中草药主要来源于植物。植物的化学成分较复杂,有些成分是植物所共有的,如纤维素、蛋白质、油脂、淀粉、糖类、色素等。有些成分仅是某些植物所特有的,如生物碱类、甙类、挥发油、有机酸、鞣质等。
各类化学成分均具有一定的特性,一般可由药材的外观、色、嗅、味等作为初步检查判断的手段之一。如药材样品折断后,断面不油点或挤压后有油迹者,多含油脂或挥发油;有粉层的多含淀粉、糖类;嗅之有特殊气味者,大多含有挥发油、香豆精、内酯;有甜奈者多含糖类;味若者大多含生物碱、甙类、苦味质;味酸者含有有机酸;味涩者多含有鞣质等等。
中草药所含化学成分均为多类的混合物,分析时常常互相干扰,不易得到正确结果。因此需根据中草药所含各种化学成分的溶解度、酸碱度、极性等理化性质,再用各类成分的鉴别反应加以鉴别。
(一)鉴别注意事项
1.根据各灰成分不同性质,选用适宜的溶剂提取,以保证等成分能被提取出来。
2.检品提取液的浓度应足以达到各该反应的灵敏度。
3.检品提取液的酸碱度(pH)值应不致影响鉴别反应中所需要的pH值。相差甚大时应事先调节。
4.提取液较深时,常易影响观察鉴别反应的效果,此时可适当稀释,或进一步提纯。
5.鉴别反应时应注意防止多类成分的相互干扰,以免出现假阳性,或颜色不正等情况。最好在化学鉴别的同时,做空白试验和对照试验(用已知含某类成分的中草药或纯品做阳性对照)。
6.在鉴别试验中,如果某一类成分的几个鉴别反应结果不一致时(即有的呈阳性反应,有的呈阴性)则应进行全面分析。首先应注意呈阳性反应的试验是否属于该类成分的专一反应,否则应检查其他类成分能否产生该反应,从多方面加以判断。但也应注意,某些反应只能对某一类成分中的某个化学基团呈性反应,如检查黄酮类的盐酸――镁粉试验,它只对黄酮类中的羟基黄酮类(黄酮醇类)反应明显,其余类的黄酮类则不甚明显,但也不能轻易否定不是黄酮类,为了避免孤立和片面的下结论,一定要全面考虑综合分析。
中草药化学成分一般鉴别试验屯只是一个初步判断,最后确证尚需进一步提纯,以鉴定后才能予以肯定。
(二)鉴别方法
蛋白质、多肽、氨基酸
(1)加热或矿酸试验:取检品的水溶液1ml于试管中,加热至沸或加5%盐酸,如发生混浊或有沉淀示含有水溶性蛋白质。
(2)缩二脲试验:取检品的水溶液1ml,加10%氧化钠溶液2滴,充分摇匀,逐渐加入硫酸铜试液,随加摇匀,注意观察,如呈现紫色或紫红色示可能含有蛋白质和氨基酸。
凡蛋白质结构中含有两个或两个以上肽键(-CONH-)者均有此反应,能在碱性溶液中与Cu2+生成仙络合物,呈现一系列的颜色反应,二肽呈蓝色,三肽呈紫色,加肽以上呈红色,肽键越多颜色越红。
(3)茚三酮试验,取检品的水溶液1ml,加入茚三酮试液2-3滴,加热煮沸4-5分钟,待其冷却,呈现红色棕色或蓝紫色(蛋白质、胨类、肽类及氨基酸)。
α氨基酸与茚三酮的水合作物作用,氨其酸氧化成醛、氨和二氧化碳,而茚三酮被还原成仲醇,与所后成的氨及另一分子茚三酮缩合生成有蓝紫色的化合物。
【注】①茚三酮试剂主要是多肽和氨基酸的显色剂,反应在1小时内稳定。试剂溶液pH值以5-7为宜,必要时可加吡啶数滴或醋酸钠调整。
②此反应非常灵敏,但有个别氨基酸不能呈紫色,而呈黄色,如脯氨酸。
