全 文 ：　 　第 38 卷　第 5 期
1999 年　9月
中山大学学报 (自然科学版)
ACTA　SCIENTIARUM　NATURALIUM
UNIVERSITATIS　SUNYATSENI
　
Vol.38　No.5
Sep.　1999
　
文章编号:0529-6579 (1999)05-0082-05
苦茶 Camellia assamica var.kucha
Chang et Wang的嘌呤生物碱
叶创兴1 , 林永成2 , 苏建业2 , 宋晓虹2 , 张宏达1
(1.中山大学生命科学学院 , 广州 510275;2.中山大学化学与化学工程学院)
摘　要:用重量法和柱层析法从苦茶 Camellia assamica var.kucha Chang et Wang 的嫩梢中分离
出3 种嘌呤生物碱 , 经薄层层析 、 熔点测定 、 元素分析 、 核磁共振和质谱等对其结构的测定 ,
鉴定为咖啡碱 、 1 , 3 , 7 , 9-四甲基尿酸和可可碱 , 其百分含量分别为 0.88%, 0.84%和
0.29%.样品水提物经氯仿萃取后直接由高压液相色谱分析 , 测得苦茶含咖啡碱 1.932 9%,
四甲基尿酸1.294 1%, 可可碱0.585 5%, 茶叶碱 0.012 8%.这是茶组植物中嘌呤生物碱新的
分布模式.
关键词:苦茶 Camellia assamica var.kucha Chang et Wang;嘌呤生物碱;1 , 3 , 7 , 9-四甲基尿
酸;咖啡碱
中图分类号:Q 946.88　　文献标识码:A
山茶属 Camellia 约 280种 , 其中茶组 Camellia Sect.Thea L.有 32种 , 著名的饮料茶叶
就是来自茶组植物的茶C.sinensis(L.)O.Ktze 和普洱茶 C.assamica(Mast.)Chang.茶叶含有
复杂的化学成分 , 其中嘌呤生物碱是茶最重要的化学成份之一 , 其他的化学成份尚有茶氨
酸 、 儿茶素 、芳香油 、色素 、 糖类 、有机酸 、维生素类 、 酶类 、 水浸出物和矿质元素等.
在茶叶商品流通中 , 把咖啡碱 、锰 、儿茶素和茶氨酸列为辨别真假茶必检的项目.可见咖
啡碱在茶叶中生化成份检测中的地位[ 1] .茶叶的生物碱主要为嘌呤碱 , 也有少量的嘧啶
碱.在茶叶中发现的嘌呤碱有咖啡碱 、 可可碱 、 茶叶碱 、 腺嘌呤 、 鸟便嘌呤 、 黄嘌呤 、 次
黄嘌呤和拟黄嘌呤等.其结构特点系以嘌呤环为基本骨架 , 不同种类的嘌呤碱取决于嘌呤
环上甲基的位置和个数.茶叶生物碱中 , 咖啡碱占干质量 2%～ 4%, 可可碱约 0.05%,
茶叶碱约 0.002%.目前在茶组植物中 , 已经发现了和茶不同的嘌呤碱分布模式 , 这就是
以可可碱为主要成份的缅甸茶 C.irrawadiensis Barua 、紫果茶 C.purpurea Chang et Chen和可
可茶 C.ptilophylla Ching[ 2]的芽叶含可可碱为主 , 其中可可茶含可可碱超过干质量的 4%,
最高达 6.84%[ 3～ 7] .最近在研究苦茶 C.assamica var.kucha Chang et Wang时 , 分离出具有
意义的较高含量的 1 , 3 , 7 , 9-四甲基尿酸.下面是研究的初步结果.
基金项目:国家自然科学基金 (39570081)资助项目
收稿日期:1998-10-13　　作者简介:叶创兴 , 男 , 1946 年生 , 教授.
1　样品和试剂 、 仪器
1.1　供试样品
采摘 1芽2叶苦茶鲜样 , 经隔水蒸 15 min , 在 80 ℃烘箱中烘干 , 置于放有硅胶的干
燥器中备用.栽于中山大学实验园地的苦茶是 1986年由采自原产地的种子实生苗成长的 ,
树高 2 m左右.
