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陆均松植物中蜕皮激素的分离与鉴定



全 文 :第 2 4卷 第 斗期
1 9 8 2 年 7 月
植 物 学 报
A C T人 B O T A N I CA S IN IC A
V o l
.
2 4
,
J u l y
,
N O

4
1 9 8 2
陆均松植物中蜕皮激素的分离与鉴定*
侯 篙 生 王 国 亮
( 中国科学院武汉植物研究所 )
夏 克 敏
(中国科学院上海有机化学研究所 )
摘 要
从陆均松植物的树皮中分离出三种结晶 , 通过熔点和光谱数据 (紫外 、 红外 、 质谱 、 ’ H 核磁
共振 )及气相层析 、 高压液相层析的鉴定 ,证明结晶 I 是价蜕皮激素 ,结晶 1 是筋骨草素 C , 结
晶 1 1 含有两个成分 ,其中之一为百 日青幽酮 A (川心 , 另一种是新的蜕皮激素 , 定名为海南陆
均松当酮 (川 。 ) 。 三者总产率为 。 . 斗% 。
植物中存在对昆虫具有生理活性的物质— 蜕皮激素。 近年来我国科学工作者在研究蜕皮激素的植物资源化学 【2 ,.5卜 , ,及其应用方面 〔 3, ,. 61 , 均取得显著的成绩 。 我国植物资源
丰富 , 开展植物性蜕皮激素的植物资源化学工作 ,查明我国植物种群中究竟有哪些植物含
有这类激素 , 对于利用植物资源为四化服务和弄清它在植物界中的分布规律 , 均有重要意
义 。
R su sle l
,
G
.
B
. 等人对新西兰的罗汉松科陆均松属 ( D ac yr id 。 , )植物中的 7个种进行了
研究 ,发现其中有几个种具有蜕皮激素活性 l3t] 。 特别是中型泪柏 ( D a cr y id “ m in et , 。 id “ m )
含有丰富的蜕皮激素及其类似物 14t] 。 根据植物化学成分与植物系统位置相联系的理论 ,
我们对陆均松 ( D ac yr id “ m iP o cr i iH ck el )进行了研究 , 发现其树皮中含有较丰富的蜕皮
激素 。 结果未见前人报道过 。 陆均松 ( D ac yr dl’ “ 二 iP , ier H i c ke l) 系罗汉松科陆均松属植
物 , 本属有 2 0 余种 , 我国仅有此一种 , 分布在海南岛乐东 、 白沙等县川 。 树皮一般只作燃
料 ,现证明其中含有蜕皮激素 ,这不仅发掘了一个蜕皮激素的新资源 , 且为林产的综合利
用开辟了新的途径 。
从陆均松树皮中分离 出三个结晶 , 经证明结晶 I 是 户蜕皮激素 , 一 e cd y s on e ) , 结晶
n是筋骨草素 C ( aj u ga st er on e C ) ,结晶 m 含有 R , 值极其相近的二个成分 , 其中之一是百 日
青幽酮 A ( pon as et or ne A ) , 另一个为新的蜕皮激素 , 定名为海南陆均松幽酮 ( da cr y ha i an -
n s t e r o n e
)

结晶 I 在薄层层析上的 R f 值 , 显色反应 , 荧光 , 熔点 , 紫外光谱 , 红外光谱 , 质谱等数
据均与户蜕皮激素一致 〔l] 。 它的三乙酞化物熔点为 1%一 1 98 ℃ , 与 户蜕皮激素的三乙酚
化物混合后熔点不降 。 综上所述 ,证明结晶 I 与 户蜕皮激素为同一物质叱 。 其结构式为 :
本文于 19 8 1 年 5 月收到 。
本工作得到过周维善 、陈毓群两同志指导 , 先后参加实验的有王正花 、康留西 、袁众明 、 王金凤 、贾卫疆 、 郭惠然 、
吕爱华等同志 。
承 中国科学院上 海有机化学所李文华同志协助进行高压液相层析 ;
中国林业科学院热带林业研究所协助采集并鉴定陆均松树皮 ,致衷心感谢 !
