《天然药物化学实验》课程实验教学大纲
一、课程概况（CourseOverview）
课程名称：天然药物化学实验
Course： Experiment of natural medicinal chemistry
课程编号：0100800002适用学生: 生物技术
Course Number：010080002 Designed for: Biotechnology
学分：学时：独立设课：是
Credit：0.5 Class hour: 18 Independent course：yes
预修课程：有机化学
Preparatory Courses: Organic chemistry
二、课程简介（Course Descriptions）
天然药物化学实验是一门实践性很强的学科。通过本课程的学习，要求学生掌握天然药物化学实验的基本操作技能，掌握天然药物的提取和分离方法。
Experiment of natural medicinal chemistry is a cource which emphasizes practice. The students are required to get hold of basic skill experiment as well as the extracting and isolating methods of natural medicine.
三、实验项目一览表(Experiment project schedule)
序号 No. | 实验名称 Name | 每组人数 Members of each group | 实验 时数 Hours | 实验类型 验证∕综合∕设计 Course Type Verifying/Synthetic/Designing | 必做∕选做 Required Course /Elective Course |
1 | 天然药物化学基本技能实验 Basic skill experiment of natural medicinal chemistry | 2 | 3 | 验证Verifying | 必做 Required Course |
2 | 蒽醌的提取分离 Extraction and isolation of quinones | 3 | 4 | 验证Verifying | 必做 Required Course |
3 | 槐花中芦丁的提取分离 Extraction and isolation of rutin from Sophora japonica | 3 | 4 | 验证Verifying | 必做 Required Course |
4 | 黄连中小檗碱的提取分离 Extraction and isolation of berberine from the coptis | 3 | 4 | 验证Verifying | 必做 Required Course |
5 | 莪术中的挥发性成分的提取和鉴定Extraction and identification of of volatile oils from Rhizoma curcumae | 3 | 3 | 验证Verifying | 必做 Required Course |
四、推荐教材及参考书目 (Recommended Teaching Materials and Reference Books)
1.推荐教材
自编教材
Recommended Teaching Materials: self-compiled textbook
2.参考书目
梁敬钰. 天然药物化学实验与指导，中国医药科技出版社，2003年.
Reference Books
Jing-yu Liang. Experiment and guidance of natrual medicinal chemistry. china medical science and technology press, 2003.
五、考核与评价方式(Course Evaluation)
平时成绩（25％－30％）；实验报告（70％－75％）。
Usual performance（25％－30％）；experimental report (30%)
撰写人：张应烙审定人：蒋冬花
实验一天然药物化学基本技能实验
一、实验目的
1．了解和掌握旋转蒸发仪的基本原理和使用方法
2．了解柱层析中的装柱方法
3．掌握薄层板的制备及薄层板的使用
二、实验内容
1、旋转蒸发仪的使用；2、柱层析中的装柱方法；3、薄层板的制备及薄层板的使用
三、实验原理