1.2　试　剂
醋酸铅 、氯仿 、 乙酸乙酯 , 标准品:咖啡碱 、茶叶碱 、可可碱 , 均为分析纯以上 , 咖
啡碱和可可碱购自上海 , 茶叶碱购自美国Sigma公司.
　　薄层析硅胶 GF254 , 颗粒活度 160 ～ 200;柱层析拌样用硅胶 300目 , 装柱用硅胶 60-
100目 , 均购自青岛.
1.3　仪　器
显微镜熔点仪 , 500 MHz 核磁共振仪 , ZAB-HS 质谱仪 , 240 型元素分析仪 , SP 8800
高压液相色谱仪.
2　实验部分
2.1　苦茶嘌呤生物碱的分离和鉴定
(1)准确称取 5 g (精确到0.01 g)苦茶样品 , 加入 500 mL 水 , 加热浸提30 min , 过滤
后 , 滤渣再用 500 mL 水加热浸提 30 min , 合并 2次的滤液.在滤液中加入醋酸铅溶液 ,
出现絮状沉淀 , 一直到滤液不再出现沉淀为止 (约需醋酸铅2 g).过滤后将滤液浓缩至80
mL , 并用少量沸水洗涤滤渣.滤液经冷却后过滤 , 滤出的固体为产品 C , 蒸干得 0.29%.
滤液再在分液漏斗中用 15 mL氯仿×3萃取 , 水相用TLC检测 , 与标准品对照未发现茶叶
碱.将萃取液合并 , 氯仿蒸干后 , 得到灰白色的固体.将固体溶于氯仿 , 用 300目以上的
细硅胶拌样 , 用 60 ～ 100目的粗硅胶装柱层析 , 以乙酸乙酯作洗脱剂.分离得 2个纯的产
品A和 B , 其含量分别占干质量 0.88%和 0.84%.θmp A为 238 ℃, B为 226 ～ 228 ℃, C
为357 ℃.
(2)荧光硅胶薄层层析:以乙酸乙酯为展开剂 , 咖啡碱 、 可可碱和茶叶碱标准品与
A 、 B 、 C 对照 , 表明 A 是咖啡碱 , C 是可可碱 , B 是嘌呤碱 , 它们的 R f 分别为 0.31 、
0.48和 0.38.
(3)产品 B核磁共振:δ(500 FT , CDCl3 , TMS)为3.39(S ,3H),3.59(S , 3H), 3.64(S ,
3H),3.74(S ,3H).
(4)产品 B的质谱:m/ e (FAB)为 225 (M++1), 209 , 194 , 180 , 167 , 139.
(5)产品 B 元素分析 (C9H12N4O3 , w/ %, 括号里为计算值):C 0.481 (0.482), H
0.052 (0.054), N 0.243 (0.250).结合熔点测定与文献报道一致 , 可确定产品 B为 1 , 3 ,
7 , 9-四甲基尿酸.
2.2　应用高压液相色谱对苦茶的分析
(1)内标溶液:称取愈甘醚 , 溶解成 2.5 mg/mL 溶液.
(2)标准溶液配制及分析:称取一定量的标准品咖啡碱 、 茶叶碱 、可可碱以及由 2.1
分离提纯的 1 , 3 , 7 , 9-四甲基尿酸 , 加入 10 mL 内标溶液 , 100 mL沸水 , 并保温 30 min.
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取完全溶解的混合液 10 mL , 加入 20 mL 的氯仿萃取 , 静止分层后取氯仿溶液进样 , 依据
标准品的含量与峰面积加以对照.
(3)试样处理:将干燥的茶样磨碎后准确称取 1 g , 加内标溶液 10mL , 加沸水90 mL ,
在水浴中保温 1 h , 趁热过滤 , 取滤液 10 mL , 加 20 mL氯仿萃取 , 取氯仿液进样.
(4)流动相为 V (甲醇)∶V (磷酸缓冲液 (pH=6))=70∶30.流动速度为1 mL/min.
