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黄草乌的生物碱研究——Ⅰ.黄草乌碱甲和碱丙的化学结构



全 文 :第 39 卷 第 2 期
1 9 8 1 年 盛月
化 学 学 报
左 CT A C H 工M 工C A S」N 工C A
V o l
.
39
,
N o
.
2
A P ir l
,
1 9 8 1
黄 草 乌 的 生 物 碱 研 究
1
. 黄草乌碱甲和碱丙的化学结构
杨崇仁 郝小江 , 王德祖 周俊
(中国科学院昆明植物研究所植物化学研究室 )
黄草乌 ( A co 耐 ut 、 : 汤、 。 l’a 。娜 K ol u . )是云南的一种常用民间草药 . 朱元龙等曾从其根
中分得三种生物碱 , 即黄草乌碱甲 (vi lm or .il an i en A ) 、 碱乙 ( v l m or ir an i en B )和另一微量成分 ,
均未确定化学结构 . 我们从这种植物的根中分得六个生物碱 , 本文报告其中三个乌头碱型二菇
醋碱的结构鉴定 . 一个与黄草乌碱甲为同一化合物 , 另一个命名为黄 草乌碱 丙 ( vi lm o1’ ir an -
in e )C
, 可能与朱元龙等分得的微量生物碱相同 . 通过红外光谱 、 紫外光谱 、 核磁共振谱和质谱
测定以及化学工作 , 证明碱甲和碱丙的化学结构分别为 2 和 3 . 第三个醋碱则鉴定为滇 乌碱
( y
u n a o o n i t i n e ) (1 )
.
黄草乌 (A c” `如“ “ l , 砰再 a。 。仍 K o m . )是云南民间常用的一种草药 , 药用其根 . 朱
元龙等曾从中分得黄草乌碱甲 ( v i l m o r r i a n i n e A ) 、 碱 乙 ( v i lm o二主a正 n e B )以及另一微量
生物碱 , 但均未测定化学结构 〔幻 . 我们对这种植物作了进一步研究 , 分离到六个二菇生物
碱 , 其中三个系乌头碱型二菇醋碱 , 经分析鉴定 , 一个为陈泅英最近从另外两种云南乌头
属植物中分离得到的滇乌碱 ( y u n ac o in it n e) (1) 即 ; 其余两个 , 一个即为朱元龙等分出的黄
草乌碱 甲 , 另一个可能同他们分得的微量生物碱一致 , 现命名为黄草乌碱丙 ( vi l m or ir a -
n i n e o )
. 本文报告这两个生物碱的化学结构研究 .
滇乌碱 (幼 O A C
E 3
O H
几OH
〔粗 H , 黄草乌碱甲 (2 ) O A C H
黄草乌碱丙 (3) H O A C H
黄草乌碱甲一 乙酸酉旨(4) O A e O A e H
滇乌碱一乙酸醋 (匀
黄草乌碱甲胺醇三乙酸醋 (司
c h a s ln a n i o e (7 )
O A e
cAHO A
C
H
O A e O H
( )月 c H
O H H
丑 4
~ 仁>劝csH
co 一 <二) 一coH 3
昨仁 ) 一OC H :
co 一<二>一coH “
OC 一<二>一coR 3
早先朱元龙等曾提出碱甲的实验式为 仇 3且。 O gN , 现在我们根据质谱测得 1、 2 、 8 的
分子离子峰分别为 M 毕 6 5 9 、 64 3 、 62 7 , 结合元素分析 , 得相应的实 验 式 为 aC o4H ool , N 、
1 97 9 年 3 月 8 日收到 .
. 贵州大学化学系进修教师 .
化 学 学 报 3 9卷
C二 H; 刃 0 1N、 a O召。 O办 .它们的分子量按此顺序递减 6 1, 且主要碎片峰值及强度皆一一
对应 (表 功 , 都表现出乌头碱型二菇酷碱的质谱特征 , 即分子离 子 峰很 弱 , M 十 一 O O H 3
(q
一取代 )的碎片峰极强 3[J , 故可认为是属于同一骨架的乌头碱型二菇生物碱 . 三个生物
碱的红外光谱表明 , 除 1 6 9 8~ 17 25 c m 一主之间出现醋基吸收峰外 , 1 有两个 经基 吸收 峰
( 3 4 5 0

3列 0 c m 一 1 ) , 2 有一个经基吸收峰 ( 3 4 7 0 o m 一 1 ) , 3 则无经基吸收峰 .
