怎样判断溶液中钯含量

第三章　综合性及设计性实验

简　介

本部分为综合性及设计性实验内容，共有11个实验单元。在前期基本实验操作训练的基础上，选用医学实际的样品为对象，旨在提高学生应用化学基本理论和基本操作解决实际问题的能力，培养学生的创新意识和基本科研能力。

实验十六　血清碳酸氢根及总二氧化碳测定

【实验导学】本实验为酸碱滴定法在生化检验上的实际应用，滴定方式为返滴定法。通过本实验的操作，不仅可以加深对酸碱滴定法的应用的认识，而且将进一步巩固和熟练酸碱滴定的基本操作。

实验预习中请思考以下问题:

1．测定血清碳酸氢根时为什么要用新鲜血清?为何要以血清原来的pH值作为滴定终点?

2．测定血清碳酸氢根时，选用酚红做指示剂的依据是什么?终点颜色怎么变化?

3．移取和放入样品溶液时，吸量管和锥形瓶是否需要烘干?

4．在测定血清试样中为什么要做对照试验?

5．根据实验原理和步骤，请列出完成本实验所需的仪器和试剂。

实验目的

1．了解血清中碳酸氢根的正常含量及意义。

2．学习微量滴定的操作方法。

实验原理

血清碳酸－碳酸氢盐缓冲系是人体中重要的缓冲系统。一般来讲，健康人体正常血清的pH值在7．35左右，当pH值小于7．30时会发生酸中毒。因此，血清碳酸氢根及总二氧化碳的测定是临床常用的酸碱平衡诊断的主要指标之一。又因为血清中总二氧化碳受呼吸及代谢两方面因素的影响，但主要是由于代谢因素而改变，故血清总二氧化碳对呼吸性酸中毒和慢性呼吸性碱中毒的诊断和治疗起着重要的作用，也是医院的急查项目之一。目前用于测定血清碳酸氢根及总二氧化碳方法较多，临床实验室最常用的仍是 盐酸微量滴定法，其具体过程是将血清中加入过量的HCl标准溶液，使之与 反应 完全，释放出CO2，然后以NaOH标准溶液滴定剩余的盐酸，根据实际与 反应消耗 HCl标准溶液的体积计算血清中 的含量，以血清原来的pH值作为滴定的终点。盐酸微量滴定法终点颜色变化是从有色到无色，易于识别，且操作简便，结果准确，成本低廉，适用于医院常规或急诊检验。其主要反应如下:

实验步骤

取微量锥形瓶2个，标明测定瓶及对照瓶，各瓶加入新鲜血清0．10mL，酚红指示剂1～2滴。对照瓶中加入生理盐水2．50mL。测定管加入盐酸标准溶液0．50mL，振摇1min，使CO2逸出，再加生理盐水2．00mL，混匀，然后用微量滴定管将NaOH标准溶液逐滴加入，滴至与对照瓶同样颜色为终点，记录消耗NaOH标准溶液的体积V(NaOH)。平行测定3次，并记录数据(表3－16－1)。血清中 含量按下式计算:

参考值:血清中 成人，20～29mmol·L－1;儿童，18～27mmol·L－1。

数据记录与结果处理

表3－16－1　血清中HCO－3含量的测定

思考题

1．为什么测定结果还包括血浆中的 CO23－及氨基甲酸的CO2?

2．所用生理盐水为什么必须中性，偏酸或偏碱对测定结果有何影响?

3．血清 为弱碱近中性溶液，能否用盐酸标准溶液直接滴定，为什么?

4．微量滴定与常规的酸碱滴定相比，测定结果准确性如何?

(杨振华)

实验十七　蛋壳中钙、镁含量的测定

【实验导学】本实验为滴定分析法的应用性实验，综合了滴定分析法中的配位滴定法、酸碱滴定法和高锰酸钾法三种滴定分析方法，从中可以体会同一样品可以选择不同的含量测定方法。其操作涉及到容量瓶、滴定管、移液管、电子天平的使用以及标准溶液的配制和标定、移液、滴定、称量、沉淀的过滤和洗涤等基本实验技能，实验前请结合理论教材中三种滴定分析的相关知识和过去所做的实验，对比三种分析方法的测定原理、指示剂的选择及分析结果的计算，选择合适的仪器和试剂进行滴定，并总结三种方法的优缺点。

实验预习中请思考以下问题:

1．三种方法中蛋壳的称样量是依据什么估算的?

2．蛋壳在预处理、溶解时应注意什么?

3．根据实验原理和步骤，请列出完成本实验所需的仪器和试剂。

方法一　配位滴定法

实验目的

1．进一步巩固与掌握配位滴定分析的方法与原理。

2．学习使用配位掩蔽法排除干扰离子影响的方法。

3．了解对实际试样中某组分含量测定的一般步骤。

实验原理

鸡蛋壳的主要成分为CaCO3，其次为MgCO3、蛋白质、色素以及少量的Fe，Al。

在pH=10时，用铬黑T作指示剂，用EDTA直接滴定Ca2+，Mg2+总量。为提高配位的选择性，在pH=10时，加入三乙醇胺，掩蔽Fe3+，Al3+等离子，以排除它们对Ca2+，Mg2+离子测量的干扰。其主要反应如下:

实验步骤

1．蛋壳预处理:先将蛋壳洗净，加水煮沸5～10min，去除蛋壳内表层的蛋白薄膜，然后把蛋壳放于烧杯中用小火烤干，研成粉末。

2．自拟定蛋壳称量范围的试验方案。

3．Ca、Mg总量的测定:准确称取一定量的蛋壳粉末，小心滴加6mol·L－1HCl45mL，微火加热至完全溶解(少量蛋白膜不溶)，冷却，转移至250mL容量瓶，稀释至接近刻度线，若有泡沫，滴加2～3滴95%乙醇，泡沫消除后，滴加水至刻度线后摇匀。

吸取上述试液25．00mL于250mL锥形中，分别加蒸馏水20mL、三乙醇胺5mL，摇匀。再加NH4Cl－NH3·H2O缓冲液10mL，摇匀。加入铬黑T指示剂2～3滴，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色恰变纯蓝色，即达终点。根据EDTA消耗的体积V(EDTA)计算蛋壳中Ca2+、Mg2+的总量，以CaO的质量分数w(CaO)表示，按下式计算:

数据记录与结果处理

表3－17－1　配位滴定法测定蛋壳中Ca2+，Mg2+总量

思考题

1．蛋壳粉溶解稀释时为什么加95%乙醇可以消除泡沫?

