天然药物化学实验课程教案

武汉生物工程学院天然药物化学实验课程教案

课程基本信息

章节备课

实验内容不分先后

蒽醌类成分的提取分离与鉴别

一、教学目的和要求

学习羟基蒽醌类化合物的提取分离和检识，通过实验要求：

1．掌握从大黄中提取和分离游离蒽醌的方法。

2．掌握用pH梯度萃取法分离不同酸性的羟基蒽醌类化合物。

3．掌握蒽醌类化合物的主要检识方法。

4．熟悉蒽醌类化合物的色谱检识方法。

二、教学重点和难点

重点：蒽醌类物质的基本性质

难点：pH梯度萃取法的原理和适用性

三、实验方法和原理

本实验是根据大黄中的羟基蒽醌苷经酸水解成游离羟基蒽醌，而游离羟基蒽醌不溶于水，可溶于氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂的性质，用氯仿从水解液中将游离羟基蒽醌提取出来，再利用各游离羟基蒽醌的酸性不同，采用pH梯度萃取法将其分离。其中大黄酚和大黄素甲醚的酸性十分近似，用pH梯度萃取法难以分离，可利用两者的极性不同，采用硅胶柱色谱法进行分离。

大黄为蓼科植物掌叶大黄Rheum palmatum L.、唐古特大黄Rheum tanguticum Maxim. ex Reg.和药用大黄Rheum officinale Baill.的干燥根及根茎。大黄中含有大黄酸、大黄酚、芦荟大黄素、大黄素、大黄素甲醚及其苷，总含量约3％～5％。

1．大黄酸(rhein) 分子式C15H8O6，分子量284.21。黄色针状结晶（升华法），mp.321～322℃，330℃分解。能溶于碱水、吡啶，略溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚和石油醚，几不溶于水。

2．大黄素(emodin) 分子式C15H10O5，分子量270.23。橙色针状结晶(乙醇)，mp.256～257℃，能升华。易溶于乙醇、碱水，微溶于乙醚、氯仿，几不溶于水。

3．芦荟大黄素(aloe-emodin) 分子式C16H10O5，分子量270.23。橙色针状结晶（甲苯），mp.223～224℃。易溶于热乙醇，可溶于乙醚和苯，并呈黄色；溶于碱液呈红色；氨水及硫酸中呈绯红色。

4．大黄酚(chrysophanol) 分子式C15H10O4，分子量254.23。橙黄色六方形或单斜结晶（乙醇或苯），mp.196～197℃，能升华。易溶于沸乙醇，可溶于丙酮、氯仿、苯、乙醚和冰醋酸，极微溶于石油醚、冷乙醇，几不溶于水。

5．大黄素甲醚(physcion) 分子式C16H12O5，分子量284.26。砖红色单斜针状结晶，mp.203～207℃，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、乙醚和丙酮。

四、实验仪器和材料O O

OH R2OH

R1

大黄酚R1=CH3R2=H

大黄素R1=CH3R2=OH

大黄酸R1=COOH R2=H

大黄素甲醚R1=CH3R2=OCH3

仪器：烧杯，研钵，玻棒，滤纸，棉花，纱布，布氏漏斗，分液漏斗，烧瓶，冷凝管，铁架台，铁圈，双紧丝，烧瓶夹，显色剂喷瓶，薄层层析缸，硅胶GF254薄层板，电炉，水浴锅，循环水真空泵，紫外灯等。。

材料：大黄，硫酸，二氯甲烷，盐酸，缓冲液（pH8、pH10），碳酸氢钠，氢氧化钾，醋酸镁，石油醚，乙酸乙酯，硅胶GF254，CMC-Na，大黄酸标准品，大黄素标准品，芦荟大黄素标准品，大黄素甲醚标准品，大黄酚标准品等。

五、实验内容

（一）大黄中游离蒽醌的提取

（1）水解：称取大黄粗粉50g，置于500mL圆底烧瓶中加20%硫酸溶液100ml直火回流40min，冷却后减压滤过，弃去滤液。

（2）萃取：将滤渣于60℃低温干燥30min，置于干燥500mL圆底烧瓶中加入二氯甲烷200mL，40℃水浴回流40min，放冷，用干燥滤器减压滤过。

（二）PH梯度萃取法分离游离蒽醌

1．大黄酸的分离将氯仿提取液置500ml分液漏斗中，加pH8缓冲液200ml充分振摇，静置至彻底分层，分出碱水层置250ml锥形瓶中，在搅拌下加20%盐酸调pH2，放置沉淀完全，抽滤得大黄酸（A）沉淀。

