大黄微量升华 [浅谈升华――大黄升华之小感]

　　摘要：通过大黄升华实验过程的简要概述及所遇问题的思考与感悟，为升华实验操作的进一步优化乃至升华法提取大黄中有效成分提供有益的参考。 　　关键词：大黄 升华 感悟
　　
　　升华是指物质从固态不经过液态而直接转化为气态的相变过程，是物质在温度和气压低于三相点的时候发生的一种物态变化。它有操作简单、安全，分离纯化效果明显等优势，是常用的提取分离方法之一，也是大学实验中常遇到的操作。但是升华过程中某些条件要求比较苛刻，稍不注意则可能功亏一篑。本文就以大黄的升华实验为例，略表感悟，希望对以后的升华实验有所帮助，也为升华的进一步优化及升华法提取大黄有效成分提供参考价值。
　　一、大黄升华的可行性
　　我国传统中药大黄中含有多种羟基蒽醌类化合物，它们在植物中主要以苷的形式存在，总含量为2%～5%，大黄中主要的羟基蒽醌类化合物有大黄酚、大黄素、大黄酸、大黄素甲醚、芦荟大黄素及其苷类。近年来大黄的药用价值得到不少专家学者的青睐，他们响应中药现代化号召，对中药大黄的有效成分进行提取和精制，并且应用了新的方法和技术手段，使大黄酚、大黄酸和大黄素的提取分离工艺得到了优化和改进。常用的提取方法有有机溶剂氯仿、乙醇等提取法，碱提法等，但由于其有效成分含量较低，提取过程所用溶剂剂量大，分离纯化效果不明显，各种方法的产率均不高，提取分离效率不容乐观。并且这些新的方法和手段仍然没有脱离毒性和腐蚀性试剂和化学药品的使用，如浓硫酸；甲醇；氯仿；乙醚；三氯甲烷等。此外，后续的空气污染和水污染问题与现代社会所提倡的绿色化学和可持续发展是相违背的，不容忽视。
　　相关资料表明，大黄中的主要有效成分大黄酚、大黄素和大黄酸等均有升华性。大黄酚熔点为196～198℃；大黄素熔点256℃～257℃；大黄酸熔点为321～322℃，其中大黄酚的升华点（124℃）最低，故可采用升华的方法进行大黄酚的提取。而升华法所用仪器设备简单易得，操作简便，所提取物质成分单一，且无有害物或污染物出现，不失为一种提取分离的好方法。
　　二、大黄的升华实验探索
　　传统的大黄有效成分提取方法多为溶剂萃取法，如醇提法、氯仿提取、氨水提取等，这些方法操作复杂，耗时长，用于工业生产也不经济安全，从简便易得、安全高效的角度出发，我们考虑将大黄粉碎后用升华法提取分离大黄中的有效成分。
　　1.实验装置的确定。常见的实验室常压升华装置如下图，将待升华的固体化合物烘干，放入蒸发皿中，铺匀，取一大小合适的锥形漏斗，将颈口处用少量棉花堵住，以免蒸汽外逸造成产品损失。选一张略大于漏斗底口的滤纸，在滤纸上扎一些小孔后盖在蒸发皿上，用漏斗盖住。在大黄有效成分的分离提纯试验中，考虑到其有效成分的熔点和升华点较高，且大黄中总的蒽醌含量仅2%～5%，升华过程需要很好的保温设备，从廉价易得出发，我们选择在蒸发皿底部加铺一层细沙。
　　升华基本装置图实验之初，我们用一般的酒精灯加热，结果发现即使控制好其它因素，由于火焰较小、较集中，升华过程晶体不出现或者出现不均匀，于是改用加热套进行均匀加热。
　　2.升华温度的控制。在装有少量细沙的蒸发皿中将粉碎的大黄药材均匀铺在细沙之上，盖上漏斗（带有事先扎有小孔的滤纸），将温度计通过漏斗颈插入细沙之中，开始时加热幅度很大，温度计示数急速增加，当升到180℃时停止加热，温度计示数继续上升到210℃，此时，由于加热过快，滤纸呈棕褐色，无晶体出现。经过多次实验发现，当加料较多，缓慢加热，使温度计示数稳步上升，并在210℃左右保持一段时间时，滤纸呈浅黄色，其上出现橙黄色小晶体片。
