全 文 ：畜牧兽医学报 , 1。。2 , 2 3 ( 礴 ) , : 6 e一 : 21
A
c t a 犷 e t e r i n a r `a e t Z o o t e e h ” ic a s 抢`萝c a
醉马草的有毒成分研究
党晓鹏 曹光荣 段得 贤 李绍君
( 西北农业大学兽医系 )
赵效文 周进海
( 西安 20 4研究所 ( 宁夏海原县畜牧站
摘 要
本研究用溶剂提取法和阳离子交换树脂法首次从醉马草中提取 、 分离出一种生物碱成分 ,
我们称其为醉马草毒素 。 动物毒性试验证明 , 醉马草毒素是醉马草的主要有毒成分 。 经元素
分析及有机波谱分析确定了结构式 。
马属动物按照 1 0 9 /k g体重的剂量 , 一次灌服醉马草干粉或相当剂量的粗提物 , 即可引起
与自然发病相同的急性中毒 。 症状主要表现为精神极度沉郁 、 翘尾 , 四肢无力 , 行走如醉 ,
肌 肉震颤 , 心跳加快 , 呼吸迫促等 。
关键词 醉马草 , 有毒成分 , 生物碱
月日 青
醉马草 〔A e h n a t h e r u 。 `n e b r ` a : : ( H a n e e ) k e n g 〕是禾本科友友草属多年 生 草 本 植
物 , 它是我国北方尤其是西北草原上著名的毒草 〔 l 〕 。 1 9 2 2年 H i ct h 。 。 。 k , A , C 。最 先 记
载了醉马草的毒性 , 并正式将其列入有毒植物 〔 “ 〕 。马采食少量时不中毒 , 采食多时呈酩
配醉状 〔 3 〕。 关于醉马草的有毒成分 , 迄今还不清楚 , 一般推测可能是生物碱 , 但也有人
认为醉马草中毒与氰贰有关〔 ” 、 4 〕。 张友杰等 ( 19 89 ) 从中分离出麦角新碱和其异构体 ,
但未能确定其毒性〔 5 〕 。本研究之目的就是通过对醉马草有毒成分的提取 、 分离 、 鉴定 以
及动物 一毒性试验 , 确定其主要有毒成分 , 为防治家畜醉马草中毒提供理论依据 。
材 料 和 方 法
一 、 值物样品 醉马草 1 9 8 8年 6月采 自宁夏海原县南华山 。 自然干燥 , 粉碎 , 干燥
处保存备用 。
二 、 醉马草对马属动物的毒性试验 健康 、 成年去势公马一匹 , 关中驴二匹 , 骡一
匹 , 试验前观察一周 , 每匹动物分别进行两次试验 。 试验 I 灌服醉马草粉 10 9 / k g体重 ,
两周后中毒症状消失 , 精神完全恢复 , 采食 、 饮水及临床检查正常后 ,开始进行试验 I ,
即灌服醉马草干粉 10 9 / k g体重的水浸液 。 试验期间测量体温 , 仔细观察临床症状 。
三 、 醉 马草对小白鼠的毒性试验 将体重 18 ~ 2 4 9的健康 昆明杂种小白鼠24 只 , 随机
分成 4 组 。 I ~ l 组为试验组 ,分别灌服醉马草 ( 10 9 k/ g体重 ) 的水 、 醇及酸水提取物 ,
. 本研究为国家自然科学基金资助项 目。
二本文于 1 9 9。年 1 月 12 日收到 。
4期 党晓鹏 等 : 醉马草 的有毒成分研究
观察中毒症状 , W组灌服生理盐水 ( l一 O m l/ k g体重 ) 作为对照 。
四 、 有毒成分的分离与鉴定 经化学成分系统预试 , 单项预试以及有毒成分的筛选
试验 , 初步证明生物碱可能捉: 有毒成分 , 而不含氰贰 , 强心贰等其他有毒成分 。
( 一 ) 生物碱的提取 : 取醉马草干粉 2 0吞帷 , 用 。 . 5 % H CI 室温浸泡三次 , 每次 2 4小
时 , 浸出液过滤 , 65 ℃减压适当浓缩 通过阳离子交换树脂后 , 水洗至中性 。 然后将树
脂经碱化上柱 , 用 70 % 乙醉洗脱 , 则收溶剂 。 听得粗提物经两次硅胶柱层析 ,分离纯 J化 ,
