苦参碱和氧化苦参碱的NMR数据解析

农格 蒲祖怡

1.广西南宁市第六人民医院药剂科 广西南宁 530003 2.中国医学科学院药用植物研究所广西分所 广西南宁 530023

引言

苦参是豆科槐属植物苦参(Sophora flavescens Ait.)的干燥根，其主要的生理活性成分为苦参生物碱，且以氧化苦参碱(oxymatrine)含量最高(约占苦参总生物碱的70%)，其次是苦参碱(matrine)［1］。在植物体内，氧化苦参碱为较稳定的天然存在形式［2］。研究表明，苦参碱和氧化苦参碱具有抗病毒、抗肿瘤、抗炎、免疫调节及抗心律失常等作用［3］。本文对苦参的活性成分苦参碱和氧化苦参碱进行了1H和13C的NMR(核磁共振)信号进行归属和详细解析。

实验材料、仪器和试剂:苦参碱(Matrine)和氧化苦参碱(Oxymatrine)是中国医学科学院药用植物研究所广西分所从广西山豆根科植物越南槐Sophora tonkinensis Gagnep提取出来的化合物，经液相［4］、质谱［5］鉴定为苦参碱和氧化苦参碱。

本次NMR实验是在瓦里安VNMRS 600MHZ超导核磁共振波谱仪上进行。1H核的共振频率是600.24MHz。13C核的共振频率是150.95MHz，以DMSO－d6(二甲基亚砜)为溶剂。使用5mm autox dual broadband探头测试，测试温度设定为30℃。1H的NMR谱宽为 14ppm，弛豫延迟为 1S，nt=8。13C的 NMR谱宽为243ppm，弛豫延迟为1S，nt=1000。DEPT135实验(Distortionless Enhancement by Polarization Transfer，不失真地极化转移增强)，弛豫延迟为1S，nt=1000。H－H COSY实验(H－H COrrelation SpectroscopY，相关谱)谱宽为14ppm，扫描次数(nt)=8，增量次数(ni)=256。HSQC实验(Heteronuclear Single Quantum Coherence，异核单量子相干)中13C谱宽为220ppm，1H谱宽为14ppm，扫描次数(nt)=8，增量次数(ni)=256，C－H多重性编辑CH、CH3 Up，CH2 Down;HMBC 实验(Heteronuclear Multiple Quantum Coherence，异核多重键相关)中13C谱宽为220ppm，1H谱宽为14ppm，扫描次数(nt)=8，增量次数(ni)=512。

结 果

苦参碱的1H、13C －NMR分析:苦参碱分子式为C15H24N2O，分子量为 248.37。

1H － NMR 的化学位移数据为: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)。从积分上看，有 24 个质子数，符合苦参碱的氢原子个数。

13C －NMR 化学位移数据为: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，符合苦参碱碳原子个数。

苦参碱的 NMR解析:在 DEPT135确定有一个季碳信号δC168.281、四个次甲基信号 δC35.551、42.978、53.070、63.623，10 个亚甲基信号 δC18.965、20.696、21.194、26.504、26.843、27.999、32.915、41.273、57.040、57.144。

确定唯一的季碳168.281信号为C=O的信号，从HMBC上指认季碳信号相邻的 H 谱 δH2.112(m，1H)、2.190(m，1H)、2.905(t，1H)、4.177(dd，1H)，从 HSQC 确定 2、9 号位的碳 δC41.273、32.915 ，综合用 H － H COSY、HSQC、HMBC，指认出 3、4、5、6、7、8 位碳 δC27.999、18.965、42.978、35.551、53.070、63.623。

10－15结构由于碳化学位移相近，在HSQC谱中，指认出12、13 号 C 位置为 δC57.040、57.144，综合用 H － H COSY、HSQC、HMBC，指认出 10、11、14、15 位碳 δC20.696、26.504、21.194、26.843。

苦参碱1H NMR和13C NMR信号归属如表1。

表1 苦参碱NMR数据(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 氧化苦参碱NMR数据(Solvent:DMSO－D6)Table 2 NMR data of Oxymatrine

氧化苦参碱1H、13C－NMR分析:氧化苦参碱分子式是C15H24N2O2，分子量为264.36，结构和苦参碱相近。

1H － NMR 的化学位移数据为: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)。从积分上看，有24个质子数，符合氧化苦参碱的氢原子个数。

13C － NMR 化学位移数据为: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。符合氧化苦参碱碳原子个数。

氧化苦参碱的 NMR解析:氧化苦参碱的13C NMR与DEPT135中显示15个碳，其中一个季碳δC168.971，4个次甲基信号 δC34.461、42.129、52.956、65.422，10 个亚甲基信号 δC17.248、17.317、18.994、24.493、26.196、28.152、33.122、41.699、68.492、68.956。其中季碳信号为C=O上信号，从HMBC上指认季碳信号相邻的 H，确定2、9 号位的碳 δC41.699、33.122，综合用 H－H COSY、HSQC、HMBC，指认出 3、4、5、6、7、8 位碳 δC 24.493、18.994、42.129、34.461、65.422、52.965。

10－15结构由于碳化学位移相近，在HSQC谱中，指认出12、13 号 C 位置为 δC68.492、68.956，综合用H －H COSY、HSQC、HMBC，指认出 10、11、14、15 位碳 δC17.248、26.196、17.317、28.152。

讨 论

由于苦参碱和氧化苦参碱是已知生物碱，已有文献报道了苦参碱的1H化学位移值和13C化学位移值［6］，文献采用了较低频率的核磁共振谱仪进行实验，也没有对化学位移值的标称进行详细的标示说明。本次实验使用了高分辨率超导傅立叶变换核磁共振波谱仪和首次应用二维COSY、HSQC、HMBC技术进行测试。二维实验更精确验证了1H和13C的NMR数据。

1 陈怀侠，韩凤梅，杜鹏，等.苦参生物碱电喷雾质谱分析［J］.分析化学，2006，34(2):205 －208.

2 贾敏鸽，孙文基.苦参及其复方中苦参碱与氧化苦参碱的转化研究［J］.药物分析杂志，2003，23(2):90 －93.

3 焦霞，沈其昀.苦参生物碱的临床及药理研究进展［J］.中药新药与临床药理，2002，13(3):192 －194.

4 靳如义，廖雪梅，罗忠圣，等.HPLC法测定苦参总碱中苦参碱与氧化苦参碱的含量［J］.药物分析杂志，2008，28(2):297 －300.

5 叶茂，谢国祥，赵爱华，等.超高效液相色谱－飞行时间质谱法测定苦参素注射液中苦参碱和氧化苦参碱［J］.中国中药杂志，2008，33(12):1398－1401.

6 祝经平，何明焕，卢涌泉.从山豆根中提取、精制苦参碱及其结构确认［J］.中成药，1997，19(3):36 －68.