苦參堿和氧化苦參堿的NMR數(shù)據(jù)解析

農(nóng)格 蒲祖怡

1.廣西南寧市第六人民醫(yī)院藥劑科 廣西南寧 530003 2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)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(nèi)，氧化苦參堿為較穩(wěn)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(diào)節(jié)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(jìn)行了1H和13C的NMR(核磁共振)信號進(jìn)行歸屬和詳細(xì)解析。

實(shí)驗(yàn)材料、儀器和試劑:苦參堿(Matrine)和氧化苦參堿(Oxymatrine)是中國醫(yī)學(xué)科學(xué)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(jīng)液相［4］、質(zhì)譜［5］鑒定為苦參堿和氧化苦參堿。

本次NMR實(shí)驗(yàn)是在瓦里安VNMRS 600MHZ超導(dǎo)核磁共振波譜儀上進(jìn)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(shè)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(shí)驗(yàn)(Distortionless Enhancement by Polarization Transfer，不失真地極化轉(zhuǎn)移增強(qiáng))，弛豫延遲為1S，nt=1000。H－H COSY實(shí)驗(yàn)(H－H COrrelation SpectroscopY，相關(guān)譜)譜寬為14ppm，掃描次數(shù)(nt)=8，增量次數(shù)(ni)=256。HSQC實(shí)驗(yàn)(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(shù)(nt)=8，增量次數(shù)(ni)=256，C－H多重性編輯CH、CH3 Up，CH2 Down;HMBC 實(shí)驗(yàn)(Heteronuclear Multiple Quantum Coherence，異核多重鍵相關(guān))中13C譜寬為220ppm，1H譜寬為14ppm，掃描次數(shù)(nt)=8，增量次數(shù)(ni)=512。

結(jié) 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(xué)位移數(shù)據(jù)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(gè)質(zhì)子數(shù)，符合苦參堿的氫原子個(gè)數(shù)。

13C －NMR 化學(xué)位移數(shù)據(jù)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(gè)數(shù)。

苦參堿的 NMR解析:在 DEPT135確定有一個(gè)季碳信號δC168.281、四個(gè)次甲基信號 δC35.551、42.978、53.070、63.623，10 個(gè)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(rèn)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(rèn)出 3、4、5、6、7、8 位碳 δC27.999、18.965、42.978、35.551、53.070、63.623。

10－15結(jié)構(gòu)由于碳化學(xué)位移相近，在HSQC譜中，指認(rèn)出12、13 號 C 位置為 δC57.040、57.144，綜合用 H － H COSY、HSQC、HMBC，指認(rèn)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(shù)據(jù)(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(shù)據(jù)(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(jié)構(gòu)和苦參堿相近。

1H － NMR 的化學(xué)位移數(shù)據(jù)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(gè)質(zhì)子數(shù)，符合氧化苦參堿的氫原子個(gè)數(shù)。

13C － NMR 化學(xué)位移數(shù)據(jù)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(gè)數(shù)。

氧化苦參堿的 NMR解析:氧化苦參堿的13C NMR與DEPT135中顯示15個(gè)碳，其中一個(gè)季碳δC168.971，4個(gè)次甲基信號 δC34.461、42.129、52.956、65.422，10 個(gè)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(rèn)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(rèn)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(jié)構(gòu)由于碳化學(xué)位移相近，在HSQC譜中，指認(rèn)出12、13 號 C 位置為 δC68.492、68.956，綜合用H －H COSY、HSQC、HMBC，指認(rèn)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(xiàn)報(bào)道了苦參堿的1H化學(xué)位移值和13C化學(xué)位移值［6］，文獻(xiàn)采用了較低頻率的核磁共振譜儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也沒有對化學(xué)位移值的標(biāo)稱進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)示說明。本次實(shí)驗(yàn)使用了高分辨率超導(dǎo)傅立葉變換核磁共振波譜儀和首次應(yīng)用二維COSY、HSQC、HMBC技術(shù)進(jìn)行測試。二維實(shí)驗(yàn)更精確驗(yàn)證了1H和13C的NMR數(shù)據(jù)。

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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.

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6 祝經(jīng)平，何明煥，盧涌泉.從山豆根中提取、精制苦參堿及其結(jié)構(gòu)確認(rèn)［J］.中成藥，1997，19(3):36 －68.