苦參堿和氧化苦參堿的NMR數據解析

農格 蒲祖怡

1.廣西南寧市第六人民醫院藥劑科 廣西南寧 530003 2.中國醫學科學院藥用植物研究所廣西分所 廣西南寧 530023

引言

苦參是豆科槐屬植物苦參(Sophora flavescens Ait.)的干燥根，其主要的生理活性成分為苦參生物堿，且以氧化苦參堿(oxymatrine)含量最高(約占苦參總生物堿的70%)，其次是苦參堿(matrine)［1］。在植物體內，氧化苦參堿為較穩定的天然存在形式［2］。研究表明，苦參堿和氧化苦參堿具有抗病毒、抗腫瘤、抗炎、免疫調節及抗心律失常等作用［3］。本文對苦參的活性成分苦參堿和氧化苦參堿進行了1H和13C的NMR(核磁共振)信號進行歸屬和詳細解析。

實驗材料、儀器和試劑:苦參堿(Matrine)和氧化苦參堿(Oxymatrine)是中國醫學科學院藥用植物研究所廣西分所從廣西山豆根科植物越南槐Sophora tonkinensis Gagnep提取出來的化合物，經液相［4］、質譜［5］鑒定為苦參堿和氧化苦參堿。

本次NMR實驗是在瓦里安VNMRS 600MHZ超導核磁共振波譜儀上進行。1H核的共振頻率是600.24MHz。13C核的共振頻率是150.95MHz，以DMSO－d6(二甲基亞砜)為溶劑。使用5mm autox dual broadband探頭測試，測試溫度設定為30℃。1H的NMR譜寬為 14ppm，弛豫延遲為 1S，nt=8。13C的 NMR譜寬為243ppm，弛豫延遲為1S，nt=1000。DEPT135實驗(Distortionless Enhancement by Polarization Transfer，不失真地極化轉移增強)，弛豫延遲為1S，nt=1000。H－H COSY實驗(H－H COrrelation SpectroscopY，相關譜)譜寬為14ppm，掃描次數(nt)=8，增量次數(ni)=256。HSQC實驗(Heteronuclear Single Quantum Coherence，異核單量子相干)中13C譜寬為220ppm，1H譜寬為14ppm，掃描次數(nt)=8，增量次數(ni)=256，C－H多重性編輯CH、CH3 Up，CH2 Down;HMBC 實驗(Heteronuclear Multiple Quantum Coherence，異核多重鍵相關)中13C譜寬為220ppm，1H譜寬為14ppm，掃描次數(nt)=8，增量次數(ni)=512。

結 果

苦參堿的1H、13C －NMR分析:苦參堿分子式為C15H24N2O，分子量為 248.37。

1H － NMR 的化學位移數據為:δH1.351(m，5H)、1.533(m，5H)、1.701(m，1H)、1.858(m，3H)、1.991(m，3H)、2.112(m，1H)、2.190(m，1H)、2.729(dd，2H)、2.905(t，1H)、3.709(dd，1H)、4.177(dd，1H)。從積分上看，有 24 個質子數，符合苦參堿的氫原子個數。

13C －NMR 化學位移數據為:δC18.965、20.696、21.194、26.504、26.843、27.999、32.915、35.551、41.273、42.978、53.070、57.040、57.144、63.623、168.281，符合苦參堿碳原子個數。

苦參堿的 NMR解析:在 DEPT135確定有一個季碳信號δC168.281、四個次甲基信號 δC35.551、42.978、53.070、63.623，10 個亞甲基信號 δC18.965、20.696、21.194、26.504、26.843、27.999、32.915、41.273、57.040、57.144。

確定唯一的季碳168.281信號為C=O的信號，從HMBC上指認季碳信號相鄰的 H 譜 δH2.112(m，1H)、2.190(m，1H)、2.905(t，1H)、4.177(dd，1H)，從 HSQC 確定 2、9 號位的碳 δC41.273、32.915 ，綜合用 H － H COSY、HSQC、HMBC，指認出 3、4、5、6、7、8 位碳 δC27.999、18.965、42.978、35.551、53.070、63.623。

