洋金花中生物碱的提取、纯化与鉴定

洋金花中生物碱的提取、纯化与鉴定洋金花是茄科植物毛曼陀罗（Daturainnoxia）或白曼陀罗（D.metel）的花，所以也叫曼陀罗花。洋金花的主要化学成分为莨菪烷类生物碱，其中主要是东莨菪碱，还有少量的莨菪碱、去甲基莨菪碱等。这些生物碱都具有强烈的生理活性，莨菪碱及其外消旋体阿托品有解痉镇痛、解有机磷农药中毒和散瞳作用；东莨菪碱除具有莨菪碱的生理活性外，还具有镇静、麻醉的作用。具有最新研究成果表明，洋金花中生物碱还有改善微循环作用、戒毒即抗吗啡成瘾性作用。民间用洋金花治疗老年性哮喘具有明显的疗效。主要成分的结构与性质：东莨菪碱（Hyosineorscopolamine），含量较高，是洋金花主成分。棕色粘稠状液体，水溶性较强。可溶于水，易溶于热水、乙醇、丙酮、乙醚、氯仿，难溶于四氯化碳、苯等强亲脂性溶剂。莨菪碱（Hyoscyamineoratropine），结晶性固体，亲脂性强于东莨菪碱，易溶于乙醇、氯仿，可溶于四氯化碳、苯，难溶于水、乙醚。莨菪碱为左旋体，生理活性强，不稳定，经消旋化处理得阿托品（atropine）。NOCH3OCCHOCH2OHNCH3OCCHOCH2OH东莨菪碱莨菪碱本次实验从洋金花中提取总生物碱，并对其进行纯化和检识。因莨菪碱含量太低，就不再进行制备性分离。一、实验目的：1．了解离子交换树脂的处理与使用方法。2．掌握用阳离子交换树脂提取生物碱的原理与操作。二、实验原理：洋金花中所含生物碱都属于叔胺碱，能与酸成盐而溶于水中，因此，可用酸水将洋金花中生物碱提取出来。生物碱在酸水中以阳离子状态存在，能与阳离子交换树脂上的H+交换而被吸附在树脂上。再将树脂碱化，使生物碱游离出来，用有机溶剂洗脱（EtOH），即可得到洋金花总生物碱。交换原理：B+HCl→[BH]+Cl-R-H++[BH]+Cl-→R-[BH]++HClR-[BH]++NH4OH→R-NH4++B+H2O三、离子交换树脂简介和应用：离子交换树脂是一种合成高分子化合物，一般呈球状或无定形粒状，按功能基特性可分为以下类型：离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂强酸：R-SO3H（可交换基团）中强酸：R-PO3H2弱酸：R-COOH强碱：R-NR3+X-中强碱：仲胺R2NH；叔胺R3N弱碱：伯胺R-NH2树脂母体上含有可解离出离子的基团（交换基），在水溶液中能与其它离子产生可逆交换，因此，可用于中药水提液中离子型化合物的分离和纯化。（一）影响离子交换的有关因素：1．交联度：表示离子交换树脂中交联剂的含量。交联度越大，树脂孔眼越小，大离子就不容易进入，反之，交联度小，树脂网孔直径大，则易于离子的扩散与交换。市售树脂的交联度一般为1～16％，提取生物碱常用交联度为1～4％（因生物碱离子较大）。2．溶液的酸碱度：它对离子交换影响很大。离子交换树脂可以理解为高分子不溶的酸或碱。当交换溶液中H+浓度过高时，由于同离子效应，抑制了阳离子交换树脂中H+的电离，离子交换反应就很少进行，甚至不进行。同理，当交换溶液中OH-浓度过高时，也会抑制阴离子树脂的交换反应。使用强酸性阳离子交换树脂——交换液的pH2使用弱酸性阳离子交换树脂——交换液的pH6使用强碱性阴离子交换树脂——交换液的pH12使用弱碱性阴离子交换树脂——交换液的pH73．交换溶剂的影响：通常在水中进行交换，亦可采用含水的极性溶剂，如稀MeOH,稀EtOH，但在极性小的溶剂中难以进行交换或不交换。4．交换溶液的浓度：浓度低的溶液解离度大，有利于离子交换。浓度高时，解离度趋向减少，过高时，还会引起树脂表面及内部交联网孔收缩，影响离子进入网孔。所以，所用溶液的浓度应略稀。