fā)油測定法 測定用的供

19、試品，除另有規(guī)定外須粉碎使能通過二至三號(hào)篩并混合均勻。 儀器裝置如圖，A為1000ml的硬質(zhì)圓底燒瓶，上接揮發(fā)油測定器B，B的上端連接冷疑管C。以上各部均用玻璃磨口連接。測定器B應(yīng)具有0.1ml的刻度。全部儀器應(yīng)充分洗凈，并檢查接合部分是否嚴(yán)密，以防油分逸出。(注：裝置中揮發(fā)油測定器的支管分岔處應(yīng)與基準(zhǔn)線平行)。（二）薄荷揮發(fā)油分析取薄荷油少許，以石油醚溶解（備用），取于105活化1小時(shí)的硅膠G-CMC板，取上述薄荷油石油醚溶液點(diǎn)樣，以石油醚-乙酸乙醋（18：2）展開，至前沿達(dá)12cm，取出揮干，噴5香草醛溶液，120加熱5分鐘，觀察顯出斑點(diǎn)，記錄并繪圖。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析繪制TLC色譜圖。七

20、、思考題1簡述揮發(fā)油的組成. 2實(shí)驗(yàn)如何操作能得到更多斑點(diǎn)？生物堿類成分的提取分離與鑒別一、教學(xué)目的和要求學(xué)習(xí)提取精制和檢識(shí)黃連中的小檗堿，通過實(shí)驗(yàn)要求：1掌握生物堿的的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和理化性質(zhì)。2熟悉滲漉法、鹽析法、結(jié)晶法的基本操作過程及注意事項(xiàng)。3解生物堿的的檢識(shí)方法。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：生物堿的基本性質(zhì)難點(diǎn)：滲漉法、鹽析法的基本操作三、實(shí)驗(yàn)方法和原理小檗堿(berberine)：分子式(C20H18NO4)，分子量336.37。系季銨生物堿。游離小檗堿為黃色針狀結(jié)晶（乙醚），mp.145，能緩緩溶于冷水（120），可溶于冷乙醇（1100），易溶于熱水或熱乙醇，難溶于丙酮、氯仿、苯，幾乎不溶

21、于石油醚。鹽酸小檗堿(C20H17NO4·HCl·2H2O)，為黃色結(jié)晶，微溶于冷水（1500），易溶于沸水，幾乎不溶于冷乙醇、氯仿和乙醚。硫酸小檗堿( (C20H18NO4)2·SO4·3H2O)，溶于水（130），溶于乙醇。重硫酸小檗堿(C20H18NO4·HSO4)為黃色結(jié)晶或粉末，溶于水（1150），微溶于乙醚。 小檗堿 木蘭堿根據(jù)上述性質(zhì)，鹽酸鹽在水中溶解度小，而小檗堿的硫酸鹽水中溶解度較大。因此，從植物原料中提取小檗堿時(shí)常用稀硫酸水溶液浸泡或滲漉，然后向提取液中加入10的食鹽，在鹽析的同時(shí)，也提供了氯離子，使其硫酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)槁然￠迚A

22、（即鹽酸小檗堿）而析出。防己中主要含有粉防己堿和防己諾林堿。粉防己堿又稱粉防己甲素，在防己中的含量約為1，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、氯仿，溶于乙醚、苯等有機(jī)溶劑，幾乎不溶于水和石油醚。防己諾林堿又稱粉防己乙素，在防己中的含量約為0.5。溶解度與粉防己堿相似，因多一個(gè)酚羥基，故極性較粉防己堿稍大，可利用此性質(zhì)相互分離。四、實(shí)驗(yàn)儀器和材料儀器：燒杯，研缽，玻棒，濾紙，棉花，紗布，布氏漏斗，試管，搪瓷杯，滲漉筒，鐵架臺(tái)，鐵圈，雙緊絲，燒瓶夾，顯色劑噴瓶，薄層層析缸，硅膠GF254薄層板，電爐，水浴鍋，循環(huán)水真空泵，紫外燈等。材料：黃連，防己，氫氧化鈣，鹽酸，二氯甲烷，硫酸，碘化鉍鉀等。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）季銨型生物堿的提取分離與精制1鹽酸小檗堿的提取、精制。取黃柏粗粉30g置于燒杯中，加入適量石灰乳濕潤藥粉15min，裝入滲漉筒中（壓緊），再加入8倍量水浸漬30min，以5ml/min流速滲漉。收集滲漉液300ml，加濃鹽酸調(diào)pH23，再加入滲漉液總體積10%（w/v）的氯化鈉，攪拌溶解后放置過夜，抽濾，得鹽酸小檗堿粗品。取鹽酸小檗堿粗品放入適宜燒杯中，加入50倍量蒸餾水，加熱溶解，趁熱抽濾，加濃鹽酸調(diào)pH23 ，靜置1個(gè)小時(shí)，過濾得鹽酸小檗堿。注意事項(xiàng)：（1）浸泡黃連粗粉的硫酸水溶液，一般為0.20.3為宜。若硫酸水溶液濃度過高，小檗