（4）为什么在升华操作中，加热温度一定要控制在被升华物熔点以下？ （5）为什么升华前要将水分除尽？ （6）除了升华还可以用何方法提纯咖啡因？
B 咖啡因的红外吸收光谱测定
一、实验目的
（1）了解傅里叶变换红外光谱仪的工作原理，学习AVATAR360FT-IR的使用方法。
（2）掌握常用的固态物质红外制样方法——溴化钾压片法。 （3）学习利用红外吸收光谱对有机化合物结构进行定性鉴定的方法。
二、实验原理
1．红外吸收光谱有机化合物结构鉴定的重要方法之一，它主要能提供有机物中所含官能团等信息。有关红外吸收光谱的基本原理参阅4.2.3节。
2．测定红外光谱时，不同类型的样品须采用不同的制样方法。固态样品一般可采用压片法和糊状法制样。压片法是将样品与溴化钾粉末混合研磨细和匀后，压制成厚度约为1mm的透明薄片；糊状法是将样品研磨成足够细的粉末，然后用液体石蜡或四氯化碳调成糊状，然后将糊状物薄薄地均匀涂布在溴化钾晶片上。由于石蜡或四氯化碳本身在红外光谱中有吸收，所以在解析谱图时要将它们产生的吸收峰扣除。图4-32是液体石蜡或四氯化碳的红外吸收光谱图。
3．测绘样品的红外光谱图仅仅是化合物结构鉴定工作的第一步，更重要的是对红外光谱图进行解析。红外光谱图中有很多吸收峰，含有丰富的结构信息，但其中有许多我们还不能准确地解释。对于初学者来说，主要应掌握4000～1500cm-1官能团特征频率区的吸收峰和1500cm-1以下一些重要吸收峰的归属，并学会红外标准谱图的查阅或标准谱库的计算机检索方法。 三、仪器和试剂
（1）AVATAR360FT-IR红外光谱仪或其他型号的红外光谱仪器。
（2）红外干燥灯、不锈钢镊子和样品刮刀、玛瑙研钵、试样纸片、压模、压片机、磁性样品架、无水乙醇浸泡的脱脂棉等。
（3）样品和试剂：实验十二A中提取的咖啡因、溴化钾粉末。
四、实验步骤
1．开启仪器，启动计算机并进入OMNIC窗口（第4.2.3节相关内容）。 2．压片法制样：
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取1～2mg干燥试样放入玛瑙研钵中，加入100mg左右的溴化钾粉末，磨细研匀。按照图4-33顺序放好压模的底座、底模片、试样纸片和压模体，然后，将研磨好的含试样的溴化钾粉末小心放入试样纸片中央的孔中,将压杆插入压模体,在插到底后,轻轻转动使加入的溴化钾粉末铺匀。把整个压模放到压片机的工作台垫板上（见图4-34），旋转压力丝杆手轮压紧压模，顺时针旋转放油阀到底，然后，缓慢上下压动压把，观察压力表。当压力达到1×10５～1.2×10５kPa(约100～120kg/cm2)时，停止加压,维持2～3min，反时针旋转放油阀，压力解除，压力表指针回到“0”，放松压力丝杆手轮，取出压模，即可得到固定在试样纸片孔中的透明晶片。将试样纸片小心放在磁性样品架的正中间，压上磁性片。制好的试样供下一步收集样品图时用。
3．绘制试样咖啡因的红外光谱图并进行标准谱库检索（详见第4.2.3节）。整个过程包括：（1）设定收集参数；（2）收集背景；（3）收集样品图；（4）对所得试样谱图进行基线校正，标峰等处理；（5）标准谱库检索；（6）打印谱图。
4．收集样品图完成后，即可从样品室中取出样品架。并用浸有无水乙醇的脱脂棉将用过的研钵、镊子、刮刀、压模等清洗干净，置于红外干燥灯下烘干，以备制下一个试样。
五、谱图解析
1．对照试样的结构，对红外谱图中的吸收峰进行归属。4000～1500cm-1区域的每一个峰都应讨论,小于1500cm的吸收峰选择主要的进行归属。归属时可参考图4-20和附录3。
2．记录计算机谱库检索的结果，并对检索结果进行评价和讨论。
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六、注意事项
1．制样时，试样量过多，制得的试样晶片太“厚”，透光率差，导致收集到的谱图中强峰超出检测范围；试样量太少，制得的晶片太“薄”，收集到的谱图信噪比差。
2．红外光谱实验应在干燥的环境中进行，因为红外光谱仪中的一些透光部件是溴化钾等易溶于水的物质制成，在潮湿的环境中极易损坏。另外，水本身能吸收红外光产生强的吸收峰，干扰试样的谱图。
七、思考与讨论
1．化合物的红外光谱是怎样产生的？它能提供哪些重要的结构信息？ 2．为什么甲基的伸缩振动出现在高频区？
3．单靠红外光谱解析能否得到未知物的准确结构，为什么？ 4．含水的样品是否能直接测定其红外光谱，为什么？
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实验二 黄连中小檗碱的提取和鉴定（设计性实验）
一、目的与要求