(5)分析结果:经与标准品比较 , 苦茶样品质量分数平均值 ( x ±SD)/ %, n =4:
咖啡碱 1.932 9±0.12 , 1 , 3 , 7 , 9-四甲基尿酸为 1.294 1±0.11 , 可可碱 0.585 5±0.11 ,
茶叶碱0.012 8±0.001.图 1是茶样和标准化合物的高压液相色谱谱图.
图 1　苦茶样嘌呤碱高压液相分离色谱图
Fig.1　HPLC Chromatography
3　讨　论
(1)用 2次较大量的水浸提 , 苦茶嘌呤生物碱绝大部分已经溶解在沸水中 , 滤液浓缩
到80 mL , 因可可碱在冷热水中的溶解度显著不同 , 经冷却析出的固体为可可碱.茶叶碱
易溶于冷水而难溶于氯仿 , 因此用氯仿萃取浓缩液 , 茶叶碱应留在水相 , 但蒸干水相后并
未得到茶叶碱 , 这是因为茶叶碱含量太低 , 从高压液相色谱分析仅为 0.012 8%.咖啡碱
和四甲基尿酸溶于氯仿.蒸干氯仿便是除去了大部分可可碱和茶叶碱的咖啡碱和四甲基尿
酸的混合物.
(2)B的结构鉴定 , 根据 B 的核磁共振 、 质谱和元素分析得出 B 的化学式为 C9H12
N4O3 , 但符合此式的除 1 , 3 , 7 , 9-四甲基尿酸外 , 还有 8-甲氧基咖啡碱和 O2 , 1 , 7 , 9-
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四甲基尿酸.由于 8-甲氧基咖啡碱的熔点为 176 ℃, O2 , 1 , 7 , 9-四甲基尿酸的熔点为
207.3 ～ 208.4 ℃, 而 B的熔点为 226 ～ 228 ℃, 因此与 1 , 3 , 7 , 9-四甲基尿酸[ 7]相符 , B
的核磁共振谱的分析也能完全解释该结构.
图 2　四甲基尿酸的几种同分异构体
Fig.2　Varies chemical structure of tetramethyluric acids
(3)虽然 Johnson首次报道了茶叶中含有微量的 1 , 3 , 7 , 9-四甲基尿酸[ 8] , 但他是从
数百万磅茶叶中经提取咖啡碱后的废弃物中分离出这一合物 , 并测定了它的结构.此前只
是人工合成出四甲基尿酸 , 从未在植物中分离出它.此后虽然在咖啡中检测到了微量的四
甲基尿酸存在 , 但在茶叶生化的常规检测中未见测得它的报道 , 显系由于茶叶中含四甲基
尿酸非常低的缘故.现在苦茶中由重量法和高压液相色谱法分离和检测出占茶叶干质量
0.84%和 1.29%的四甲基尿酸 , 含量如此之高 , 在茶组植物中还是首次发现.
(4)用质量法分离出的四甲基尿酸的质量分数为 0.84%, 咖啡碱为 0.88%, 两者之间
仅有万分之四的差别.应用高压液相色谱测得苦茶含四甲基尿酸的质量分数为 1.29%,
咖啡碱为 1.93%, 两者之间仍然是比较接近的.这显然和以咖啡碱含量占第1位 , 可可碱
含量占第 2位 , 但后者含量仅占咖啡碱的 1/40 ～ 1/20 , 茶叶碱含量占第 3位的茶叶模式不
同 , 我们把它作为茶组植物嘌呤碱组成的第 3种模式提出来 , 这不仅仅是在苦茶中四甲基
尿酸达到非常有意义的含量;而且还因为从茶叶中 , 我们已经知道 , 咖啡碱※可可碱※茶
叶碱含量次第迅速降低的组成模式不因种植地域 , 茶叶采摘时间以及植株的生理年龄而改
变;更进一步 , 还因为我们对可可茶的研究中也表明 , 可可碱含量在嘌呤碱组成中占主要
地位这种模式也不因迁地移植 , 季节而改变 , 针对苦茶嘌呤碱的分离测定结果 , 我们认为
这是茶组植物中嘌呤碱组成的新模式.
