第一章天然药物化学实验基础知识
一、天然药物化学实验室注意事项
天然药物化学实验中涉及用电、用水及使用大量化学试剂、玻璃仪器，实验过程中若不注意，易发生各类安全事故。为此，在实验过程中，学生必须牢固树立安全意识，遵守实验操作规程，加强安全防范措施，避免危险的发生。
（一）实验室规则
1.课前认真预习，做到原理清楚，明确实验目的，了解实验的方法、步骤和基本原理，写出实验预习报告。
2.遵守实验室各项制度，听从指导教师的合理安排，进入实验室必须穿实验服，注意安全，爱护仪器，节约药品，保持实验室的良好秩序。
3.实验开始前，先清点并检查仪器，如发现缺损立即报告并进行补领或更换。
4.按照实验步骤、仪器规格和试剂用量进行操作。取试剂时注意瓶盖、瓶塞不要放错，取出的试剂不可再倒回原试剂瓶，严禁口试样品。取用完毕，应立即盖上瓶盖、瓶塞，归还原处。使用易燃易爆药品时，应远离火源。
5.实验过程中精神集中，认真操作，细心观察，积极思考，如实记录。保持安静，严禁追逐打闹和大声喧哗，严禁在实验室内吸烟和饮食，不得擅自离开实验场所。
6.保持实验室整洁。实验台上尽量不放与实验无关的物品。火柴梗、废弃的滤纸和沸石等应丢入废物桶内，不能丢入水槽，以免堵塞。实验试剂、药品不得随意散失或丢弃，实验室危险废物（废液）应按规定妥善处理。
7.实验完毕，把实验桌整理干净，将仪器洗净后放回指定位置，打扫、整理实验室，检查并关好水、电和门窗，经教师检查实验原始记录数据后方可离开实验室。
8.实验后整理实验记录，认真处理所得数据，分析问题，写出实验报告并按时呈交指导教师。实验后还需提交实验所得产品。
（二）实验室安全及事故的预防与处理
天然药物化学实验室经常使用易燃易爆或有毒化学试剂（如乙醚、甲醇、丙酮、苯等，以及强酸强碱等腐蚀性的试剂），也常使用玻璃仪器、电气设备等。一旦使用不当，难免会发生火灾、爆炸、中毒、烫伤、割伤或触电等事故，因此，实验中应严格遵守相关规章制度，避免实验事故的发生。
1.防火天然药物化学实验使用的有机试剂或溶剂多具有挥发性和易燃性，因此着火是实验室常见的事故之一。防火的基本原则是让火源尽可能远离易燃溶剂（如石油醚、乙醚、丙酮、苯等）。一旦失火，应马上熄灭附近所有火源，切断电源，迅速移开附近易燃物质，防止火势蔓延。如果是少量溶剂着火，可任其烧完，或用湿布、灭火毯或黄沙盖灭。如果衣服着火，切勿奔跑，化纤织物应立即脱除。一般小火可用湿抹布、灭火毯等包裹使火熄灭。若火势较大，可就近用水龙头浇灭。必要时可就地卧倒打滚，一方面防止火焰烧向头部；另一方面在地上压住着火处，使之隔绝空气而灭火。
（1）实验室内不准存放大量易挥发、易燃物质，严禁使用敞口容器存放、加热或蒸馏易燃及易挥发有机溶剂。盛有易燃溶剂的容器应保存在危险药品橱内。不得在烘箱内存放、干燥、烘焙有机物。
（2）使用易燃性有机溶剂时要远离火源，用后要盖紧瓶塞，置于阴凉处。加热时，必须在水浴上进行，切不可用直火加热。
（3）回流或蒸馏液体时，应在加热前放入 1～2粒沸石，每添加一次溶剂，应重新添加沸石，加热中途不得加入沸石，应先停止加热，待稍冷后再加入，严防溶液发生爆沸冲出瓶外引发危险。
（4）开启电炉、点燃酒精灯等明火前，一定要保证四周没有易燃物。
（5）使用具腐蚀性的试剂（如浓硫酸、浓盐酸、浓氢氧化钠溶液、酸酐等）时，勿洒在皮肤或衣物上，以免造成化学灼伤。
（6）绝不允许各种化学试剂、药品任意混合，也切勿把任何试剂或溶剂倒回原试剂瓶，以免发生意外事故。残渣废物丢入废物缸内，用过的易燃有机溶剂不得倒入下水道，否则有燃烧爆炸的危险。
（7）如果实验室火灾火势较大，应根据具体情况采用不同的灭火器进行灭火。
2.防爆在天然药物化学实验室中，有时甚至会发生爆炸事故。因此，在实验过程中，还应注意以下几点。
（1）实验室的冰箱不得存放过量易燃的有机溶剂，以防冰箱的电火花引燃有机溶剂而发生爆炸。