2．在测定蛋壳中Ca、Mg总量时，为何要加三乙醇胺?

3．蛋壳中钙含量很高，而镁含量很低，当用铬黑T做指示剂时，往往得不到敏锐的终点，如何解决这个问题?

方法二　酸碱滴定法

实验目的

1．学习用酸碱滴定法测定CaCO3的原理及指示剂选择。

2．巩固滴定分析基本操作。

实验原理

蛋壳中的碳酸盐能与HCl发生如下反应:

过量的酸可用NaOH标准溶液返滴定，根据实际与CaCO3反应的HCl标准溶液消耗的体积求得蛋壳中CaO含量，以CaO的质量分数w(CaO)表示。

实验步骤

(一)酸碱标准溶液的配制及标定

配制近似0．2mol·L－1NaOH和HCl标准溶液，并标定其准确浓度。

(二)Ca、Mg总量测定

准确称取经预处理的蛋壳约0．12g(精确到0．0001g)于锥形瓶内，用酸式滴定管逐滴加入HCl标准溶液40mL左右(需精确计数)，小火加热溶解，冷却，加甲基橙指示剂1～2滴，以NaOH标准溶液返滴至橙色，并在30s内不褪色为终点。平行测定3次，记录数据，按下式计算w(CaO):

数据记录与结果处理

表3－17－2　酸碱滴定法测定蛋壳中Ca2+、Mg2+总量

思考题

1．蛋壳称量值与HCl标准溶液的加入量如何估算?

2．酸溶解蛋壳时应注意哪些问题?若试样中有不溶物，会不会影响测定?

方法三　高锰酸钾法

实验目的

1．学习间接氧化还原法测定Ca2+的含量。

2．巩固沉淀分离、过滤、洗涤与滴定分析基本操作。

实验原理

利用蛋壳中的Ca2+与草酸盐能形成难溶的草酸钙沉淀的性质，将Ca2+与蛋壳中的其他组分分离，将经过处理的沉淀酸溶，再用高锰酸钾法测定 含量，换算出CaO的含量，主要反应如下:

某些金属离子(Ba2+、Sr2+、Mg2+、Pb2+、Cd2+)与 能形成沉淀，对测定Ca2+有干扰。

实验步骤

准确称取蛋壳粉三份(每份含钙约0．025g)，分别放于250mL烧杯中，加1∶1HCl3mL，加蒸馏水20mL，加热溶解，过滤。滤液置于烧杯中，加入5%草酸铵溶液50．00mL，若出现沉淀，滴加浓HCl至沉淀溶解，然后加热至70～80℃，加入2～3滴甲基橙，溶液呈红色，再逐滴加入10%氨水，不断搅拌，至溶液呈黄色并有氨味逸出。溶液放置一段时间陈化(或在水浴上加热30min陈化)，过滤，洗涤沉淀至无Cl－。将带有沉淀的滤纸贴在原进行沉淀的烧杯内壁上，用50mL1mol·L－1H2SO4将沉淀由滤纸洗入烧杯中，再用洗瓶吹洗1～2次。加水稀释至溶液体积约为100mL，加热至70～80℃，用KMnO4标准溶液滴定至溶液呈浅红色时把滤纸推入溶液中，继续滴加KMnO4至浅红色在30s内不褪色为止，记录数据(表3－17－3)，按下式计算CaO的质量分数w(CaO):

数据记录与结果处理

表3－17－3　高锰酸钾法测定蛋壳中总量

思考题

1．用(NH4)2C2O4沉淀Ca2+，为什么要先在酸性溶液中加入沉淀剂，然后在70～80℃时滴加氨水至甲基橙变黄色，使CaC2O4沉淀完全?

2．为什么沉淀要洗至无Cl－为止?怎样判定?

3．如果将带有CaC2O4沉淀的滤纸一起投入烧杯，经H2SO4处理后再用KMnO4滴定，这样操作对结果有什么影响?

4．试比较三种滴定分析法的原理、指示剂和滴定条件的选择及分析结果的计算，总结影响分析结果准确性的因素。

(杨振华)

实验十八　葡萄糖酸锌口服液的含量测定

【实验导学】本实验为分光光度法在药物分析中的具体应用。有关理论部分可预习理论教材上“紫外－可见分光光度法”一章。注重体会在实际样品分析时，尤其是有共存物质干扰时，如何选择合适的测定方法、设计合理的实验步骤来排除干扰。

实验预习中请思考以下问题:

1．分析葡萄糖酸锌口服液的组方，其中的锌离子能否用EDTA直接滴定?

2．采用锌试剂作为显色剂，用分光光度法测定锌的含量，实验操作类似于实验八。能否参照实验八，自己设计该实验的操作步骤?

3．采用分光光度法测定葡萄糖酸锌口服液的含量时，空白溶液应该怎样配制?

