四实验步骤1.取2g磨细的中药黄连，放入25mL圆底烧瓶中，加入10mL乙醇，装上回流冷凝管，在热水浴中加热回流30min，冷却并静置浸泡30min，抽滤。滤渣重复上述操作处理一次。合并两次所得滤液。2.在水泵减压下蒸出乙醇，再加入1%醋酸溶液（6~8mL）加热溶解，趁热抽滤除去不溶物，然后在滤液中滴加浓盐酸至溶液浑浊为止（约需2mL），放置冷却[2]即有黄色针状晶体析出[3]。抽滤，并用冰水洗涤两次，再用丙酮洗涤一次。烘干后称重约为0.2gl4]。五．注释[1]后一次提取可适当减少乙醇用量和缩短浸泡时间。也可用索氏提取器连续提取。[2] 最好用冰水浴冷却。[3]如晶形不好，可用水重结晶一次。[4]得到纯净的黄连素晶体比较困难。将黄连素盐酸盐加热水至刚好溶解，煮沸，用石灰乳调节pH=8.5~9.8，冷却后滤去杂质，滤液继续冷却到室温以下，即有针状体的黄连素析出，抽滤，将结晶在50℃~60℃下干燥。熔点145℃。六。思考题1.黄莲素为何种生物碱类的化合物？2.为何要用石灰乳来调节pH值，可否使用强碱氢氧化钾（钠）？为什么？16
16 四．实验步骤 1. 取 2g 磨细的中药黄连，放入 25 mL 圆底烧瓶中，加入 10 mL 乙醇，装上 回流冷凝管，在热水浴中加热回流 30 min，冷却并静置浸泡 30 min，抽滤。滤渣 重复上述操作处理一次[1]。合并两次所得滤液。 2. 在水泵减压下蒸出乙醇，再加入 1%醋酸溶液（6~8mL）加热溶解，趁热 抽滤除去不溶物，然后在滤液中滴加浓盐酸至溶液浑浊为止（约需 2mL），放置 冷却[2]即有黄色针状晶体析出[3]。抽滤，并用冰水洗涤两次，再用丙酮洗涤一次。 烘干后称重约为 0.2g[4]。 五．注释 [1] 后一次提取可适当减少乙醇用量和缩短浸泡时间。也可用索氏提取器连 续提取。 [2] 最好用冰水浴冷却。 [3] 如晶形不好，可用水重结晶一次。 [4] 得到纯净的黄连素晶体比较困难。将黄连素盐酸盐加热水至刚好溶解， 煮沸，用石灰乳调节 pH=8.5~9.8，冷却后滤去杂质，滤液继续冷却到室温以下， 即有针状体的黄连素析出，抽滤，将结晶在 50°C~60°C 下干燥。熔点 145°C。 六．思考题 1. 黄莲素为何种生物碱类的化合物？ 2. 为何要用石灰乳来调节 pH 值，可否使用强碱氢氧化钾（钠）？为什么？
实验五茶叶中咖啡因的提取茶叶是我国传统饮品，茶叶有解毒、利尿、止泻、消炎等功效。茶的鲜叶中含有75%~80%的水分，干叶中含量为20%~25%。近年来人们利用现代科学技术对茶叶进行了较系统的研究，已知其化学成分有上百种之多，其中主要成分为蛋白质、黄酮类、茶多酚、生物碱、氨基酸、碳水化合物、矿物质、维生素、色素、脂肪和芳香物质等。茶叶中的生物碱类，包括咖啡因、茶碱、可可碱等。茶叶中的咖啡因含量最高，占2.5%～5.5%。泡茶时有80%的咖啡因能溶于水中，是苦味成分之一。咖啡因是一种生物碱，属于黄嘌呤的天然化合物，是弱碱性化合物，易溶于氯仿、水、热苯等。咖啡因对中枢神经作用强烈，具有强心、利尿、兴奋中枢等药理功效，作为添加剂广泛用于制药及一些高级饮料和香烟中，它也是复方阿司匹林等药物的组分之一。现代制药工业多用合成方法来制得咖啡因，天然咖啡因的市场需求与日俱增。咖啡因又称咖啡碱或茶素，化学式为C：H1oO2N4，相对分子质量为194.19。含结晶水的咖啡因是无色、无臭、发亮的针状晶体，味苦，在空气中易风化，在100℃时即失去结晶水并开始升华，120℃时升华相当显著，178℃时升华很快。无水咖啡因的熔点为234.5℃。