(4)氨基酸薄层层析检出反应:
①吸附剂:硅胶G。
②展开剂:(1)正丁醇:水(1:1)(2)正丁醇:醋酸:水(4:1:5)
③显色剂:0.5%茚三酮丙酮溶液,喷雾后于110烘箱放置5分钟,显蓝紫允或紫色。
2.皂甙
(1)泡沫试验:取检品的水溶液2ml于带塞试管中,用力振摇3分钟,即产生持久性蜂窝状泡沫(维持10分钟以上),且泡沫量不少于液体体积的1/3。
【注】常用的增溶剂吐温、司盘,振摇时均能产生持久性泡沫,要注意区别。
(2)溶血试验:取试管4支,分别加入滤液0.25、0.5、0.75 ml,然后依次分别加入生理盐水2.25、2.0、1.75、1.5ml,使每一个试管中的溶液都成为2.5ml, 再将各试管加入2%的血细胞悬液2.5ml,振摇均匀后,同置于37水浴或25-27的室温中注意观察溶血情况,一般观察3小时即可,或先滴红细胞于显微镜下,然后滴加检液看血细胞是否消失。如有溶血现象示正反应。
【注】①鞣质对血红细胞有凝集作用,干扰溶血试验的观察,应事先除去(可用取胜酰胺粉吸附或用明胶沉淀)。
②检液应为中性溶液。
(3)醋酐浓硫酸试验(Liebrmann Burchard反应)取检品的水溶液置蒸发皿中,于水浴上蒸干,残渣加入少量冰醋酸使溶解,再加入醋酐浓硫酸(19:1)试液,呈现红紫色并变成污色绿色(甾类、三萜类成分或皂甙)
(4)区别甾体皂甙和三萜皂甙:取带塞试管两支,各盛检品的水溶解1 ml,1支加0.1N盐酸溶液2ml,另一支加0.1N氢氧化钠溶液2ml用力振摇1分钟(需左右手交替振摇各半分钟),观察两管泡沫的多少,若两管泡沫体积相同或酸管多,示含三萜式皂甙;若加碱管泡沫多于加酸管示含甾示含甾体皂甙。
三萜皂甙为酸性皂甙在酸性水溶液中形成较稳定的泡沫;甾体皂甙为中性皂甙在碱笥溶液中能形成较稳定的泡沫。
3.糖、多糖或甙类
(1)碱性酒石酸铜试液:取检品的水溶液1-2ml(如为醇溶液须将醇蒸发除去),加入碱笥酒石酸铜试液1ml,于沸水浴上加热5分钟,产生棕红色或砖红色氧化亚铜沉淀,示有还原糖。
还原糖能使二价铜盐(蓝色)还原成氧化亚铜,醛糖的醛基氧化成羧基:
【注】①如检液呈酸性,应先碱化。
②此反应所产生的沉淀由于条件不同,其颜色也不同,质点上的呈黄色,质点大的呈红色。有保持性胶体存在时,也常产生黄色沉淀。
③职样品中含有其他醛、酮及还原较强的其他成分,或中划药制剂中附加的抗氧剂、;葡萄糖等均可显阳性反应。
(2)α萘酚试验(Molisch紫环反应):取检品的水溶液1ml,加5%萘酚试液数滴振摇后,沿管壁滴入5-6滴浓硫酸,使成两液层,待2-3分钟后,两层液面出现紫红色环(糖、多糖或甙类)。
多糖类遇浓硫酸被水解成单糖,单糖被浓硫酸脱水闭环,形成糠醛类化合物,在浓硫酸存在下与α萘酚发生酚醛缩合反应,生成紫红色缩合物。
【注】①甙的分子结构中含有糖基,一般属于单糖类,如葡萄糖,鼠李糖、半乳糖,但也有含二分子糖(双糖)或多分子糖(多糖)。在上述反应条件下,甙被水解成单糖,因此甙萘酚试验,系分子中糖部分的反应。
②由于此反应较为灵敏,如有微量滤纸纤维或中草药粉末存在于溶液中,都能产生上述反应。故滤过时应加注意。