2．大黄素的分离将分离出大黄酸的氯仿层用pH10缓冲液300ml振摇萃取两次，静置分层，分出碱水层，用20%盐酸调pH2，放置析出大黄素（B）沉淀。

3．芦荟大黄素的分离将分离出大黄素的氯仿层加5%碳酸钠-5%氢氧化钠（9：1）碱水液200ml萃取两次，静置分层，分出碱水层，用20%盐酸调pH2~3，放置析出芦荟大黄素（C）。

4．大黄素甲醚和大黄酚的分离将分离出芦荟大黄素的氯仿层用1%的氢氧化钠200ml 萃取两次，静置分层，分出碱水层，用20%盐酸调pH2~3，放置析出大黄素甲醚和大黄酚的混合物（D）。

（三）大黄中蒽醌类化合物的鉴定

1．化学检识：分别取大黄素、大黄酚等少许，用乙醇溶解，做如下反应：

A．碱液试验：取试液1ml，加20%NaOH数滴，观察颜色。

B．醋酸镁反应：取试样1ml，加醋酸镁试剂数滴，观察现象。

2．薄层鉴定：

吸附剂：硅胶G－CMC-Na板

展开剂：石油醚（30~60℃）－乙酸乙酯=(15：5)上层溶液。

显色剂：5%KOH喷雾。

记录：绘出薄层层析图谱，并计算Rf值。

六、实验结果与分析

1．绘制薄层色谱图

2．通过薄层色谱图判断大黄中游离蒽醌类物质极性的大小。

七、思考题

1．大黄中5种羟基蒽醌化合物的酸性和极性大小应如何排列？为什么？

2．pH梯度萃取法的原理是什么？适用于哪些中药成分的分离？

3．蒽醌类化合物及其苷的薄层色谱用什么作吸附剂、展开剂和显色剂？

黄酮类成分的提取分离与鉴别

一、教学目的和要求

学习黄酮类化合物的提取、分离和检识，通过实验要求：

1．通过芸香苷提取与精制，掌握碱溶酸沉法提取黄酮类化合物的原理和操作。

2．掌握黄酮类化合物的主要性质及黄酮苷、苷元和糖部分的检识方法。

3．掌握由芸香苷水解制取槲皮素的方法。

二、教学重点和难点

重点：碱溶酸沉法原理和操作，黄酮类化合物的主要性质，结晶法的操作。

难点：芸香苷和槲皮素上3，5羟基的鉴别。

三、实验方法和原理

由槐花米中提取芸香苷的方法很多，本实验是根据芸香苷在冷水和热水中的溶解度差异的特性进行提取和精制，或根据芸香苷分子中具有酚羟基，显弱酸性，能与碱成盐而增大溶解度，以碱水为溶剂煮沸提取，其提取液加酸酸化后则芸香苷游离析出。

槐花米为豆科植物槐Sophora japonica L.的干燥花蕾，主要含芸香苷（芦丁），含量高达12％～20％，水解生成槲皮素、葡萄糖及鼠李糖；槐花亦含芸香苷，但含量较槐米为少。

芸香苷(rutoside)：又称芦丁，分子式C27H30O16，分子量610.51。淡黄色针状结晶，mp.177～178℃，难溶于冷水（1∶8000），略溶于热水（1∶200），溶于热甲醇（1∶7）、冷甲醇（1∶100）、热乙醇（1∶30）、冷乙醇（1∶650），难溶于醋酸乙酯、丙酮，不溶于苯、氯仿、乙醚、石油醚等，易溶于吡啶及稀碱液中。

槲皮素(quercetin)：又称槲皮黄素，分子式C15H10O7，分子量302.23。黄色结晶，mp.314℃（分解）。溶于热乙醇（1∶23）、冷乙醇（1∶300），可溶于甲醇、丙酮、醋酸乙酯、冰醋酸、吡啶等溶剂，不溶于石油醚、苯、乙醚、氯仿中，几不溶于水。

O OH

OH

O OR

HO

OH

芸香苷R=－葡萄糖－鼠李糖

槲皮素R=H

四、实验仪器和材料

仪器：烧杯，研钵，玻棒，滤纸，棉花，纱布，布氏漏斗，搪瓷杯，烧瓶，冷凝管，铁架台，铁圈，双紧丝，烧瓶夹，显色剂喷瓶，薄层层析缸，硅胶GF254薄层板，电炉，水浴锅，循环水真空泵，紫外灯等。

材料：槐花米，硼砂，氢氧化钙，盐酸，镁粉，二氯氧化锆，柠檬酸，α-萘酚，硫酸，正丁醇，醋酸，苯胺，邻苯二甲酸，葡萄糖标准品，鼠李糖标准品等。

五、实验内容

（一）槐花米中芸香苷的提取与精制

1．提取（煎煮法）