一，实验目的学习从茶叶中提取咖啡因的基本原理及方法；学习用索氏提取器进行固-液萃取的原理及方法；学习用升华法提纯咖啡因。二：实验原理咖啡因（13.7-三甲基-2.6-二氧嘌呤）可以看做是嘌呤的衍生物，其结构式与茶碱、可可碱类似。纯净的咖啡因是柔韧有丝光的针状结晶，升华精制得六角形棱柱状晶体。每克咖啡因可溶于46mL水、5.5mL热水（80℃）、66mL乙醇、22mL热乙醇（60℃）。极易溶于吡咯及含4%水的四氢呋。本实验利用咖啡因溶于乙醇的性质，将它逐渐溶于乙醇中，但同时茶叶中其他可溶于乙醇的成分也分离出来了，因此通过溶剂的的分离得到的是咖啡因的粗产品，随后用升华的方法将咖啡因提纯。17
17 实验五 茶叶中咖啡因的提取 茶叶是我国传统饮品，茶叶有解毒、利尿、止泻、消炎等功效。茶的鲜叶中 含有75%~80%的水分，干叶中含量为20%~25%。近年来人们利用现代科学技术 对茶叶进行了较系统的研究，已知其化学成分有上百种之多，其中主要成分为蛋 白质、黄酮类、茶多酚、生物碱、氨基酸、碳水化合物、矿物质、维生素、色素、 脂肪和芳香物质等。 茶叶中的生物碱类，包括咖啡因、茶碱、可可碱等。茶叶中的咖啡因含量最 高，占 2.5%～5.5%。泡茶时有 80%的咖啡因能溶于水中，是苦味成分之一。咖 啡因是一种生物碱，属于黄嘌呤的天然化合物，是弱碱性化合物，易溶于氯仿、 水、热苯等。咖啡因对中枢神经作用强烈，具有强心、利尿、兴奋中枢等药理功 效，作为添加剂广泛用于制药及一些高级饮料和香烟中，它也是复方阿司匹林等 药物的组分之一。现代制药工业多用合成方法来制得咖啡因，天然咖啡因的市场 需求与日俱增。咖啡因又称咖啡碱或茶素，化学式为 C8H10O2N4，相对分子质量 为 194.19。含结晶水的咖啡因是无色、无臭、发亮的针状晶体，味苦，在空气中 易风化，在 100°C 时即失去结晶水并开始升华，120°C 时升华相当显著，178°C 时升华很快。无水咖啡因的熔点为 234.5°C。 一．实验目的 学习从茶叶中提取咖啡因的基本原理及方法；学习用索氏提取器进行固-液 萃取的原理及方法；学习用升华法提纯咖啡因。 二．实验原理 咖啡因（1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤）可以看做是嘌呤的衍生物，其结构式与 茶碱、可可碱类似。纯净的咖啡因是柔韧有丝光的针状结晶，升华精制得六角形 棱柱状晶体。每克咖啡因可溶于 46 mL 水、5.5 mL 热水（80°C）、66mL 乙醇、 22mL 热乙醇（60°C）。极易溶于吡咯及含 4%水的四氢呋喃。本实验利用咖啡因 溶于乙醇的性质，将它逐渐溶于乙醇中，但同时茶叶中其他可溶于乙醇的成分也 分离出来了，因此通过溶剂的的分离得到的是咖啡因的粗产品，随后用升华的方 法将咖啡因提纯
131HCH3嘌吟咖啡因CHHCCH;CH3可可碱茶碱三.仪器和药品1.仪器索式提取器、可调控温加热套、蒸馏装置、脱脂棉、滤纸、量筒、玻璃棒、漏斗、熔点测定仪、分析天平。2.药品茶叶、4g生石灰、30%双氧水、浓氨水、95%乙醇、5%酸溶液、10%盐酸、碘-碘化钾溶液。四实验步骤1.用索氏提取器提取粗咖啡因称取干茶叶5g装入滤纸筒中，轻轻压实，放入索氏提取器中，另外在圆底烧瓶中加入70mL95%乙醇，放入3~4粒沸石，安装好索氏提取装置。电热套加热至沸腾，连续提取1h，此时提取液的颜色越变越深，待索氏提取器中的液体刚虹吸下去时，立即停止加热。2.浓缩粗咖啡因安装好蒸馏装置，将萃取液倒入圆底烧瓶中蒸去乙醇。当圆底烧瓶中液体剩余约10mL左右时，立即停止蒸馏，将残留液倒入蒸发皿中，加入4g生石灰，用玻璃棒充分搅拌。用电热套（100~120V）加热除尽乙醇，然后将蒸发皿焙烧，除尽水分[2]。冷却后，擦去粘在边上的粉末，以免升华时污染产物。18