硅胶 G和 G f薄板层沂检我 ( 展开剂 1 o衅尹拼醉 ; 显色剂改良碘化秘钾 ) 。
( 二 ) 生物碱单体毒性试验 : 将 18只小白鼠随机分 3 组 , I 织.灌服生物碱的水济液 ,
亚组腹腔注射生物碱水溶液 , 亘组灌服生理盐水 。
( 三 ) 生物碱的结构鉴定 : 测定生物碱熔点 ( 毛细管法 ) , 元素分析并用红外光谱
( N ic ol e t一 6 o X R F T 衍射红外分光光度计 , 日 卞分光工业株式会社产 ) , 核 磁 共 振 谱
F x 一 90 Q核磁共振仪 , 日本 电子公司产“ ) 及质谱 ( M at 一 3 12 型 双 聚 焦 质谱仪 , 美 国
F i in g e n 一M o t公司产 ) 进行结构鉴定 。
试 验 结 果
一 、 马属动物醉马草中毒症状 灌服醉马草干粉或灌服醉马草的水提取物后 30 ~ 6 。
分钟 , 马 、 驴 、 骡均出现中毒戒状 。 友现精神沉郁 、 流泪 , 闭眼 , 翘尾 。 不 时 伸 颈 摇
头 , 肌肉震颤 , 行走如醉 , 甚至倒地不能起立 。 心率加快 , 9 。一 10 0次 /分 , 呼吸迫促 ,
60 次 /分 。 6 ~ 18,j 、时症状缓解 , 2 4小时开始吃草 , 第 3 天完全恢复正常 。
二 、 小白鼠的中毒症状 试验组 小自鼠 于灌服醉马草的水 、 醇 、 酸水浸出液后 20 一
4。分钟全部出现中毒症状 , 衣现为情神极度沉郁 , 闭眼 , 后肢不能走动 , 软弱无力 , 对
外界刺激无反应 , 呼吸迫促 。 2 4小时 后试验 I组死亡 l 只 , 皿组死亡 2 只 , 其他恢复正
常 。
三 、 生物碱的分离与鉴定
( 一 ) 生物碱的分离 : 经分离纯化所得的生物碱单体为 白色无定形粉末 , 薄板层析
经显色呈现桔红色斑点 , R f值 。 . 2 5 。 该生物碱有强吸湿性 , 易溶于水 、 甲醇 、 乙醉 , 不
济 于氯仿 、 丙蛔 。
( 二 ) 生物碱单体对小鼠的毒性试验结呆 : I 、 l 组小 鼠中毒症状与灌服醉马草的
水 、酸水 、醇提取物的中毒症状完全一致 。 试验证明生物碱就是醉马草的主要有毒成分 ,
我们将这种生物碱取名为醉马草毒素 。
表 1 小限毒性试验结果
勺 . , 二 . ` 二 ; 二 ` 二 二宫 二 二` 孟界 吧 二二与、 二 二二 尸议二二勺呱之二二二 吧二 二乍二 一二三二乙王二二二二舀二` 次 二二之 ` 二之二二 ` ` ` 二二 . ` , ; , 二二二 工召二一 , = ;二 `二 二 J ` 二二 == 二 . 二 ;二 ` 二 二二 ` : 望二艺 二= ; 抽= 二国甲 , 二 J `了几不 二二` 二` 二` 〕 二二二二二二尤` 二兀 一 = = ,一二 ` d . , 头困曰 . ` 目目
组 别 给毒方式 受试动物
( 只数 )
剂 量
( 也 g /趾g )
给 毒
( 次数 )
发病动物
( 只数 )
死亡动物
( 只数 )
I 灌 服 a 1 . 5 1 6 0
I 腹腔注射 6 1 . 5 1 6 6
l ( 对照 ) 灌 服 6 l o m l ( 盐水 ) 1 0 0
( 三 ) 生物碱的结构分析 :
3 6 3 畜 收 兽 医 学 报 23卷
1
.生物碱一醉马草毒素的熔点为 14 9~ 16 9℃ ( 分解 ) 。
2
.有机元素分析结果 :C %46 .48 、 H% 9 .58 、 N % 10 .10 。
3
。 红外光谱 ( K B r压 片法 ) :3 4 8 7 , 3 3 7 1 , 3 2 0 5 , 3 0 1 7 , 么9 6 0 , 1 6 19 , 14 0 1 ,
