全 文 ：第 34 卷第 8 期
2012 年 08 月
武 汉 工 程 大 学 学 报
J. Wuhan Inst. Tech.
Vol. 34 No. 8
Aug． 2012
收稿日期:2012-04-11
作者简介:肖艳华 (1971-) ，女，湖北武汉人，副教授，博士，硕士研究生导师．研究方向:药物合成、天然药物提取分离
和活性以及精细化学品．
文章编号:1674-2869(2012)08-0026-05
去氢紫堇碱的结构
肖艳华1，帅维1，曹辉2，高婷1，潘志权1*
(1．武汉工程大学化工与制药学院，绿色化工过程省部共建教育部重点实验室，湖北省新型反应器与
绿色化学工艺重点实验室，湖北 武汉 430074;2． 凯里学院化学系，贵州 凯里 556011)
摘 要:为了寻找荩草中的生物碱类成分，先用柱层析对其乙醇提取物进行分离，从中得到一个白色粉末，利
用颜色反应、紫外光谱、红外光谱、质谱以及氢(1)与碳(13)核磁共振以及二维核磁共振技术无畸变极化转移
增强 － 135，杂核多键相关和杂核单键相关确定了该目标化合物为抑制乙酰胆碱酯酶作用的去氢紫堇碱;该化
合物为从该植物中分离得到，而且通过二维核磁共振对其结构进行了论证．
关键词:荩草;去氢紫堇碱;质谱;核磁共振
中图分类号:R284． 1 文献标识码:A doi:10. 3969 / j. issn. 1674-2869. 2012. 08. 007
0 引 言
作为天然产物，许多生物碱具有重要的生物
活性，例如，阿片中的镇痛成分吗啡、止咳成分可
待因，麻黄的抗哮喘成分黄麻碱、颠茄的解痉成分
阿托品、长春花的抗癌成分长春新碱等等．去氢紫
堇碱又称去氢延胡索素，属异喹啉衍生物类生物
碱，来源于罂粟科植物延胡索的块茎，细深山紫堇
全草等．动物实验显示具有显著的抗胃溃疡、抑制
胃液分泌作用，对心肌缺氧再灌注损伤具有保护
作用，可明显提高耐缺氧力，其扩张冠脉，增加冠
脉血流作用与罂粟碱相似，认为去氢紫堇碱是延
胡索治疗冠心病的主要有效成分．
荩草(Arthraxon hispidus)是禾本科(Gramineae)
的荩草属(Arthraxon Beauv．)植物，为一年生草本．
在民间用于止咳定喘，杀虫解毒，可治哮喘． 作为
一种分布及其广泛的民间植物，其地上部分的水
提取物活性测试表明，它具有 ACE抑制活性［1 － 2］．
为了找到其活性物质，对荩草的乙醇提取物经柱
色谱分离纯化，并用丙酮重结晶得到纯化合物 1
(如图 1 所示) ，运用波谱手段(UV，IR，MS，
13C NMR，1H NMR) ，并参考文献报道的数据，鉴定
其为去氢紫堇碱． 初步认定该化合物就是荩草民
间用药的物质基础．
图 1 化合物 1 的结构
Fig． 1 Structure of compound 1
1 实验部分
1． 1 实验仪器
Bruker Avance 400 核磁共振仪;Finnigan LCQ
DECA 质谱仪．
1． 2 测试条件
1． 2． 1 1D 和 2D NMR 在 Bruker Avance 400
核磁共振仪上测定，用化学位移值(δ)表示，以
TMS作为内标，偶合常数(J)用 Hz表示．
1． 2． 2 1H NMR 测试条件 观察频率为
400 MHz，所用溶剂为 DMSO(二甲亚矾)－ D6
(0． 5 mL) ，谱宽化学位移 12，测试温度为 30 ℃，
脉冲角为 30°，脉冲重复时间为 3． 0 s，采样 10 次．
第 8 期 肖艳华，等:去氢紫堇碱的结构 27
1． 2． 3 13 C NMR 测试条件 观察频率为
100 MHz，所用溶剂为 DMSO － D6(0． 5 mL) ，谱宽
化学位移 230 ，测试温度为 30 ℃，脉冲角为 30°，
脉冲重复时间为 3． 0 s，采样累积 800 次．
1． 3 样品与试剂
所用药材荩草样品于 2002 年 2 月采自云南
景东斗阁镇(海拔约 2 000 m) ，由西南师范大学化
学系唐天君教授提供并鉴定． 常用柱层析硅胶
(0． 075 ～ 0． 150 mm，0． 050 ～ 0． 075 mm)和薄层层
析硅胶 GF254 购自青岛海洋化工厂;薄层色谱在
铺有硅胶 GF254(0 ～ 40 μ，以质量分数 0． 5% CMC
(羟甲基维素钠)水溶液为粘合剂，在 110 ℃条件
下活化 2 h)的玻璃板上进行;常规显色剂为质量
分数 10% 的磷钼酸无水乙醇溶液和碘化铋钾
(Dragendorff)试剂;所有溶剂在使用前均通过蒸馏
处理，其中石油醚沸程为 60 ～ 90 ℃ ．
1． 4 实验步骤
将荩草地上部分粉碎，水提并且喷雾干燥得
到荩草粗提物 7． 5 kg，用体积分数 80%乙醇提取 3
次，每次 2 h，浓缩后得到浸膏 2． 6 kg．在浸膏中加
入适量水稀释使浸膏悬浮，分别用石油醚，氯仿和