表 1 几个乌头碱型二格醋碱的质谱主要碎片离子峰值 ( , /e)
化 台 物 豆 {十 M十一 、 。 { M+ 一 3 1 M+ 一 6 0 M+ 一 3 1一 6 0 M十 一 5 9一 1岛2 M十 一 3 1一 6 0一 1 53
6 44 (弱 , 1
6 2 8 (强 ,滇乌碳; l( ) 6乃9 (弱 ) 28 (马马) {” J艺 少) 59 9 (张 ) 5 6 8 卫 8 4 1 6黄草乌碱 甲夕 ) 6 4 3 (弱 ) 6 1名 (弱 ) } 5 9 6
· “ 之。 `强 ,) 5 8 3 (强 ) 5 5 2 盛只2 4 0 0
黄草乌碱丙 ( a) 62 7 (弱 ) 5 9 6 . 3 2 5 `强 ) 5 6 7 (强 ) 5 3 6 4 16 3 8 4
在上述三个生物碱的核磁共振谱 (表 2 )中 , N 一乙基 、 大茵香酞基 、 乙酞基 、 0二月质子
以及五个 甲氧基 中的四个甲氧基的共振讯号皆几乎相同 . 而乙酞基在高场 (肚 . 3 4 ~ 1 . 4 0)
出现是 由于 C 14 , 芳环取代基的抗磁各向异性效应所致 , 这是 Os 一乙酞基 、 q 4、 芳环醋基
取代的一个特征 〔4J . 叔 . 02 ~ 4 . 1 附近一个质子的二重峰 ( J ~ 6H z) 则是 O。 为 a 一甲氧基
取代时 C。一月质子 的特 征讯 号 〔5] . 滇乌 碱在 占4 . 86 处 出 现 强度 为 一个质子的二重峰
( J 一 4
.
S H z )
, 是 q 4节 质子与 C , 质子发生偶合所致 . 碱甲和碱丙的 Ol `一月质子讯号均
为 6 5 . 0 4 (三重峰 , J 一 4 . 5 H z) , 这是 01 4节质子与 O。 和 Ol : 上的两个邻位质子偶合的结
果阴 . 由此表明 , 碱甲和碱丙的 lC 。 上均无取代基 . 另外 , 这两个生物碱的 q -6 甲氧基讯
表 2 几个乌头碱型二格醋碱及其衍生物的核磁共振化学位移(占值)
化 合 物 N 一乙基 乙 酞 基 甲 氧 基 殊一月H 场一月H C 14节H 大茵香酞基
( 3 H
,三重峰 , (3 H , 单峰 ) (3 H , 单峰 ) ( I H , 二 ( I H ,三重 ( I H , ( 4 H , 双二重
J 一 7 H劝 C 3 一“ , C -s 月 重峰 ) 峰 , J ~ g H活) J 一 4 ` S H z ) 峰 ,J 二 g H )z
慎乌碱 (1 _ 1 . t )8 1 3 4 3 . 1 6 3 . 2 6 3 . 3 0 4 . 0 2 4 . 8 6 6 . 9 3 8 . 04
a
.
55 (C
:曲 ( J一 6 H: ) 义二重峰 )
3
.
8 7 (芳环 )
黄草乌碱甲〔2 ) 1 . U4 1 4 0 3 . 18 3 . 2 5 3 . 3 0 住 . 1 1 5 . 0 3 6 . 9 3 8 . 0 2
3
.
3 8 (C
i价 ( J一 6 H z ) (三重峰 )
5
.
5 5 (芳环 )
黄草乌碱丙 (3 ) 1 . 0 7 1 . 3 9 3 . ] 7 3 . 2 6 3 . 2 8 4 . 0 7 5 . 0 4 6 . 9 3 8 . 0 2
3
.
38 (C le) (J ~ 6 H幼 (三重峰 )
3
.
