天然药物化学与指导第三版.docx

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天然药物化学与指导第三版

天然药物化学

实验与指导

编者：

杨长水于红艳

扬州大学医学院药学系

目录

实验室安全守则……………………………………………………………………1

实验一掌叶大黄中蒽醌类成分的提取、分离和鉴定……………………………3

实验二槐花米中芦丁的提取、分离和鉴定………………………………………8

实验三人参皂苷的提取、分离与结构鉴定……………………………………11

实验四粉防己生物碱的提取、分离与结构鉴定………………………………14

附录………………………………………………………………………………18

1.常用有机溶剂及有关数据表…………………………………………………18

2.常用层析材料及有关数据表……………………………………………………21

实验室安全守则

天然药物化学实验是天然药物化学课程的重要组成部分，是更好掌握天然药物有效成分提取、分离和检验的基本操作技能，是提高学生分析和解决问题能力，使同学进一步理论联系实际，养成严密科学态度和良好工作作风必不可少的教学环节，为此，提出如下实验须知：

1.遵守实验制度、维护实验室安全。

不违章操作，严防爆炸、着火、中毒、触电、漏电等事故的发生。

若发生事故应立即报告指导教师。

2.实验前做好预习，明确实验内容，了解实验的基本原理和方法，安排好当天的计划，争取准时结束，实验时应养成及时记录的习惯，凡是观察到的现象以及有关的重量、体积、温度或其他数据，应立即如实记录。

实验完毕后认真总结，写好报告，提取纯化所得单体产物包好，贴上标签（写下日期、样品名称、纯度、m.p.、b.p.、TLC、重量）交给老师。

3.实验室中保持安静，不许大声喧哗，不许抽烟，不迟到，不随便离开。

实验台面应保持清洁，使用过的仪器及时清洗干净后，存放在指定位置。

废弃的固体和滤纸等丢入废物缸内，绝不能丢入水槽和窗外，以免堵塞和影响环境卫生。

4.公用仪器及药品用完后立即归还原处，破损仪器应填写破损报告单、注明原因。

将实验台、地面打扫干净，倒清废物缸，检查水、电（是否关闭水龙头，拔下电插头）。

关闭门窗。

实验一掌叶大黄中蒽醌类成分的提取、分离和鉴定

【简介】

药典收载的正品大黄为蓼科植物掌叶大黄（RheumpalmatumL.）、唐古特大黄（R.tanguticumMaxim.exBalf.）及药用大黄（R.officinaleBaill.）的根及根茎。