乙酸乙酯萃取，氯仿部分经减压浓缩得 54． 8 g．
取氯仿部位浸膏 54． 8 g，硅胶柱层析分离
(8 cm ×90 cm玻璃层析柱，0． 075 ～ 0． 150 mm 硅
胶 1 200 g) ，氯仿 －甲醇梯度洗脱(50∶ 1 ～ 2∶ 1) ，
每 500 mL 为一个流份，共收集 107 流份(A1 ～
107) ，TCL检测，合并相同流份，FrA52 － 63 合并得
到浸膏 11． 2 g，硅胶层析柱分离(6 cm × 50 cm 玻
璃层析柱，0． 050 ～ 0． 075 mm硅胶 250 g) ，氯仿 －
甲醇(20∶ 1 ～ 0∶ 1)梯度洗脱，每 250 mL 收集为一
流份，共收集 58 个流份． TLC 检测，合并相同流
份，收集流份 25 ～ 36，重复用硅胶柱层析，析出白
色化合物 1，用丙酮重结晶得到纯品．
2 结果与讨论
2． 1 化合物 1 的紫外、红外和质谱分析
化合物 1:白色针状结晶(丙酮) ，易溶于丙
酮．碘化铋钾显红色，显示为生物碱类化合物． 化
合物 1 的紫外最大吸收峰为 289 nm，338 nm，
420 nm，基本骨架为异喹啉类生物碱 ． IR υ
KBr
max(cm
－1) :3 411 (υasN-H) ，1 599，1 567，1 505
(υC = C，芳核骨架振动) ，1 456 (δ
as
CH2) ，1 372
(δsCH3) ，1 277 (υ
as
C-O-C) ，1 216 (υC-C) ，1 113 (υ
s
C-N) ，
1 022 (υsC-O-C) ，957 (υ
s
Ar-H) ，817 (δ = C-H)． IR数据
验证了结构中有芳香环、甲基、胺基和碳氧部分的
存在(如图 2 所示)．
图 2 化合物 1 的质谱
Fig． 2 The MS of spectrum of compound 1
ESI － MS m /z :分子离子峰 366． 1［M + 1］+，
推测该化合物含有奇数氮原子． 对分子离子峰进
行二级碎裂，得到碎片峰 351． 1［M － 15］，推断此
处断裂的碎片应为—CH3，则结构中存在孤立的甲
基．对 351． 1 的碎片峰进行进一步打碎，得到碎片
峰 322． 1［350． 9 － 29］，推断此处断裂的碎片为
—CH2CH3;对 322． 1 的碎片峰进行进一步碎裂，
得到离子峰 305． 9［322． 1 － 16］，推断此处断裂的
碎片为 CH4，为邻苯二甲氧基的特征碎裂，表明分
子含有邻苯二甲氧基片段．
2． 2 化合物 1 的核磁共振研究
1H － NMR δ(图 3) :4． 84 (3 H，s) ，4． 83 (3
H，s) ，4． 11 (3 H，s) ，3． 89 (3 H，s)和13 C －
NMR(图 3) :δ 56． 88，56． 72，56． 02，55． 72 说明
结构中存在四个甲氧基取代，1H － NMR δ 2． 98
(3H，s)和13C － NMR δ 17． 58 说明结构中存在一
个甲基． 1H － NMR δ:3． 16 (2 H，t) ，4． 84 (2 H，
t)和13 C － NMR δ:26． 71(DEPT － 135°中峰型向
下) ，61． 97(DEPT －135°中峰型向下)提示存在—
CH2CH2—基团，且应与氮原子相连并将其归属为
C5 和 C6．
在化合物 1 的 HMBC 谱图(图 4)中，可以很
清晰地观察到 δ 9． 89 (1H，s)为 8 位氢特征信
号，它由于受季胺氮原子的负屏蔽作用而处于低
场．与形成远程耦合的 C信号:C6(δ 61． 97) ，C12 a
(δ 132． 96)和 C9 (δ 143． 89)也形成相当强度的
远程耦合，而与 C12a和 C9 形成远程耦合的除了 δ H8
还有 δ H 8． 20 (H11)．通过 HSQC谱 δ C125． 77归属
于 C11．
与 C5(δ 26． 71)形成远程耦合的 H信号:δ H
7． 17 (H4) ，其中 δ H4 不但与 C5 形成远程耦合，
28 武汉工程大学学报 第 34 卷
图 3 化合物 1 的1HNMR谱(a)和13CNMR谱(b)
Fig． 3 1H － NMR (a)and 13C NMR (b)spectrum of compound
图 4 化合物 1 的 HMBC、HSQC图谱(a)和选择性的 HMBC相关结构图(b)
Fig． 4 Spectrum of compound 1 (a)and selected HMBC correlations for compound 1 (b)
第 8 期 肖艳华，等:去氢紫堇碱的结构 29
而且与 C2(δ 147． 02) ，C3(δ 150． 50) ，C13 a (δ