　　经验证，该晶体为大黄酚。考虑到大黄酚升华实验的条件，为降低实验温度，我们又实验将温度计插入滤纸中，刚刚接触大黄粉末，仍缓慢加热，发现当温度计示数为135℃时，即可通过漏斗看到滤纸背面星星点点的亮点出现，继续加热到140℃，保持一段时间即有更多晶体析出，但继续加热，160℃左右可见晶体减少，大约180℃晶体基本全部消失。
　　多次实验表明：升华过程其他条件适宜时，若加热到140℃立即停止加热，则基本无晶体析出；在最适温度保持10～20分钟，则晶体析出完全。
　　3.升华条件的确定。综合以上实验，较简洁合理的实验条件为：加热套均匀加热时，在蒸发皿上铺一层细沙，均匀撒上适量大黄粉末，插入温度计，使其刚接触药品，缓慢加热，将大黄粉末在140℃保持10～20分钟，则大黄酚升华较完全，且成分单一。
　　三、实验感悟
　　经过半个月的反复实验和摸索，我们终于可以用娴熟的手法来提取大黄酚，兴奋的同时又有无限的感慨。
　　1.实验可以磨砺意志。任何实验的成功都是伴随着大量的失败，大黄酚的升华实验也不例外，加上我们不知道它的具体升华点，失败和反复更是不可避免的，所以它的成功需要我们迎难而上的意志和持之以恒的决心。在做升华实验的这半个月里，失败比成功似乎更加青睐我们。不停地碰壁，不停地重复，拨开重重的迷雾，却也不一定能见到阳光。我们尝试了各种方法来提取分离出大黄酚、大黄素和大黄酸，可是升华的结果总是不如人意。当反复的实验见不到晶体出现的曙光时，我们曾感到沮丧和失望，但在老师的开导下我们明白了越是失败，越要有一颗积极的心。失败了，反而能证明以前的做法是不可取的，即使摆在前面的路有几十种，走过一条就可以否决一条，次数多了，自然会越接近真理。于是我们又开始反复实验，用乐观的心态去探索。
　　2.实验教我们学会解决问题。升华，简单的两个字，简便的实验装置，却一而再再而三的给予我们问题和失败。也正是这些问题和失败教会了我们不断思考，不断学习，不断地尝试各种途径来解决问题。
　　实验最初，我们想要通过升华把有效成分大黄酚、大黄素和大黄酸分别提取分离出来，但是实验中，当温度计刚刚接触大黄时，温度达到210℃滤纸即为棕褐色，大黄粉末碳化，由于大黄酚已分解，所以滤纸上没有任何晶体出现。多次实验证明，用原来的实验装置无法达到分离大黄素和大黄酸的目的，但可以尝试减压升华法。
　　实验中，温度的控制是问题的关键，为缩短实验时间，我们想要先快速加热，再缓慢加热至所需温度，但事实说明一旦急速加温，滤纸变褐色，晶体出现的概率就微乎其微。所以我们改变策略，进行缓慢加热。解决了这一问题，升华仍未顺利进行，几次实验，要么无晶体出现，要么仅隐约出现几个亮点。停下来反复考虑影响因素，我们认为是在合适温度保持时间不足，于是重新打起精神，一点点增加保持时间，终于摸索到一个合适的时间，能够使药品升华完全而又不浪费时间。
　　以往的实验，学生总是跟着老师的步伐走，往往只是知道怎样去操作，并没有思考为什么要这样，有没有简便方法，实验失败了也没有深究失败的原因。经过升华实验，我们不仅懂得了实验所要的持之以恒的意志力，而且学会了独立思考问题，培养了解决问题的能力，这些都是平时学习实验中所不曾学到的。
　　总而言之，大黄的升华实验使我们受益匪浅，多安排此类实验可以提高学生的动手能力和独立的思维模式，促进其全面发展。
　　
　　参考文献：
　　[1]马育,汤先觉.温度对大黄升华物凝结晶形的影响[J].中医药学报,1997,(2)：49.
　　[2]赵仁泰，范姝姿，刘波.大黄水蒸气蒸馏成分分析[J].山东中医杂志,1994，13(6)：268.
　　基金项目：河南中医学院大学生创新学习项目（CXXM[2010]06）；河南省教育科学“十一五”规划2009年课题（2009-JKGHAG-0398）。
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