10－15結構由于碳化學位移相近，在HSQC譜中，指認出12、13 號 C 位置為 δC57.040、57.144，綜合用 H － H COSY、HSQC、HMBC，指認出 10、11、14、15 位碳 δC20.696、26.504、21.194、26.843。

苦參堿1H NMR和13C NMR信號歸屬如表1。

表1 苦參堿NMR數據(Solvent:DMSO－D6)Table 1 NMR data of Matrine

10 20.696 1.351(m)、1.533(m) 6H，11H，12H 6H 11 26.504 1.351(m)、1.858(m) 10H，12H 10H，12H 12 57.040 1.858(m)、2.729(dd) 11H 11H 13 57.144 1.858(m)、2.729(dd) 14H 14H 14 21.194 1.351(m)、1.991(m) 13H，15H 15H，15 26.843 1.351(m)、1.533(m) 8H，14H 8H，14H

表2 氧化苦參堿NMR數據(Solvent:DMSO－D6)Table 2 NMR data of Oxymatrine

氧化苦參堿1H、13C－NMR分析:氧化苦參堿分子式是C15H24N2O2，分子量為264.36，結構和苦參堿相近。

1H － NMR 的化學位移數據為:δH 1.208(td，1H)、1.384(t，2H)、1.494(m，3H)、1.551(d，1H)、1.654(m，3H)、1.858(d，1H)、2.085(m，2H)、2.197(d，1H)、2.400(td，1H)、2.477(dt，1H)、2.799(m，2H)、3.193(m，3H)、4.093(m，2H)、5.004(td，1H)。從積分上看，有24個質子數，符合氧化苦參堿的氫原子個數。

13C － NMR 化學位移數據為:δC17.248、17.317、18.994、24.493、26.196、28.152、33.122、34.461、41.699、42.129、52.965、65.422、68.492、68.956、168.971。符合氧化苦參堿碳原子個數。

氧化苦參堿的 NMR解析:氧化苦參堿的13C NMR與DEPT135中顯示15個碳，其中一個季碳δC168.971，4個次甲基信號 δC34.461、42.129、52.956、65.422，10 個亞甲基信號 δC17.248、17.317、18.994、24.493、26.196、28.152、33.122、41.699、68.492、68.956。其中季碳信號為C=O上信號，從HMBC上指認季碳信號相鄰的 H，確定2、9 號位的碳 δC41.699、33.122，綜合用 H－H COSY、HSQC、HMBC，指認出 3、4、5、6、7、8 位碳 δC 24.493、18.994、42.129、34.461、65.422、52.965。

10－15結構由于碳化學位移相近，在HSQC譜中，指認出12、13 號 C 位置為 δC68.492、68.956，綜合用H －H COSY、HSQC、HMBC，指認出 10、11、14、15 位碳 δC17.248、26.196、17.317、28.152。

討 論

由于苦參堿和氧化苦參堿是已知生物堿，已有文獻報道了苦參堿的1H化學位移值和13C化學位移值［6］，文獻采用了較低頻率的核磁共振譜儀進行實驗，也沒有對化學位移值的標稱進行詳細的標示說明。本次實驗使用了高分辨率超導傅立葉變換核磁共振波譜儀和首次應用二維COSY、HSQC、HMBC技術進行測試。二維實驗更精確驗證了1H和13C的NMR數據。

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3 焦霞，沈其昀.苦參生物堿的臨床及藥理研究進展［J］.中藥新藥與臨床藥理，2002，13(3):192 －194.

4 靳如義，廖雪梅，羅忠圣，等.HPLC法測定苦參總堿中苦參堿與氧化苦參堿的含量［J］.藥物分析雜志，2008，28(2):297 －300.

5 葉茂，謝國祥，趙愛華，等.超高效液相色譜－飛行時間質譜法測定苦參素注射液中苦參堿和氧化苦參堿［J］.中國中藥雜志，2008，33(12):1398－1401.

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