全 文 ：第 28卷 ,第 3期 光　谱　实　验　室 Vol . 2 8 , No . 3
2 0 1 1年 5月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory May , 2 0 1 1
石椒草和夏枯草的红外光谱①
① 国家自然科学基金项目 ( 10864001)
② 联系人 ,电话: ( 0878) 3121785;手机: ( 0) 13099827030; E-mail: siminzhen@ cxtc. edu. cn
作者简介:杨永安 ( 1973— ) ,男 ,云南省姚安县人 ,讲师 ,主要从事教学及光谱学应用研究工作。
收稿日期: 2010-07-29;接受日期: 2010-08-29
杨永安　李加金　司民真②
(楚雄师范学院物理与电子科学系　云南省楚雄市鹿城南路 461号　 675000)
摘　要　石椒草和夏枯草是两味典型的中草药材 ,它们都是清凉药 ,都是双子叶草本植物。 采用傅里
叶变换红外光谱法 ,直接、快速、准确地测定石椒草和夏枯草的红外光谱图 ,分析比较了 2个样品在红外光
谱图上的异同。 石椒草和夏枯草的红外光谱的部分特征峰与其疗效有着直接关系:石椒草和夏枯草在
1727cm- 1附近均有吸收峰 ,说明石椒草和夏枯草均有杀菌抗病毒的功效 ;石椒草在 1378、 1251cm- 1附近有
吸收峰 ,说明石椒草有活血化瘀、抗炎抑菌的功效。 通过分析红外光谱 ,为石椒草和夏枯草的识别 、鉴定和
药理分析提供了一定的科学依据。
关键词　傅里叶变换红外光谱 ;石椒草 ;夏枯草 ;药物活性
中图分类号: O657. 33　　　文献标识码: A　　　文章编号: 1004-8138( 2011) 03-1031-06
1　引言
中国是中草药的发源地 ,目前中国大约有 12000种药用植物 ,这是其他国家所不具备的 ,在中
药资源上我们占据垄断优势。中草药是中医预防、治疗疾病所使用的独特药物 ,也是中医区别于其
他医学的重要标志。利用红外光谱对中草药进行探索、识别 ,鉴定研究和总结 ,将使中草药得到更广
泛的认同与应用。 而石椒草和夏枯草是两味典型的中草药材 ,它们都是清凉药 ,同属于双子叶草本
植物。石椒草又名:九牛二虎草、白虎草、石交、石胡椒、千里马、羊不吃、铁扫把、臭草等 ,其有清热解
毒、活血止痛等作用 ,主要用于治疗感冒、扁桃体炎、血栓闭塞、痢疾、腹部胀痛、跌打损伤、瘀肿疼
痛 [1 ] ;夏枯草 ,又名燕面、麦穗夏枯草、麦夏枯、铁线夏枯、铁色草、棒柱头花、大头花、灯笼头、羊肠
菜、榔头草、白花草、胀饱草、棒槌草、锣锤草、东风、牛枯草、地枯牛、广谷草、六月干等 ,其功能有清
肝明目、清热散结、利胆 ,用于治疗肝虚目痛、赤白带下、产后血晕、打伤、刀伤等 [ 2]。
2　实验部分
2. 1　实验材料
石椒草和夏枯草全草购自楚雄州中医院 ,它们都是经过晒干处理的成品。样品自然干燥后 ,分
别取石椒草和夏枯草的全草 (包括根、茎、叶 ) ,先将它们分别粉碎 ,研成粉末 ,然后取 3mg过筛后的
粉末样品与 200mg溴化钾 (光谱纯 , 99. 8% )混合研磨均匀、压片制成实验所用样品。
2. 2　实验仪器
Spect rum 100傅里叶变换红外光谱仪 [英国 Perkin Elmer(铂金埃尔默尔 )仪器有限公司 ] ,光
谱范围为 4000— 400cm- 1 ,光谱精度 4cm- 1 ,光谱准确度 0. 02cm- 1 ,扫描次数: 16次 ;实验条件为保
护室内干燥。
3　结果与讨论
3. 1　石椒草的红外光谱分析
在石椒草的红外光谱图中我们要排除大气中的 CO2和水蒸气的吸收干扰。本实验采用溴化钾
压片法测量 2种样品 , KBr吸水在 3410— 3300cm- 1附近出现水吸收峰 ,大气中的 CO2在 2350cm- 1
附近出现吸收峰。 在 3392. 50cm- 1附近的吸收峰可能有 N— H或 O— H的伸缩振动 ,峰形宽而钝 ;
在 2927. 32cm- 1附近的吸收峰为— CH2的 C— H不对称伸缩振动峰 ,峰形较窄 , 2854. 3cm- 1附近的
吸收峰为 CH2的 C— H对称伸缩振动峰。在分析石椒草的红外光谱图时 ,要消除大气中的 CO2和
水蒸气的吸收干扰 ,在样品的 4000— 2000cm- 1内出现的吸收峰 ,不作详细分析 ,同理在分析夏枯草
的红外光谱图时也一样 [3 ]。
图 1　石椒草和夏枯草的红外光谱图