1 4 7 4
, 1 4 1 5 , 1 3 9 3
, 1 3 3 3 , 1 2 4 0
, 1 1 2 8 , 9 8 5 , 9 5 0 , 9 3 1 , 8 9 1 , 7 6 2 , 7 10 , 6 0 2 , 5 4 5
(
. :m
一 ’
)
。
4
. 核磁共振谱 ( 叔丁醇作内标剂 , 重水作溶剂 ) ( 1 ) ’ H N M R己。 p p m 3 . 3 ( S ) ;
。 . 9 ( s )
。
( 2 ) 1
3
C N M R乙· p p m 5 4 . 8 , 5 5 . 0 , 5 5 . 1 , 6 7 . 7 。
5
. 质谱 ( E IM S , 直接进样 , 汽化温度 1 60 ℃ , 电子能量 7 0e v , 分辨率 10 0 0 ) m / e
3 0
, 3 6 , 3 8
,
4 4
, 5 6
, 7 0 , 8 4
,
9 8
, 1 0 3 , 1 1 7
, 1 2 9 , 1 3 5 , 1 5 4
,
1 6 8
, 2 16 , 2 1 8
。
结构分析 : 元素分析结果表明 , 生物碱中含多量的氮元素 ( 10 . 10 % ) 。 质语在低质
量 区出现大量偶质量数离子 , 如 m / e 3 o , 56 , 70 , 84 , 招… , 表示样品含氮元索 。 同时
在低质量 区出现 m / e 3 6 , 38 离子 , 弧度比为 3 : 1 ,根据质量数和丰度判断为氯化氢 。 从质
谱高质量 区看 , 出现 m / e 2 16 , 2 18 离子 , 该离子丰度比约为 3 : 2 , 可能含二个 氯 , 因 为
m /
。 2 16 和 m /。 1 6 8离子质量差为 48 个质量单位 , 和 m /。 15 4离子质量差为能个质量单位 ,
均为合理丢失 , 判断出生物碱的分子离子为 m / e 2 16 , 即分子量为 2 16 。 从分子量和元素
分析结果计算得出生物碱的分子式为 C S H 2 2N Z CI : 。
红外光谱中有胺盐特征吸收 ( 3 4 8 7 , 3 3 7一, 3 三。 5 , 3 0 1 7 , 1 6 1。 , 1 3 3 g e 二 一 ’ ) , N -
C H 3吸收 ( i s 3 3 e , 一 ` ) 和 C一 H吸收 ( 艺9 4 1 , i 迄7 4 e m 一 ’ ) 等 。
核磁共振谱表明 , 可能有N 一 C H 。和 N 一 C H Z一旅团 , 公以七学位移值偏高 , 因吸收峰较
表 2 厂卜俐M R数据
6 ( p p m )
谱 号 结 构 洛 剂 蔽丽3一 N 一 cH 厂
( C壬龟: ) : N C ll : CH Z N ( C H 3 )
D Z N C H Z C I压Z N D : · ZD B r
① N ( e H : ) 4 . e 1o
①
C l诬3 C O C H : C H ZN ( C H : ) 3
C D C I
D
2 0
D
2 0
生物碱
D
2
0
D
2 0
3 。 3 1 3
。
8 1
3
。
3 3
。
3
表 3 “ C NMR数据
b ( p p m )
结 构
0
一 ①
剂 一万 -二二_到 一 U H 3 N一吩12 -
1 3 4
2 6 9
H O CC H ZC H Z N ( C H
3 ) 3
O
II
C H
3 CN ( C H 3 ) 2
0
H O C H ZC H ZN ( CH 3 ) 3
·
Cl e
①
H C C ( CH
3
)
: CH : N ( C H 3 ) 3
lI
O
D 2 0
3 4
.
