实验四麻黄中麻黄碱的提取、分离与检识
麻黄是一种常用中药，为我国特产的药材之一。为麻黄科植物草麻黄（Epheclra sinica stapf）、木贼麻黄（E.equssetina Bunge）和中草麻黄（E.intermedia Schrenk ex Meyer）的干燥草质茎。具有发汗、解表、镇咳、平喘等作用。它的主要成份是生物碱，在草麻黄中的含量为1.3%以上，木贼麻黄中则达1.75%，这些生物碱已知的有六种以上，主要为：(-)麻黄碱（L-ephedrine）一般占总碱60%以上，其次为(+)伪麻黄碱（d-pseudophedrine）和少量甲基麻黄碱、去甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱、去甲基伪麻黄碱等。它们以盐酸盐的形式存在于植物体中。
一、麻黄中已知主要成份的理化性质
1．(-)麻黄碱：为无色蜡状固体或晶形固体，也可能是颗粒。无臭，常含半分子结晶水，熔点40℃。易溶于水（1∶20）或乙醇，可溶于氯仿、乙醚、苯或甲苯。有挥发性，可随水蒸气蒸馏而不分解。其水溶液呈强碱性（pkb4.42），能与无机酸或酸性较强的有机酸结合成盐，这些盐大多易溶于水（草酸盐难溶于冷水），要溶于乙醇，但几不溶于氯仿、乙醚、苯等有机溶剂。2．(+)伪麻黄碱：由乙醚结晶出来的为长斜方形晶体，易溶于乙醇、乙醚、苯或甲苯等有机溶剂，而难溶于水。碱性较(-)麻黄碱略强（pkb4.26），可应用离子交换层析法将两者分离。(+)伪麻黄碱的盐类均易溶手水，但其盐酸盐能溶于丙酮或氯仿，草酸盐易溶于冷水，而与盐酸(-)麻黄碱不同．
二、目的要求
1．掌握水溶性生物碱类溶剂提取和分离方法。
2．熟悉用离子交换树脂法纯化处理水溶性生物碱的操作技术。
3．了解麻黄碱的性质和检识方法。
三、实验原理
本实验是利用麻黄生物碱的盐酸盐可溶于水的性质，而采用稀盐酸水溶液为提取溶剂，对麻黄草进行蒸煮或浸渍，提取液经碱化后转化为游离麻黄碱，可为氯仿所萃取。麻黄碱的氯仿溶液又可为稀盐酸转溶成盐，于此盐酸麻黄碱的水溶液中加入适量乙醚，则可降低盐酸麻黄碱的水中溶解度而析出结晶。
所得盐酸盐结晶系盐酸麻黄碱与盐酸伪麻黄碱混合物，再利用盐酸伪麻黄碱可溶于氯仿的特性，用氯仿转溶此混合物，即可使之与盐酸麻典碱相分离。
此外，用强酸型阳离子交换树脂去处理麻黄的酸水提取液，可以得到较纯的麻黄生物碱。
四、实验器材
麻黄（选择实验用材，通常以山西产较好）、0.5%盐酸水溶液、广泛PH试纸、乙醚、95%乙醇、甲醇、氨水、茚三酮试剂、硅胶-CMC层析板、1%盐酸麻黄碱标准品的醇溶液、离子交换树脂、1000ml烧杯、电热套（1000ml）、1000ml圆底烧瓶、冷凝管、抽滤瓶、布氏漏斗、圆形滤纸、树脂柱、层析缸、循环水泵、旋转蒸发器、索氏提取器、大张滤纸、电吹风
五、实验内容
（一）总生物碱的提取、分离
称取麻黄粗粉100g，先后以12倍量、10倍量0.5%盐酸溶液加热回流提取各 1 小时，滤过，合并两次滤液。所得酸水液通过已经预处理的阳离子交换树脂，再用水洗树脂柱直至中性，接着用95%乙醇约500ml通过树脂柱直至洗出液无色为止，并使乙醇全部流出，然后将树脂柱中的树脂全部倒出，摊在搪瓷盘中于通风处晾干。所得到的含麻黄碱树脂用氨水碱化，边加氨水边搅拌，以手试之有潮湿感，捏之成团，触之即散（氨水用量控制在10%左右）为度，再将碱化后的树脂移入滤纸筒中，用脱脂棉花塞堵滤纸筒口，装入索氏提取器内，以乙醚约500ml为溶剂，于水浴上连续回流提取5~6小时，直至提尽生物碱为止，回收乙醚至约10ml，放置析晶，所得麻黄碱粗品用于鉴别、检识实验。