4．根据实验原理和步骤，请列出完成本实验所需的仪器和试剂。

实验目的

1．进一步练习分光光度计的使用。

2．通过测定葡萄糖酸锌口服液的含量，加深对分光光度法的应用的理解。

实验原理

葡萄糖酸锌口服液是一种常用的小儿补锌制剂。处方中含有葡萄糖酸锌、蔗糖等多种组分。由于该口服液中锌量较低，用EDTA法测定时取样量大，易造成色素和糖分浓度偏大，使溶液黏稠度增加，并且溶液的颜色会对终点判断产生干扰。且由于空白辅料的影响，回收率高达150．8%，不适合作为定量测定方法。

本实验采用分光光度法进行测定，在碱性条件下葡萄糖酸锌与锌试剂可生成蓝色化合物，在620nm处有最大吸收。利用标准曲线法测定口服液主成分葡萄糖酸锌的含量。

实验步骤

1．对照品溶液的制备:准确称取经80℃减压干燥至恒重的葡萄糖酸锌对照品约25mg，置于100mL烧杯中，使其完全溶解后转移至100mL容量瓶中，用蒸馏水多次冲洗烧杯内壁，冲洗液定量转移到容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀，贴上标签备用。

2．样品溶液的制备:准确移取葡萄糖酸锌口服液10．00mL，置于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，贴上标签备用。

3．检测波长的选择:移取对照品溶液2．00mL，置于50mL容量瓶中，加pH=9．0硼酸氯化钾缓冲溶液10mL后，精密加入新配制的锌试液(准确称取锌试剂0．13g，加1mol·L－1氢氧化钠溶液2mL溶解后，加水稀释成100mL，摇匀)3．00mL，加水稀释至标线，摇匀，在500～800nm范围内扫描测量其吸光度，确定最大吸收波长，然后用按相同方法配制的不含葡萄糖酸锌的空白辅料在最大波长处测定，检查是否有干扰吸收。

4．标准曲线的绘制:准确称取葡萄糖酸锌对照品约30mg，置于100mL烧杯中，使其完全溶解后转移至100mL容量瓶中，用蒸馏水多次冲洗烧杯内壁，冲洗液定量转移到容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀;再准确移取15．00mL，置50mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀;准确移取上述稀释后的对照品溶液0．00，1．00，2．00，3．00，4．00，5．00mL，分别置于25mL容量瓶中，各加pH=9．0硼酸氯化钾缓冲液5mL后，分别加入新配制的锌试液1．50mL，用水稀释至刻度，摇匀，在最大吸收波长处分别测定其吸收度;以吸收度A为横坐标，浓度c(μg·mL－1)为纵坐标，绘制标准曲线。

5．口服液含量测定:准确量取稀释后样品溶液2．00mL，置于50mL容量瓶中，加pH= 9．0硼酸氯化钾缓冲液10mL后，加入新配制的锌试液3．00mL，用水稀释至刻度，摇匀。以上述过程相同方法配制的不含待测物的溶液为空白，在最大吸收波长处测定其吸光度，从标准曲线上读出试样中葡萄糖酸锌的含量，并计算出样品中葡萄糖酸锌的含量。

表3－18－1　对照品和样品溶液的吸光度和浓度测定

思考题

1．为什么绘制标准曲线和测试试样应在相同的条件下进行?这里主要指哪些条件?

2．标准曲线法和直接比较法分析适用何种情况?从本实验的结果看，能否用直接比较?

(程　迪)

实验十九　维生素B12注射液的含量测定

【实验导学】本实验为光谱分析法中的紫外分光光度法，采用紫外光做测定波长，测定原理与可见分光光度法相同。定量方法是吸收系数法，直接由Lambert－Beer定律进行计算，这也是药物分析中紫外光谱法常见的一种定量方法。为了获得较高的灵敏度和准确度，同样也需根据待测物质的吸收曲线，选择最适宜测定波长。可参阅《中国药典》及相关参考书，预习有关标示量、标示量百分含量、吸收系数法等相关概念。

实验预习中请思考以下问题:

1．测定波长的选择依据是什么?

2．了解紫外分光光度计的基本工作原理，比较其与可见分光光度计的不同点。

3．使用754型分光光度计应该注意什么?

4．什么是制剂的标示量?什么是标示量的百分含量?

5．根据实验原理和步骤，请列出完成本实验所需的主要仪器和试剂。

实验目的

1．掌握紫外分光光度计的使用方法。

2．熟悉注射剂含量的测定和计算方法。

实验原理

维生素B12(C63H88CoN14O14P)，又名氰钴胺，是含Co的有机化合物，其注射液为粉红色或红色的澄明液体，是临床上常见的抗贫血药。

维生素B12的吸收曲线在278，361，550nm处有吸收峰，因此，可以选择在361nm的波长处测定吸光度。根据维生素B12的百分吸光系数()为207计算其含量。《中国药典》2010版规定维生素B12注射液的含量应为标示量的90．0%～110．0%。

实验步骤

1．吸收曲线的绘制:将0．1g·L－1维生素B12溶液装入1cm比色皿中，以蒸馏水为空白溶液，在不同波长下测量相应的吸光度(开始可选择每隔20nm测一次吸光度，当相邻两个波长的吸光度数值相差较大时，可改为每隔5nm测一次，或根据实际情况改为每隔2nm测量一次)，记录所测定的吸光度数值于表3－19－1。

以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘出吸收曲线。从吸收曲线上找到维生素B12的测定波长。

2．注射液含量测定:精密量取维生素B12注射液0．50mL(本实验所用维生素B12注射液规格为1mL∶0．5mg)于100mL容量瓶中，加蒸馏水稀释至刻度，得含维生素B12 0．025g·L－1的溶液。

将该溶液装入1cm比色皿中，以蒸馏水作为空白溶液，在361nm波长下测定吸光度，记录数据并计算该维生素B12注射剂的含量。

数据记录与结果处理

1．数据记录(表3－19－1)。

表3－19－1　维生素B12吸收曲线测定数据

2．绘制吸收曲线(A—λ)。

3．注射液含量测定(表3－19－2)。

表3－19－2　维生素B12注射液测定数据

思考题

1．实验中所用的光源是什么?本实验是否可用玻璃比色皿?

2．维生素B12在361nm和550nm波长处有最大吸收;《中国药典》规定在361nm波长处的吸光度与550nm波长处的吸光度的比值应为3．15～3．45。如果要对维生素B12注射液进行定性鉴别，如何操作?