119． 00)也形成相当强度的远程耦合，而与 C13a 远
程耦合的 H 除了 δ 7． 17 (H4)还有 δ H 7． 39
(H1) ，通过 HSQC谱 δ C114． 18 归属于 C1 ．
图 5 化合物 1 的 DEPT谱
Fig． 5 The DEPT spectrum of compound 1
通过 DEPT －135°谱数据显示有 22 个 C，根据
碳谱信号将其分别归属，δ:27． 29，57． 31 处峰形
朝下为 C － 5 和 C － 6 的—CH2 － 峰;δ 17． 58 为
—CH3峰，为 C － 13 的信号峰;δ 62． 48，57． 46，
56． 61，56． 31 为四个—OCH3 峰，它们分别为
9—OCH3， 10—OCH3， 2—OCH3， 3—OCH3． δ
144． 41，126． 37，121． 75，116． 78，111． 45 峰形显
示为—CH—锋，将它们依次归属为 C － 8，C － 11，
C － 12，C － 1，C － 4;进一步验证结构中存在四个
甲氧基，一个甲基和两个亚甲基．
结合1H － NMR、13 C － NMR 和 DEPT － 135°数
据提示结构中存在 15 个芳香碳原子，四个甲氧
基，一个甲基和两个亚甲基，并分别对其进行了
归属．
据 HMBC 谱及1H － NMR 和13 C － NMR 数据，
对氢谱和碳谱信号归属见表 1．
表 1 化合物 1 的 1 D和 2 DNMR数据
Table 1 13C and 1H － NMR and two － dimensional spectral data of compound 1
序号 δC δH HSQC HMBC
1 114． 18 7． 39 (1H，s) 7． 39 (C － 1) 7． 39 (C － 2，3，14，13a，4a)
2 147． 02
3 150． 50
4 110． 86 7． 17 (1H，s) 7． 17 (C － 4) 7． 17(C － 2，3，5，13a)
4a 131． 69
5 26． 71 3． 16 (2H，t) 3． 16 (C － 5)
6 56． 72 4． 87 (2H，t) 4． 87 (C － 6)
8 143． 85 9． 89 (1H，s) 9． 89 (C － 8) 9． 89 (C － 6，9，14，12a)
8a 120． 58
9 143． 89
10 150． 07
11 125． 77 8． 20 (1H，s) 8． 20 (C － 11) 8． 20(C － 9，12a)
12 121． 18 8． 18 (1H，s) 8． 18 (C － 12) 8． 18 (C － 10，13，8a)
12a 132． 96
13 129． 62
13a 119． 00
14 135． 95
13—CH3 17． 58 0． 29 (3 H，s ) 0． 29 (C － 13)
2—OCH3 56． 02 4． 10(3 H，s) 4． 10 (C － 2)
3—OCH3 55． 72 4． 09(3 H，s) 4． 09 (C － 3)
9—OCH3 61． 91 3． 89(3 H，s) 3． 89 (C － 9)
10—OCH3 56． 88 3． 85(3 H，s) 3． 85 (C － 10)
30 武汉工程大学学报 第 34 卷
3 结 语
本研究首次从荩草中分离得到去氢紫堇碱，
对其结构进行了 NMR 研究，综合颜色反应、紫外
光谱、红外光谱、元素分析和 1D、2D NMR 实验技
术(1H NMR、13C NMR、DEPT、1H － 13C HMQC、1H －
13C HMBC 等)等实验，对其 1H NMR、13C NMR 进
行了全归属，测得的各种数据与文献报导数据一
致［3 － 6］，为去氢紫堇碱及同类物的结构确证提供
了基础数据．
参考文献:
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阳药科大学学报，2008，25(7) :537-539．
Structure of dehydrocorydaline
XIAO Yan-hua1，SHUAI Wei1，CAO Hui2，GAO Ting1，PAN Zhi-quan1
(1． School of Chemical Engineering ＆ Pharmacy，Wuhan Institute of Technology;Key Laboratory for Green Chemical Process
of Ministry of Education，Hubei Key Laboratory of Novel Reactor ＆ Green Chemical Technology，Wuhan 430074 ，China;