1.通过对黄连中小檗碱的提取，掌握天然产物的提取技术。 2.通过对小檗碱的鉴定，掌握一般生物碱的鉴别方法。
3.通过查阅资料并结合所学知识，初步了解并完成实验方案的设计。
二、基本原理
黄连主含小檗碱，含量为5.20%-7.69%，还含黄连碱，甲基黄连碱、掌叶防己碱等，由于它们有相似结构，常统称为黄连生物碱。小檗碱异名为黄连素，在水或稀乙醇中结晶所得小檗碱为黄色针状结晶。游离小檗碱微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于冷乙醇、氯仿和乙醚。小檗碱和大分子有机酸生成的盐在水中的溶解度都很小。小檗碱有季铵式、醛式、醇式，3种能互变的结构式，以季铵式最稳定。小檗碱的盐都是季铵盐，于硫酸小檗碱的水溶液中加入计算量的氢氧化钡，生成棕红色强碱性游离小檗碱，易溶于水，难溶于乙醚，称为季铵式小檗碱。如果于水溶性的季铵式小檗碱水溶液中加入过量的碱，则生成游离小檗碱的沉淀，称为醇式小檗碱。如果用过量的氢氧化钠处理小檗碱盐类则能生成溶于乙醚的游离小檗碱，能与羟胺反应生成衍生物，说明分子中有活性醛基，称为醛式小檗碱。小檗碱的提取方法主要有溶剂法（包括水或水－有机溶剂法、醇－酸水－有机溶剂法、碱化有机溶剂法）、离子交换树脂法、沉淀法等，通过生物碱特有的沉淀反应和显色反应对其进行鉴别。 O N+O OCH3
OCH3
小檗碱的结构式
三、仪器和试剂
1.仪器与材料
100mL园底烧瓶、冷凝管、50mL、100mL烧杯各1只，10mL、25mL量筒各1个，铁架台1个、漏斗1个、滤纸若干、滴管1个、蒸发皿、小试管三支等。
2. 试剂与原料
黄连粉2.0g，体积分数为95%的乙醇15mL，浓HCl10mL、蒸馏水、碘化铋钾试液、碘碘化钾试液、硅钨酸试液等。
四、实验步骤
1.小檗碱的提取 2.小檗碱的鉴定
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实验三 烟叶中烟碱的提取与定性分析测定（综合性实验）
实验 烟叶中烟碱的提取及其紫外光谱分析
A 烟叶中烟碱的提取
一、实验目的
1．了解生物碱的提取方法及其一般性质。
2．复习水蒸气蒸馏的原理及其应用，掌握小型水蒸气蒸馏的装置及其操作
方法。
二、实验原理
烟碱又名尼古丁，是烟叶中的一种主要生物碱。 学名： N-甲基-2[α(β,γ)]-吡啶基四氢吡咯 结构式：
由于它是含氮的碱，因此很容易与盐酸反应生成烟碱盐酸盐而溶于水。此提取液加入NaOH后可使烟碱游离。游离烟碱在100?C左右具有一定的蒸气压，因此，可用水蒸气蒸馏法分离提取。 三、实验装置
如图4-35或图4-36所示。
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四、 试剂或器材
试剂：粗烟叶或烟丝，10％HCl，50％NaOH，0.5%乙酸，碘化汞钾试剂，饱和苦味酸，红色石蕊试纸。
器材：10mL圆底烧瓶，100mL双颈圆底烧瓶，冷凝管，15mL具支试管，T形管、接引管，3mL离心试管，10mL烧杯。 五、 实验步骤
取香烟1/2~2/3支放入10mL圆底烧瓶,加入10％HCl 6mL，装上冷凝管回流20min。待瓶中混合物冷却后倒入小烧杯中，用50NaOH％中和至明显碱性(石蕊试纸检验，注意充分搅拌)。将混合物转入蒸馏试悉中，如图4-34装置进行少量水蒸气蒸馏（或如装置图4－36所示），取微型试管2支各收集3滴烟碱馏出液。在第一支试管中加几滴饱和苦味酸；第二支试管中加2滴0.5%乙酸及2滴碘化汞钾溶液，观察有无沉淀生成。 六、 注意事项
a) 根据热源高度固定铁架台上铁圈的位置。
2．将100mL两颈圆底烧瓶用铁夹固定在垫有石棉网的圈上，注入25~30mL自来水和几粒碎瓷片作沸石。
3．将具支试管装好样品后，从双颈烧瓶的上口插入，蒸馏试管的底部应在烧瓶中水的液面之上。
4．将蒸导管(T形管)一端与二颈圆底烧瓶的侧口相连，一端插入试管底部。 5．用另一个铁架台上的铁夹将冷凝管的位置调整好以后，使之与具支试管的支管相连，然后装好接引管和接受容器。
6．将冷凝管夹通入冷凝水以后，开始加热，待水沸腾产生蒸汽以后，用止水夹将T形管的上端夹紧，这时蒸汽就导入蒸馏试管中，开始蒸馏。
7．蒸馏完毕，应先松开止水夹，再移去热源，以免因圆底烧瓶中蒸气压的降低而发生倒吸现象。 七、 实验结果与讨论
观察烟碱的性质。 八、 思考题
a) 为什么要用盐酸溶液提取烟碱？
b) 水蒸气蒸馏提取烟碱时，为什么要用NaOH中和至明显碱性？
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