天然药物化学实验讲义

青岛科技大学化工学院天然药物化学实验讲义第二版药剂教研室编二○○六年1目录目录.........................................................................................................................1天然药物化学实验须知.........................................................................................2天然药物化学实验技术………………………………………………………….4实验一大黄中蒽醌类成分的提取、分离和制剂鉴别....................................30实验二绞股蓝总皂苷的提取和制剂鉴别........................................................35实验三汉防己生物碱的提取、分离和鉴别....................................................38实验四芸香苷的提取、分离和鉴定...............................................................444实验五中药制剂薄层色谱鉴别的应用.............................................................49附录.......................................................................................................................552天然药物化学实验须知（一）实验要求1．实验前应认真预习，做好预习笔记，明确实验目的，掌握实验原理，了解实验步骤，安排好当天实验计划。2．实验时要遵守实验室制度，按照操作要求，认真操作，正确使用各种仪器，努力掌握基本操作技术。养成及时记录的习惯，观察到的现象和结果以及有关的重量、体积、温度或其它数据，应立即如实记录。3．实验室内保持安静、整洁。不许大声喧嚷，不许吸烟，不迟到不随便离开。随时注意反应情况和做好下一步的准备工作。保持桌面、仪器、水槽、地面四洁。废弃的固体和滤纸等丢入废物缸内，绝不能丢入水槽和丢到窗外。4．实验后要认真分析实验现象，作出合理结论，写出实验报告，提取纯化产品包好，贴上标签，交给老师。必要时还需进一步查阅某些尚未理解的理论和知识。5．每次实验完毕，值日生负责整理公用仪器，将实验台及地面打扫干净，倒清废物缸，检查水电开关，关好门窗。（二）实验室规则1．在实验室中要穿白大衣，实验中不准做与实验无关的事。2．必须遵守实验室的各项制度，听从教师指导，尊重实验室工作人员。3．实验前应清点并检查仪器是否完整，装置是否正确，合格后才能开始实验。4．使用仪器时要轻拿、轻放，贵重仪器未经教师允许不得擅自动用。一旦损坏仪器应及时报损、补领，不得乱拿，乱用别人的仪器。5．公用仪器和药品，用完后立即归还原处，不可调错瓶塞，以免污染。仪器使用完毕应清理干净。节约用水、用电，节约试剂，严格掌握药品用量。（三）实验室安全注意事项1．实验前应检查仪器是否完整无损，装置是否正确。回流、蒸馏时，冷凝水是否通畅，干燥管是否阻塞，在常压下进行蒸馏或回流，仪器装置必须与大气相通，不能密闭。2．回流或蒸馏易燃溶剂（特别是低沸点易燃溶剂），不能使用明火加热，要根据溶剂的沸点选用水浴、油浴或电热套。液内要放几颗沸石，防止过热冲瓶或暴沸。若在加热后发现未放入沸石，则应待冷后放入，加热过程中也不得加入活性炭脱色，否则会发生暴沸。3．蒸馏、回流易燃、易挥发、有毒液体时，仪器装置切勿漏气，冷凝管流出液应用弯接管导至接受瓶中，余气应用橡皮管通往室外或水槽里。34．减压系统应装有安全瓶。