(3)多糖的确证试验:取检品的水溶液5ml于水 蒸发至干,加入1ml蒸馏水,再加入乙醇5ml,如出现沉淀,滤过收集后用少量热乙醇洗涤,再将沉淀物溶于3ml蒸馏水中,做下例试验。
①碘试验:取检品的不溶液1ml,加碘试液1滴,观察颜色变化,如呈蓝黑色为地衣糖;紫黑色为糊精;蓝色加热消失,冷后蓝色再现为淀粉。
②多糖水解:取检品的水溶液1ml,加入稀盐酸5滴,置沸水浴中加热10-15分钟,然后用10%氢氧化钠液中和至中性,再加新配制的碱性酒石酸铜试淮4滴,另取检液1ml,不加酸水解直接加入上述试液4滴,两管同置水浴上煮沸5-6分钟。如果水解后生成棕红色常常物的量比未经水解的多,则示有多糖。
多糖水解后产生单糖,利用单糖的还原性,使铜离子还原成氧化亚铜。
4.鞣质及酚类
(1)三氯化铁试验:取检品的水溶液1ml,加三氯化铁试液1-2滴,呈现绿色、污绿色、蓝黑色或暗紫色(可水解鞣质显蓝一蓝黑色,缩合鞣显绿色一污绿色)。
鞣质均是多羟基酚的衍生物,即多元酚,能和三价铁离子发生颜色反应生成复杂的络盐。
【注】此反应如遇有矿酸或有机酸、醋酸盐等存在,能阻碍颜色的生成。硝基酚类对三氯化铁试剂无明显反应。
(2)明胶试验:取检品的水溶液1ml,加氯化钠明溶液2-3滴,即生成白色沉淀物。
鞣质有凝固蛋白的性能。
(3)溴试验:取检品的水溶液1ml,加溴试液1-2滴,生成白色或沉淀物,示可能含有酚或儿茶酚鞣质。
【注】过多的溴会阻碍鞣质的沉淀,因此溴水不宜多加。
(4)香草醛一酸试验:取检品的水溶液点于滤纸片上,干后,喷雾或滴加香草醛一盐酸试液,呈现红色斑点(多元酚类物质)。
(5)鞣质、酚类薄层层析检出反应:
①吸附剂:聚酰胺;硅胶;硅胶;石膏:水(5:1:7)调成状,涂成薄板,105烘干45分钟。
②展开剂:乙醇:醋酸(100:2);正丁醇:乙酸乙酯:水(5:4:1);苯:甲醇(95:5)。
③显色剂:10%三氯化铁溶液;1%三氯化铁乙醇溶液与1%铁氰化钾水溶液(1:1)显蓝一紫色斑点。
5.黄酮及其甙类
(1)盐酸一镁(或锌)粉试验:取检品的乙醇溶液1ml,加放少量镁粉(或锌粉),然后加浓盐酸4-5滴,置沸水浴中加热2-3分钟,如出现红色示有游离黄酮类或黄酮甙(以同法不加镁或粉做一对照,如两管都显红色则有花色素存在。如继续加碳酸试液使成碱笥即变成紫色双转变为蓝色,即证明含花色素)。
黄酮类的乙醇溶液,在盐酸存在的情况下,能被镁粉还原,生成花色甙元而呈现红色或紫色反应(个别为淡黄色、橙色、紫色或蓝色)。这是由于酮类化合物分子中含有一个碱性氧原子,致能溶于稀酸中被还原成带四价的氧原子即锌盐。本法是鉴别黄酮类的一个反应。但花色素本身在酸性下(不需加镁粉)呈红色,应加以区别。
【注】①此反庆仅在化学结构中,第三位上带羟基的酮醇类显色较明显,而其它黄酮烷酮类均不甚明显。因此试验呈阴性反庆是不能做出否定的结论,尚需结合其他实验再做结论。
②试验应在醇中进行,水分多会影响颜色的生成。此反庆较慢,有时需置水浴上加热,以促使反应的进行。
(2)荧光试验:
①三氯化铝试验:取检品的乙醇溶液点于滤纸片上(干后再点1次,使其浓度庥中),干后,喷雾1%三氯化铝乙醇试液,在紫外光灯下观察,呈现黄色、绿色、橙色等荧光为黄酮类;呈现天蓝色或黄绿色;荧光,则为二氢黄酮类。这是区别二氢黄酮类化合物的一种鉴别反应。
②硼酸丙酮枸橼酸丙酮试验:取检品的乙醇溶液1ml,在沸水浴上蒸干加入饱和硼酸丙酮溶液及10%枸橼酸丙酮溶液各0.5ml,蒸去丙酮后,在紫外光灯下观察,管内呈现强烈的绿色荧光(黄酮或其甙类)。
(3)碱液试验:取检品的乙醇溶液点于滤纸片上(干后,再点一次,使其溶液集中),干后,喷1%碳酸钠溶液或在氨蒸气中熏几分钟,呈现亮黄、绿或橙黄色。如将氨气熏过的滤纸露置空气中,颜色逐渐裉去而变为原有的颜色(黄酮或其甙类)。
试剂 | 一 | NH3 | AICI3 | Na2CO3 | ||||
光线 | ViS. | U.V | ViS. | U.V | ViS. | U.V | ViS. | U.V |
化合物 | 黄酮 | 淡黄 | 暗棕、红棕、黄棕 | 黄 | 亮黄 | 淡黄 | 亮黄 | |
黄酮醇 | 淡黄 | 亮黄、黄绿、棕 | 黄 | 亮黄、黄绿、绿 | 黄 | 黄、黄棕、暗蓝 | ||
异黄酮 | 无色 | 淡黄、紫 | 无色 | 淡黄、紫 | 无色 | 淡绿 | ||
儿茶精 | 无色 | 无色 | 无色 | 淡蓝黑 | 无色 | |||
二氢黄酮 | 无色 | 无色** | 无色 | 无色、淡黄、淡绿 | 无色 | 淡黄、绿 | ||
花色甙 | 红、橙紫 | 深红、橙紫、淡棕 | 蓝 | 暗蓝 | ||||
查耳酮 | 黄 | 棕、黑、黄棕 | 黄、橙、红 | 橙、红、紫黑 | 黄、橙 | 橙*、棕、红 | 橙、蓝红 |
*示有荧光**示在短波紫外线光下为黑色ViS.系可风光U.V系紫外光
6.蒽醌及其甙类 取检品的乙醇溶液10ml,蒸去乙醇,残渣加5%氢氧化钠溶液2-3ml,在沸水中加15分钟,冷后滤过,滤液加稀盐酸酸化,加乙醚提取,取乙醚提取液做下列检查:
(1)碱液试验:取上述乙醚溶液,加等量1%氢氧化钠溶液,摇匀,水层呈现红色,加入少许3%过氧化氢溶液,在沸水浴中加热4分钟,红色不裉,当加酸酸化后,红色消失。加碱碱化后红色又出现(蒽醌类化合物反应)。
1,8一二羟基蒽醌的酚羟基遇氢氧化钠生成钠盐,而呈现红色,遇酸显黄色。
【注】蒽醌和二蒽酮与碱液不显红色,只呈黄色,但以氧化羟基蒽醌后遇碱即显红色。
(2)醋酸镁试验:取上述醚溶液1ml,蒸去乙醚,残渣加入乙醇1ml溶解,加入1%醋酸镁甲醇溶液3滴,显红色(如显橙黄色可能为二氢蒽醌)。
羟基蒽醌类与醋酸镁甲醇溶液反应可显橙、红、蓝、紫等色,产生这些颜色的必要投机倒把至少有一个α位羟基。加羟基的位置不同,产生的颜色也不同。一般在同一苯环上有两个α羟基者显紫红色或蓝色;如同一苯环在有两个邻位的羟基,一个α位,一个β位,显紫色或紫锴。其他α羟基蒽醌一般呈橙至红色。因此这一颜色反应仅可作蒽醌的检只识用,而且还可初步判断羟的基的位置。
【注】醋酸镁试验亦可用滤纸斑点显色法进行。
(3)蒽醌薄微量检出反应:
①吸附剂:硅胶;中性氧化铝(Ⅲ级);硅胶G湿法制板。
