实验六 虎杖中大黄素的提取、分离和检识
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实验六虎杖中大黄素的提取、分离和检识虎杖又名阴阳莲、土地榆、苦杖,为蓼科植物虎杖(Polygonum cuspidatum siebet Zucc.)的根茎。有活血化瘀,清热解毒,祛痰止咳等功用。近年来用于治
疗急性黄疸,降低血脂,升高白血球和血小板,并可治疗慢性气管炎等多种炎症及烧伤等症。虎杖根茎中含有大量的蒽醌成份和二苯乙烯类成份。
一、虎杖根茎中已知主要成份的理化性质
1.大黄酚(Chrysophanol):金黄色片状结晶(丙酮)或针状结晶(乙醇),mp196~197℃,能升华。可溶于苯、氯仿、乙酸、乙醇。NaOH水溶液及热的Na2CO3水溶液。微溶于石油醚和乙醚,不溶于水,NaHCO3和Na2CO3水溶液。
2.大黄素(Emodin):橙黄色针状结晶,mp256~257℃,能升华。易溶于乙醇,可溶于NH4OH、Na2CO3和NaOH水溶液,几乎不溶于水。
3.大黄素甲醚(Physion):砖红色针状结晶,mp206℃,能升华。易溶于NaOH 溶液,可溶于苯、氯仿、吡啶、甲苯,微溶于乙酸、乙酸乙酯、乙醚,不溶于水。
4.大黄素葡萄糖苷(Emodin monoglucoside):浅黄色针状结晶(稀乙醇中析出,含分子结晶水),mpl90~191℃。
5.白藜芦醇(Resveratol):无色针状结晶,mp256~257℃,216℃,264℃,能升华。易溶于乙醚、氯仿、甲醇、乙醇、丙酮等。
6.虎杖苷(白藜芦醇葡萄糖苷,Polydatin,Piceid):无色针状簇晶,mp223~226 ℃(分解)。易溶于甲醇、乙醇、丙酮、热水,可溶于乙酸乙酯,Na2CO3和NaOH的水溶液,微溶于冷水,难溶于乙醚。
二、目的要求
1.掌握从虎杖中提取羟基蒽醌类成份的方法。
2.熟悉用硅胶柱层析方法分离混合羟基蒽醌类成份的一般操作技术。
3.熟悉羟基蒽醌类化合物的主要检识反应。
三、实验原理
本实验是根据游离蒽醌类成份能溶于含水氯仿的性质,先将原料的浓酸溶液湿润后,加入含水氯仿进行回流提取,在回流过程中即可将结合态的蒽醌(苷类)类成份水解成为游离蒽醌,这样就可连同原存在的游离态蒽醌成份,一并被含水氯仿提取出来。也可根据虎杖中的蒽醌类成份能溶于乙醇的性质,采用乙醇提取,又利用游离蒽醌类可溶于热的含水氯仿的性质,将乙醇提取物以含水氯仿热回流,使游离蒽醌与蒽醌苷及其它极性较大的醇溶性杂质分离。
羟基蒽醌类化合物可以利用化合物酸碱强弱不同进行分离。其羧基或多个β-位酚羟基的可溶于碳酸氢钠溶液,具有一个β-位酚羟基的可溶于碳酸钠溶液,故可以用PH梯度法进行分离,另外,也可根据化合物极性大小不同用硅胶柱层析法进行分离。大黄素的极性比大黄素甲醚大,在吸附层析中吸附较牢,因此在大黄素甲醚之后洗脱下来。
四、实验材料
虎杖粗粉、含水氯仿(水饱和)、苯、乙醇、柱层析用硅胶(100~160目)、硅胶
∶)、乙醚、碳酸钠、氢氧化钠溶液、盐酸、点-CMC硬板、苯∶乙酸乙酯(82
滴板、1000cc圆底烧瓶、蒸发皿、层析柱、试管、梨形分液漏斗、精制棉、循环水泵、旋转蒸发器、电热套、水浴锅。
五、实验内容
(一)游离蒽醌的提取
方法一:称取虎杖粗粉50 g,加10%硫酸溶液50ml,充分搅拌混匀,加氯仿200ml,热水浴上回流提取1小时,过滤得氯仿滤液。药渣继用氯仿200ml回流
1小时,过滤,合并两次氯仿提取液于圆底烧瓶中,加沸石数粒,水浴
上蒸馏回收氯仿至干(可减压抽干氯仿),得红棕色残留物。再加苯30ml
