模块十一 强心苷教案推荐文档.docx

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模块十一强心苷教案推荐文档

中药化学实用技术

教案首页

课　题

模块十一　中药中强心苷类化学成分的提取分离技术

——结构与性质

班　级

课时

2

22

课型

理论课

教学目标

1.解释强心苷类化合物的概念；

2.能够认识强心苷类化合物的结构，并根据结构判断其类型；了解糖和苷元的连接方式；

3.掌握强心苷类化合物的水解方式的特点及产物，能判断化合物的水解产物；

4.掌握强心苷类化合物的显色反应，能利用化学方法区别。

德育渗透

揭示事物的共性和个性，了解事物本质

教学方法

讲授、讨论

教学媒体

多媒体教学设备

新知识

新技术或

参阅资料

乙酰解反应

为了确定多糖苷中糖与糖之间的连接位置，常应用乙酰解反应，即用CH3CO+为进攻基团，开裂一部分苷键而保留另一部分苷键，开裂苷键的难易有与酸水解相似之处。

所用试剂为乙酸酐与不同酸的混合液，常用的酸有硫酸、高氯酸、lewis酸。

强心苷结构的研究也常常采用乙酰解反应。

双语教学

cardiacglycosides强心苷类化合物

课后小结

强心苷类化合物结构分类比较简单，同学们很容易掌握，但其性质中的水解反应和颜色反应是难点，尤其后者所涉及的反应较多，但通过讲解及习题，教学效果良好。

教案

授课人：

课题

模块十一中药中强心苷类化学成分的提取分离技术——结构与性质

时间

地点

教室

教学目标

1.解释强心苷类化合物的概念；

2.能够认识强心苷类化合物的结构，并根据结构判断其类型；了解糖和苷元的连接方式；

3.掌握强心苷类化合物的水解方式的特点及产物，能判断化合物的水解产物；

4.掌握强心苷类化合物的显色反应，能利用化学方法区别甲型及乙型强心苷。

学生情况

班级：

人数：

出勤：

教学设计

教　学　内　容　及　过　程

一、强心苷类化合物的概念　　

是指生物界存在的一类具有强心作用的甾体苷类化合物。

（一）结构

由具甾体母核的强心苷元与糖缩合而成。

1．苷元部分：

由甾体母核与C17取代的不饱和内酯环组成。

根据C17位上连接的不饱和内酯环不同可分为两类

强心甾烯类（甲型强心苷元）海葱甾二烯类（乙型强心苷元）

（此类较多）（蟾蜍甾二烯类）

（此类较少）

2．糖部分

根据其C2位上有无羟基可分为α-羟基糖（2-羟基糖）和α-去氧糖（2-去氧糖）两类。

3．强心苷元与糖的连接方式

根据与苷元直接相连的糖的种类不同，可将强心苷分为以下三种类型：

Ⅰ型：

苷元-（2，6–二去氧糖）x-（D-葡萄糖）y

时间

20min

教法

教具

讲授

比较

归纳

习题

教学设计

Ⅱ型：

苷元-（6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）y

Ⅲ型：

苷元-（D-葡萄糖）y，

x=1～3y=1～2

自然界中的强心苷多为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅲ型则少见。

二、强心苷类化学成分的理化性质

（一）性状

大多为无色结晶或无定形粉末，对黏膜有刺激性，有旋光性。

C17位上的不饱和内酯环为β-构型者味苦，若为α-构型则味不苦，无疗效。

（二）溶解性

强心苷一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂，难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。

强心苷的溶解性还与分子中所含糖基的种类与数目、苷元上羟基的数目和所处位置等有关。

（三）水解性

1．酸水解：

（1）温和酸水解：

试剂：

0.02～0.05mol/L的稀盐酸或稀硫酸

裂解部位：

苷元与α-去氧糖之间、α-去氧糖与α-去氧糖之间的苷键水解断裂

特点及注意事项：

可使Ⅰ型强心苷水解为苷元和糖（α-去氧糖、双糖或三糖等）；但α-去氧糖与α-羟基糖之间以及α-羟基糖与α-羟基糖之间的苷键在此条件下不易断裂；反应条件温和，不会引起苷元脱水，也不会导致α-去氧糖分解。

