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摘要：通过对综合化学实验“槐米中芦丁的提取及其性能研究”教学过程的设计，介绍了如何开展应用实践性综合实验，培养学生的实际应用能力，提高学生的学习兴趣，从而逐步形成学生自主研究学习的化学实验教学特色。
关键词：综合实验槐米芦丁
在化学学科中开展综合实验，是目前化学实验改革的一个重要趋势。通过综合实验的开展，可以使学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，特别是创新能力得到培养。由于开设综合实验教学的时间短，目前大多数实验项目还存在诸如综合实验教学方案设计、综合交叉知识点不明确，沿用旧的实验教学模式组织新的综合实验教学等不足，教学效果不是十分理想。因此，急需对综合化学实验的教学方案设计和教学过程进行研究和创新，使综合实验真正实现对学生应用技能和实验素质的培养。本文以“槐米中芦丁的提取及性能研究“综合化学实验为例，以应用实践性人才培养模式为目标，重新设计新的综合实验项目，使其成为培养学生综合化学实验能力和应用能力的重要手段和有力的工具，为化学实验教学提供“亮点”。
1 实验目的与原理
1.1 实验目的
通过对槐米芦丁的提取、分离、纯化、鉴定、波谱分析以及性质测定等一系列实践过程，使学生对天然产物研究的一般方法和过程有一个较全面的了解。该实验综合了有机化学和分析化学中的天然有机化合物的分离、提纯、化学分析、仪器分析及有机波谱分析方法和实验技能等多个知识点。最终可完成对学生综合化学实践应用技能的训练和培养。
1.2 实验原理
芦丁（Rutin）广泛存在于植物中，其中槐米（即槐树的花蕾，中药药房有出售）中含量最高达12～16%。芦丁在沸水的溶解度较大(1:200)，而在冷水中的溶解度很小(1:10000)。另外芦丁分子中含多个酚羟基，宜溶于碱，遇酸又重新沉淀。利用芦丁在冷、热水，酸、碱中的溶解度的不同，可以将其从槐米中提取、分离、纯化，并进一步研究其各种性能。
1.3 仪器与试剂
层析柱(1.5×30厘米)；层析玻璃板；普通玻璃仪器若干；恒温水浴锅；真空干燥箱；抽滤水泵；离心机；数显pH计；可见-紫外分光光度计；熔点测定仪；高效液相色谱仪；红外光谱仪等。
槐米；氢氧化钠；盐酸；硫酸；硼砂；层析用聚酰胺（60-100目）；无水乙醇；亚硝酸钠；硝酸铝；镁粉；甲基紫；双氧水；硫酸亚铁；pH试纸。
2 实验步骤
2.1芦丁的提取
提取工艺流程：槐米——粉碎――碱溶――离心沉淀――抽滤清液――酸沉淀――抽滤――真空干燥
在碱溶酸沉提取工艺中，提取温度、时间、碱溶pH值、提取用水量、酸沉PH值等因素都将影响芦丁的提取收率和纯度。为了找到槐米芦丁的最佳提取条件，在碱溶提取步骤中，采用正交试验法研究多种因素对芦丁提取产率的综合影响。选用L9(34)正交表，以提取温度、提取时间、碱溶PH值、提取用水量等为试验因素，以芦丁的收率为衡算指标，依据正交试验的相关原理开展试验，最终可得到槐米芦丁的最佳提取条件。
2.2 产品的定性鉴别
根据黄酮类化合物的颜色反应，选用盐酸+镁粉、三氯化铝、氢氧化钠溶液、浓硫酸等试剂，对提取产品是否是黄酮类化合物进行鉴定。具体实验方法要求学生按参考文献[1]自行设计。
2.3 粗产品的纯化
首先以水为溶剂，根据芦丁在冷、热水中溶解度的极大不同进行重结晶提纯；然后再以70%乙醇为洗脱液，通过聚酰胺柱层析法制备纯芦丁。
2.4 芦丁水解制备槲皮素
取所得纯芦丁的一半，称重后放入烧瓶中，加6M HCl，甲醇，水浴回流1h，水解完全后，旋转蒸发仪蒸出甲醇，加蒸馏水洗涤沉淀，抽滤，干燥，称重。
2.5 槲皮素和水解糖的薄板色谱鉴别
将实验所得的槲皮素一部分用甲醇溶解，并与标准槲皮素的甲醇溶液及标准芦丁的甲醇溶液一起分别点在硅胶G板上，用甲苯:氯仿:丙酮:甲酸= 8:5:7:1展开。紫外灯下观察萤光，喷2%三氯化铝乙醇溶液后再观察萤光的变化，计算Rf值。