旋转蒸发仪的基本原理就是减压蒸馏；薄层色谱法分离速度快，分离效果好，灵敏度高，操作简单，显色方便，适用于微量样品的分离、鉴定，是研究天然药物化学成分的最常用的色谱方法之一。
四、实验方法与步骤
1．旋转蒸发仪的使用：介绍旋转蒸发仪的使用。
2．柱层析中的装柱方法
1）湿法装柱
先将柱层析硅胶放入烧杯中，加入适量的流动相，将硅胶拌匀，然后再转移到柱中。
2）干法装柱
将需要量的硅胶先装入柱中，然后将下面活塞与泵相通，通过减压，将硅胶装实。
3．薄层板的制备及薄层板的使用
1）硅胶-羧甲基纤维钠（CMC-Na）薄层
取硅胶GF254于研钵中，加0.5％羧甲基纤维素钠溶液适量，调成糊状，均匀涂布于载玻片上，置水平台上，让其自然阴干，105℃下烘30分钟。冷后于干燥器内备用。
2）薄层板的使用
薄层层析法在天然药物化学成分的研究中，主要应用于化学成分的预试、化学成分的鉴定及探索柱层分离的条件。通常在分离酸性(或碱性)物质时，洗脱溶剂中常加入适量的醋酸(或氨、吡啶、二乙胺),以防止拖尾、使斑点集中。
五、实验要求
画出TLC板点样结果并计算Rf值；写出实验报告。
六、场地、设备与器材
旋转蒸发器10台、真空泵5台、30 × 2.5 cm层析柱30根。
实验二 游离羟基蒽醌的分离
一、实验目的
1.掌握游离羟基蒽醌分离的方法和原理
2.熟悉pＨ梯度萃取分离羟基蒽醌类化合物的实验操作。
二、实验内容
从大黄中分离出大黄酸、大黄素、芦荟大黄素、大黄酚和大黄素甲醚。
三、实验原理
大黄的乙醇提取液中主要含有大黄酸、大黄素、芦荟大黄素、大黄酚和大黄素甲醚。其化学结构的差异使它们与吸附剂的亲和力有差异，故可采用硅胶柱色谱或pＨ梯度萃取分离方法将各组分分离。
四、实验方法与步骤
1．大黄蒽醌类成分的提取
取大黄粗粉10g，用95％乙醇回流提取2次，每次用量40ml，回流时间分别为1小时，0.5小时。过滤，合并滤液，浓缩至无醇味。将提取物用30ml水分散，用乙醚或氯仿萃取，每次30ml，重复3次，合并乙醚或氯仿液为总游离蒽醌乙醚或氯仿溶液。
2．大黄蒽醌类成分的分离（pＨ梯度萃取分离）
将上述得到的乙醚或氯仿提取液置分液漏斗中，以2.5% NaHCO3 水溶液60 ml,分三次萃取,合并三次萃取液，酸化后得大黄酸沉淀。
经2.5%NaHCO3萃取后的乙醚或氯仿层，以2.5%Na2CO3水溶液60ml分三次萃取，合并三次萃取液，酸化后得大黄素沉淀。
经2.5% Na2CO3水溶液萃取后的乙醚或氯仿层，再以0.5% NaOH水溶液50ml分三次萃取，合并四次萃取液，酸化后得沉淀为芦荟大黄素、大黄酚和大黄素甲醚的混合物。
3．大黄蒽醌类成分的检识
薄层色谱检识：取硅胶GF254薄层板，用甲苯—乙酸乙酯（8:2）为展开剂，对各部分进行检识。
五、实验要求
pH梯度萃取法的原理是什么？适用于哪些化学成分？写出实验报告。
六、场地、设备与器材
旋转蒸发器10台、真空泵5台、超声提取仪2台、大黄、层析柱、烧杯、NaHCO3、Na2CO3等。
实验三槐花中芦丁的提取分离
一、实验目的
1、掌握碱溶酸沉法提取芦丁的原理。
2、熟悉煎煮法的操作要点及注意事项。
二、实验内容
从槐米中分离出芦丁。
三、实验原理
槐米为豆科植物槐树的花蕾，其中芸香苷（又称芦丁，rutin）含量为10％～28％，但花蕾开放后，含量大大降低。芸香苷是槲皮素（3，5，7，3，4－五羟基黄酮）的C3－羟基与芸香糖缩合的双糖苷，为淡黄色粉末或细针状结晶，常含三分子结晶水，置空气中色渐变深，加热至185℃以上熔融并开始分解。在冷水中溶解度为1∶10000，沸水中为1∶200，冷醇中为1∶650，热醇中为1∶60；可溶于乙酸乙酯、吡啶及碱性溶液中，几乎不溶于苯、乙醚，氯仿及石油醚。
四、实验方法与步骤
（一）总黄酮的提取
方法一：
1.用天平称取槐米20g，置500ml烧杯中。
2.加入0.4％硼砂水溶液200 ml，搅拌，用试纸测PH值。
3.加热至沸后保持微沸20 min，加热过程中每5分钟用试纸测一次pH，并用加入石灰乳的方法保持pH8～9。同时随时补充失去的水分。
4.煎煮完成后用四层纱布过滤，药渣用同样操作再提取一次。
5.合并两次滤液，放冷，用盐酸调pH4～5，放置过夜待析出结晶。
方法二：
称取槐花米15 g，在乳钵中研碎，放入烧杯（500 ml）中，加入250 ml沸水（置250 ml烧杯中提前煮沸），煮沸1小时，经棉花过滤，滤渣以200 ml水煮沸0.5小时，再过滤。合并两次提取液，静置，冷却至室温，析出沉淀，倾去上清液，抽滤沉淀，并用少量冷水洗涤沉淀，得总黄酮粗品。总黄酮粗品用甲醇（25 – 40 ml）加热回流溶解，趁热抽滤，再在加热回流状态下加入水至甲醇-水为1：1，回滴2-3滴甲醇至澄清，静置，重结晶。