A——石椒草 ; B——夏枯草。
从图 1( A)中可以看出 ,石椒草的红外光谱有 8个明显的吸收峰。在 1057. 12cm- 1处出现了一
个明显的主吸收峰 ,吸收强度为 1. 38,在其左侧 1101. 83cm- 1和 1147. 31cm- 1处出现了 2个小吸收
峰 ,吸收强度分别为 1. 32cm- 1和 1. 20cm- 1 ,在 1251. 64cm- 1处出现了一个吸收单峰 ,吸收强度为
1. 11,在 1315. 95cm- 1和 1378. 13cm- 1处出现了 2个小吸收峰 ,在 1431. 87cm- 1处出现了一个吸收
峰 ,其吸收强度为 1. 18,在 1638. 68cm- 1处出现了一个较宽的吸收峰 ,吸收强度为 1. 37,在其左右
两侧 1739. 44cm- 1和 1514. 75cm- 1处分别出现了 2个较强的吸收单峰 ,吸收强度分别为 1. 17和
1. 03;在 872. 55cm- 1处出现了一个小吸收峰 ,在 833. 75cm- 1处出现了一个小吸收单峰 ,吸收强度
为 0. 68,在 758. 86cm- 1处出现了一个小吸收峰 ,在 606. 14cm- 1处出现了一个宽吸收峰 ,吸收强度
为 0. 84,在其左右两侧 666. 14cm- 1和 535. 06cm- 1处分别出现了 2个小吸收峰。
由图 1石椒草的红外光谱图 ,可对各吸收峰所对应的官能团作如下分析 [4— 9 ]:
( 1)在 1251. 64、 1147. 31、 1101. 83、 1057. 12cm- 1处的吸收峰 ,可能为醇 ( Cn H2n+ 2 ) ,因为醇的吸
收峰为 1300— 1000cm- 1。
1032 光谱实验室 第 28卷
( 2)在 872. 55、 833. 75、 666. 14cm- 1处的吸收峰 ,可能为芳烃 ,因为芳烃的 C— H面外变形振
动约在 900— 650cm- 1之间。
( 3)在 535. 06cm- 1和 606. 14cm- 1处的吸收峰 ,可能为卤代烃 ,因为卤代烃在 650— 510cm- 1范
围内有吸收峰 ,且吸收峰为 C— Br伸缩振动。
( 4) 在 1638. 68cm- 1处的吸收峰 ,则有可能是酰胺 I带 ,因为酰胺 I带在 1680— 1630cm- 1范围
内有吸收峰 ,且为 C O伸缩振动。
( 5)在 1739. 44cm- 1处的吸收峰 ,可能为醛或酯 ,因为醛和酯在 1750— 1700cm- 1范围内有吸收
峰 ,且吸收峰为 C O伸缩振动。
( 6) 在 1514. 75cm- 1处的吸收峰 ,可能为芳烃 ,因为芳烃在 1600— 1450cm- 1范围内有吸收峰 ,
且吸收峰为 C C骨架振动。
( 7)在 1378. 13、 1431. 87cm- 1处的吸收峰 ,可能为烷烃 ,因为烷烃在 1465— 1340cm- 1范围内有
吸收峰 ,且为 C— H弯曲振动。
( 8) 在 1251. 64、 1147. 31、 1101. 83、 1057. 12cm- 1处的吸收峰 ,可能为酯 ,因为酯的吸收峰为
1300— 1000cm- 1 ,是 C— O伸缩振动。
( 9)在 1315. 95、 1251. 64、 1431. 87cm- 1处的吸收峰 ,可能为羧酸 ,因为羧酸在 1320— 1210cm- 1
和 1440— 1395cm- 1范围内均有吸收峰。
( 10) 在 1147. 31cm- 1处的吸收峰可能为脂肪的 C— O— C伸缩振动 ,因为在 1153cm- 1附近的
吸收峰为脂肪的 C— O— C伸缩振动。
综上所述 ,石椒草可能含有醇、酯、羧酸、芳烃、醛基、卤代烃、酰胺 I带、烷烃等官能团。
3. 2　夏枯草的红外光谱分析
从图 1( B )的红外光谱图可以看出 ,夏枯草的红外光谱有 8个明显的吸收峰。在 1027. 69cm- 1
处出现了一个明显的主吸收峰 ,吸收强度为 0. 92,在其左侧 1048. 77、 1073. 41cm- 1和 1098. 04cm- 1
处出现了 3个小吸收峰 ,在 1155. 66cm- 1处出现了一个吸收单峰 ,吸收强度为 0. 74,在
1413. 86cm- 1和 1260. 71cm- 1处出现了 2个吸收峰 ,吸收强度分别为 0. 67和 0. 68,在 1631. 80cm- 1