（2）不可随便混合化学药品，否则可能发生爆炸。例如，乙醇和浓硝酸的混合物，或氧化剂和还原剂的混合物在受热、摩擦或撞击时会发生爆炸；过氧化物、芳香族多硝基化合物、叠氮化合物等在受热或受到剧烈碰撞时，均可发生爆炸；对于久置的乙醚、四氢呋喃、二氧六环类溶剂，剧烈震动会引发爆炸，使用前要加入还原剂，除掉生成的过氧化物，蒸馏时切勿蒸得太干，以免过氧化物浓度过高而发生爆炸。
（3）仪器安装、选择不正确及实验操作不当，也会引起爆炸。例如，常压操作时，整套装置要保持与大气相通，若实验装置被堵塞，会引起爆炸；减压蒸馏时需使用圆底烧瓶作接收器，不可使用平底烧瓶、锥形瓶、薄壁试管等不耐压容器作为接收瓶。
（4）易燃易爆气体大量逸入空气，易引起爆燃。因此要保持室内通风良好，避免蒸气滞留室内引起爆炸。
3.防中毒化学药品大多数具有一定的毒性，特别是致癌性，使用不慎会对人体造成一定的毒害，甚至会危及生命健康，必须引起足够重视。要遵照有关法律法规和标准规范等的规定使用化学药品。
（1）有些有毒化学物质常常会渗入皮肤，通过皮肤吸收而引起中毒。因此在接触固体或液体有毒物质时，必须戴橡胶皮手套，戴护目镜，穿防护服，操作后立即洗手，更换防护服、护目镜，切勿让有毒物品沾到五官与皮肤。
（2）有些反应可能产生有毒或腐蚀性气体，经呼吸道吸入人体造成中毒。因此实验时必须在通风橱内进行，不得将头伸入橱内，实验后使用的器皿应及时清洗。要经常用气体检验器检测空气中毒气的浓度，即使浓度低的毒气，很微量的泄漏也不允许。
（3）有时试剂瓶上的标签可能会误标，因此不要用口尝任何化学品，以免引起中毒。
（4）剧毒药品应妥善保管，不准乱放。应由专人负责收发，并向使用有毒药品者提出必须遵守的操作规程。实验后的剧毒物品残渣必须做有效而妥善的处理。
4.防灼伤皮肤在接触高温、低温或腐蚀性物质后均有可能被灼伤。为避免灼伤，实验时一定要做到如下几点。
（1）处理热的物体和具有腐蚀性的化学物品时应非常小心，勿使其与身体的任何部位直接接触，实验时要佩戴橡胶手套和护目镜。
（2）加热或煮沸盛有液体的试管时，管口不得朝向自己或他人；在加热或反应进行中，不得接近试管口或烧瓶口通过上口向下观察反应物。
（3）禁止用口吸移液管移取浓酸、浓碱，应该用洗耳球吸取。
（4）用塞子堵住试管口和烧瓶口振摇，不可以用手和拇指堵住瓶口。
（5）在稀释浓硫酸时，切勿倾水入酸，必须将酸缓慢地沿器壁（或用玻璃棒引流）注入水中，同时加以搅拌。
5.防割伤天然药物化学实验室中主要使用玻璃仪器，使用的基本原则：不能对玻璃仪器的任何部位施加过度的压力。被仪器割伤时，首先应检查伤口处有无玻璃碎屑或固体物，清除玻璃碎屑或固体物后再用水洗涤伤口，涂上药水后再用无菌绷带扎住，或用创可贴进行包扎、保护。特别需要注意的是，不要让伤口接触到化学药品，以免引起中毒。大伤口应先压紧主血管以防止大量出血，并立即送医疗单位救治。
6.防触电使用电器时，应防止人体与电器导电部分直接接触，不能用湿手或用手握湿的物体接触插头。为了防止触电，装置和设备的金属外壳等都应连接地线，所有电源的裸露部分都应有绝缘装置，保险丝型号与实验室允许的电流量必须相配；负荷大的电器应接较粗的电线。生锈的仪器或接触不良处，应及时处理，以免产生电火花。已损坏的接头、插座、插头或绝缘不良的电线应及时更换。电路中各接点要牢固，电路元件两端接头不能直接接触，以免烧坏仪器或发生触电、着火等事故。实验开始以前，应先由教师检查线路，经同意后，方可插上电源。实验后应切断电源，并将电源插头拔下。如遇触电事故，首先应切断电源，然后在必要时进行心脏复苏，对伤势较重者，应立即送医院医治。
（三）化学药品及试剂的储存与使用
天然药物化学实验中使用的各种化学试剂、药品，性质各异，因此，对化学品的储存及使用应当格外重视。
1.大多数情况下，实验室所用的化学品一般需储存在带磨口的玻璃瓶内。