(杨　洁)

实验二十　双波长分光光度法测定复方苯甲酸酊的含量

【实验导学】本实验为光谱分析法中的紫外－可见分光光度法，是不经分离同时测定双组分混合物中各组分含量。利用等吸收双波长法消除共存组分的干扰是药物制剂分析中的常用方法。在应用这种方法时，需要注意该方法适用的前提条件，两个测定波长如何选择等问题。关于等吸收双波长消去法和标准曲线法的相关内容，可参阅《分析化学》等相关参考书。

实验预习中请思考以下问题:

1．复方苯甲酸酊中两个组分的含量能否用酸碱滴定法测定?

2．请根据图3－20－1指出实验中应选择的测定波长，并推出所测吸光度与复方苯甲酸酊中各组分含量的关系式。

3．如何使用标准曲线法进行定量分析?为什么?

4．根据实验原理和步骤，请列出完成本实验所需的仪器和试剂。

实验目的

1．掌握等吸收双波长消去法的原理和方法。

2．进一步巩固分光光度计的操作。

图3－20－1　紫外吸收光谱
1．苯甲酸　2．水杨酸

实验原理

复方苯甲酸酊主要成分为苯甲酸和水杨酸，临床用于治疗干燥未破裂手足癣、叠瓦癣等症。该制剂的含量测定是利用酸碱滴定法，该法只能测定苯甲酸与水杨酸的总酸量，无法分别测定各自的含量。应用双波长法的原理，不经分离，可分别测定苯甲酸与水杨酸的含量。

以75%乙醇为溶剂的苯甲酸和水杨酸的紫外吸收光谱如图3－20－1所示。从图中可见，苯甲酸和水杨酸的最大吸收波长分别是275nm和302nm，但其紫外吸收光谱存在重叠，苯甲酸的最大吸收峰受水杨酸的干扰。采用等吸收双波长消去法，在水杨酸曲线上选择其等吸收波长(参比波长)为326nm。

实验步骤

1．工作曲线的绘制:准确称量苯甲酸0．1200g、水杨酸0．0600g于100mL容量瓶中，用75%乙醇溶解并稀释至刻度。准确量取1．00，1．50，2．00，2．50，3．00mL分别于五个50mL容量瓶中，用75%乙醇稀释至刻度。以75%乙醇为空白溶液，分别在275，302，326nm处测定吸光度，记录数据于表中。以302nm的吸光度值与水杨酸的浓度做图得水杨酸的标准曲线。以275nm与326nm的吸光度差值与苯甲酸的浓度做图得苯甲酸的标准曲线。

2．样品的测定:准确移取复方苯甲酸酊样品2．00mL于50mL容量瓶，用75%乙醇稀释至刻度。再准确移取1．00mL稀释后的样品溶液于50mL容量瓶，用75%乙醇稀释至刻度，作为待测溶液。分别在275，302，326nm分别测定吸光度，记录数据于表中。计算复方苯甲酸酊样品中苯甲酸和水杨酸的含量。

数据记录与结果处理

1．数据记录(表3－20－1)

表3－20－1　复方苯甲酸酊含量测定

2．绘制标准曲线，并在标准曲线中查找c(苯甲酸)和c(水杨酸)。

3．计算复方苯甲酸酊样品中苯甲酸和水杨酸的含量，填于表3－20－1中。

思考题

1．比较计算值与理论值的差别，分析误差产生的原因。

2．利用等吸收双波长法测定应满足什么条件?

(董　丽)

实验二十一　生理盐水中氯离子含量的测定

【实验导学】本实验为仪器分析的电位分析法。实验中使用银电极和双盐桥甘汞电极分别作为指示电极和参比电极，利用电位滴定法测定氯离子的含量，电位滴定法是根据滴定过程中指示电极电位的变化来确定终点的分析方法，由于电位法确定终点受体系浑浊程度的影响小，从而大大提高了电位滴定法的应用范围和测定结果的准确度。实验前可参阅有关电位分析的教材，熟悉电极的结构、响应机制、电位滴定法的原理。

实验预习中请思考以下问题:

1．测定生理盐水中氯的含量有什么意义?

2．用电位滴定法测定生理盐水中氯离子含量的原理是什么?

3．电位滴定法如何确定滴定终点?

4．利用电位滴定法确定终点有何特点?

5．根据实验原理和步骤，请列出完成本实验所需的仪器和试剂。

实验目的

1．掌握电位滴定法的原理和方法。

2．熟悉自动电位滴定计的使用方法。

实验原理

氯离子的测定方法有很多，电位滴定法(利用电位表示滴定过程中溶液电位的变化并指示滴定终点的测定方法)是其中之一。本实验用银电极作为指示电极，用双盐桥甘汞电极作参比电极，浸入被测溶液组成工作电池，用AgNO3标准溶液滴定，向含Cl－的溶液中滴加Ag+将生成AgCl沉淀:

在整个滴定过程中，随着银离子的逐步加入，溶液的电位会随之发生变化，在终点附近溶液电位会有一突变，根据这一电位的突变即可利用作图或计算的方法确定滴定的终点。

实验步骤

1．手动滴定:准确移取生理盐水10．00mL到小烧杯中，准确加入蒸馏水25．00mL，放入磁转子，将烧杯放到滴定台上，打开搅拌器，并调好速度(不宜太快，否则旋涡大了使电极脱离溶液)。记录滴定管的初读数和电位初读数，然后开始手控滴定。开始时滴加AgNO3标准溶液(0．01mol·L－1)的体积在1．0mL左右测定1次电位，当接近终点时(此时电位变化逐步加大)每滴加0．01mL测定1次电位，直至过量5mL左右。重复测定1次。

2．滴定终点的电位确定:根据所得到的数据，绘制E－V曲线，利用平行线方法确定滴定终点的电位和体积。

3．自动滴定:本实验也可用自动电位滴定仪进行自动滴定，需要在滴定前预先设置终点电位，然后测定。

数据记录与结果处理

1．记录数据(表3－21－1)。

表3－21－1　数据记录与处理结果

2．根据电位数值变化，用一阶微分法和二阶微分法作图确定滴定终点体积VAgNO3。

3．计算生理盐水中Cl－的含量:

思考题

1．电位滴定法中，常用滴定终点的确定方法是什么?