处出现了一个较宽的吸收峰 ,吸收强度为 0. 86,在其左右两侧 1727. 13cm- 1和 1522. 49cm- 1处分别
出现了 2个较强的吸收单峰 ,吸收强度分别为 0. 58和 0. 57;在 891. 50cm- 1处出现了一个小吸收
峰 ,吸收强度为 0. 42,在 760. 75cm- 1处出现了一个小吸收单峰 ,吸收强度为 0. 47,在 534. 90cm- 1处
出现了一个较强的吸收峰 ,吸收强度为 0. 61,在其右侧 472. 64cm- 1处出现了一个小吸收峰。
由图 1夏枯草的红外光谱图 ,可对各吸收峰所对应的官能团作如下分析 [4— 9 ]:
( 1) 在 1727. 13cm- 1处的吸收峰 ,可能为醛 ,因为醛在 1750— 1700cm- 1范围内有吸收峰 ,且吸
收峰为 C O伸缩振动。
( 2) 在 1631. 80cm- 1处的吸收峰 ,则有可能是酰胺 I带 ,因为酰胺 I带在 1680— 1630cm- 1范围
内有吸收峰 ,且为 C O伸缩振动。
( 3) 在 1522. 49cm- 1处的吸收峰 ,可能为芳烃 ,因为芳烃在 1600— 1450cm- 1范围内有吸收峰 ,
且吸收峰为 C C骨架振动。
( 4)在 1413. 86cm- 1处的吸收峰 ,可能为酰胺 ,因为酰胺在 1420— 1400cm- 1范围内有吸收峰。
( 5) 在 1260. 71、 1155. 66、 1098. 04、 1073. 41、 1048. 77、 1027. 69cm- 1处的吸收峰 ,可能为醇
( Cn H2n- 1O) ,因为醇的吸收峰为 1300— 1000cm- 1。
( 6)在 891. 50、 760. 75cm- 1处的吸收峰 ,可能为芳烃 ,因为芳烃的 C— H面外变形振动约在
1033第 3期 杨永安等:石椒草和夏枯草的红外光谱
900— 650cm- 1之间。
( 7)在 1413. 86cm- 1处的吸收峰 ,也可能为烷烃 ,因为烷烃在 1465— 1340cm- 1范围内有吸收
峰 ,且为 C— H弯曲振动。
( 8)在 534. 90cm- 1处的吸收峰 ,可能为卤代烃 ,因为卤代烃在 650— 510cm- 1范围有吸收峰 ,且
吸收峰为 C— Br伸缩振动。
( 9)在 1260. 71、 1155. 66、 1098. 04、 1073. 41、 1048. 77、 1027. 69cm- 1处的吸收峰 ,也可能为酯
或酚 ,因为酯和酚的吸收峰为 1300— 1000cm- 1 ,是 C— O伸缩振动。
( 10) 在 1260. 71、 1413. 86cm- 1处的吸收峰 ,可能为羧酸 ,因为羧酸在 1320— 1210cm- 1和
1440— 1395cm- 1范围内均有吸收峰。
( 11) 在 1155. 66cm- 1处的吸收峰可能为脂肪的 C— O— C伸缩振动 ,因为在 1153cm- 1附近的
吸收峰为脂肪的 C— O— C伸缩振动。
所以 ,经过分析可知:夏枯草可能含有醇、酯、酚、羧酸、芳烃、卤代烃、烷烃、酰胺 I带、醛基等官
能团。
3. 3　石椒草和夏枯草的红外光谱对比分析
从图 1和表 1可以看出 ,石椒草和夏枯草的红外光谱图十分相似 ,从峰形分布来看: 石椒草的
特征谱范围在 1739. 44— 535. 06cm- 1 ,最具有代表性的是 1739. 44、 1638. 68、 1431. 87、 1251. 64、
1057. 12、 606. 14cm- 1。夏枯草的特征谱范围在 1727. 13— 472. 64cm- 1 ,最具有代表性的是 1631. 80、
1413. 86、 1260. 71、 1027. 69、 534. 90cm- 1;两种样品的红外光谱均在 1631. 80附近出现了一个主强
峰 ,在误差范围: ΔW= 8cm- 1内 ,在 1731、 1631、 1514、 1252、 1147、 1098、 1049、 758、 534cm- 1附近都有
吸收峰出现 ,可认为这些吸收峰都是石椒草和夏枯草的共同特征峰 ,说明 2种样品中含有许多相同
或相似的化学组分 ,这些相同或相似的化学组分可能与 2者所具有的相同的药效有关。据文献 [7 ]
知 ,在 1726cm- 1附近为生物碱的六元环内酯的羰基伸缩振动 ,且生物碱具有抗菌、抗病毒活性。 由
光谱图知:石椒草和夏枯草在 1726cm- 1附近均有吸收峰 ,说明石椒草和夏枯草均有杀菌抗病毒的