将芦丁水解实验中，抽滤得到的母液倒入烧杯中，用NaOH中和至中性,将溶液浓缩至约数毫升，与标准葡萄糖，鼠李糖在同一条层析滤纸上点样，展开剂为正丁醇:醋酸:水(4:2:5)。展开完毕，烘干，喷苯胺--邻苯二甲酸显色剂，在105℃烘5min，显现棕色斑点，计算其Rf值。
2.6 产品的纯度测定
采用分光光度法测定产品中总黄酮的含量；采用HPLC法测定芦丁、槲皮素产品的纯度。具体实验原理、实验方法、操作步骤要求学生参考附录文献方法[2,3]自行设计、实施。
2.7 产品的结构表征
通过显微熔点仪或DSC分别测定精制芦丁、槲皮素的熔点，再结合产品的紫外光谱、红外光谱、质谱以及核磁数据等表征产品的结构。
2.8产品的抗氧化性能的测定
通过测定槐米芦丁粗提物、精制芦丁产品、槲皮素产品清除羟基自由基的能力，研究槐米黄酮提取物的抗氧化性能。具体实验原理、实验方法、操作步骤要求学生参考附录文献方法[4]，自行设计、实施。
3 实验的组织实施
在实验的过程中可引入学生自主实验的教学方法：(1)全班学生分组；教师讲解综合实验项目的整体要求、分解实验项目、提出各分项的目标与任务。(2)各学生组可通过查阅资料，制定自己的实验方案；(3) 教师对方案加以评阅，引导学生改进方案，指导学生拿出切实可行的方案后，即可进实验室实际操作。(4) 在实验前期工作中，不同的学生选择的研究点可能不同，教师也可以根据学生的个体差异，引导他们从不同的深度对实验内容加以研究。
该综合实验设计、实施过程主要从学科综合和应用实践的角度出发，通过对学生综合运用基础化学实验技能的训练、查阅文献能力的训练、设计实验能力（研究能力）的训练、操作使用现代分析仪器能力的训练以及谱图解析能力的训练，最终提高学生的综合实验素质和解决实际问题的能力，为学生尽快适应今后的工作岗位打下了坚实的基础。
参考文献
[1] 上海药物研究所编.黄酮体化合物鉴定手册[M].北京:科学出版社,1981:389.
[2] 魏永生,王永宁,石玉平,等.分光光度法测定总黄酮含量的实验条件研究[J].青海大学学报,2003,21(3):61-63.
[3] 郑敏燕,魏永生.油菜蜂花粉黄酮含量的HPLC测定[J].分析测试学报,2004,23(2):95-97.
[4] 郑敏燕,魏永生.迎春叶黄酮类化合物抗氧化性的研究[J].咸阳师范学院学报2005,20(6):30-32.
关键词：综合实验槐米芦丁
在化学学科中开展综合实验，是目前化学实验改革的一个重要趋势。通过综合实验的开展，可以使学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，特别是创新能力得到培养。由于开设综合实验教学的时间短，目前大多数实验项目还存在诸如综合实验教学方案设计、综合交叉知识点不明确，沿用旧的实验教学模式组织新的综合实验教学等不足，教学效果不是十分理想。因此，急需对综合化学实验的教学方案设计和教学过程进行研究和创新，使综合实验真正实现对学生应用技能和实验素质的培养。本文以“槐米中芦丁的提取及性能研究“综合化学实验为例，以应用实践性人才培养模式为目标，重新设计新的综合实验项目，使其成为培养学生综合化学实验能力和应用能力的重要手段和有力的工具，为化学实验教学提供“亮点”。
1 实验目的与原理
1.1 实验目的
通过对槐米芦丁的提取、分离、纯化、鉴定、波谱分析以及性质测定等一系列实践过程，使学生对天然产物研究的一般方法和过程有一个较全面的了解。该实验综合了有机化学和分析化学中的天然有机化合物的分离、提纯、化学分析、仪器分析及有机波谱分析方法和实验技能等多个知识点。最终可完成对学生综合化学实践应用技能的训练和培养。
1.2 实验原理
芦丁（Rutin）广泛存在于植物中，其中槐米（即槐树的花蕾，中药药房有出售）中含量最高达12～16%。芦丁在沸水的溶解度较大(1:200)，而在冷水中的溶解度很小(1:10000)。另外芦丁分子中含多个酚羟基，宜溶于碱，遇酸又重新沉淀。利用芦丁在冷、热水，酸、碱中的溶解度的不同，可以将其从槐米中提取、分离、纯化，并进一步研究其各种性能。
1.3 仪器与试剂
层析柱(1.5×30厘米)；层析玻璃板；普通玻璃仪器若干；恒温水浴锅；真空干燥箱；抽滤水泵；离心机；数显pH计；可见-紫外分光光度计；熔点测定仪；高效液相色谱仪；红外光谱仪等。