植 物 学 报 2弓 卷
护/ 、 、
, 、 夕产
对结晶 n 的质谱解析和对高碘酸氧化后边链部分气相层析结果的分析 , 表明结晶 n
与百日青幽酮 A 有相同的边链 ; 而母核部分则较 户蜕皮激素多一个以径基形式存在的氧
原子 , 它的四乙酞化物的 ` H 核磁共振谱进一步表明该经基以 C 键 、 a 构型连接在 q , 上 。
结合结晶 n 的红外光谱 , 紫外光谱 , 熔点和 R , 值的证据 , 说明结晶 1 为 25一失轻一 1 1“ 一经
基节一蜕皮激素 ,即筋骨草素 e ( a ju g a s t e r o n e C ) 〔, 0J 。 其结构式为 :
结晶 n l 经薄层层析检查 , 通常显示一个斑点 , 紫
外灯下显荧光 ;经高压液相层析检查 , 出现两个滞留时
间极相近的峰 , 说明结晶 n l 含有两个 R , 值极其相似
的成分 , 即 lI A 和 m B。 结晶 m 的紫外光谱出现两
个强吸收峰 , 2 4 2 n m 为一般蜕皮激素的特征吸收峰 ,
2 9 8 n m 是共扼二烯酮结构的特征吸收峰 。 把结晶 n l ,
百 日青幽酮 A渭 一蜕皮激素分别用高碘酸氧化 ,再进行
ǎ球狱妇ù切u。óōAl。目
(水勺侧恩夜黑
3 0炙30 9
。 ’ ` ; 60
图 1 结晶 1 1的质谱
F i g
.
1 M
a s s s P e e t r u m
o f e r y s t a l 111
4 期 侯篙生等 : 陆均松植物中蜕皮激素的分离与鉴定
气相层析 , 结果表明结晶 m 与百 日青幽酮 A 的边链的滞留时间均为 30 秒 , 而 户蜕皮激
素的边链的滞留时间为 9 分 6 秒 , 说明结晶 m 中的两个化合物 lI A 和 m B 与百 日青幽酮
A 具有相同的边链 。 从晶 n l 的质谱中 (图 l ) , 明显看出有两组规律变化的质量数仅差 2
的数据 , 进一步说明它含有两个成分 , 而且看到其中 m A 的一组较 lI B的一组多两个质量
数 。 但边链的质谱数据只有一组 , 说明 n l^ 和 m B 具有相同的边链 , 与上述气相层析相吻
合 。 由于二者的边链相同 , 那么两个质量数之差必然是在母核部分 , 即在 m B 的母核上较
lI
A 多一个双键 。 m / e 4 6 5 是 111人 的 ( M + + l )峰 。 m / e 4 4 6 ( M +一ZH O ) , 4 2 8 ( M +一 ZH ZO ) ,
4 1 0 ( M
+一 3 H Z o )是 111* 失水后的碎片 。 m / e 3 6 3 ( M +一 C 61H 3o ) , 3 4 5 ( M + 一 C ` 1H 5 O一 H Zo ) ,
3 27 ( M
十一6C 1H 30 一 2 H 2 0 ) 是在 C , 一 2 2 键开裂后的母核及相继失水后的 碎 片。 m /。 1 45
( e 8H
t
p
Z
)
, 10 9 (CS IH刀 :一 ZH ZO ) , 8 3 ( C 6H l l ) 是 C 1 7一加 和 C加一: 2 键开裂后的边链及失水后
的碎片 , 这些数据与百 日青幽酮 A 的质谱数据相符合 仁12 。 从结晶 m 和百日青街酮 A 的 ` H
核磁共振谱比较 , 可以在结晶 m 的 `H 核磁共振谱中找到很清晰的百 日青幽酮 A 的信号
归属 (图 2 )。 综上所述各项数据 ,证明结晶 111中的 111* 是百 日青幽酮 A ( p o n a s t e r o n e A ) L` , , .