5 , 3 7
。
5
生物碱 5 4 . 8 一 55 。 0 , 6 5 。 1 6 7 。 7
4期 党 晓鹏等 : 醉马草的有 毒成分研究
少判断出分子对称性较张 。 由于未查到与这种生物碱谱图相一致的标准谱图 , 因而采用
一些类似化合物数据进行比较分析 , 在核磁共振 S a t al e r标准谱图集 中相 似化合物的 N -
C H 3
,
N 一 C H Z一质子化学位移如表 2 、 3 。
由此可见 , 样品成盐后质子吸收峰向低场移动约 IP p m 。
根据生物碱的 ` H N M R和 `3 C N M R的化学位移及 ` H N M R吸收峰面积比值提 出生物
碱的化学结构如下 :
加口灰乃
C H
、
}① b
a
C 壬王3
① l
C H 。一 N一 C H : 一 C H :一 N 一 C H J】 }
C H 3
·
ZC IO C H 3
`
H N M R数据分配如下 : a . 3 . 却 p m , b . 3 . gP p 二 , a/ b = 田衍 ` “ C N M R数据分配如
下 : a . 5 4 . 8 , 5 5 . 0 , 5 5 . l p p m , b 。 6 ;7 . 7 p p m 。
质谱裂解过程 : 在生物碱质谱中出现了不少非整质量数离子 , 这除去一些偶电荷离
子外可视为亚稳离子 。 根据亚稳离子可将生物碱的质谱裂解过程表示如下 :
质谱裂解过程支持了上述生物碱结构 。
.ù
C l王3 CH 3 7 十
! ① l①
C H
3一 N一 CH Z一 C H Z一卜 C H 3I · Z C IO I
C H
3
CH
3 7 斗
一 c H CI _ _ _ _ t④ _ _ _ _ _ _ _ }一呀— ) 匕且 3一到一 U 且 2一 C 且 2一卜 U H少叹 , _ I J .t ,1 . 1 1 、 “ l -
C全王3 { C H 3
浓 {一 e LI Z e H e l
幸
m /
e 2 1 6
H
m /
e 2 6 5
\ 十 /
/ N C H
Z
C尸」 c各 c占
C L1
3一N一 C H Z一 C I { 2一卜 C H 3 m / e 7 o
H
·
H C I H
7 +
C H
Z =
N一 CH Z一 C H :一 N = CH Z
尸义\成/吐 皿 / e ` 5` 、 { m / e 84矛乍反 lY
7 卡
N一 C H Z一 C资1 2一 N = CH Z
m /。 9 8
一 C H Z一 N = C H Z
浓
C H
Z
{
C H
Z
) 祷 浓 十= C H Z一一 , H ZN = C工注2\/2HIC
m /
e 56 m /
e 3 0
讨 沦
一 、 关于醉马草的有毒成分 : 本研究在化学成系统预试 、 单项预试以及有毒成分筛
选试验的基础上 , 从醉马 草中分离出一种生物碱一醉马草毒素 。 经小鼠毒性试验证明 ,
醉马草毒素有较弧的毒性 , 从而认为是醉马草的主要有毒成分 。 醉马草中毒与氰贰以及
强心贰无关 。 有人曾从醉马草中提取分离得到麦角新碱和异麦角新碱 , 但本实验所用的
醉马草中未能检出麦角类生物碱 。 因此 , 从醉马草中得到的麦角类生物碱究竟是植物本
身固有的还是寄生的麦角菌所产生的 , 有待进一步研究 。
二 、 醉马草毒素的毒理机制还不清楚 , 从化学结构来看属烃钱盐类 , 此类结构有抑
” 。 畜 收 普 医 学 报 ” 卷
制横纹肌或阻断植物神经节作用 。 由此推测 , 可能醉马草毒素具有与肌肉松弛剂类似的
作用 , 尚待进一步研究证实 。 据文献记载 , 临床上应用烃钱盐药物 , 可引起呼吸功能衰
竭 , 弥散性血管内凝血以及继发性脑病等不良反应 。
结 论
一 、 本研究首次从醉马草中提取分离出一种生物碱成分 , 取名为醉马草毒素 。 经动
物毒性试验证明 , 醉马草毒素是醉马草的主要有毒成分 。 经元素分析及红外 、 核磁 、 质
谱等有机波谱分析鉴定提出其结构式为 :
C H 3 C H 3
1十 + !
C H 3一 N一 C H Z一 C H Z一N一 C H 3 . 2CI -
1 }
C H 3 C H 3
二 、 马 、 驴 、 骡按照 1 0 9 / k g体重的剂量一次灌服醉马草千粉或相当剂量的粗提物 ,
即可引起与自然发病相同的急性中毒 。
参 考 文 献
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〔 4 〕 段得贤主编 , 1 0 8 5 , 家畜内科学 , 2 4 2 。 农业出版社 。
〔 5 〕 张友杰等 , 1 0 8 4 , 醉马草化学成分研究 ( i ) 。 高等学佼化学学报 , s : 1 5 0~ 15 1。
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4期 党晓鹏等 : 醉马草的有毒成分研究 37 1
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r e s s i o n , t a i l r a i s i n g
,
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、万 e a k n e s s , s t a g g e r i n g g a i t , m u s e l e t r e m o r ,
d y s p n e a
, a n d t a e l y e a r d i a
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翔笼) 爹芝翔希找另公于芝翔戈知戈扮百拼 .秒眨二 搜肺 :芝) 冬东 井碱〕王泛未摸;非示芝油资翔:芝梦示朴痊公资安男毛扮笼冬任每扮石扮滚翔簇毖理多卜芝》王蛋)谨是》盛龙知二荟兰成
, 月喇白
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