大黄始载于《本经》，列为下品。

历代本草均有记载。

大黄性寒、味苦，具泻热毒、破积滞、行淤血等功效。

多用于便秘、谵语发狂、痢疾初起、血热吐衄、淤血经闭等。

现代药理研究发现，大黄具泻下、抗菌、降血压、收缩血管、止血、降低血管脆性的作用，而且对小鼠的黑色素瘤、乳腺瘤及腹水型艾氏癌有抑制作用。

大黄中的主要成分为蒽醌化合物，含量约为3%~5%，大部分与葡萄糖结合苷，游离苷元有大黄酸、大黄素、芦荟大黄素、大黄酚、大黄素甲醚等。

其中，大黄酸具有羧基，酸性最强；大黄素具有β-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。

【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。

3.学习用硅胶柱色谱法分离精制大黄素。

4.学习羟基蒽醌类化合物的鉴定方法。

【基本原理】（大黄中主要羟基蒽醌类化合物的理化性质）

1.大黄酚（Chrysophanol）：

金黄色片状结晶，mp196~197℃（乙醇或苯），能升华。

可溶于丙酮、乙酸、氯仿、甲醇、乙醇、热苯和氢氧化钠水溶液，微溶于石油醚、乙醚，不溶于水、碳酸氢钠和碳酸钠水溶液。

UV（MeOH）λmax225,258,279,288,432nm

IR（KBr）νmax1679,1622,1605,1560,1470cm-1

2.大黄素甲醚（Physcion）：

砖红色针状结晶，mp206℃（苯），能升华，溶解性能与大黄酚相似。

UVλmax226,255,267,288,440nm

IR（KBr）νmax1625,1688,1570,3400cm-1

3.大黄素（Emodin）：

橙黄色针状结晶，mp256~257℃（乙醇或冰醋酸），能升华。

其溶解度如下：

四氯化碳0.01%、氯仿0.071%、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。

UVλmax300,269,289,441nm

IR（KBr）νmax3464,1627cm-1

4.芦荟大黄素（Aloe-emodin）：

橙黄色针状结晶，mp223~224℃（甲苯），能升华。

可溶于乙醚、苯、热乙醇、稀氨水、碳酸钠和氢氧化钠水溶液。

UVλmax300,259,289,433nm

IR（KBr）νmax3430,1628cm-l

5.大黄酸（Rhein）：

黄色针状结晶，mp321~322℃（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。

UV（MeOH）λmax229,258,435nm

IR（KBr）νmax1701,1637cm-1

羟基蒽醌苷类（表1）：

表1大黄中羟基蒽醌类成分

中文名

英文名

性状

mp（℃）

大黄素甲醚葡萄糖苷

Physcionmonoglucoside

黄色针状结晶

235

芦荟大黄素甲醚葡萄糖苷

Aloe-emodinmonoglucoside

239

大黄素葡萄糖苷

Emodinmonoglucoside

浅黄色针状结晶

190~191

大黄酸葡萄糖苷

Rhein-8-monoglucoside

266~270

大黄素-1-O-β-D-葡萄糖

1-O-β-D-glucopyranosylemodin

239~241

芦荟大黄素-ω-C-β-D-葡萄糖

ω-C-β-D-glucopyranosylaloe-emodin

187~189

【主要仪器及试剂】

仪器：

天平，250mL烧杯，500mL烧杯，250mL分液漏斗，索氏提取器，布氏漏斗，100mL

量筒，250mL圆底烧杯，真空冷凝管，牛角管，250mL锥形瓶，pH试纸。

试剂：

乙醚，20%H2SO4溶液，盐酸，5%碳酸氢钠溶液，5%碳酸钠溶液，0.25%氢氧化钠溶液，5%氢氧化钠溶液，石油醚（沸程60~90℃）-乙酸乙酯（7:

3），石油醚（沸程60~90℃）-乙酸乙酯（15:

1）。

【操作方法】

实验流程图：

1.酸水解用天平称取大黄粉末10g，置500mL烧杯中，加20%H2S04水溶液100mL，直火加热1小时，用布氏漏斗抽滤，过滤,水洗后于70℃左右干燥。

2.总羟基蒽醌苷元的提取滤饼经干燥后，置索氏提取器中，加入乙醚100mL，回流提取2小时，得乙醚提取液。

乙醚提取液经薄层色谱检查有大黄酸、芦荟大黄素、大黄素、大黄素甲醚和大黄酚。

薄层板为硅胶CMC-Na板，展开剂为石油醚（沸程60~90℃）-乙酸乙酯（7:

3），近水平或直立展开，在可见光下可看到4个斑点，Rf≈0.9的黄色斑点为大黄酚和大黄素甲醚混合物，在此条件下分不开，其余3个斑点，依Rf值由大到小分别为大黄素（橙色斑点）、芦荟大黄素（黄色斑点）、大黄酸（黄色斑点）。

3.pH梯度萃取分离

（1）大黄酸的分离和提纯：

将上述乙醚提取液以5%碳酸氢钠溶液振荡提取，水层呈紫红色。

分出水层，再重复提取数次，直至不显红色为止。

合并水层提取液，用盐酸酸化至pH3左右，即得黄色沉淀。

过滤，先用水洗沉淀数次，再以少量冰冷的丙酮洗以除去有色杂质。

干燥后以冰醋酸或吡啶结晶2~3次，得黄色针状结晶。

经熔点测定、纸色谱或薄层色谱，与标准品对照鉴定为大黄酸。

（2）大黄素的分离和提纯：

碳酸氢钠溶液提取后的乙醚层再以5%碳酸钠溶液振荡提取数次，水层呈红色，合并水层提取液，加盐酸至酸性，得黄色沉淀，过滤，用水洗沉淀，以冰冷丙酮洗，在冰醋酸或吡啶中结晶数次，得橙色大针状结晶。