（2）强烈酸水解：

试剂：

3%～5%的的稀盐酸或稀硫酸

裂解部位：

所有苷键

特点及注意事项：

Ⅱ型和Ⅲ型强心苷；易形成脱水苷元

2．酶水解反应条件温和、专属性强。

在含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，但无水解α-去氧糖的酶，所以只能水解去掉分子中的葡萄糖而保留α-去氧糖，从而生成次级苷。

3．碱水解

时间

70min

10min

教法教具

讲授

比较

归纳

习题

教学设计

教　学　内　容　及　过　程

种类

试剂

特点

酰基的水解

碳酸氢钠、碳酸氢钾

仅使α-去氧糖上的酰基水解

氢氧化钙、氢氧化钡

使α-去氧糖上的、α-羟基糖上的酰基水解

氢氧化钠

所有酰基水解，内酯环破裂

内酯环水解

氢氧化钠（钾）/水

内酯环开裂，酸化又闭环

氢氧化钠（钾）/醇

内酯环开裂，不可逆

（四）显色反应

1．作用于甾体母核的颜色反应在无水条件下，甾类成分遇强酸（H2SO4,H3PO4,HClO4）、中强酸（CCl3COOH）或lewis酸（如三氯化锑、二氧化锌等）会产生一系列的颜色变化。

常见的反应有：

（1）醋酐-浓硫酸（Liebermann-Burchard）反应

（2）三氯醋酸（Rosenheim）反应

（3）氯仿-浓硫酸（Salkowski）反应

（4）三氯化锑（或五氯化锑）反应

2．C17位上不饱和内酯环的颜色反应：

甲型强心苷C17位连接的五元不饱和内酯环在氢氧化钠或氢氧化钾的醇溶液中发生双键转位，生成C22活性亚甲基，因而能与下列活性亚甲基试剂发生颜色反应。

乙型强心苷在碱性醇溶液中不能生成活性亚甲基，故无此类反应。

可利用此性质区分甲型强心苷与乙型强心苷。

（1）亚硝酰铁氰化钠试剂（Legal反应）

（2）间二硝基苯试剂（Raymond反应）：

（3）3,5–二硝基苯甲酸试剂（Kedde反应）：

（4）碱性苦味酸试剂（Baljet反应）：

3．α-去氧糖的颜色反应

（1）三氯化铁-冰醋酸（Keller-Kiliani）反应（又称K-K反应）：

特点：

游离α-去氧糖或在此条件下可水解出游离的α-去氧糖的强心苷均可1显色，对苷元与α-羟基糖或苷元与1分子的α-去氧糖连接再与葡萄糖或其他羟基糖连接的苷以及α-去氧糖与α-羟基糖连接的二糖、三糖等，均无此反应。