②展开剂:苯:醋酸(6:3)石油醚:丙酮:水(5:3:3:5);苯甲酸酯:甲酸(74:24:1)。
③显色剂;5%氢氧化钠液(显红色);1%醋酸镁甲醇溶液(显黄色)。
此外亦可在紫外灯光下观察荧光。
7.强心甙
(1)3,5一二硝基苯甲酸试验(Kedde’s反应):取检品的乙醇溶液2ml,加3,5一一硝基苯甲酸试液3-4滴再加10%氢氧化钠溶液2滴,呈现红色或紫红色(9为α、β不饱和内酯环强心甙的反应)。
(2)碱性苦味酸试验:取检品的醇溶液1ml,显橙色或橙红色(此反应常在15分钟后,显色最明显)。
(3)亚硝酰铁氰化钠试验(Legal反应):取检品的醇溶液1ml,蒸去溶剂,放冷后,加吡啶少许使残渣溶解,加0.5%亚铁试液4-6滴,摇匀,再加入10%氢氧化钠1-2滴,即显红色并逐渐消失(为检查强心甙元的反应)。
(4)三氯化铁水醋酸试验(Keller反应):取检品的乙醇溶液2ml,蒸去溶剂,残渣加0.5%三氯化铁冰醋酸溶液1ml,使溶解后,沿试管壁加入浓硫酸1ml,在两液界面显红棕色环,继则变为浅绿、蓝色,而冰醋酸层显蓝色,示含α去氧糖强心甙。
(5)醋酐一浓硫本试验(Liebirman Barchard 反应):取检品的乙醇溶液2 ml,置蒸发皿中,于水浴上蒸干,残渣加冰醋酸1ml使溶解,再加入醋酐一浓硫酸(19:1)数滴,呈现黄→红→蓝→紫→污绿色,并逐渐裉色。因颜色变化很快,须注意观察(为检查强心甙分子结构中甾体母核的反应)。
【注】①试验1,2,3,的反应,均系在较强的碱性条件下进行,当有蒽醌存在时,须先将检液置水浴上蒸去乙醇,再加乙醚适量,用1%氢氧化钠溶液反复萃除蒽醌(弃去红色碱液),然后将乙醚溶液于水浴上蒸去乙醚,残渣再用乙醇溶解后,供试验用,以免干扰。
②试验4的反应仅对游离的去氧糖和结合的甙呈正反应。但当α去氧糖与葡萄糖等其他糖结合的多,如不水解则为负反应。
③上述鉴别反应均呈阳性,可判断为强心甙。
8.内酯、香豆精及其甙类:取检品的乙醇溶液10m1,加5%盐酸溶液10,在沸水浴中热15-20分钟,冷后,加苯提取将苯提取液于水浴上蒸干(避火),残渣加适量乙醇溶解后,供做下列检查:
(1)异羟肟酸铁试验:取上检液2ml,加盐酸羟试液2滴,10%氢氧化钾的甲醇溶液2滴,在水浴上微热,冷却,用稀盐酸酸化,加入15三氯化铁试剂液1-2滴,显紫色苛橙红色。
内酯及香豆素类在碱性条件下,与羟反应生成异羟肟酸,与铁盐络合而显色。
(2)内酯试验:取上检液2ml,加1%氢氯化钠溶液2m1,在沸水浴中加热3-5分钟,如溶液较前澄明,加酸酸化后又变混浊为正反应。
内酯化合物在热碱溶液中,开环成盐而溶于水,酸化则重新闭环,而出内酯化合物,溶液即变混浊。
(3)重氮化反应:取上检液1ml,加等体积3%碳酸钠溶液,在沸水浴中加热3-4分钟,冷后,加入新配制的重氮化试剂1-2滴,即显红色。
(4)荧光反应:取上检液点于滤纸上(干后,再点1次,以集中浓度),在紫外光灯下观察,如为羟基香豆精应呈现蓝色荧光,熏氨蒸气后变为黄绿色荧光。呋喃香豆精应呈现蓝色或黄棕色的荧光。