5 5 (芳环 )
滇乌碱一乙酸脂 1 . 1 1 2 . 0 6 1 . 34 3 . 1 9 ( 6 H ) 3 . 2 4 生 . 0 9 4 . 9 1 住 . 8 6 6 . 9 8 8 0 7
( S ) 3
.
5 2 (16C ) ( J一 7 H 2 ) (二重峰 )
s
,
5 7 (芳环 )
黄草乌碱甲一乙 1 . 0 9 2 . 06 1 . 4 0 3 . 2 0 ( 6 H ) 3 . 2 5 盛. 2 0 } 5
.
0 6 6
.
97 8
.
0 9
酸醋 (4 ) 3 . 35 (1C 6) ( J ~ 7 H : ) 4 . 9 3 (三重山黔
3
·
85 (芳环 )
黄草乌碱 甲肢 1 . 0 8 2 . 0 6 (6 H ) , 3 . 2 0 ( 6H ) 3 . 2 2 盛 . j s 性 . 9 1 4 . 7 9醇三乙酸酮 (6) 2 . 0 4 3 . 2 5 (J ~ 7 H幻 (三重峰 )
黄草乌碱丙胺 1 ` 0 6 3 . 2盛 3 . 3 1 ( 6 H ) 4 。 1 5 4 . 2 0醇 (7 ) 3 34 ( J ~ SH幼 (三重峰 )
户 1、 。 。m , ” i” 。 了, 、 [7 】 1 . 0 3 a . 2 1 3 · 2 8 ( 6 H ) {

3
.
3 1 i, `“ 户`
~ “ J ` “ 、 、 . , {
2 期 黄草乌的生物碱研究 I.
号 ( a 3 . 3 8 )与滇乌碱 (6 3 . 5助相比出现在较高场 , 后者的低场效应是 由于 1C 3 上的经 基 去
屏蔽作用所致 〔别 , 这也说明碱甲和碱丙在 q 3 上无经基取代 . 此外 , 碱甲与滇乌碱的核磁
共振谱中再无明显差异之处 , 故可推测碱甲的经基在 0 3 位上 , 与滇乌碱所具有的 仇一。 经
基相同 . 而碱丙在缸 . 51 ~ 1 . 78 处出现两个质子强度的多重峰 , 有别于滇乌碱和碱甲 , 这
或许可能是 A 环上 0 3 无经基取代的质子讯号 . 由上述推断 , 可得到黄草乌碱甲和 碱丙
的化学结构分别为 2 和 .3
为了进一步证实上述推论 , 将滇乌碱和黄草乌碱 甲分别制成一乙酸醋 , 两者的 乙酞基
和 C 3一月质子共振讯号完全一致 (表 2) . 这两个衍生物的 Oa 一月质子由于受到乙酞基的去
屏蔽作用而移向低场 , 并与它们各 自的 01 4一月质子讯号发生重叠 (料 . 91 和 叔 . 93 , 皆为三
重峰 , J 一 g H z) , 这显然是 仇一尽质子与 0 。 的两个质子偶合所致 . 由此证明 , 黄草乌碱甲
的经基应在 0 3 位上 , 并且与滇乌碱一样 , 是 “ 构型的 . 黄草乌碱甲的胺醇为一新的胺醇 ,
未能得到结晶 , 其三 乙酸醋 (6) 为无色针状结晶 , 熔点 198 ~ 20 o0 C , 比朱元龙等报道的熔
点稍低 , 但光谱数据符合上述推断 .
根据我们推定的黄草乌碱丙结构 , 它的胺醇应与已知的 d l as m a n in 。 ( 7 ) 一致 . 将碱
丙按常法皂化 , 所得到的胺醇 与文献报道 〔7] 的 c h as m a n in 。 熔点一致 , 红外光谱 及核 磁 共
振谱数据相同 , 从而证实了上述推断 .
黄草乌根中其余生物碱的结构研究 , 已另文报告〔引 .
最后 , 应该提到的是带大茵香酞基的乌头碱型二菇醋碱 , 除滇乌碱 〔幻 外 , 前人很少研
究 , 仅确定了 ias ae o n it n 。 的结构 〔的 . 现在我们从黄草乌一种植物中就发现了三种此类型
生物碱 , 这是很有趣的 .