注意事项：

阴性结果的判断。

（2）呫吨氢醇反应：

只要分子中有α-去氧糖，均可显红色。

（3）对-二甲氨基苯甲醛反应：

若分子中有α-去氧糖，均可显灰红色斑点。

时间

教法教具

讲授

比较

归纳

习题

阳性结果：

醋酸层显蓝色，界面的呈色，则因浓硫酸对苷元所起的作用而逐渐向；下层扩散，具体颜色随苷元上羟基、双键的数目和位置的不同而异。

新知识新信息：

乙酰解反应

为了确定多糖苷中糖与糖之间的连接位置，常应用乙酰解反应，即用CH3CO+为进攻基团，开裂一部分苷键而保留另一部分苷键，开裂苷键的难易有与酸水解相似之处。

所用试剂为乙酸酐与不同酸的混合液，常用的酸有硫酸、高氯酸、lewis酸。

强心苷结构的研究也常常采用乙酰解反应。

讲解

讨论

作

业

1.写出强心苷类化合物的基本结构。

4．用化学方法鉴别：

甲型强心苷与乙型强心苷、皂苷与强心苷。

课

后

小

结

参考

文献

姚新生主编天然药物化学人民卫生出版社2002第三版

肖崇厚主编中药化学上海科技出版社1997

吴剑锋王宁主编天然药物化学人民卫生出版社20092第一版

中药化学实用技术

教案首页

课　题

模块十一中药中强心苷类化学成分的提取分离技术

任务一黄花夹竹桃中黄荚苷的提取分离

班　级

课时

4

课型

理论课

教学目标

1.能够选用适宜的方法提取强心苷类化合物

2.熟悉典型实例——黄花夹竹桃中黄荚苷的提取分离方法

3.学会查阅相关文献设计提取强心苷类化学成分的提取工艺

德育渗透

培养学生克服困难、战胜困难的勇气

教学方法

讲授、讨论

教学媒体

多媒体设备

新知识

新技术或

参阅资料

黄花夹竹桃的临床应用

双语教学

cardiacglycosides强心苷类化合物

课后小结

通过讲解，同学们基本可以理解强心苷类化合物的提取和分离流程，但自己设计流程还有一定困难，还需要进一步引导。

教案

授课人：

课题

模块十一中药中强心苷类化学成分的提取分离技术

任务一黄花夹竹桃中黄荚苷的提取分离

时间

地点

教室

教学目标

1.能够选用适宜的方法提取强心苷类化合物

2.熟悉典型实例——黄花夹竹桃中黄荚苷的提取分离方法

3.学会查阅相关文献设计提取强心苷类化学成分的提取工艺

学生情况

班级：

人数：

出勤：

教学设计

教　学　内　容　及　过　程

一、强心苷类化合物的提取、分离

强心苷的分离提纯通常比较复杂与困难,原因如下：

植物体内存在的强心苷类成分含量较低，一般为1%以下，且同一植物中常含有几种甚至是数十种结构相近、性质相似的强心苷类成分，每一种苷又有可能伴生次生苷及苷元。

此外，强心苷常与糖类、鞣质、皂苷、色素等成分共存，从而影响强心苷的溶解度。

在提取分离中，强心苷易受酸、碱或共存酶的作用，发生水解、脱水、异构化等反应，降低其生理活性。

这些都增加了提取分离工作的难度。

（一）强心苷类化合物的提取

提取时需考虑强心苷在植物体中的存在形式，同时应根据研究和生产的需要明确提取的目的是原生苷还是次生苷。

提取原生苷，要注意抑制酶的活性，防止酶解。

原料需新鲜，采收后要低温（50～60℃）通风快速干燥、保存期间注意防潮，同时提取过程中注意避免酸或碱的影响。

可用70%～80%的乙醇为提取溶剂，提取效率较高且可抑制酶的活性。

也可加入硫酸铵等无机盐使酶变性后再用合适溶剂提取。

提取次生苷，则要利用酶的活性，如采用发酵法进行酶解。

（二）强心苷类化合物的分离：

通常采用溶剂萃取法、逆流分溶法和色谱法等。

对于少数含量较高的组分可选用适当溶剂反复结晶以得到单体。

多数情况下，因混合强心苷的组

时间

30min

