1923年，赵承嘏回国受聘于南京高等师范学校(不久并入国立东南大学，即中央大学的前身)，任数理化学部教授，讲授工业化学课程，著名化学家吴学周院士、柳大纲院士、朱任宏教授等都曾经上过他的课。柳大纲院士回忆：赵承嘏针对20世纪初煤焦工业的兴起，着重讲授精细工业化学，包括煤焦油出发的中间体及其含氮、硫、氧、氯衍生物的制备，并进一步讲述纯制方法以及合成染料、合成药物、消毒剂、炸药、照相药品的方法。为增进学生对化学应用的了解，赵承嘏还带着学生去上海参观化工厂、轮胎厂、天厨味精厂、搪瓷厂等，让学生们获得一套理论与实践结合的知识，课程设计巧妙而罕见，深受学生喜爱。 

　　图1  南京高等师范学校(后改名国立东南大学)正门 

　　1925年1月，国立东南大学因段祺瑞军阀政府介入而爆发校长易人风潮，竺可桢等著名教授均愤而辞职，赵承嘏也离开了东南大学，受聘于北平协和医学院，任药物化学教授，后兼任药理系代主任。20世纪20年代的北平协和医学院是当时国内研究中药的主要机构，被誉为“现代中药药理学研究创始人”的陈克恢（K.K.Chen）当时也在协和医学院做助教，并开展中药麻黄的药理研究。陈克恢从中药麻黄中提取麻黄素，但药理作用不恒定，无法发表。赵承嘏首先用重结晶法提纯，重结晶25次之后，熔点仍不恒定，证明是混合物。后用溶媒法将其分离成麻黄碱和伪麻黄碱，经药理临床试验，证明是一种很有效的新药，最终麻黄素成分拟交感作用的研究成果震惊了世界。两人志同道合，从此建立了默契的合作关系，即便后来陈克恢到美国威斯康星大学留学，又任职于礼来公司，赵承嘏依然将自己从中药中提取的几乎所有的生物碱都寄给陈克恢，请他开展药理研究。 

　　图2  北平协和医学院 

　　图3  协和医学院全体合影（红圈处为赵承嘏） 

　　陈克恢后成为20世纪国际药理学的一代宗师，曾任美国药理与实验治疗学会主席、美国实验生物学联合会主席和国际药理联合会（IUPHAR）名誉主席，是当时国际上最有影响力的药理学家之一。赵承嘏和陈克恢两人的合作可谓化学和药理的“双剑合璧”，为用现代科技的手段研究中草药的有效成分和药理机制开辟了新路，扩大了世界对中药的了解。也正是在协和医学院，赵承嘏开始了应用化学方法对中草药进行系统研究，除了麻黄以外，自1928年起，赵承嘏还开始了中药延胡索的化学研究，陆续提取出13种延胡索素，用“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛……”来表示，猜测其有镇痛作用成分。当时获得的生物碱结晶分量不多，赵承嘏视为至宝，一直小心珍藏，期待条件成熟之际进行更为深入的药效研究。紫堇碱是1826年由德国化学家Heinrich Wilhelm Ferdinand Wackenroder从罂粟中提取的，出人意料的是，一百年后赵承嘏从延胡索中获得了天然产物延胡索甲素竟然就是紫堇碱，1911～1914年，赵承嘏用其导师毕诞1911年发展的芳香乙胺与醛的缩合反应（即著名的Pictet-Spengler 反应）完成了这一天然产物的全合成。

　　图4  陈克恢 

　　     图5 麻黄                   图6 延胡索

　　这一时期，赵承嘏发表了10余篇论文，大多刊登在协和医学院主办的《中国生理学杂志》（Chinese Journal of Physiology）上，研究的中药包括麻黄、延胡索、莽草、贝母、钩吻等。《中国生理学杂志》是当时我国少有的英文期刊，在20世纪20～30年代具有较大的国际影响力，例如吴宪先生那篇关于蛋白质变性理论的著名论文，即于1931年发表在该杂志上。饶毅曾经评价赵承嘏和吴宪是20世纪20年代早期的中国真正能从事化学和生物学研究的科学家。

　　在协和医学院工作期间，赵承嘏还教授药理系的药物化学课程，他的讲课既有西方的植化药学内容，又有融入自己研究取得的中药植化成果，还亲手示范实验，并考核学生实验结果，为药理学学生打下了扎实的植物化学基础。

　　协和医学院当时的科研条件比较先进，为赵承嘏进行中草药有效成分的提取分离提供了施展才能的平台，赵承嘏也在此开启了中国植物化学研究的先河，为中国天然产物化学的发展奠定了重要基础。