(5)四甲基尿酸可能作为咖啡碱的伴生碱而存在 , 对嘌呤生物碱的代谢过程及代谢的
最终产物形成的了解将具有意义.在可可茶中可可碱为嘌呤生物碱最终产物的原因可能是
缺少一种甲基转移酶 , 把本应是咖啡碱前体的可可碱继续合成为咖啡碱.而苦茶中咖啡碱
是否成为四甲基尿酸的前体 , 是否存在一种甲基转移酶 , 均值得加以探讨.
现在已经知道在茶组植物中 , 嘌呤生物碱的主要成份有以咖啡碱为主的 , 这就是茶 、
普洱茶 、大理茶 C.taliensis(W W Sm.)Melch.等 ,有以可可碱为主的 ,这就是缅甸茶 、可可
茶 、紫果茶 C.purpurea Chang et Chen[ 3 , 4] .饮茶由于咖啡碱的存在而有兴奋神经的作用 , 而
可可茶由于含可可碱为主 , 其药理和生理作用与传统茶叶存在着差异 , 研究表明饮用可可
茶没有兴奋神经的作用.四甲基尿酸含量几乎与咖啡碱含量相当的苦茶 , 其药理和生物作
用表现有待进一步研究.
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参考文献:
[ 1] 　王泽农.中国农业百科全书 (茶业卷)[ M] .北京:农业出版社 , 1988.136～ 137.
[ 2] 　张宏达.山茶属植物的系统研究 [ J] .中山大学学报论丛 , 1981 (1):1 ～ 180.
[ 3] 　张宏达 , 叶创兴 , 张润梅 , 等.中国发现新的茶叶资源 可可茶 [ J] .中山大学学报 (自然科
学版), 1988 (3):131～ 133.
[ 4] 　张宏达 , 张润梅 , 叶创兴.山茶科系统发育诠析Ⅴ [ J] .中山大学学报 (自然科学版), 1996 , 35
(3):11～ 17.
[ 5] 　张宏达.茶叶植物资源的订正 [ J] .中山大学学报 (自然科学版), 1984 (1):10～ 11.
[ 6] 　张宏达 , 任善相.中国植物志 , 第 49 卷 , 第 3册 [M] .北京:科学出版社 , 1998.136.
[ 7] 　叶创兴 , 林永成 , 同海云 , 等.可可茶嘌呤生物碱的分离和分析 [ J] .中山大学学报 (自然科学
版), 1997 , 36 (6):30～ 33.
[ 8] 　JOHNSON T W.Purine in hte plant Kingdom:The discovery of a new purine in tea [ J] .J Am Chem Soc ,
1937 (59):1261.
Purine Alkaloids in Camellia assamica var.kucha Chang et Wang
YE Chuang-xing , LIN Yong-cheng , SU Jian-ye , SONGXiao-hong , ZHANG Hong-da
Abstract:Purine alkaloids in Camellia assamica var.Kucha Chang et Wang were investigated by
extraction combined with silica gel column chromatography .Three products were isolated.Product A
and C were determined as caffeine and theobromine by TLC and melting point compared with stan-
dards.The structure of product Bwere determined by MS and 1HNMR , the element analysis and melt-
ing point for 1 , 3 , 7 , 9-tetramethyluric acid.The purine alkaoids were consisted of caffeine , 1 , 3 ,
7 , 9-tetramethyluric acid , theobromine and theophylline in the leaves of C.assamica var.kucha ,
and their content was 1.932 9%, 1.294 1%, 0.585 5% and 0.012 8% respectively by HPLC.The
distribution of new type of purine alkaloids and such high content of tetramethyluric acid in wild tea
tree resources is firstly reported.
Keywords:camellia assamica var.kucha;dominant pruine alkaloid;1 , 3 , 7 , 9-tetramethyluric
acid;caffeine
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School of Life Sciences , Zhongshan University , Guangzhou 510275 , China