2． Chemistry Department，Kaili University，Kaili 556000，China)
Abstract:In order to find the active alkaloid of Arthraxon hispidus，a white powder was isolated and purified
from alcohol part by column chromatography and it was dehydrocorydaline，as an acetylcholinesterase inhibitor，
which was characterized by chromogenic reaction，ultravioet，infrared，mass spectrometry，1H and 13C nuclear
magnetic resonance and 2 D nuclear magnetic resonance experiments such as Distortionless Enhanced by
Polarization Transfer，Heteronuclear Muliple Boan Correlation and Heteronuclear Single Boan Correlation． The
compound is isolated from this plant for the first time and its structure is demonstrated by 2 D NMR experiments．
Key words:Arthraxon hispidus;dehydrocorydaline;mass spectra;nuclear magnetic resonance
本文编辑:张 瑞
☆
(上接第 25 页)
Synthetic improvement of 2，2-Diisopropylpropionitrile
WANG Kai1，2，LIU Yu-hua1，WAN Xing1，ZHANG Xiu-lan1，ZHANG Heng1，WAN Chun-jie1
(1． Hubei Key Lab of Novel Reactor ＆ Green Chemical Technology，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430074，China;
2． School of International Education，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430074，China)
Abstract:To improve the harsh operating conditions and expensive reactants in the original process conditions，
a process for preparing 2，2-diisopropylpropionitrile method was designed and implemented． In the presence of
pyridine，isopropyl mesylate ester was prepared with methanesulfonyl chloride and isopropyl alcohol，and it was
not purified further to synthesize 2，2-diisopropylpropionitrile with propionitrile in the system of amino sodium．
At last the 2，2-diisopropylpropionitrile with total yield of 81． 3% and purity of 98% was obtained． The results
show that the raw material is gained easily and the mild operating conditions are obtained through changing the
starting raw materials and technological process，which meets industrial production requirements
Key words:process improvement;cooling agents;isopropyl mesylate ester
本文编辑:张 瑞