其结构式为 :
结晶 n l中另一个成分 m B 的证明 : 在结晶 n l 质
谱的另一组数据中 , m / e 4 6 3 为 I l l B 的 ( M + + l ) 峰
(图 l ) 。 说明 111。 的分子量为 4 6 2 。 m / e 斗4斗 , 4 2 6 , 斗0 5
是 n I B 相继失去 1一 3 分子水后的碎片离子峰 。 m e/
36 1 , 3 4 3
,
3 2 5 为 I l l B在 C , 一 : 2 键开裂后的母核及相继
失水后的碎片离子峰 , 其结构式如下 :

了产 、 、
, 、 尸厂
。 / e 3 6 1 m e/ 34 3 二 e/ 3 25
m e/ 1 4 5
, 12 7 , 1 09 是在 1C 7一加 键开裂后的边链及相继失水后的碎片离子峰。 m e/ 83 是
在 c 加一二 键开裂后的边链并失水后的碎片离子峰 , 其结构式如下 :
+ 。沂H 于·U H 一 _二三经一 啡气今一 二丝`
+
、 六必乍
二 e/ 1弓5 二介 1 2 7 . /。 了09
从结晶 m 质谱的两组数据比较得知 n l 。 的 母核上较 In 人多一个双键 ,在紫外光谱中也证
明它具有共扼二烯酮的结构 。 这个和 a , 夕不饱和酮成共扼体系的双键 ,可能在 9 ( 1 1) 位 ,
也可能在 1《 1力位 , 究竟在什么位置? 可由 ’ H 核磁共振谱得到阐明。 在晶 m 的 ` H核磁
350 植 物 学 报 24 卷
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N u e l e a r
结晶 111的 ` H 核磁共振谱 ( 2 0 0 兆赫 , D M s o 一d 。 )
m a g n e t i e r o s o n a n e e s p o e t r u m
o f e r y 。一a l 111 ( 2 0 0M H z
,
D M s o 一 d
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图 3 以 5% N a 0 H一 M e o H 处理筋骨草素 c 所得的 m ” 的质谱
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3 M a s s , P e e t r u m o f I l l a o b at in e d b y tr e a r i n g a , u邵 s t e r o n e C w i t h s% N a o H一 M e 0 H
共振谱中 (图 2 ) , 出现两个 e ,一 H 的信号 : 占5 . 6 和 a 5 . 6 5。 占5 . 6 5 ( I H 、 双峰 , J ~ 3 H z )
是百 日青幽酮 A 的 C 7一 H 信号 , 而 朽 . 6 ( I H , 单峰 )是 I n B的 C 7一 H信号 , 由于无 C g一H 与
之偶合 ,故为单峰 , 说明在 C , ( 1 1) 位上有一个双键存在 。 若双键在 lC ; ( 1 5 ) 位上 , 则 q 一 H
的信号 6 5 . 6一定是双峰 , 因为有 C厂H 与之偶合。 “ . 18 ( I H ,宽峰 )是 q l一H 的信号 ,
明显向低场移动 。 由于 lC l一 H 与 1C 2 的次 甲基质子偶合 , 故呈宽峰 。 从上述各项数据的
分析 ,初步推断晶 m 中的 1 。 的与 a 、 夕不饱和酮成共扼体系的那个双键在 乡( 1 1) 位 。 由
5关 N a o H一 M e (汗I 处理筋骨草素 c 失去 1 1“ 一经基后所得产物 ,其质谱 、 ` H 核磁共振谱完
全与 m B 的一致 (图 3 , 4 ) ,进而证明 m B的那个双键在 9 ( 1 1) .位上 。 由此得出 lI B的结构
斗 期 侯篙生等 : 陆均松植物中蜕皮激素的分离与鉴定
O H
O H笼
从已报道的植物性蜕皮激素中 , 并未见到过 I n 。这种结构 , 它是一个新的蜕皮激素 ,
定名为海南陆均松幽酮 ( da c叮h a i n a n s t e r o n e ) 。