于圆底烧瓶中水浴上回流半小时,过滤得苯滤液置于蒸发皿中,加柱层
析用硅胶粉3~5g,搅拌均匀后于通风处晾干,得均匀样品粉末,供作柱
层析分离用。
方法二:取虎杖粗粉50g,加95%乙醇500ml加热回流1小时,倾出液体,再加400ml乙醇回流半小时,合并两次提取液,过滤,滤液回收乙醇至无醇
味,加入含水氯仿100ml加热回流提取1小时,倾出氯仿,如果氯仿提
取液色深,则再提取1次,提取液合并,用水50ml分2~3次在分液漏
斗中洗涤,洗后回收氯仿至剩约10ml,趁热倾入一小锥形瓶中,放置
析晶,抽滤,得橙黄色总游离蒽醌。
(二)大黄素柱层析分离
1.装硅胶层析柱,取100~160目柱层析用硅胶粉10~15g,装入底部垫有少许精制棉花的20×300mm层析柱内,轻轻敲击层析柱,使硅胶粉在柱内均匀充实后,即得干硅胶层析柱。
2.柱层析分离:取上述提取项下所得游离蒽醌与硅胶粉混合的样品粉末,仔细
加入硅胶层析柱的上端,轻敲层析柱,使样品粉末平整,打开层析柱的下端活塞,缓缓加入适量苯于层析柱中,使苯慢慢渗入柱内,继以苯为洗脱剂进行洗脱,柱下用锥形瓶收集洗脱液。经过一段时间洗脱之后,可以看到在硅胶柱的上段逐渐形成清晰的红棕色两个色带,继续用苯洗脱使两个色带分开
∶)混合溶剂继续洗脱,更较大距离(2cm左右)时改用乙酸乙酯∶苯(28
换收集容器,直至柱上第一段色带开始流出,控制流出液的流量收集(每15ml 为l流分),并顺次编号,直到层析柱上的两个色带全部洗脱下来之后为止。
每个流分经薄层层析检查,相同斑点者合并,并分别蒸馏回收溶剂至浓缩。
放置析晶,分别滤集结晶。先被洗脱下来的为大黄素甲醚,后被洗脱下来的为大黄素。
(三)大黄素PH梯度分离
将总蒽醌,加入乙醚约100ml,使完全溶解(或直接用上述的氯仿提取液进
行),加5%碳酸钠溶液萃取数次(每次20~30m1),至萃取碱水液呈淡红色为止。合并萃取碱液,加盐酸至呈酸性反应(PH2~3),析出全部大黄素沉淀。抽滤,水洗,再滴稀乙醇抽洗。所得粗制大黄素可用吡啶或冰醋酸重结晶。用碳酸钠液萃取后的乙醚液(方法同上述碳酸钠溶液的处理)。萃取液经酸化后可得大黄素甲醚等弱酸性蒽醌类成份。
(四)大黄素的检识
1.熔点:大黄素256~257℃
2.碱液反应:取实验产品少许,加2ml乙醇溶解,继加氢氧化钠试液2~3滴,溶液立即产生红色,继续加稀盐酸酸化,红色即行退去,试写出反应原理。3.醋酸镁反应:取实验产品少许,加乙醇2ml溶解,加数滴醋酸镁试液,即产生橙红色(或紫红色)。试写出反应原理。
4.薄层层析检识
吸附剂:硅胶-CMC薄层板
∶)
展开剂:苯∶乙酸乙酯(82
对照品:1%大黄素醇溶液或1%大黄素甲醚溶液
供试品:分离后的1%大黄素和1%大黄素甲醚醇溶液
显色剂:自然光下观察,再用氨气熏后观察
六、实验说明及注意事项
l.游离蒽醌的提取方法中,结合状态的羟基蒽醌类成份不溶于氯仿故未被提出。
方法一先用10%硫酸与氯仿共同回流,其目的使结合状态蒽醌水解为游离状态蒽醌易被氯仿提取出来,这样提取出的蒽醌类成份较为完全。
2.柱层析的硅胶用量,应视上样品量的多少而定,一般是样品与吸附剂之比为∶,若用量少则分离效果差,用量过多时又势必使柱体加长,致使洗脱1100
时间减慢。
3.如采用湿法装柱,可先在层析管中加入苯液,再通过漏斗将硅胶加入柱中,
并始终保持硅胶面上有苯存在。样品上柱时也可采用干法加样,即将总蒽醌溶于少量丙酮,加降活性的硅胶,拌匀放置,待溶剂自然挥发或低温去掉溶剂,小心将其加入柱顶,再以苯洗脱。
4.由于大黄酚和大黄素甲醚的极性接近,用硅胶柱层析分离效果不够理想,可
采用磷酸氢钙作为吸附剂,以石油醚为洗脱剂,则大黄酚和大黄素甲醚可依