（二）离子交换树脂的使用：市售的离子交换树脂呈盐型，即Na+型或Cl-型，因盐型稳定性好，耐热性也好（如：Na+型耐热95℃，H型40℃。又如：ZerolitFF树脂，Cl型耐热100℃，OH型60℃），易于保存。例如，游离碱（-OH）型，超过40-45℃就不稳定，而盐型（Cl-型）在60-80℃左右交换当量也不会发生变化，因此，阳树脂常以Na+型，阴树脂常以Cl-型保存。但游离型交换性能好，所以，在交换前应将树脂转为H+型或OH-。盐型(Na+或Cl-型)转型游离型(OH-或H+)(保存态)(稳定性、耐热性好)转型(交换态)(交换性能好)市售树脂含有一定量杂质，另外，呈收缩状态，使用前须经预处理。即用水浸泡，酸碱酸反复浸泡或装入柱中，使酸碱流过，使用后的树脂在下次使用前，应经过再生处理(即用过的树脂使其恢复原状的方法)。交换预处理后树脂使用后的树脂再生后树脂再生四、实验方法1．提取洋金花粗粉50g(揉碎)500ml0.5%HCl(V/V,自配)冷浸两次各30分钟300ml棉花过滤，滤液再用滤纸加硅藻土抽滤一次药渣酸水液(用碘化铋钾检识B存在)2．装柱与预处理层析柱的处理：将柱洗净，旋塞部位涂上凡士林，试验不得漏水，底部垫上松紧适宜的棉花。装柱：称取已充分溶胀的强酸型阳离子交换树脂(Na型)60g，置烧杯中，加100ml蒸馏水，边搅拌边倒入柱中。打开下部活塞，使水慢慢流出，并轻轻振动柱子，使树脂沉降匀实，当水面高出树脂2ml时，关闭旋塞，上面放少许棉花，防止加液时树脂上浮。树脂：用约树脂10倍量的2NHCl进行交换(转H型)——蒸馏水洗至中性——10倍量2NNaOH(或NaCl)进行交换(转Na型)——蒸馏水洗至中性(pH8)——10倍量2NHCl交换(转H型)——蒸馏水洗至中性备用(600ml2NHCl约浓HCl100ml)。3．交换与洗脱转型过的树脂洋金花酸水液以10ml/分左右通过树脂柱(速度过快,交换不完全)交换后树脂流出液用蒸馏水洗至流出液无色(除去树脂表面固体悬浮物及水溶性杂质)以95%EtOH100ml冲洗(除醇溶性杂质)以4NNH4OH/EtOH200ml洗脱1~2ml/分(自配,须浓氨水53.4ml)树脂柱流出液7%NaCl(w/v)水浴回收氨醇至10ml左右，移入小分液漏斗中，100ml冲洗CHCl3萃取两次(10ml,5ml)Na型树脂，倒入回收瓶中水层(上层)CHCl3(下层)无水硫酸钠(半匙)脱水(轻轻振摇)CHCl3液转入干燥小三角瓶中，水浴挥去部分CHCl3剩约5ml，(加塞保存，供检识和点样用)洋金花总碱4．鉴定沉淀反应：取1ml总碱CHCl3液，加5ml稀硫酸酸化，酸水液分倒3支试管中，分别滴加碘化铋钾、碘化汞钾、硅钨酸试剂，观察沉淀反应。薄层鉴定：吸附剂：硅胶G板展开剂：乙酸乙酯－甲醇－氨水（17：2：1）显色剂：改良碘化铋钾喷雾样品：洋金花总碱CHCl3液对照品：东莨菪碱CHCl3液五、注意事项：1．加硅藻土过滤，是为了防止堵塞。2．结果：碘化铋钾：桔红色沉淀；碘化汞钾：乳白色（浅黄色）乳状混浊。硅钨酸：乳白色絮状沉淀。3．薄层检识用的仪器必须干燥无水(提前一周洗涤,晾干)。4．回收氨醇要充分回收，尽量至醇、氨挥散完毕（水浴、冷凝回收），若氨醇液回收不充分，液量较大，加CHCl3后可能不分层。5．酸、碱溶液配制：2NNaOH的配制：80gNaOH加水→1L；2NHCl的配制：浓盐酸167ml加水→1L。当量浓度：1L溶液中溶质的克当量数。克当量：酸/碱释出1mol的H+/OH-需酸/碱的克数，即为1克当量。6．需回收试剂：95%EtOH洗醇溶性杂质；回收后氨醇；再生后离子交换树脂；剩余的洋金花总碱。7．时间安排：树脂预处理：酸——水——碱——水——酸——水；洋金花的浸提、抽滤，酸提液离子交换至回收氨醇、检识。六、讨论美豫班：预饱和后再展开，将氨水用小皿盛着，放在层析缸里。