为了确证海南陆均松当酮的天然存在 , 我们在室温和中性条件下重复进行提取分离
操作 ,所得产物与结晶 1 的紫外光谱相符 ,证明海南陆均松当酮确系天然存在 。
方 法 与 结 果
熔点用毛细管法测定 , 未经校正 。 紫外光谱用 71 0 记录分光光度计及 7 , I G分光光度
计测定 。 红外光谱用 eZ is 一 Jen a 7 5一 IR 型仪测定 , 用石蜡油研糊或 K C I 压片 。 ` H 核磁共
振谱用 X L 一 2 0 s pe ctr u m 型仪测定 。 质谱用 JM S一 D 3 0 型测定 。
高压液相层析用柱 Y w G一 73 0 4 。 移动相 : 己烷 : 乙酸乙醋 : 甲醇 一 50 : 4 0 : 6。 流速 :
l m l /分 。
气相层析用 60 一 80 目上试 10 2 担体上涂 10 沁 P E G , 柱长 1 米 , 内径 4 m m , 柱温
% ℃ , 载气 : 从 , 流量 : 18 lm /分 。
蜕皮激素的提取 将干燥的陆均松树皮 24 公斤粉碎过 筛 , 以工 业 乙醇 浸 泡迥流
3一 4 次 , 温度控制在 80 ℃ 以下 , 收集各次乙醇提取液 , 回收乙醇至少量 ,趁热加人水搅拌
后放置过夜 ,使杂质沉淀 , 过滤后收集滤液 (如不易过滤可用离心机分离 ) 。 滤渣以少量乙
醇加热溶解 , 再趁热加水 , 重复上述操作 3一 4 次 , 合并水液 , 以正丁酵萃取 3一 4 次 , 至水
液中不再有蜕皮激素为止 。 减压回收正丁醇至干 , 得红棕色胶状物 , 再以无水乙醇溶解 ,
趁热拌以中性氧化铝 (柱层析用 , 上海五四农场化学试剂厂 ) 。 烘干 , 磨碎后置于氧化铝
柱顶部 , 以乙酸乙醋洗脱 ( C . P . 汉阳化工厂 ) 。 回收乙酸乙醋后 , 依 R , 值由大到小的顺
序 , 分别得到结晶 n l 、 结晶 n 和结晶 I 。 总产率为 0 . 4外。 层析用硅胶为 G F Z , 。 . ( .E
M er ck 厂 ) ,展开剂为氯仿 : 乙醇 ~ 4 : 1。
结晶 n l 的分离纯化和鉴定 将经柱层析所得 R ,值为 0 . 62 的粗结晶 , 以甲醇一乙酸乙
醋多次重结晶 , 得无色针状晶 (即结晶 m ) 2 0 0 0 9。 经荧光硅胶 ( E . M er ck 产硅胶 G F Z、 。动
薄层层析 , 在紫外灯下显有荧光 , 呈一个斑点 , 以硫酸香蓝素显紫色 , 放置后转橄榄绿色 。
将结晶后的母液和柱层析前非结晶部分合并 , 进行硅胶柱层析 , 以乙酸乙醋洗脱 , 回收乙
酸乙醋后得粗结晶 , 结晶后 , 得到无色针状结晶 30 0 m g , 经荧光硅胶薄层层析检查 , 与结
晶 n l 为同一物质 ,合并之共得结晶 n l 5 0 Om g , 产率为十万分之二 (占树皮干重 ) 。
结晶 m 的鉴定 。 高压液相层析 : 两个峰 , 滞留时间分别为 8’ 0 1’ 和 7污 5 ” 。 紫外光
植 物 学 报 4 2卷
谱 : 又盈摺1 4 2 2( 。 7 5 6 0), 2 9 8 n m ( 。 8 12 6 ) 。 红外光谱 : (石蜡油 ) 1 6 4 0 , 3 38 o e m 一` 。 质谱见
图 l 。 ` H 核磁共振谱 : 占(即m ) ( D M so 一d 6 ) : 0 . 7 5 ( 3 H , 单峰 , e l s 一甲基 ) , 0 . 5 5 ( 6H , 双峰 ,
J 一 7 H z , e Z、 二一甲基 ) , 1 . 0 2 ( 3 H , 单峰 , C 19一甲基 ) , 1 . 0 8 ( 3 H , 单峰 , C 二 一甲基 ) , 5 . 6 ( I H ,
单峰 , 111。 的 C` H ) , 5 · 6 5 ( I H , 双峰 , J 一 3比 , 111* 的 C 7一 H ) , 6 . 1 8 ( I H , 宽峰 , 111。 的
C l」一 H ) ( 图 2 ) o
结晶 n 分离纯化和鉴定 在进行中性氧化铝柱层析过程中 , 从洗脱液中得到结晶 H l
之后 , 又得一结晶 。 经荧光硅胶薄层层析 , 在紫外灯下显有荧光 , 呈一个斑点 , R f 值为
0
.