实 验
各化合物的熔点用微量熔点测定仪测定 , 未经校正 . 核磁共振谱用 B ur ck er W H一 90
脉冲付立叶变换核磁共振波谱仪测定 , 以 C D 1C 3 为溶剂 , T M S 为内标 , 各化合物的核磁数
据列于表 2 . 红外光谱用 I R一 4 5 0 型分光光度计 、 紫外光谱用 U V 一 2 10 A 型分光光度计测
定 . 用硅胶 G 硬板行薄层层析 , 展开剂 : (1) 4 : 1 氯仿一甲醇 ; (2) 4 : 1 环己烷一二 乙胺 . 以
改 良碘化秘钾试剂显色 .
黄草乌根粉 1 0 公斤 , 用 5界 碳酸钠溶液润湿磨匀后 , 以苯冷浸 4 天 ,过滤 ,苯液用 2界
盐酸提取 4 次 . 合并提取液 , 用浓氨水碱化至 p H S~ 9 , 再用 乙醚提取 . 乙醚提取液蒸去溶
剂后用适量 2 外盐酸溶解过滤 . 滤液再用浓氨水碱化至 p H S ~ 9 . 氯仿提 取后 蒸 去溶
剂 , 得到 19 克总碱 , 薄层层析检查主要为 7 个斑点 . 将此总碱溶于氯仿 , 与 20 克氧化铝
(层析用 , 中性 , 1 0 ~ 2 0 目 , 上海市五四农场化学试剂厂制 , 下同 )拌合 , 除去溶剂 , 60 克
氧化铝湿法装柱 (柱长 9 6 厘米 , 直径 4 . 5 厘米 ) , 用石油醚 : 丙酮洗脱 , 每份接收 1 0 毫
升 .
黄草乌碱 甲 (黝的分离
第 9 8 ~ 1 10 份石油醚 : 丙酮 ( 8 : 2 )洗脱液蒸去溶剂后有结晶析出 , 在甲醇中重结晶两
次得到无色柱状结晶共 510 毫克 , 薄层层 析 为 一 个 斑 点 . 熔 点 18 2 ~ 18 4℃ (文 献 〔1〕
化 学 学 报 3 9 卷
1 8 2 ~ 1 8 4
o
C )
.
「分析」 C s : H 4 0 0 , 。 N 计算值 : C , 6 5 . 3 0 ; H , 7 . 6 7 . 实测值 : 0 , 6 5 . 3 4 ; H ,
7
.
8 0
.
紫外光谱磕黔 : 2 5 7 n m ( 10 9 ; 4 . 3 0) .
红外光谱 (石蜡油 ) : , 3 4 7 0 (经基 ) , 1 71 5 , 1 6 9 8 , 12 5 1 (醋基 ) , 16 0 2 , 1 5 0 5 , 1 4 55 ,
8 4 5 ( 1
,
-4 二取代芳环 ) c m 一 .l
黄草乌碱甲过氮酸盐
将 2 溶于无水乙醇中 , 加过氯酸至刚果红试纸呈蓝色 , 常法制备得无色粒状结晶 , 熔
点 2 4 6 ~ 2 4 7 o C (文献 〔1〕2 45 O C ) .
黄草乌碱甲的一乙酸醋 (.)
6 2
.
5 毫克 2 于室温下用醋醉一毗吮乙酞化 , 常法处理 . 丙酮一石油醚重结晶 , 得到 4
的无色针状结晶 , 熔点 1 8 9 ~ 1 9 4 O C (文献 〔1〕1 9 6 ~ 1 9 7 o C ) .
红外光谱 (K B r ) : 1 7 3 5 , 17 2 8 , 1 2 5 0 (醋基 ) , 1 6 0 7 , 1 5 1 1 , 1 4 55 , 8 4 7 ( 1 , 4一二取代芳
环 ) o m 一 1 .
黄草乌碱甲胺醇的三乙酸醋 (6)
97 毫克 2 , 常法皂化 . 处理后得到的胺醇胶状物未能结晶 , 加入 4 毫升醋醉 , 90 毫克
对甲苯磺酸 , 水浴加热 20 小时 . 反应液加入碎冰块 , 用饱和碳酸钾溶液碱化 , 氯仿提取 .