（二）离子交换树脂制取法
1．离子交换树脂的选择和处理
取强酸1号或723型（磺酸氢型聚苯乙烯）阳离子交换树脂（交联度为3~6%）适量，可根据麻黄中生物碱含量和树脂的交换容量加以计算。通常树脂的取用量应比计算量多1~3倍。如90~100g树脂，先用常水浸泡12小时以上（或于80℃水浴上加热半小时），使树脂充分膨胀后，再装入树脂柱（在装柱前可先在柱底垫少许玻璃纤维，以防树脂颗粒漏出），装柱时，可将树脂连同水分一起倒入柱内，使树脂随同水分流出而下沉，自然形成树脂柱。柱内若有空气泡存在时，应设法使其排出，放出多余水分，只保持树脂柱面有1cm高度水层，以免空气进入树脂内。
2．转型处理
取树脂用量4倍的2N盐酸溶液，使全速通过树脂柱，再取用2倍量的5N 盐酸溶液全速通过树脂柱，不等酸水流尽树脂柱面，立即用蒸馏水全速通过树脂柱进行洗涤，除去余酸，直至洗出水显中性为止（注意：树脂柱上面始终应保持1cm高的水层）。
3．提取液中生物碱成份的交换
将上述麻黄的盐酸提取液全部通过转型后的离子交换树脂，调节流速为10~15ml/min，交换后的流出液作生物碱沉淀反应检查：若仍呈阳性反应时，说
明生物碱尚未被全部交换完全，应当重复操作或加大树脂的用量，直至交换完全为止。待提取液交换完全之后，随即用蒸馏水冲冼树脂柱，直至洗成中性后，再用95%乙醇洗至醇流出液为无色为止，并使乙醇全部流出。
4．生物碱洗脱
将树脂柱内的树脂全部倒出，摊在搪瓷盘内于通风处晾干，收集于大烧杯内，用氨水碱化，加氨水量不宜过多，可随加随搅拌，以手试之有潮湿感，捏之成团，触之即散（氨水用量控制在10%左右）为度，再将碱化后的树脂移入连续回流提取器的滤纸筒中，用脱脂棉花塞堵滤纸筒口，装入提取器内，以乙醚为溶剂，于水浴上连续回流提取5~6小时，直至提尽生物碱为止，回收乙醚，即得纯制麻黄总生物碱。
（四）麻黄碱的检识
层析材料：硅胶-CMC硬板
展开剂：甲醇∶氨水（10∶1）
显色剂：茚三酮试剂（喷洒后需加热）
对照品：1%盐酸麻黄碱醇溶液
六、实验说明及注意事项
1．麻黄中麻黄碱的含量，往往与产地和采收季节有密切联系，通常以山西麻黄含生物碱较高（2%）左右，可用作实验材料。而其它麻黄或市售加工的饮片麻黄，含生物碱量多数较低（1%以下），不可供实验用，尤其贮存一年以上的麻黄，多数难以提出麻黄碱。
2．存在于麻黄中的鞣质成份较多，若用冷浸法提取，则较加热煮沸法提取的鞣质量有明显地减少，所得产品亦易纯化。唯冷浸法提取费时较长，如果采用酸水煮沸法提取（提取三次，每次1小时），再配用阳离子交换树脂处理提取液，可以收到满意的实验效果。
3．麻黄碱为非氮环类生物碱，分子量较小，游离体可随水蒸汽挥发，而且麻黄碱不与一般生物碱沉淀剂发生沉淀反应。
4．用酸水冷浸法提取液常含有较多的钙盐，若使用离子交换法处理提取液，则对离子交换树脂的交换率影响甚大，为此，在取用离子交换树脂时，取量应较理论计算值大得多，甚至需要加倍。如果要降低树脂的用量，就必须避开钙盐的干扰。可将酸水浸液在交换之前进行碱化，作水蒸汽蒸馏，收集蒸馏液并用盐酸调PH4~6，再进行离子交换树脂处理。
5．麻黄碱的铜络盐显色反应灵敏度较差，若直接用麻黄浸液做此试验往往不能得到明显的结果，因此，需要适当提纯之后再试，就可得到正确反应结果。
七、思考题
1．利用酸水浸渍提取麻黄碱时应注意什么问题？本次实验提取方法有什么特点？
2．麻黄碱与伪麻黄碱二者在性质上有何差异？除本实验外还可用何种方法将其二者分离？
3．麻黄碱的铜络盐反应原理是什么？试写出反应式。
4．麻黄碱性质能否用生物碱沉淀剂进行检识？为什么？