3 8 , 用硫酸一香蓝素显色后呈紫色 , 后转为黄绿色 , 经甲醇一乙酸乙醋多次重结晶 , 得无色
针状结晶 , 称为结晶 11。 熔点 : 1 9 6一 1 9 8 oC 。 紫外光谱 : 几黑 H 2 4 2 n m ( 。 1 12 0 0 ) 。 红外光
谱 : ( K C I ) 16 6 0 , 3斗5 o e m 一 ` 。 质谱 : m / e 4 8 0 ( M + ) , 4 6 2 ( M +一践O ) , 4 4 4 ( M +一 Z H户 ) , 4 2 6
( M
+一 3 H Zo ) , 3 79 ( M+一 C 6 H i 3o ) , 3 6 1 ( M +一 e 6 IH 、 o 一 H Zo ) , 3 4 3 ( M +一 C 61H 3 o 一 ZH ZO ) ,
14 5 ( C
s
H 1
7O Z )
, 1 2 7 ( sC H
1 7q 一玩O ) , 10 9 ( C s H l p :一 ZH ZO ) , 10 1 ( C 6 H 13 o ) , 8 3 ( C 6H 13 O一
H
ZO )
。 `
H 核磁共振谱 : 占(即m ) ( C D C 13 ) 1 . 2 8 ( 3 H , 单峰 , C l s一 甲基 ) , 1 . 3 4 ( 3 H , 单峰 ,
C 19一 甲基 ) , 1 . 5 8 ( 3 H , 单峰 , C Z ,一甲基 ) , 0 . 8 3 ( 6 H , 双峰 , C 26。 一甲基 ) o
结晶 n 的四乙酞化物的制备 取样品 50 m g 加毗绽 、 醋醉各 0 . s ml , 摇匀后放置 24 小
时 , 按常法处理 , 用乙酸乙醋一环己烷重结晶 , 得无色针状结晶 , 即为结晶 n 的 2 , 3 , 1 1 ,
2 2一四乙酸物 。 质谱 : m / e 5 5 5 ( M +一 e H 3 C o O H ) , 5 7 0 ( M +一 e H 3 e o o H一 ZH Z o ) , , , 2
( M
+一 e H 3 e o o H一 ZH必 ) , 5 10 ( M +一 Ze H : e o o H一 H p ) , 4 9 2 ( M +一 Ze H 3 e o o H一
ZH
ZO )
。 `
H 核磁共振谱 : 占( p p m ) ( C D C 13 ) 。 0 . 9 2 ( 3 H , 单峰 , C l s 一甲基 ) , 1 . 1 2 ( 3 H ,单峰 ,
e 1 9一甲基 ) , 2 . 2 6 ( 3 H , 单峰 , e 21一甲基 ) , 0 . 5 9 ( 6 H , 双峰 C动厂甲基 ) , 5 . 2一 5 . 4 5 ( e Z , e 3 ,
e , ,一 H ) , , . 8 9 ( I H , 双峰 , J 一 2 . 5比 , C二 H ) , 4 . 4 8 ( I H , 双峰 , C 2 2一H ) , 2 . 3 5 ( I H , 双峰 ,
e 。一H ) , 3 . 4 5 ( I H , 双峰 , J ~ 2 . 5比 和 9 H z , e g一H ) 。
结晶 I 的纯化分离和鉴定 : 在氧化铝柱层析中 , 从洗脱液中得到结晶 n 后 ,又得到
一个结晶 , 经硅胶薄层层析 , 显色后呈两个斑点 , 一个微量斑点 , 是筋骨草素 C , 其下面一
个主要斑点即为晶 I , 由于二者的 R , 值相近 ,一般柱层析难于分离 , 故采用制备性硅胶薄
层层析进行分离纯化 ( E . M er ck 产的硅胶 G 凡+54 3* 展开剂 : 氯仿 : 乙醇 一 4 : 1 ) , 所得结
晶 I 经甲醇一乙酸乙醋重结晶后用硅胶薄板层析检查 , 在紫外灯下显紫色荧光 , 呈一个斑
点 , R , 值为 0 . 3 2 , 以硫酸一香蓝素显色呈橄榄绿色 , 后变草黄 。
熔点 : 2 3 8一 2 4 0 0C 。 紫外光谱 : 孟黑沪 2 4 2 n m ( 5 12 4 10 ) 。 红外光谱 : ( K C I) 16 , o ,