提取物通过氧化铝柱层析 , 丙酮 : 石油醚 ( 1 : l) 洗脱 , 得针状结晶 , 丙酮重结晶为无色晶状 ,
熔点 1 9 8 ~ 2 0 0 o C (文献 [ 1〕2 0 5~ ZO7 o C ) .
红外光谱 (K B r ) : 1 73 0 , 17 3 6 , 1 2 4 5 (酉旨基 ) c m 一 1 .
氯仿提取后的水液用盐酸酸化即析出无色针状结晶 , 熔点 1 8 5 ~ 1 8 6℃ , 与 已知大茵
香酸样品混熔不降 .
黄草乌碱丙 (3) 的分离
将上述层析柱第 23 ~ 3 份石油醚 : 丙酮 ( 9 : l) 洗脱液合并 , 蒸去溶剂后有结晶析出 ,
乙醚重结晶两次 , 得到无色针状结晶 10 0 毫克 . 薄层层析得一个斑点 , 熔点 156 ~ 1 5俨C
(文献 [1」1 5 1 ~ 1 53 o C ) .
紫外光谱瑞思H : 2 5 7 n m ( 10 9 6 4 . 3 0 ) .
质谱 。 / e : 6 2 7 ( 0 3。瓦。 O oN , M + ) , 5 9 6 . 3 2 5 ( C 3` H ` 。O oN , M + 一 3 1 , 计算值 : 5 9 6 . 71 2 ) .
主要碎片峰 见表 .1
黄草乌碱丙 (3) 的皂化
47 毫克 8 溶于适量 5外 氢氧化钠一甲醇溶液中 , 加数滴水 , 于水浴上回流 2 小时后加
入少量水 , 减压蒸去甲醇 . 水液用正己烷提取 4 次 , 蒸至小体积 , 放置 , 析出针状结晶 . 过
滤 , 得胺醇 (7 )约 2 0 毫克 , 熔点 8 2 ~ 8 7 o C (。 h a s m a in n e 熔点 8 4 ~ 8 7 o C , 多次重结晶后为
9 0 ~ 9 1
O
C 〔7 , )
.
红外光谱 (K B r ) : 3 5 0 0 , 3 4 0 0 , 3 2 7 0 (轻基 ) (文献 [7〕为 3」75 , 3 2 6 5 , 3 2 6 3 ) e m 一 1 .
质谱 二 / e : 45 1 (M 十 ) , 4 3 6 (M 一 1 5 ) , 4 2 1 (M 一 3 1 , 基峰 ) .
正己烷提取后的水层用盐酸酸化 , 析出针状结晶 , 熔点 1 84 ~ 1 8 o5 C , 与已知大茵香酸
样品的混熔不降 .
2 期 黄草乌的生物碱研究 1 .
滇乌碱 ( 1) 的分离
上述层析柱第 1 5 9 份石油醚 : 丙酮 ( 7 : 3 )洗脱液蒸去溶剂后有结晶析 出 , 在 丙酮一石
油醚中重结晶两次 , 得到 1 的无色棱状结晶 1 95 毫克 . 薄 层 层析为 一 个斑 点 , 熔 点
1 4 2 ~ 1 4 4
O
C (文献 〔2〕1 4 2 ~ 1 4 o4 C ) . 与已知滇乌碱样品的混熔不降 .
〔分析〕 C 3 5 H ` 。O , , N 计算值 : C , 6 3 . 72 ; H , 7 . 4 9 . 实测值 : C , 6 3 . 3 0 ; H ,
7
.
6 0
,
红外光谱及核磁共振谱皆与已知滇乌碱一致 .
滇乌碱的一乙酸酉旨( 5)
取 14 0 毫克 1 , 常法乙酸化后用乙醚一石油醚 重 结晶 , 得 到 无 色 针 晶状 晶 , 熔 点
1 9 0
.
5 ~ 1 9 2
.
S
O
C
.
「分析〕 C 3了H o 1 O l o N 计算值 : C , 6 3 . 3 2 ; R , 7 . 3 3 . 实 测值 : C , 6 3 . 0 4 ; H ,
7
.
3 3
.