加压柱色谱时，层析柱及储液瓶机械性能要高，连接要牢，注意控制压力，以防炸裂。5．使用易燃溶剂时，应在远离火源和通风的地方进行，启封易挥发溶剂瓶盖时，脸要避开瓶口并慢慢启开，以防气体冲到脸上。6．有毒、有腐蚀性的药品应妥善保管，操作后立即洗手，勿沾及五官及创口。7．使用电器设备及各种分析仪器时，要事先了解电路及操作规程。使用时，注意仪器和电线不要放在潮湿处，手湿不要接触电源。8．欲将玻璃管插入塞中，可在塞孔涂些水或甘油等润滑剂，用布包住玻璃管使其旋转而入，防止折断。9.实验室一旦发生火灾事故时，应保持镇静，并采取各种相应措施。首先，要立即断绝火源，切断电源并移开附近的易燃物质。三角瓶内溶剂着火可用石棉网或湿布盖熄。小火可用湿布或黄沙盖熄，火较大时应根据具体情况采用相应的灭火器材。（四）实验报告格式天然药物化学实验报告的格式不是固定不变的，可以按题目的内容及要求作适当调整。一般包括下列内容：实验报告中除应标明专业、班级、实验组、姓名、实验时间外：1．题目2．目的要求3．基本原理主要的提取分离及鉴定原理。4．操作以流程图表示，简明扼要，包括现象记录。5．鉴定包括化学反应的试剂、现象及结论，色谱鉴定条件、结果及结论。6．产品产品颜色、晶形、重量、熔点以及得率。7．讨论包括实验过程中主要注意事项、关键步骤、实验成败的原因及心得体会。8．思考题可以根据老师的要求，回答各实验中的某些思考题。9.实验报告要求字迹端正，图表清楚，叙述有条理，尽量做到既有所观察的实验现象，又有说明和解释；既有实验数据又有分析和结论；既有成败的经验教训又有自己的实践体会，甚至有改进的建议。4天然药物化学实验技术提取、分离、纯化、鉴定是贯穿于天然药物化学实验的全过程的基本操作单元。正确掌握和灵活处理各个环节的操作技能是训练学生严格认真的科学态度与良好工作习惯，促进理论与实践结合的一个重要环节。天然药物主要来源于植物、动物、矿物、海洋生物等，大部分是植物。其特点是所含成分复杂，常见结构相似的产物共存一体，甚至同时含有多种活性成分，有着多方面的临床用途。天然药物品种繁多，因地区用药习惯、文献的记载混乱等诸多原因，常致品名混乱。即使同一品种其所含成分、含量也因产地、取材部位、采集时间、贮存条件及存放时间等的不同而变化。因此，在实验之前，必须对材料进行品种鉴定。确定学名、记录采集地和时间、药用部位，并留样备查。研究天然药物时，应查阅有关文献资料、了解前人对该植物或同属植物中化学成分的分离、药理及临床研究情况，特别应搜集该成分的各种提取分离方法、工业生产方法，再根据具体条件进行设计，确定提取分离路线。（一）天然产物提取技术提取是研究天然产物的一个重要步骤，是采用适宜的溶剂和适当的方法，将所要的成分尽可能完全地从天然药物中提取出来，同时注意避免或减少其它杂质的提出。常用的提取方法有溶剂提取法和水蒸气蒸馏法。提取方法设计是否合理和操作是否正确将直接影响下一步分离、纯化。提取前，通常对实验材料进行预处理。将其粉碎成粗粉，增加药材的表面积，以提高提取率。但粉碎过细，表面积太大，表面吸附作用也随着增加，反而影响溶剂扩散速度，同时，杂质的提出率也随之增高。因此，一般以能通过二号筛的粒度为宜。种子类药材常含有大量油脂，可以先用压榨法将大部分油脂除去后，再粉碎。富含纤维素、淀粉的根茎类药材，若用水作溶剂提取时。因多糖类高分子亲水性成分遇水易膨胀发粘稠产生冻胶状物，使提取、过滤困难，则以打成粗粒、切成小段或薄片为宜。植物体内所含的苷类往往与某种特殊的酶共存于同一组织的不同细胞中，当细胞破裂，在适宜的温度和湿度下，酶与苷接触，产生酶解作用。提取苷类成分时，将药材粗粉用乙醇或沸水提取，杀灭酶的活力，在提取腈苷和蒽醌苷时，尤需注意处理。但在提取次生苷或苷元时，却要利用酶解作用，如从毛花洋地黄叶中提取狄戈辛，从穿山龙中提取薯蓣皂苷元。1．溶剂提取法溶剂的提取过程是溶剂对药材组织细胞不断作往返的扩散、渗透、溶解的过程，直至药材组织细胞内外溶液中，被溶解的化学成分的浓度达平衡为止。