2.一般性液体需存放在细颈瓶内，高黏度的液体需放在广口瓶中，易挥发的物质（如硝酸、盐酸、氨水等）及低沸点有机物（如乙醚、丙酮、甲醛、乙醛、三氯甲烷、苯等）必须严密盖紧。氢氧化钠和氢氧化钾溶液需保存在带橡皮塞或塑料塞的瓶内。
3.对潮湿空气敏感的物质要密封储存于玻璃安瓿瓶中。吸湿性极强或遇水蒸气强烈水解的试剂（如五氧化二磷、无水氯化钙等），采用蜡封存。对光敏感的化合物（如醚类），在光照下易形成过氧化物，应将此类化合物储存在棕色玻璃瓶中，避光保存。
4.有毒物质、易制毒试剂应按有关部门的规定进行储存。
5.对化学危险品的储存和保管，必须按照爆炸物品、自燃品、遇水燃烧物品、强氧化剂和易燃性液体等分类合理放置、保管。
所有储存化学品的容器必须清洁并贴上耐久的标签。使用时应做好记录，包括使用人、时间、称重前后的试剂瓶重等。在使用中应注意最大限度地减少与有机溶剂接触，戴橡胶手套，操作后立即洗手，注意切勿让有毒物质触及五官或皮肤。实验室中应充分通风。
（四）实验废弃物的处理
实验室实际上是一类典型的小型污染源。实验室产生的废气、废液、废渣及玻璃废物属于国家规定的危险废物，尤其是有毒废物，如果不进行处理而随意排放，将会污染空气和水源，危害人体健康，也可能会影响实验分析结果。为防止实验室污物扩散、污染环境，应根据实验室废物的特点，对其进行收集、存放、集中处理。
1.废气对少量的有毒气体可通过通风设备（通风橱或通风管道）经稀释后排至室外，通风管道应有一定高度，使排出的气体易被空气稀释。大量的有毒气体必须经过处理（如吸收处理或与氧气充分燃烧），然后才能排到室外。
2.废液不要把任何用剩的试剂倒回原试剂瓶中，应根据废液性质的不同，采取正确的废液处理方式，选择合适的容器和存放地点，密闭存放。
一般废液可通过酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放，禁止混合储存，要避光、远离热源，以免发生不良化学反应。对高浓度有机溶剂废液或含有少量被测物的废液应根据其性质尽可能回收再用；对低浓度废液和某些数量较少、浓度较高确实无法回收使用的有机废液，可采用活性炭吸附法、过氧化氢氧化法处理，或在燃烧炉中供给充分的氧气使其完全燃烧。含有剧毒、易燃、易爆化学品的废液，不得倒入废液缸和垃圾桶中，其储存应按危险品管理规定办理；含重金属等的废液，将其有机质分解后，作为无机类废液进行处理。储存废液的容器要防渗漏，防止挥发性气体逸出而污染环境，容器标签必须标明废液种类和储存时间，且储存时间不宜过长，储存量不宜过多，存放地要通风良好。
3.废渣会放出毒气或能够自燃的废渣（如活性镍、磷、碱金属等）决不能丢弃在废液缸或水槽中。金属钾或钠的残渣应分批地加到大量乙醇中予以分解（操作时须戴护目镜）。
4.其他废弃物碎玻璃和其他锋利尖锐的废弃物不要丢入废纸篓或类似的盛器中，应该使用专门的废物箱。
二、天然药物化学实验基本技能
（一）天然药物化学成分提取方法
天然药物化学是研究天然药物中有效成分的学科，天然药物中化学成分复杂，除有效成分外还含有大量的无效成分或杂质，且往往多种有效成分共存。因此，必须将有效成分从天然药物中提取出来并进一步分离和精制，以得到单体化合物，才能为结构测定、药理研究等进一步研究奠定基础。有效成分的提取分离是天然药物化学研究的首要任务。
提取就是用适当的溶剂或方法将天然药物中的化学成分从天然药物组织中转移出来的过程。提取时需将有效成分尽可能地完全提出，而无效成分则尽可能地少提出，但提取得到的提取液或提取物仍然是包含几种或多种化学成分的混合物，尚需进一步分离和精制。
1.溶剂提取法
（1）原理和影响因素：溶剂提取法是根据化合物在极性相似的溶剂中有较好的溶解性（即“相似相溶”）原理进行的。利用天然药物中各种成分在溶剂中的溶解性质的不同，选用对活性成分溶解度大、对不需要溶出成分溶解度小的
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