红外光谱 (K B r ) : 17 2 6 , 1 7 2 0 , 1 2 4 8栖旨基 ) , 1 6 07 , 1 5 8 0 , 1 5 1 0 , 8 4 8 ( 1 , 4一二 取 代芳
环 ) o m 一 , .
承上海药物研究所朱元龙同志惠赠黄草乌碱甲样品 , 广西医药研究所代测质谱 , 均此
致谢 .
后记 : 最近作者在校样时看到 H . T a ka ya m a 等人合成了黄草乌碱 甲的报道田 et er o -
cy cle
s
15
,
40 3 (1 98 1) 〕, 进一步证明了黄草乌碱 甲的结构 .
参 考 文 献
,J .门.Jó Iù ld、 es司土3245比n一lór
.rLes产J厂
〔 7 〕
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M
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C
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Y
·
T s u d a
,
L
.
M a r i o n
,
C a 介 J . C h e刃 ;
.
4 1
, 1 6 34 ( 19 6 3 )
.
8
.
W
.
P el l e t i e r
,
2
.
D j
a r m a t i
,
5
.
L a j墓16 , W . H . D e C a o p , J . A , n . C h 。 ,ln . 尽配 . 9 8 , 2 6 1 7 ( 1 97 6 ) .
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P e l l e t i o r
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L
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H
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K
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A cl 功 a ot w ic z , Y . 叽 ldt a , L . M ar io n , T . O ka m ot 。 , M . N a 切 u m e , H 一 H · C la 刀 g , K · K aj i m a , aC 九 . .J
C h e饥 . 4 3 , 82 5 ( ] 9 6 5 ) ,
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L
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H
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K e工t正1 , 5 . W . 工’ e l le七i e r , J . 6少9 . C h e刃 ;
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3 3
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·
15 2 化 学 学 报 3 9 卷
T H E A L K A L O ID S O F A C O八廿了以M
卜份乙荆心尺况乙4 N U 材 K O M .
1
.
T H E S T R U C T U R E S O F V I L M O R R I A N I N E A A N D C
Y 人 N G C H O N G 一 R E N H人。
(aL 乙贯at 邵夕万 尸甸才co he 叨娜勺 ,
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双。 愧乞, 9 1。时“ 锐名e of B o `溯 , , 月`口决饥似 战们初。 )
A B S T R A C T
刀 u a n g 一t s a o 一 w u (月。o ,乞` 艺“ , 。 ` l饥。 : : 艺a。咖 oK m . ) 15 a n i m p o r七a n t h er b d r u g P o p u l a r
i n 丫 u n n a n . T h r e al k a l o i d s , v i l m o r r i a in n e A , B an d a m i n o r e o m OP n e n 七, h a d b e o n
i , ol a钦洲」P r o v i o u s l y fr o m i七5 r o 七5 b y Z h u Y u a n 一 l u n g a dn Z l l u R e n 一 h u gn , b u 七 t h e i r
s t r u e 七u r e s w e r e n o t d e饶 r m i n e ( 1. I n t h i s P a eP r w e r e P o r t e d 七h e e h e m i e a l s七u id e o o f 七h e
七h r e d i et r P e n o i d e o t e r a l k a l o i d s o f a e o n i七i en 一 t y砂 i s o l a edt fr o m 七hi s P l a nt
.
O en 1
5
j d e n 十i e a l w i t h v i l m o r r i a n ien A , a dn 七h e o t h e r o n e
,
n a m司 v i lmo r r i an i en o
,
15 p r ob
a b l y
七h e sa m e s u b漪 a n c e a s 七h e ml n o r a lk a l io d o f Z h u y u a n

l u a n g e云a 乙. T h e hc e m i e缸 s 七r u e -
t u r e s o f vi l m
o r r i a n i n e A a n d C 11 a v e b e n d e et r m i n ed ot b e 2 a n d 8 r e 日碑 C it ve l y b y
s P e c七r o s e o P i e a n al y s e , ( I R , t JV , N M R , M S ) a dn e h e面 e a l s 七u d i es . V i l m o r 直 a正 n e B w a s
fo u n d `0 b e `d e n `i e a l w i t h 了u n a e o垃 t i n e ( 1 ) r e e e n 七l y r e p o r ted b y C h e n g 5 1一 y i嗯 .