2．与化学分析中的银量法相比，电位滴定法有何特点?

3．氯离子选择性电极是否可用来测定生理盐水中的氯含量?

(杨　洁)

实验二十二　HPLC法测定对乙酰氨基酚泡腾片的含量

【实验导学】高效液相色谱法是一种现代分离技术，它集分离分析于一体，实现复杂体系高效快速的定量测定，在医药、卫生、环境等科学研究中具有重要的应用，是最重要的仪器分析方法之一。本实验将通过对对乙酰氨基酚的含量测定，体验HPLC技术的分析特点、操作方法和技术优势。涉及到高效液相色谱仪的使用、移液及标准溶液配制等基本操作。实验重点为HPLC的主要部件及主要操作步骤和外标法定量方法。实验前可参阅有关色谱分析的参考书，熟悉色谱分析中的重要术语、操作技术和定量方法。

实验预习中请思考以下问题:

1．什么是固定相和流动相?HPLC中应用最多的固定相是哪一种?流动相的基本组成是什么?

2．高效液相色谱仪有哪些主要的部件?各部件的作用是什么?

3．色谱法根据什么参数进行定量?外标对比法定量方法有什么优缺点?

4．HPLC与常压柱色谱、纸色谱和薄层色谱法相比较有什么特点?

5．根据实验原理和步骤，请列出完成本实验所需的仪器和试剂。

实验目的

1．掌握用外标对比法测定药物含量的基本方法。

2．熟悉高效液相色谱仪的操作方法。

实验原理

对乙酰氨基酚是对乙酰氨基酚泡腾片的主要成分，其稀碱溶液在257±1nm波长处有最大吸收，可用于定量测定。由于在其生产过程中，有可能引入对氨基酚等中间体，这些杂质也有紫外吸收，再加上泡腾片中辅料的影响，不易采用紫外分光光度法进行含量测定。《中国药典》(2010年版)对其采用高效液相色谱法。在合适的流动相条件下，以257nm作检测波长，用外标对比法定量。中国药典规定，本品含对乙酰氨基酚应为标示量的93．0%～107．0%。

实验步骤

1．流动相配制:称取15．04g磷酸二氢钠二水合物、0．0627g磷酸氢二钠，加水溶解并稀释至1000mL，调节pH值至4．50，将上述溶液与甲醇按80∶20比例混合即得，用0．45μm微孔滤膜滤过，脱气备用。

2．对照品溶液的配制:精密称取对乙酰氨基酚对照品适量，加流动相溶解并稀释成每1mL含0．1mg的溶液。

3．样品溶液的配制:精密称取对乙酰氨基酚泡腾片10片，研细，精密称取适量(约相当于对乙酰氨基酚25mg)置于50mL容量瓶中，加流动相溶解并稀释至刻度，摇匀，滤过，精密量取续滤液10mL置于50mL容量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀即得。

4．进样

(1)色谱条件:色谱柱，ODS柱(200mm×4．6mm，5μm)，流速:1．0mL·min－1;检测波长，257nm;柱温，室温。

(2)进样:用微量注射器吸取样品和对照品溶液各10μL，在上述色谱条件下进样测定，各重复3次，记录色谱图的峰面积。其格式见表3－22－1。

表3－22－1　数据记录

按照下式计算对乙酰氨基酚泡腾片的百分含量:

上式中ci(%)为对乙酰氨基酚的含量，A(对照)为对照品的峰面积，A(样品)为样品的峰面积，m(对照)为所称量对照品的重量，m(样品)为所称量样品的重量。

思考题

1．流动相实验前为什么要先进行脱气?

2．样品溶液和对照品溶液都用流动相溶解配制，用流动相和用其他溶剂溶解相比有什么好处?

3．根据对乙酰氨基酚的结构分析，当流动相中甲醇比例增大时，对乙酰氨基酚的保留时间如何变化?

(董　丽)

实验二十三　阿司匹林的制备

【实验导学】本实验为有机化合物的合成实验，将用到减压过滤、重结晶以及酰化等有机合成中的基本操作。这些操作技术请预习本书第一章第二节的相关内容，并参阅理论教材等参考书，预习常用的酰化反应和酰化试剂。

实验预习中请思考以下问题:

1．制备阿司匹林时，为什么要使用干燥的仪器?

2．查阅乙酰水杨酸的溶解度特征，分析应如何对其进行重结晶纯化?

3．减压过滤时要用到真空水泵，使用水泵时应注意什么?

4．为什么用三氯化铁溶液可以检查产品的纯度?

5．根据实验原理和操作步骤，列出完成本实验所需的仪器和试剂。

实验目的

1．了解酰化反应的基本原理。

2．掌握阿司匹林的合成方法。

实验原理

阿司匹林化学名称为乙酰水杨酸，是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)和乙酸酐通过酰化反应合成的。早在18世纪，人们已从柳树皮中提取了水杨酸，并注意到它具有止痛、退热和抗炎等作用，不过对肠胃刺激较大。19世纪末，人们成功地合成了可以替代水杨酸的有效药物——乙酰水杨酸。

水杨酸是一个具有酚羟基和羧基的双官能团化合物，能进行两种不同的酯化反应。当与乙酸酐作用时，可以得到乙酰水杨酸;如与过量的甲醇反应，生成水杨酸甲酯，它是第一个作为冬青树的香味成分被发现的，因此称为冬青油。

本实验的反应方程式为:

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子间会发生缩合反应，生成少量聚合物:

乙酰水杨酸能与碳酸氢钠反应生成水溶性钠盐，而副产物聚合物不溶于碳酸氢钠溶液，这种性质上的差别可用于乙酰水杨酸的纯化。

可能存在于最终产物中的杂质是水杨酸本身，这是由于酰化反应不完全或由于产物在分离过程中发生水解造成的，它可以通过重结晶被除去。与大多数酚类化合物一样，水杨酸可以与三氯化铁形成深色配合物，阿斯匹林因酚羟基已被酰化，不再与三氯化铁发生显色反应，因此粗品中的原料水杨酸很容易被检出。

实验步骤

在干燥的125mL锥形瓶中加入5g水杨酸、10mL乙酸酐和10滴浓硫酸，旋摇锥形瓶使水杨酸全部溶解后，在80～90℃水浴上加热15～20min，边加热，边振摇。反应结束后，取出锥形瓶，冷却后，在搅拌下加入100mL蒸馏水，将混合物在冷水浴中冷却使结晶完全。如不结晶，可用玻棒磨擦瓶壁。减压过滤，用滤液反复淋洗锥形瓶，直至所有晶体被收集到布氏漏斗中。用少量冷水洗涤结晶几次，继续抽吸，将固体尽量抽干。粗产物转移至表面皿上，在空气中风干，称重。

将粗产物转移至150mL烧杯中，在搅拌下加入25mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌几分钟，直至无二氧化碳气泡产生为止。减压过滤，副产物聚合物应被滤出，用5～10mL水冲洗漏斗，合并滤液，倒入预先盛有4～5mL浓HCl和10mL水的烧杯中，搅拌均匀，即有乙酰水杨酸沉淀析出。将烧杯置于冰浴中冷却，使晶体完全析出。减压过滤，用冷水洗涤2～3次，尽量抽干滤液。将结晶移至表面皿上。

纯度检验:干净试管中加入1mL乙醇，然后加入1～2滴1%三氯化铁溶液，观察此时溶液颜色，取几粒制备的乙酰水杨酸粗品放入试管中，振荡溶解后观察溶液颜色是否有变化?说明了什么?

为了得到更纯的产品，可将上述结晶的一半溶于少量的乙醇中(约需5mL)，溶解时应在水浴上小心加热，直至固体完全溶解。向其中缓慢滴加30mL蒸馏水至刚刚出现混浊，静置冷却，结晶析出完全后抽滤。干燥后称重，并计算产率。

乙酰水杨酸为白色针状或片状晶体，熔点135～136℃。

思考题

1．制备乙酰水杨酸时，加入浓硫酸的目的何在?

2．乙酰水杨酸在沸水中受热时，分解而得到一种溶液，后者对三氯化铁呈阳性试验，试解释之，并写出反应方程式。

3．反应中有哪些副产物?如何除去?

(董　丽)

实验二十四　局部麻醉药对氨基苯甲酸乙酯的制备

【实验导学】本实验为有机合成实验，试根据反应原理、反应条件、反应体系的物理状态进行分析，比较本实验和前面实验的特点和不同之处，由此提出本实验需要的操作装置、如何将目标物分离出反应体系的方案以及在操作中应注意的关键环节，判断工艺路线和反应条件是否有可以改进或优化的可能。操作中将利用有机氧化、酯化和还原的手段，请参考理论教材和其他有关参考书，预习有机化学中进行氧化、酯化和还原反应的常用试剂及其特点。

实验预习中请思考以下问题:

1．本实验中氧化和还原步骤中都用了无机酸，其作用是什么?

2．制备过程中需要注意的事项。

3．根据实验原理和操作步骤，请列出完成本实验所需的仪器和试剂。

实验目的

1．通过对氨基苯甲酸乙酯的合成，了解药物合成的基本过程。

2．掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。

3．学习以对甲苯胺为原料，经乙酰化、氧化、酸性水解和酯化，制取对氨基苯甲酸乙酯的原理和方法。

实验原理

对氨基苯甲酸乙酯，别名:苯佐卡因(Benzocaine)，为白色晶体状粉末，无臭，味微苦而麻，分子量165．19，熔点91～92℃，遇光逐渐变黄色，易溶于乙醇、乙醚或氯仿等，极微溶于水。临床上一般用于局部麻醉，其起效迅速，对粘膜没有渗透性，毒性低。

对氨基苯甲酸乙酯的制备涉及四个反应:

(1)将对甲苯胺用乙酸酐处理转变为相应的酰胺，其目的是在第二步高锰酸钾氧化反应中保护氨基，避免氨基被氧化，形成的酰胺在所用氧化条件下是稳定的。纯对甲基乙酰苯胺为单斜晶体，熔点148．5℃。

(2)对甲基乙酰苯胺中的甲基被高锰酸钾氧化为相应的羧基。氧化过程中，紫色的高锰酸盐被还原成棕色的二氧化锰沉淀。鉴于溶液中有氢氧根离子生成，故要加入少量的硫酸镁作为缓冲剂，使溶液碱性不致变得太强而使酰胺基发生水解。反应产物是羧酸盐，经酸化后可使生成的羧酸从溶液中析出。纯对乙酰氨基苯甲酸为针状结晶，熔点256．5℃。

(3)使酰胺水解，除去起保护作用的乙酰基，此反应在稀酸溶液中很容易进行。纯对氨基苯甲酸为无色针状晶体，熔点185℃。

(4)用对氨基苯甲酸和乙醇，在浓硫酸的催化下，制备对氨基苯甲酸乙酯。纯对氨基苯甲酸乙酯为白色针状晶体，熔点92℃。

反应式如下:

实验步骤

(一)对甲基乙酰苯胺的制备

在100mL圆底烧瓶中，加入10．7g(0．1mol)对甲苯胺、14．4mL(0．25mol)冰醋酸、0．1g锌粉(≤0．1g)，连接温度计和回流冷凝管，加热，使反应温度保持在100～110℃，当反应温度自动降低时，表示反应结束。取下圆底烧瓶，将其中的药品倒入放有冰水的500mL烧杯中，不断搅拌，冷却结晶，然后抽滤，取滤渣即对甲基乙酰苯胺。取2g对甲基乙酰苯胺(其它的放入烘箱中烘干)放入50mL圆底烧瓶中，再加入10mL2∶1的乙醇—水溶液和适量活性炭，搭建回流装置进行重结晶，加热15min后趁热抽滤除去活性炭，再冷却结晶，抽滤得成品，用滤纸干燥后，取部分测熔点，并记录数据。将烘干后的对甲基乙酰苯胺与重结晶后的对甲基乙酰苯胺一起称重，记录数据。

(二)对乙酰氨基苯甲酸的制备

在100mL烧杯A中加入7．5g(0．05mol)对甲基乙酰苯胺、20g七水硫酸镁，混合均匀。在500mL烧杯B中加入19g高锰酸钾(不可过量)和420mL冷水，充分溶解。从B中移出20mL溶液于100mL烧杯C中，再将A中的混合物倒入B中，加热至85℃，同时不停搅拌，直至溶液用滤纸检验时无紫环出现，再边搅拌边逐滴加入C中溶液，至用滤纸检验紫环消褪很慢时停止滴加。趁热抽滤，在滤液中加入盐酸至生成大量沉淀，抽滤，称量产物，测熔点，并记录数据。

(三)对氨基苯甲酸的制备

在100mL圆底烧瓶中加入5．39g对乙酰氨基苯甲酸和40．0mL18%盐酸溶液，小火回流30min。然后，冷却，加入50mL水，用10%氨水溶液调节pH值至有大量沉淀生成(此时pH≈5)，抽滤，干燥产品，称重，测熔点，记录数据。

(四)对氨基苯甲酸乙酯的制备

在100mL圆底烧瓶中加入1．09g对氨基苯甲酸、15．0mL95%乙醇溶液，旋摇圆底烧瓶，使尽早溶解，之后在冰水冷却下，加入1．00mL浓硫酸，生成沉淀，加热回流约30min。然后将反应混合物转入250mL烧杯中，加入10%碳酸钠至无气体产生，继续加入10%碳酸钠至pH≈9(有硫酸钠沉淀产生，沉淀中夹杂产物药品)，抽滤，将溶液转入分液漏斗，沉淀用乙醚洗涤两次(每次用5mL乙醚)，并将洗涤液并入分液漏斗，用乙醚萃取两次(每次用20mL乙醚)，合并乙醚层(乙醚层是分液漏斗的上层)，用无水硫酸镁干燥后，倒入50mL圆底烧瓶中，搭建装置，水浴蒸馏，回收反应混合物中的乙醚和乙醇(温度在70～80℃)。再在烧瓶中加入7mL50%乙醇溶液(用无水乙醇和水按1∶1的比例配制)和适量活性炭，加热回流5min进行重结晶。然后，趁热抽滤除去活性炭，将滤液置于在冰水中冷却结晶，再抽滤，干燥产品后称重，测熔点，测红外光谱，记录数据。

思考题

1．酯化反应结束后，为什么要用碳酸钠溶液而不用氢氧化钠进行中和?

2．酯化中为什么不中和至pH值为7而要使pH值为9左右?

3．若在第二步氧化反应时高锰酸钾过量，或在第四步还原反应时浓硫酸过量，会有什么影响?

4．如何由对氨基苯甲酸为主要原料合成局部麻醉剂普鲁卡因(Procaine)?

(提示:二乙胺与环氧乙烷的作用下，生成2－二乙氨基乙醇)

(杨振华)

实验二十五　茶叶中咖啡因的提取及鉴定

【实验导学】本实验为天然产物活性成分的提取。从天然产物中提取活性成分是药物研究的重要途径，已用于临床的诸多药物如小檗碱、紫杉醇等都是首先从药用植物中分离得到的。本实验通过从茶叶中提取咖啡因，来学习天然产物活性成分提取的基本方法，涉及索氏提取、蒸馏和升华等基本操作，请实验前认真预习本书第一章第二节中“萃取技术”内容。

实验预习中请思考以下问题:

1．查阅有关文献，茶叶中除了咖啡因之外，还有哪些成分?咖啡因有哪些主要的药理活性?

2．什么是连续萃取?索氏提取器在萃取分离中有什么特点?操作时应注意什么?除了索氏提取之外，还有哪些连续萃取的技术?

3．根据茶叶的化学成分的实际和咖啡因的结构特点，分析本实验为什么采用95%乙醇做提取溶剂?还能采用别的溶剂提取咖啡因吗?

4．根据实验原理和操作步骤，请列出完成本实验所需的仪器和试剂。

实验目的

1．学习天然活性成分提取分离的一般方法。

2．熟悉索氏提取器的使用方法。

3．了解升华的基本操作。

实验原理

咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿等作用，常用作中枢兴奋药，它是复方阿司匹林等药物的组分之一。过度饮用咖啡因会增加抗药性并产生轻度上瘾。

咖啡因的化学名称为1，3，7－三甲基－2，6－二氧嘌呤，为嘌呤的衍生物。其结构式如下:

含结晶水的咖啡因为白色针状晶体，无臭，味苦;易溶于水、乙醇、氯仿、丙酮，微溶于石油醚，难溶于苯和乙醚。咖啡因在100℃时失去结晶水并开始升华，178℃时升华更快。无水咖啡因的熔点为238℃。

茶叶的主要成分是纤维素，并含有多种生物碱，含有约1%～5%的咖啡因。此外还含有11%～12%的丹宁酸(又名鞣酸)，以及约0．6%的色素、蛋白质等。丹宁酸不是一种单一的化合物，它是由若干种多元酚的衍生物组成的、具有酸性的混合物，它不溶于苯，但有几种组分可溶于水和乙醇。本实验从茶叶中提取咖啡因，就是利用咖啡因易溶于乙醇、易升华等特点，以95%乙醇作溶剂，通过索氏提取器进行连续抽提，然后浓缩、焙烘得到粗品咖啡因(其中含有丹宁酸和叶绿素等)。