教法教具

讲授

比较

归纳

习题

教学设计

教　学　内　容　及　过　程

成复杂，往往需多种方法配合使用，反复分离才有可能得到强心苷单体成分。

二、强心苷类成分的检识

色谱法是鉴定强心苷类成分的重要手段之一，最早使用的是纸色谱法。

1961年后，薄层色谱法开始用于强心苷类成分的鉴定。

（一）纸色谱

（二）薄层色谱法

任务一黄花夹竹桃中强心苷类化学成分的提取分离技术

一、黄花夹竹桃中黄荚苷的提取技术

黄花夹竹桃为夹竹桃科植物黄花夹竹桃〔Thevetiaperuviana（Pers．）k．Sehum〕的果仁，具有强心利尿、祛痰定喘、祛瘀镇痛功效。

工艺流程如下：

流程说明：

将脱脂后的果仁粉末进行发酵酶解处理，再用乙醇为溶剂进行渗漉提取，所得提取液于60℃以下减压浓缩，放冷，即得黄夹苷粗品。

黄荚苷粗品经活性炭脱色后重结晶，即可得到黄夹苷纯品。

若要对黄夹苷继续分离以得到其中的5种。

时间

20min

30min

教法教具

讲授

比较

归纳

习题

教　学　内　容　及　过　程

单体成分，可用柱色谱法，以Ⅲ级中性氧化铝，用苯-三氯甲烷（1∶1、1∶3、1∶4）、三氯甲烷、三氯甲烷-甲醇（99．5∶0．5、99∶1、98∶2、95:

5、9:

1、1:

1）、甲醇依次洗脱，可按极性由小到大的顺序依次得到单乙酰黄夹次苷乙、黄夹次苷乙、黄夹次苷甲、黄夹次苷丙、黄夹次苷丁

二、必备知识

（一）黄花夹竹桃中有效成分的结构

黄花夹竹桃果仁中含有多种强心苷类成分，总苷含量约8%～10%，主要为2种原生苷：

黄夹苷甲（thevetinA）、黄夹苷乙（thevetinB），以及5种次生苷（黄夹次苷甲、乙、丙、丁和单乙酰黄夹次苷乙），用酶解法可获得总次生苷（又称黄夹苷，商品名为强心灵），其强心效价高，约是原生苷的5倍。

RR1R2

黄夹苷甲CHOH（D-glc）2

黄夹苷乙CH3H（D-glc）2

黄夹次苷甲CHOHH

黄夹次苷乙CH3HH

黄夹次苷丙CH2OHHH

黄夹次苷丁COOHHH

单乙酰黄夹次苷乙CH3OCCH3H

（二）黄荚苷的理化性质

黄夹苷以黄夹次苷甲、黄夹次苷乙和单乙酰黄夹次苷乙为主要成分，为白色结晶性粉末，无臭，味极苦，对黏膜有刺激性，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、三氯甲烷，微溶于乙醚、水，不溶于苯及石油醚。

（三）黄荚苷的提取分离

时间

20min

20min

20min

教法教具

讲授

比较

归纳

习题

教　学　内　容　及　过　程

由于黄夹苷为次生苷的混合物，故提取时首先要利用酶的活性，用发酵法水解去掉原生苷分子中的葡萄糖生成苷。

继而根据其易溶于乙醇的性质提取总次生苷。

再利用总次生

苷中各成分的极性大小不同用氧化铝柱色谱一一分离

新知识新信息：

黄花夹竹桃的临床应用

本品性寒味苦，有大毒。

有强心作用。

临床上用于多种心脏病引起的心力衰竭，阵发性室上性心动过速和阵发性心房纤颤。

此外，因其还具有祛痰定喘、祛瘀镇痛之功效还可用于喘息咳嗽、癫痫、跌打损伤、肿痛等疾病的治疗。

从黄花夹竹桃果仁中提取的黄夹苷，经实验和临床证明，具有显著的强心作用，且作用迅速，蓄积作用和副作用均较小，可用于治疗阵发性心动过速和多种原因引起的心力衰竭，对于左心衰竭疗效尤为显著。

讲解

讨论

作

业

查阅文献，利用其他方法提取黄花夹竹桃中的黄荚苷，写出提取分离流程

课

后

小

结

参考

文献

姚新生主编天然药物化学人民卫生出版社2002第三版

吴剑锋王宁主编天然药物化学人民卫生出版社2009

肖崇厚主编中药化学上海科技出版社1997