影响提取的因素除了前述的药材粉碎度之外，还有溶剂的选择、提取的方式、时间、温度等。5（1）溶剂的选择选择适当的溶剂是提取步骤的关键。溶剂的极性大体可根据介电常数ε的大小来判断。常用溶剂的极性排列顺序为：石油醚苯无水乙醚氯仿乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水它们的介电常数ε分别为1.8、2.3、4.3、5.2、6.1、21.5、26.0、31.2、81.0天然产物的极性大体可分为3类：即极性（亲水性）、非极性（亲脂性）、中等极性（即亲水又亲脂）。依据相似相溶的规律，极性成分易溶于极性溶剂，亲脂性成分易溶于非极性溶剂，通过对欲提取成分及与其共存成分的极性差异来选择溶剂，如提取苷元、游离生物碱常用亲脂性溶剂氯仿、乙醚；苷类成分由于结构中含糖分子，羟基数目增多，表现出比其苷元有较强的亲水性，则可选择极性较大的溶剂如乙酸乙酯，正丁醇等。尚需说明的是，文献提供的化合物的溶解度是指纯品在溶剂中的溶解度。在粗提时，药材处于复杂的混合物状态，各成分的溶解度相互影响，可能由于成分间的助溶或发生化学作用，使溶解度有较大的改变。如用水提取时，水不溶的成分有时会被带出；从酒精提取物中分出的各种纯化合物，有时难溶于乙醇中；因油脂类杂质的存在，使香豆素可溶解于石油醚中。这也是常以水或不同浓度乙醇作为粗提的溶剂的原由。总的来说，选择溶剂除了考虑溶解度外，尚需顾及溶剂的价格，使用是否完全，处理是否方便及是否与天然产物起化学变化等其它条件。在实际工作中，依据工作的目的，可分定向提取法和系统溶剂提取法两类。从天然药物中提取某一已知成分或某类成分，可根据它们的性质，选择适当溶剂进行定向提取，如用石油醚直接提取细辛醚；提取有机酸时，可将药材用适量酸水浸润，使其游离，然后用脂溶性溶剂提取，系统溶剂提取法是研究天然药物成分的常用的初步提取分离方法。根据天然药物中各类化学成分的极性不同，药材粉末用极性由低到高的溶剂依次提取。一般顺序是石油醚、乙醚（或氯仿）、乙酸乙酯、正丁醇、甲醇（或丙酮）、水，分别得到极性不同的组分。更换溶剂前，必须将前一种溶剂挥尽。也可以先用水或醇提取，浓缩成浸膏，加入惰性填料，如硅藻土，拌匀、低温烘干，研成粗粉，再用上述溶剂系统依次提取。本法的缺点是由于各成分间的助溶作用，同一类成分往往也会分散在邻近的几个部位中，这一现象较为普遍发生。虽如此，但系统溶剂提取法仍是研究成分不明的天然药物最常使用的方法。（2）提取的方法提取方法的选择，主要从溶剂性质及被提取成分遇热稳定性来考虑。①浸渍法将药材粗粉置于适当容器中，加入适量溶剂如稀醇、酸性醇、水、酸水或碱水等，密闭，时常振摇或搅拌，室温下浸提1天～2天后，过滤。一般可重复提取2次～3次，第2、3次浸渍的时间可缩短。合并浸渍液，浓缩后得提取物。本法适用于提取遇热易破坏的成分或含大量淀粉、粘液质、果胶、树胶等多糖的药材。因提取在室温及静态下进6行，提取效率低，耗时长，特别是用水作溶剂，提取液易发霉变质，必要时可加入适量防腐剂。②渗漉法是将药材粗粉置渗漉筒内，使溶剂自上而下匀速流动，达到渗漉提取天然产物的一种浸出法。因溶剂一直处于动态，造成了浓度差，使扩散能较好的进行，故本法浸出效率较浸渍法高。因在常温下渗漉，适用于遇热易破坏的成分的提取。常用溶剂有不同浓度的乙醇、酸性乙醇、碱性乙醇、酸水、碱水和水等。连续渗漉装置见图1。操作步骤为浸润、装筒、排气、浸渍和渗漉。装筒均匀、松紧合适，充分浸渍和控制流速为关键。一般流速以每分钟2ml～5ml为宜。通常收集渗漉液约为药材重量的8倍～10倍，或以成分鉴别试验决定渗漉终点。生产上，则可将后期的稀渗漉液套用来提高溶剂的浸出效率。溶剂消耗量大和提取时间长是本法的不足之点。③煎煮法将药材粗粒或薄片置适当容器（避免用铁器）中，加水加热煮沸。一般煎煮2次～3次，第1次1h，第2、3次可酌减煎煮时间。含挥发性成分及遇热易破坏成分的天然药物不宜用本法。含多糖类量大的药材因煎煮后，淀粉等