实验步骤

(一)咖啡因的提取

称取茶叶5g，装入索氏提取器的滤纸筒内，在提取器的烧瓶中加入80mL95%的乙醇和几块沸石，装好索氏提取器，接通冷凝水，加热，连续抽提约1．5h(提取液颜色很淡时即可停止抽取)，待冷凝液刚刚虹吸下去时，立即停止加热。

(二)回收乙醇

稍冷后改成蒸馏装置，水浴加热蒸出大部分乙醇(沸点78℃)。然后把残液(约5～10mL)趁热倒入蒸发皿中，蒸馏瓶用很少量乙醇洗涤，洗涤液合并于蒸发皿中。

(三)升华提纯

向盛有反应液的蒸发皿中加入2g生石灰粉，搅成糊状，在蒸汽浴上蒸干成粉状，然后移至石棉网上用酒精灯小火加热，焙炒片刻，除去水分。在蒸发皿上盖一张刺有许多小孔且孔刺向上的滤纸，使滤纸离被升华物约2cm再罩一个合适漏斗，漏斗颈部塞一小团疏松棉花，用酒精灯隔着石棉网小心加热，控制温度在220℃(如果温度太高，会使产物炭化)，当发现有棕色烟雾时，即升华完毕，停止加热。冷却后，取下漏斗，轻轻揭开滤纸，刮下咖啡因。如果残渣仍为绿色可再次升华，直到变成棕色为止。称重并测定熔点。

思考题

1．索氏提取器的原理是什么?与直接用溶剂回流提取比较有何优点?

2．升华前加入生石灰起什么作用?

3．为什么升华前要将水分除尽?

(董　丽)

实验二十六　银杏叶中黄酮类化合物的提取及含量测定

【实验导学】本实验为活性成分的分离提取。从天然产物中提取活性成分是药物研究的重要途径。本实验通过银杏叶提取黄酮以及通过分光光度法测定总黄酮含量来学习天然产物活性成分提取及含量测定的基本方法，涉及索氏提取、分光光度法等基本操作，请查阅资料，认真预习操作要点及注意事项。

实验预习中请思考以下问题:

1．不同时期的银杏叶中黄酮含量是否一致?

2．银杏叶中除了黄酮之外，还含有其他什么成分?这些成分之间的理化性质有什么差别?如何根据这些差别选择合适的提取分离方法?

3．索氏提取法和回流提取法的优缺点是什么?

4．根据实验内容，请列出完成本实验所需的仪器和试剂。

实验目的

1．学习从银杏叶中提取黄酮类化合物的原理和方法。

2．掌握索氏提取器的基本操作技能。

3．了解银杏叶中黄酮含量的测定方法。

实验原理

银杏叶是银杏科银杏属植物银杏的叶子。银杏叶提取物对于治疗心脑血管疾病、神经系统障碍、消除人体自由基等方面有显著疗效。

银杏叶中化学成分很多，主要有黄酮类、萜内脂类、聚戊烯醇类、酚类、生物碱和多糖等药用成分。银杏叶中的黄酮类化合物，是由黄酮(Flavone)及其苷、双黄酮、儿茶素三类组成，黄酮类分子结构如下:

提取银杏叶中黄酮类化合物的主要方法有:水蒸气蒸馏、有机溶剂萃取和超临界流体萃取法。常用的有机溶剂有:甲醇、乙醇、丙酮、石油醚等。干燥和粉碎过的银杏叶通过索氏提取器提取后，蒸去溶剂可得棕黑色的银杏浸膏粗提物。粗提物经过萃取、沉淀法或柱分离精制后，可得精提取物，为黄褐色的粉末，其中黄酮类化合物含量为20%～26%。

根据索氏提取器的大小，用滤纸做成大小相宜的套袋，将粉碎后的银杏叶称量，放入滤纸套袋中，放到索氏提取器中进行回流提取。加热后的溶剂沿管壁不断上升，萃取银杏叶中的黄酮类物质后，又流回烧瓶中，这样反复循环，黄酮类物质逐渐富集在烧瓶内。提取物再经浓缩，可得黄酮类物质。

黄酮类化合物的含量测定方法较多，本实验以芦丁为对照品，利用芦丁与Al3+在亚硝酸钠碱性溶液中生成红色配合物，最大吸收波长在510nm附近，用分光光度法测定含量。

实验步骤

(一)提取

称取干燥、粉碎的银杏叶粉末50g，装入索氏提取器的滤纸套袋中，在500mL圆底烧瓶内加入250mL60%乙醇，用电热套加热，连续提取3h左右，等叶子颜色变浅，可停止加热。待在虹吸管内的冷凝液刚落下时，立即停止加热，用旋转蒸发器蒸去溶剂，即得棕黑色的银杏浸膏粗提物，称取质量，计算产率。

(二)精制

在500mL烧杯中，将银杏浸膏粗产物加250mL去离子水，搅拌均匀。再将此溶液转移至分液漏斗中，分3次用60mL二氯甲烷萃取。合并萃取液。用无水Na2SO4干燥。用旋转蒸发器蒸去二氯甲烷，蒸馏剩下物为黄酮类化合物的提取物，干燥，称取质量，计算产率。

(三)分光光度法测定总黄酮含量

以芦丁为标样测定银杏叶中总黄酮的步骤如下。将一定量样品液置10mL容量瓶中，用30%乙醇补充至5mL，加入0．3mLNaNO2(1∶20)，摇匀，放置5min后加入0．3mL Al(NO3)3(1∶10)，6min后再加入2mL1mol·L－1NaOH，混匀，用30%乙醇稀释至刻度，10min后于波长510nm处进行比色测定，试剂为空白参比。

思考题

1．为什么银杏叶要干燥并经粉碎?

2．如何提高索氏提取器的萃取效率?你有什么好的建议或想法?

3．本实验中，有多少废渣或废水排出?你有什么治理方案?

(程　迪)