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（Hyosine or scopolamine），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（Hyoscyamine or atropine），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）。

C CH

CH2OH

C

CH2OH

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]+ + HCl

R-[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pH > 2

使用弱酸性阳离子交换树脂——交换液的pH > 6

使用强碱性阴离子交换树脂——交换液的pH > 12

使用弱碱性阴离子交换树脂——交换液的pH > 7

3．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：Zerolit FF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) 500ml

冷浸两次各30分钟

300ml

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2N HCl进行交换(转H型)——蒸馏水洗至中性——10倍量2N NaOH(或NaCl)进行交换(转Na型)——蒸馏水洗至中性(pH<8)——10倍量2N HCl 交换(转H型)——蒸馏水洗至中性备用(600ml 2N HCl约浓HCl 100ml)。

3．交换与洗脱

)

流出液

(除去树脂表面固体悬浮物及水溶性杂质)

(除醇溶性杂质)

洗脱1~2ml/分(自配,须浓氨水53.4ml)树脂柱

7%NaCl(w/v) 10ml左右，移入小分液漏斗中，

100ml冲洗3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：2N NaOH的配制：80gNaOH加水→1L；2N HCl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。