功效。
表 1　石椒草和夏枯草红外指纹图谱的主要特征吸收峰
石椒草
序号 峰位 ( cm- 1 ) 吸收强度
夏枯草
序号 峰位 ( cm- 1 ) 吸收强度
1 1739. 44 w 1 1727. 13 s
2 1638. 68 w 2 1631. 80 w
3 1514. 75 m 3 1522. 49 s
4 1431. 87 w 4 1413. 86 w
5 1378. 13 m 5 1260. 71 w
6 1315. 95 s 6 1155. 66 m
7 1251. 64 w 7 1098. 04 s
8 1147. 31 m 8 1073. 41 s
9 1101. 83 s 9 1048. 77 s
10 1057. 12 w 10 1027. 69 w
11 872. 55 s 11 891. 50 s
12 833. 75 m 12 760. 75 s
13 758. 86 s 13 534. 90 w
14 666. 14 s 14 472. 64 m
15 606. 14 w
16 535. 06 s
　　注:强度 s、 m、 w分别表示峰弱、中等、强。
1034 光谱实验室 第 28卷
石椒草和夏枯草的红外光谱图虽十分相似 ,但对两者的光谱细致分析就会发现它们的差异 ,反
映出各自的“指纹”特征。石椒草和夏枯草红外光谱的不同之处: 1378. 13、 1315. 95、 833. 75、 666. 14、
606. 14cm- 1这 5个峰为石椒草特有 ;而 1073. 41、 1027. 69、 472. 64cm- 1这 3个峰为夏枯草所特有。
同时从文献 [7 ]知 , 1372cm- 1和 1250cm- 1附近的吸收峰为三萜类化合物吸收带内的吸收峰 ,而三萜
化合物有溶血、抗炎抑菌作用 ,而石椒草在 1378. 13、 1251. 64cm- 1附近有吸收峰 ,夏枯草在此附近
没有吸收峰 ,说明石椒草含有三萜类化合物 ,有活血化瘀、抗炎抑菌的功效。石椒草在 1739. 44cm- 1
处出现了一个尖峰 ,夏枯草在此位置没有尖峰 ;主峰左侧吸收峰分布不同 ,石椒草在主吸收峰
1057. 12cm
- 1左侧出现了 2个小吸收峰 ,而夏枯草在主吸收峰 1027. 69cm- 1左侧出现了 4个小吸收
峰 ,这些不同的特征峰可以作为区别石椒草和夏枯草的特征谱。
4　结论
( 1) 石椒草和夏枯草虽为不同种植物 ,但它们同属清凉药 ,含有许多相似的化学成分 ,因而两
者的红外光谱非常相似 , 2种样品的红外光谱均在 1631. 80cm- 1附近出现了一个主强峰 ,在误差范
围:ΔW= 8cm- 1内 ,在 1731、 1631、 1514、 1252、 1147、 1098、 1049、 758、 534cm- 1附近的吸收峰为石椒草
和夏枯草的共同特征峰。
( 2)石椒草和夏枯草的红外光谱图虽十分相似 ,但仍有不同之处 , 1378. 13、 1315. 95、 833. 75、
666. 14、 606. 14cm- 1这 5个吸收峰为石椒草特有 ;而 1073. 41、 1027. 69、 472. 64cm- 1这 3个吸收峰
为夏枯草所特有。 石椒草在 1739. 44cm- 1处出现了一个尖峰 ,夏枯草在此位置没有尖峰 ;主峰左侧
吸收峰分布不同 ,石椒草在主吸收峰 1057. 12cm- 1左侧出现了 2个小吸收峰 ,而夏枯草在主吸收峰
1027. 69cm- 1左侧出现了 4个小吸收峰。
( 3)石椒草和夏枯草的红外光谱的部分特征峰与其疗效有着直接关系: 石椒草和夏枯草在
1727cm
- 1附近的吸收峰 ,与抗菌、抗病毒的疗效有关 ;石椒草在 1378. 13、 1251. 64cm- 1处的吸收峰
与其活血化瘀、抗炎抑菌的功效有关。
参考文献
[1 ]成兰 .云南常用中草药彩色图谱 [M ].海口市:海南出版社 , 2003.
[2 ]李时珍 .图解本草纲目 [M ] .西安市:陕西师范大学出版社 , 2007.
[3 ]陈洁 ,宋启泽 .有机波谱分析 [M ] .北京:北京理工大学出版社 , 1996. 85, 64.
[4 ]西尔弗斯坦 R M [美 ] ,巴斯勒 G C.有机化合物光谱鉴定 [M ] .第 2版 .姚海文译 .北京: 科学出版社 , 1988. 88— 127.
[5 ]范康年 .谱学导论 [M ] .北京:高等教育出版社 , 2001. 62— 73.