（二）黄酮的制备薄层层析分离
展开剂：CHCl3-MeOH-HCOOH（75 : 25 : 0.5）
（三）硅胶薄层色谱
样品：总黄酮，芦丁及其对照品
吸附剂：薄层色谱用硅胶GF254
展开剂：CHCl3-MeOH-HCOOH（75：25：0.5）
显色方法： 1%AlNO3乙醇溶液喷雾，于可见光和紫外灯下观察
五、实验要求
1.提取芸香苷时，能否用碳酸氢钠代替硼砂，为什么？
2.煎煮过程中，如果pH>10，会对收率产生什么影响？
3. 写出实验报告。
六、场地、设备与器材
旋转蒸发器10台、真空泵5台、超声提取仪2台、槐米、石灰乳、硼砂、胶头滴管、广泛pH试纸、天平、酒精灯、纱布、盐酸、500ml烧杯等。
实验四 黄连中小檗碱的提取分离
一、实验目的
1、掌握季铵型生物碱的提取方法和原理；
2、掌握制备薄层色谱的基本操作。
二、实验内容
从黄连中分离出小檗碱。
三、实验原理
黄连的根中约含有2％的生物碱（20多种），其中主要为小檗碱（berberine,又称黄连素）约1％、小檗胺（berbamine）约0.8％、药根碱（jatrorrhizine）约0.16%、巴马亭（palmatine）约0.1%。
小檗碱有较好的抗菌作用，亦有降压作用。临床上用于菌痢、肠炎、呼吸道感染、中耳炎、高血压等症。药根碱、巴马亭具有与小檗碱相类似的抗菌作用。
小檗胺是生产小檗碱时较多的副产品，具有升高白细胞和降压作用，其与碘甲烷加成物有肌肉松弛作用
四、实验方法与步骤
1、称取黄连粗粉30 g，以0.3％硫酸为溶剂300ml进行超声提取。收集滤液，加石灰乳调节pH至明显碱性（约pH10～12），搅拌均匀，静置5－10分钟沉出杂质，滤过，滤液中加入浓盐酸调至pH1～2，加入精制食盐，使含盐量约达6％的浓度，搅拌使食盐完全溶解，静置过夜，即可析出土黄色盐酸小檗碱沉淀。
2．铺制备薄层板
称取20g薄层层析用硅胶，加入60ml CMC-Na，搅拌均匀，倒在20×20cm的玻璃板上，颠匀，放置在水平的大玻璃板上晾干。
3．小檗碱盐酸盐的制备薄层分离：
上样：取上述小檗碱粗品100mg，加少量甲醇溶解，用较粗的毛细管点样。
展开剂：乙酸乙酯-甲醇-水-甲酸（15:1:1:2）
检识：UV365 nm下观察荧光
刮下呈兰色荧光色带的部分，取少量与小檗碱盐酸盐标准品共薄层。
洗脱：取含小檗碱的色带，用95％乙醇30ml超声10min，过滤，依法提取3次，合并滤液，浓缩至少量，转移至试管中，放置析晶。
4．将分离得到的单体化合物进行理化性质及波谱测定
波谱测定：UV、IR、FAB-MS、1H NMR、13C NMR等
五、实验要求
1、提取液中加入石灰乳的目的是什么？加入石灰乳后生物碱有效成分以什么形式存在？
2、盐酸小檗碱有什么特性？如何利用这种特性。
3、写出实验报告。
六、场地、设备与器材
旋转蒸发器10台、真空泵5台、超声提取仪2台、黄连根粗粉、500ml烧杯、石灰乳（新制）、浓盐酸、pH试纸、食盐、超声仪、玻棒、纱布、量筒、胶头滴管等。
实验五 莪术中的挥发性成分的提取和鉴定
一、实验目的
1、掌握水蒸气蒸馏技术提取天然药物, 挥发油的原理与操作；
2、了解挥发性成分分析常用样品前处理方法。
二、实验内容
从莪术中提取挥发油。
三、实验原理
莪术含大量挥发油，其主要成分与水不相混溶，故可用水蒸气蒸馏法提取，莪术醇在低温时可由莪术挥发油中析出，故可用低温析脑法将莪术醇从挥发油中分离出来。
四、实验方法与步骤
1、莪术挥发油的提取：称取莪术饮片100g，用剪刀剪碎，置500mL圆底烧瓶中，加5—8倍水浸泡约30min后，安装挥发油提取器与回流冷凝管。自冷凝管上端加水使充满挥发油提取器的刻度部分，并流入烧瓶时为止。缓缓加热烧瓶内容物至沸，蒸馏收集油层，保持微沸蒸馏2．5～6h，至油层不再增加，停止加热。放置片刻，待整个系统冷却，打开挥发油提取器底部活塞，将水缓缓放出，使挥发油液面缓缓降至零刻度处，读取挥发油产品的体积，并计算挥发油的收量。卸掉冷凝管，将莪术挥发油收集在具塞样品瓶中。
2、莪术醇的分离：将上述提得的挥发油置冰箱中(O～5℃)放置即可析出莪术醇，过滤，得结晶状物，用石油醚洗涤后再用无水乙醇重结晶即得莪术醇的针状结晶，测其熔点，应为141—142。C。析脑后的母液称脱脑油。
3、莪术挥发油的鉴定1）．莪术挥发油物理常数的测定；2）．莪术挥发油薄层层析鉴定。
五、实验要求
写出实验报告。
六、场地、设备与器材
莪术，挥发油提取器、旋光仪、500mL圆底烧瓶，挥发油提取器，球型冷凝管，电热套，具塞样品瓶。