18 N N NH N 6 1 2 3 9 7 4 5 8 N N N N O O H3C CH3 CH3 嘌呤 咖啡因 HN N N N O O CH3 CH3 N N NH N O O H3C CH3 可可碱 茶碱 三．仪器和药品 1. 仪器 索式提取器、可调控温加热套、蒸馏装置、脱脂棉、滤纸、量筒、玻璃棒、 漏斗、熔点测定仪、分析天平。 2. 药品 茶叶、4g 生石灰、30%双氧水、浓氨水、95%乙醇、5% 鞣酸溶液、10% 盐 酸、碘-碘化钾溶液。 四．实验步骤 1. 用索氏提取器提取粗咖啡因 称取干茶叶 5g 装入滤纸筒中，轻轻压实，放入索氏提取器中，另外在圆底 烧瓶中加入 70mL 95%乙醇，放入 3~4 粒沸石，安装好索氏提取装置。电热套加 热至沸腾，连续提取 1h，此时提取液的颜色越变越深，待索氏提取器中的液体刚 虹吸下去时，立即停止加热。 2. 浓缩粗咖啡因 安装好蒸馏装置，将萃取液倒入圆底烧瓶中蒸去乙醇。当圆底烧瓶中液体剩 余约 10mL 左右时，立即停止蒸馏，将残留液倒入蒸发皿中，加入 4g 生石灰[l]， 用玻璃棒充分搅拌。用电热套（100~120V）加热除尽乙醇，然后将蒸发皿焙烧， 除尽水分[2]。冷却后，擦去粘在边上的粉末，以免升华时污染产物
3.咖啡因提纯在蒸发皿上盖一张用大头针刺有许多小孔的圆形滤纸，取一个合适的玻璃漏斗罩在滤纸上，漏斗颈部疏松的塞上棉花，用电热套小心加热4，逐渐升温，尽可能使升华速度慢一些。咖啡因蒸气通过纸孔后，遇到漏斗内壁冷凝为固体，附着在漏斗内壁和滤纸上。当滤纸上出现大量白色晶体时，停正加热，揭开漏斗和滤纸，观看咖啡因的颜色形状，仔细用小刀将附在其上的咖啡因刮下放入于净的器血中，将蒸发皿内的残渣加以搅拌，重新放好滤纸和漏斗，用较高的温度再升华一次，此时，温度也不宜太高，否则蒸发血内大量冒烟，造成产品污染和损失。最后合并两次升华所收集的咖啡因。4.咖啡因的鉴定实验（1）纯净的咖啡因为白色针状晶体，将收集到的咖啡因用熔点测定仪测定熔点。（2）取少量咖啡因晶体于小试管中，加入4mL水，微热，使固体溶解。分装于2支试管中，一支加入1~2滴5%酸溶液，有白色沉淀生成。另一支加1~2滴10%盐酸（或10%硫酸），再加入1~2滴碘-碘化钟溶液，有红褐色沉淀生成。（3）在表面血剩余的咖啡因中，加入8~10滴30%的H202，置水浴上加热蒸干，残渣显美丽的玫瑰红色。在残渣上滴加1滴浓氨水，颜色为紫色。咖啡因可被过氧化氢等氧化剂氧化，生成四甲基偶嘌呤（将其用水浴蒸干，呈玫瑰红色），后者与氨作用即成紫色的紫酸铵，该反应是嘌呤类生物碱的特征反应。5.咖啡因的其他鉴别方法咖啡因可以通过测定熔点及光谱法加以鉴别。此外，还可以通过制备咖啡因水杨酸盐衍生物进一步确证。咖啡因作为碱，可与水杨酸作用生成水杨酸盐。反应式如下：9H,C-NNOHCHCH咖啡因水杨酸咖啡因水杨酸盐19