[6 ]李俊 ,杨群 ,董勤 .对鸡根的红外傅立叶光谱研究 [ J ].楚雄师范学院学报 , 2005, 12( 20): 21— 24.
[7 ]杨群 ,王怡林 ,姚杰 .彝药双参主须根有效成分 FTIR分析 [ J].光散射学报 , 2007, 9( 19): 273— 275.
[8 ]冯丽 ,杨群 ,王怡林 .傅立叶变换红外光谱分析三种彝药材 [ J] .光谱实验室 , 2007, 24( 4): 542— 545.
[9 ]王文全 ,唐华 ,武红旗等 . 8种新疆产干果的红外光谱特征研究 [ J] .新疆农业大学学报 , 2007, 30( 2): 57— 59.
Infrared Spectrum for Herb of Sessil efruit Chinaure
and Spica Prunellae
YANG Yong-An　 LI Jia-Jin　 SI Min-Zhen
( Department of Ph ysics and Electronic Science,Chux iong Normal University,Chux iong ,Yunnan 675000,P . R. China )
Abstract　 The herb of sessilef ruit chinaure and spica prunellae are tw o typical Chinese t raditional
1035第 3期 杨永安等:石椒草和夏枯草的红外光谱
herb, that are cool medicine and dicotyledon. The method for measuring the inf rared spect rum of herb
of sessilef rui t chinaure and spica prunellae w as established by Fourier t ransforming inf rared
spectroscopy, di rect ly , rapidly and accurately. Then the differences and simi lari ties of the tw o samples
on the inf rared spectra were analy zed and compared. The fact that both of two samples has part
characteristic perk, that has direct relation with cura tive effect, both of w hich has absorption perk of
vibration bands at 1727cm- 1 showed that both of herb of sessilef ruit chinaure and spica prunellae has
the ef ficacy of sterili zation and detoxification. Herb of sessilef ruit chinaure has vibration bands at
1378cm
- 1
, 1251cm
- 1
, and show s that only of herb of sessilefruit chinaure has the efficacy of activating
blood circulation to dissipate blood stasis. The analysis of infrared spect rum provides certain scientific
evidences for the identification and pharmacolog y analysis of herb of sessi lefruit chinaure and Spica
Prunellae.
Key words　 FTIR Spectrum; Herb of Sessilef rui t Chinaure; Spica Prunellae; Pharmaceuticals
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《光谱实验室》编辑部　
1036 光谱实验室 第 28卷