9.树脂类 取检品的乙醇溶液1ml,加1-2%氢氧化钠溶液2-3ml,显浑浊或沉淀,在水浴上加3-5分钟,溶液变清或沉淀减少,加酸酸化则又浑浊或沉淀,示含有酸性树脂。如在上项反太中,当加碱加热后,溶液仍浑浊示含有中性树脂。
因酸性树脂能溶于碱液中,加热后就成澄明液。中性树脂则不溶于碱性溶液中,故溶液仍显浑浊。
10.生物碱 取检品的酸性乙醇溶液20ml,调节pH值至6-7,蒸发除去乙醇,残渣加5%盐酸溶液4-5ml溶解,滤过,滤液供下列检查:
(1)碘化铋钾试液1ml,加碘化铋钾试液1-2滴,生成黄色或橘红色沉淀。
AIK+BiI3·KI→AIK·BiI3·KI↓
(生物碱)(碘化铋钾)(桔红色)
(2)碘化汞试验:取滤液1ml加碘化汞钾试液1-2滴,生成白色淡黄色沉淀物。
AIK+KI·HgI2→AIK·KI·HgI2↓
若在过量的试剂中其沉淀又复溶解。
(3)碘一碘化钾试验:取滤液ml,加碘化一碘化钾试液1-2滴,出现棕色沉淀或混浊。
(4)硅钨酸试验:取滤液1m1,加硅钨酸试液1-2滴,生成灰白色或淡黄色沉淀。加热可使反应灵敏。
(5)生物碱呈色反应:
生物碱名称 | 呈色反应 | 生物碱名称 | 呈色反应 | ||
甲醛硫酸试液 | 钼酸铵一硫酸试液 | ||||
吗啡 阿扑吗啡 可待因 狄奥宁 罂粟碱 马钱子碱 |
紫→深紫 紫堇→蓝 紫蓝→蓝 紫堇→蓝 深红→棕 红橙 |
紫→棕绿 紫堇→绿 绿→蓝 绿→蓝 紫堇→绿 红紫 |
秋水仙碱 毒扁豆碱 阿托品 麻黄素 乌头碱 那可汀 |
紫堇→橙 橙 橙 茶 一 紫→褐 |
绿 一 一 一 黄 绿→红黄 |
11.有机酸
(1)溴酚蓝试验:取检品的酸性乙醇溶液点于滤纸,干后,喷雾0.1%溴酚蓝乙醇溶液(70%乙醇),立即在蓝色背景中显黄色斑点。如不明显,可喷雾氨水,然后暴露在盐酸气体中,背景逐渐由蓝色变为黄色,而有机酸的斑点仍然为蓝色。
(2)酸碱度试验:取检品液(水提取液)以pH试纸检查,如试纸颜色指示pH在7以下,可能含有有机酸。
(3)纸层析检出试验:见纸层析操作方法。
①支持剂:新华滤纸(中速)
②展开剂:正丁醇:醋酸:水(4:1:5)。
③显色剂:0.15溴酚蓝乙醇溶液(70%乙醇)。
结果:呈现蓝色斑点。
12.挥发渍及油脂
(1)取检品的乙醚溶液,置蒸发皿中,待溶剂挥发生,残渣为油状物,并有香气或特异自气,加热,油状物减少或消失示含挥发油。如无香气,或加状物不减少,可能为油脂,可于残渣中加入少许无水硫酸钠颗粒,直火加热,如产生气泡,并有剌激性特臭的浓白色气体(丙烯醛),示含油脂类化合物。
(2)取检品的乙醚溶液,点在滤纸上,待溶剂挥发生,喷雾0.05%荧光素钠溶液,再将滤纸下置碘蒸气上,熏几分钟,产生黄或黄绿色斑点,背景为粉红色示含挥发油。
(3)取检品的乙醇溶液,置白瓷皿中,待溶剂挥发生,残渣中加1%香草醛盐酸液,显黄色、红、棕、蓝、紫等颜色,示含挥发油。
(4)挥发油薄层微量检出反应:
①吸附剂:硅胶G(湿法制板);中性氧化铝:石膏:水(5:1:7)。
②展开剂:正已烷:乙酸乙酯(85:15);石油醚:乙酸乙酯(85:15)。
③显色剂:含5%香草醛的浓硫酸液(临用新配)105烘2-10分钟;荧光照射;浓硫酸。
【注】香草醛化学名为3甲氧基4羟基苯甲醛。