19 3. 咖啡因提纯 在蒸发皿上盖一张用大头针刺有许多小孔[3]的圆形滤纸，取一个合适的玻璃 漏斗罩在滤纸上，漏斗颈部疏松的塞上棉花，用电热套小心加热[4]，逐渐升温， 尽可能使升华速度慢一些。咖啡因蒸气通过纸孔后，遇到漏斗内壁冷凝为固体， 附着在漏斗内壁和滤纸上。当滤纸上出现大量白色晶体时，停止加热，揭开漏斗 和滤纸，观看咖啡因的颜色形状，仔细用小刀将附在其上的咖啡因刮下放入干净 的器皿中，将蒸发皿内的残渣加以搅拌，重新放好滤纸和漏斗，用较高的温度再 升华一次，此时，温度也不宜太高，否则蒸发皿内大量冒烟，造成产品污染和损 失。最后合并两次升华所收集的咖啡因。 4. 咖啡因的鉴定实验 （1）纯净的咖啡因为白色针状晶体，将收集到的咖啡因用熔点测定仪测定 熔点。 （2）取少量咖啡因晶体于小试管中，加入 4mL 水，微热，使固体溶解。分 装于 2 支试管中，一支加入 1~2 滴 5%鞣酸溶液，有白色沉淀生成。另一支加 1~2 滴 10%盐酸（或 10% 硫酸），再加入 1~2 滴碘-碘化钾溶液，有红褐色沉淀生成。 （3）在表面皿剩余的咖啡因中，加入 8~10 滴 30%的 H2O2，置水浴上加热 蒸干，残渣显美丽的玫瑰红色。在残渣上滴加 1 滴浓氨水，颜色为紫色。 咖啡因可被过氧化氢等氧化剂氧化，生成四甲基偶嘌呤（将其用水浴蒸干， 呈玫瑰红色），后者与氨作用即成紫色的紫脲酸铵，该反应是嘌呤类生物碱的特 征反应。 5. 咖啡因的其他鉴别方法 咖啡因可以通过测定熔点及光谱法加以鉴别。此外，还可以通过制备咖啡因 水杨酸盐衍生物进一步确证。咖啡因作为碱，可与水杨酸作用生成水杨酸盐。反 应式如下： N N N N O O H3C CH3 CH3 + OH O OH N N N N O O H3C CH3 CH3 OH O OH 咖啡因 水杨酸 咖啡因水杨酸盐
咖啡因水杨酸盐衍生物的制备方法：在试管中加入50mg咖啡因、37mg水杨酸和4mL甲苯，在水浴上加热摇振使其溶解，然后加入约1mL石油醚（60℃C~90℃），在冰浴中冷却结晶。如无晶体析出，可以用玻璃棒或刮刀摩擦管壁。用玻璃钉漏斗过滤收集产物，测定熔点。纯盐的熔点137℃C。五.注释[1]提取过程中，生石灰起中和和吸水作用（除去酸，使之留在废弃物里）。[2]升华开始时有少量水份，将产生一些烟雾，会污染器血和产品（影响纯度，水会使咖啡碱变黄）。[3]蒸发血上覆盖刺有小孔的滤纸是为了保证蒸气通过，避免已升华的咖啡因回落入蒸发皿中。漏斗颈塞棉花，是为防止咖啡因蒸气逸出，密封不好会导致产率降低。[4]在升华过程中必须始终严格控制加热温度，温度太高，将导致被烘物和滤纸炭化，一些有色物质也会被带出来，影响产品的质量。六。思考题1.生石灰的作用是什么？2.咖啡因升华时为什么必须除净水分？3.升华装置中，为什么要在蒸发血上覆盖刺有小孔的滤纸？漏斗颈为什么要塞棉花？为什么必须严格控制温度？4.咖啡因与酸溶液作用生成什么沉淀？20
20 咖啡因水杨酸盐衍生物的制备方法：在试管中加入 50mg 咖啡因、37mg 水 杨酸和 4mL 甲苯，在水浴上加热摇振使其溶解，然后加入约 1mL 石油醚 （60°C~90°C），在冰浴中冷却结晶。如无晶体析出，可以用玻璃棒或刮刀摩擦管 壁。用玻璃钉漏斗过滤收集产物，测定熔点。纯盐的熔点 137°C。 五．注释 [1] 提取过程中，生石灰起中和和吸水作用（除去鞣酸，使之留在废弃物里）。 [2] 升华开始时有少量水份，将产生一些烟雾, 会污染器皿和产品（影响纯 度，水会使咖啡碱变黄）。 [3] 蒸发皿上覆盖刺有小孔的滤纸是为了保证蒸气通过，避免已升华的咖啡 因回落入蒸发皿中。漏斗颈塞棉花，是为防止咖啡因蒸气逸出，密封不好会导致 产率降低。 [4] 在升华过程中必须始终严格控制加热温度，温度太高，将导致被烘物和 滤纸炭化，一些有色物质也会被带出来，影响产品的质量。 六．思考题 1. 生石灰的作用是什么？ 2. 咖啡因升华时为什么必须除净水分？ 3. 升华装置中，为什么要在蒸发皿上覆盖刺有小孔的滤纸？漏斗颈为什么 要塞棉花？为什么必须严格控制温度？ 4. 咖啡因与鞣酸溶液作用生成什么沉淀？