槐米；氢氧化钠；盐酸；硫酸；硼砂；层析用聚酰胺（60-100目）；无水乙醇；亚硝酸钠；硝酸铝；镁粉；甲基紫；双氧水；硫酸亚铁；pH试纸。
2 实验步骤
2.1芦丁的提取
提取工艺流程：槐米——粉碎――碱溶――离心沉淀――抽滤清液――酸沉淀――抽滤――真空干燥
在碱溶酸沉提取工艺中，提取温度、时间、碱溶pH值、提取用水量、酸沉PH值等因素都将影响芦丁的提取收率和纯度。为了找到槐米芦丁的最佳提取条件，在碱溶提取步骤中，采用正交试验法研究多种因素对芦丁提取产率的综合影响。选用L9(34)正交表，以提取温度、提取时间、碱溶PH值、提取用水量等为试验因素，以芦丁的收率为衡算指标，依据正交试验的相关原理开展试验，最终可得到槐米芦丁的最佳提取条件。
2.2 产品的定性鉴别
根据黄酮类化合物的颜色反应，选用盐酸+镁粉、三氯化铝、氢氧化钠溶液、浓硫酸等试剂，对提取产品是否是黄酮类化合物进行鉴定。具体实验方法要求学生按参考文献[1]自行设计。
2.3 粗产品的纯化
首先以水为溶剂，根据芦丁在冷、热水中溶解度的极大不同进行重结晶提纯；然后再以70%乙醇为洗脱液，通过聚酰胺柱层析法制备纯芦丁。
2.4 芦丁水解制备槲皮素
取所得纯芦丁的一半，称重后放入烧瓶中，加6M HCl，甲醇，水浴回流1h，水解完全后，旋转蒸发仪蒸出甲醇，加蒸馏水洗涤沉淀，抽滤，干燥，称重。
2.5 槲皮素和水解糖的薄板色谱鉴别
将实验所得的槲皮素一部分用甲醇溶解，并与标准槲皮素的甲醇溶液及标准芦丁的甲醇溶液一起分别点在硅胶G板上，用甲苯:氯仿:丙酮:甲酸= 8:5:7:1展开。紫外灯下观察萤光，喷2%三氯化铝乙醇溶液后再观察萤光的变化，计算Rf值。
将芦丁水解实验中，抽滤得到的母液倒入烧杯中，用NaOH中和至中性,将溶液浓缩至约数毫升，与标准葡萄糖，鼠李糖在同一条层析滤纸上点样，展开剂为正丁醇:醋酸:水(4:2:5)。展开完毕，烘干，喷苯胺--邻苯二甲酸显色剂，在105℃烘5min，显现棕色斑点，计算其Rf值。
2.6 产品的纯度测定
采用分光光度法测定产品中总黄酮的含量；采用HPLC法测定芦丁、槲皮素产品的纯度。具体实验原理、实验方法、操作步骤要求学生参考附录文献方法[2,3]自行设计、实施。
2.7 产品的结构表征
通过显微熔点仪或DSC分别测定精制芦丁、槲皮素的熔点，再结合产品的紫外光谱、红外光谱、质谱以及核磁数据等表征产品的结构。
2.8产品的抗氧化性能的测定
通过测定槐米芦丁粗提物、精制芦丁产品、槲皮素产品清除羟基自由基的能力，研究槐米黄酮提取物的抗氧化性能。具体实验原理、实验方法、操作步骤要求学生参考附录文献方法[4]，自行设计、实施。
3 实验的组织实施
在实验的过程中可引入学生自主实验的教学方法：(1)全班学生分组；教师讲解综合实验项目的整体要求、分解实验项目、提出各分项的目标与任务。(2)各学生组可通过查阅资料，制定自己的实验方案；(3) 教师对方案加以评阅，引导学生改进方案，指导学生拿出切实可行的方案后，即可进实验室实际操作。(4) 在实验前期工作中，不同的学生选择的研究点可能不同，教师也可以根据学生的个体差异，引导他们从不同的深度对实验内容加以研究。
该综合实验设计、实施过程主要从学科综合和应用实践的角度出发，通过对学生综合运用基础化学实验技能的训练、查阅文献能力的训练、设计实验能力（研究能力）的训练、操作使用现代分析仪器能力的训练以及谱图解析能力的训练，最终提高学生的综合实验素质和解决实际问题的能力，为学生尽快适应今后的工作岗位打下了坚实的基础。
参考文献
[1] 上海药物研究所编.黄酮体化合物鉴定手册[M].北京:科学出版社,1981:389.
[2] 魏永生,王永宁,石玉平,等.分光光度法测定总黄酮含量的实验条件研究[J].青海大学学报,2003,21(3):61-63.
[3] 郑敏燕,魏永生.油菜蜂花粉黄酮含量的HPLC测定[J].分析测试学报,2004,23(2):95-97.
[4] 郑敏燕,魏永生.迎春叶黄酮类化合物抗氧化性的研究[J].咸阳师范学院学报2005,20(6):30-32.