经熔点测定、纸色谱或薄层色谱，与标准品对照鉴定为大黄素。

（3）芦荟大黄素的分离和提纯：

碳酸钠溶液提取后的乙醚层，再经0.25%氢氧化钠溶液振荡提取数次，水层呈红色，合并水层提取液，加盐酸至酸性，得橙色沉淀。

过滤后用水洗沉淀，干燥后在冰醋酸或乙酸乙酯中结晶数次，得橙色长针状结晶。

经熔点测定、纸色谱或薄层色谱鉴定为芦荟大黄素。

（4）大黄酚和大黄素甲醚的分离和提纯：

上述芦荟大黄素分离后的乙醚液用5%氢氧化钠溶液振荡提取数次，直至元色。

合并深红色的水层溶液，加盐酸至酸性，得黄色沉淀。

过滤，水洗，干燥后得大黄酚和大黄素甲醚混合物。

将此混合物溶于乙酸乙酯，用硅胶柱色谱分离。

洗脱剂为石油醚（沸程60~90℃）-乙酸乙酯（15:

1）混合液。

先洗脱下的化合物为大黄酚，后洗脱下的化合物为大黄素甲醚，再分别经乙酸乙酯结晶纯化，两者经熔点测定、薄层色谱鉴定皆为纯品。

4.硅胶柱色谱分离大黄酚和大黄素甲醚

（1）装柱：

取100~200目硅胶约10g，按湿法装柱（柱床1.5cm×8.5cm）；

（2）加样：

将提取物粉末（已备）溶解于5mL石油醚（沸程60~90℃）-乙酸乙酯（7:

3）混合溶剂中，用吸管吸取样品溶液于色谱柱床顶端；

（3）洗脱：

用石油醚（沸程60~90℃）-乙酸乙酯（7:

3）为洗脱剂洗脱，分段收集，每份10mL，用硅胶薄层板跟踪检查。

5.实验产物结构鉴定的相关谱图示例以大黄素为例将相关图谱附在文后供参考，见附图

大黄素（Emodin）:

IRνmax:

3462,3414,1628,1616,1400,1367,1136,1105,760cm-l；

【注意事项】

1.酸水解过程中加热时间应足够长，以保证水解充分。

2.同一碱液提取时可分为几次萃取，以保证提取充分，可以用薄层色谱作监测。

3.乙醚总提取物要用保鲜膜封严实，防止乙醚挥发。

【学习要求及思考题】

1.掌握大黄蒽醌化合物的主要性质，酸性与结构的关系，重要的显色反应及其应用。

2.掌握大黄蒽醌类成分的分离方法及其原理。

3.如何检识中药中是否存在蒽醌类成分?

4.比较大黄酸、大黄素及大黄素甲醚的酸性及在硅胶G吸附色谱板上的Rf值。

【参考文献】

1.肖培根主编.新编中药志.化学工业出版社,2002,第一卷,66～67

2.中华本草.上海科技出版社,1999,第二册,第六卷,708～721

3.王乃利,陈英杰.分离方法的改进与设计.沈阳药学院学报,1979,（11）,84～89

4.陈琼华,戴汉松,苏学良.中药大黄的综合研究XXXI大黄蒽醌衍生物系统分离的改进方法.天然产物研究与开发,2001,13（3）:

58～60

5.陈琼华.中药大黄的生物化学研究XXXXIII大黄蒽醌衍生物系统分离的方法改进.药物生物技术,1995,2

（2）:

33～36

6.李晓莹,黎知林.大黄中蒽醌类成分提取分离方法研究.广东药学,1999,9（4）,27～29

7.姚新生主编.天然药物化学（第三版）.北京：

人民卫生出版社,2001,143～166

8.中国药科大学中草药化学教研室.天然药物化学实验.1999,121～122

9.王振月,李延冰,匡海学.毛脉酸模根中大黄酚、大黄素的分离鉴定.中医药学报,1996,（02）,54

10.李尚德,关雄泰.中国芦荟化学成分研究—芦荟大黄素的分离与结构鉴定.广东微量元素科学,1994,1

（2）,52～54

11.胡军,屠鹏飞,果德安.秦岭大黄化学成分研究.西北