3 4 0 0 em 一 ` o 质谱 : m / e 4 6 2 ( M +一 H Z o ) , 斗4 4 ( M +一 2玩。 ) , 斗2 6 ( M +一 3 H ZO ) , 3 6 3 ( M +一
C 6H
I ,
q )
,
3朽 ( M +一 C 6 H 13q 一比 o ) , 3 2 7 ( M +一 C 6H 1 30 2一 2玩o ) , 9 9 ( C 6H , 3 0 2一玩O ) , 8 1
( C
o
1H
3O厂 ZZH o ) 。
常法制备结晶 I 的三乙酸化物 , 测其熔点为 l %一 1 98 ℃ , 与 户蜕皮激素的三乙酞化
物混合熔点不降 。
海南陆均松幽酮的合成与鉴定 将 , o m g 筋骨草 e ( a iu g as et r o n e C ) 加 Zm l s外 的
N
a O H一 M e 0 H溶液 , 在室温放置 3 小时 ,加水得固体 、过滤 , 水洗后干燥 。 以甲醇一乙酸乙
醋重结晶 , 结果得 40 m g , 经荧光硅胶薄层层析 (硅胶 G F Z , , 国产 ) , 在紫外灯下显一荧光
斑点 , 用硫酸一香蓝素显色呈暗绿色 。 高压液相层析 : 一个峰 , 滞留时间为 8’ l0 “ 。 熔点 :
呼 期 侯篙生等: 陆均松植物中蜕皮激素的分离与鉴定
2 0 0 一Zo 4 oc ( 分解) 。 紫外光谱: 几繁黔2 9 8nm ( 5 14 3 0 0 ) 。红外光谱: ( 石蜡油) , 16 4 0 , 3 3 8 0
c
m 一 ` 。 质谱 : m / e 4 6 3 , 4斗4 , 4 2 6 , 4 0 8 , 3 6 1 , 3 4 3 , 3 2 5 , 14多, 12 7 , 10 9 , 83 (图 3 ) 。 ` H 核
磁共振谱 : 占( pp m ) ( D M SO 一几) 0 . 7 8 ( 3 H , 单峰 , C l s一 甲基 ) , 0 . 8 8 ( 6 H , 双峰 , J ~ 7比 ,
e。 一甲基 ) , 1 . 0 2 ( 3 H , 单峰 , C t g一甲基 ) , 1 . 0 8 ( 3 H , 单峰 , e 2 1一甲基 ) , 5 . 6 , ( I H , 双峰 , J =
3H z
, C 7一H ) , 6 . 1 8 ( I H , 宽峰 , C : 1一 H ) (图 4 ) 。
中性常温条件下的提取分离 : 将干燥后粉碎过筛的陆均松树皮粉 , 于室温浸泡于乙
醇中 ( A . R . ) , 一周后过滤 , 滤液为中性 ( p H 近于 劝 ,在 40 ℃ 以下减压回收乙醇至近干 。
以蒸馏水溶解 , 静置使杂质沉淀 ,过滤 ,反复三次 , 合并水液 , 以正丁醇抽提 。 在 刊℃ 以下
以旋转蒸发器回收正丁醇 ,得胶状物 , 以甲醇溶解 ,拌以适量中性氧化铝 , 在 40 ℃ 以下干
燥 、磨碎 , 进行氧化铝柱层析 。 以乙酸乙醋洗脱 , 所得结晶 1 , 测其紫外光谱 , 出现 2 4 2 o m
和 2 9 8 n m 两个吸收峰 ,和常法所得结晶 m 的紫外光谱重合 ,证明海南陆均松幽酮确系天
然存在 。
一一门)…诚…
1认 一一一卜 , 尸一一卜曰一 l — 、I二0 应 护一一一一一一一十一一一一一一号占物。 )图 4 以 5% N a O H一 M e o H 处理筋骨草素 e 所得的 [x I B的 ` H核磁共振谱 ( 2 0 0兆赫 , D M s O 一 d` )F ig . 斗 ’ H N u e l e a r m a g n e t i e r e s o n 压 n e e s P e e t r u m o f Il l B ob at i n e d b y tr e a Li n g a j u g a ` t e r o n eC w i t h s % N a 0 H 一M e o H
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