核磁共振氢谱鉴别植物中药的研究
作者：秦海林 赵天增
单位：(河南省科学院化学研究所，郑州 450002)
关键词：1HNMR指纹图；植物中药
药学学报990114.htm摘要 目的：建立核磁共振氢谱法鉴别植物中药的理论和方法。方法：选择适当的提取分离工艺，制备植物中药的特征总提物，在NMR波谱仪上测定中药的1HNMR指纹图；对特征总提物进一步分离，得到单体化合物后，通过结构鉴定和NMR研究，以对指纹图中的各特征谱线进行归属。结果：所研究的各种植物中药的1HNMR指纹图均有高度的特征性和重现性，同一品种不同产地的样品的1HNMR指纹图有很好的一致性；人参、天麻、黄连等多数植物中药特征总提物的1HNMR指纹图主要显示了其活性成分的特征共振峰，人参的1HNMR指纹图在δ 0.87～1.64区及δ 4.16～5.12区的共振信号能准确地反映人参皂苷的存在，天麻在δ 6.60～7.35区显示出其活性成分天麻苷和对-羟基苯甲醇的存在，而黄连的1HNMR指纹图主要为原小檗碱型生物碱的贡献。结论：用本文试验方法测定的多数植物中药特征总提物的1HNMR指纹图及其数据是这些中药的特征共振信号和数据，可作为鉴别植物中药的参照及其相对标准图谱。
, 百拇医药
STUDIES ON THE IDENTIFICATION OF TRADITIONAL
CHINESE HERBAL MEDICINES BY 1HNMR
Qin Hailin(Qin HL) and Zhao Tianzeng(Zhao TZ)
(Institute of Chemistry, Henan Academy of Sciences, Zhengzhou 450002)
ABSTRACT AIM: To establish the theory and method for the identification of Traditional Chinese Herbal Medicines (TCHMs) by 1HNMR. METHODS: Most of the Traditional Chinese Medicines are of botanical origin and each of them has characteristic chemical constituents. The general extract which contains these characteristic and relatively regular herbal constituents can be obtained by a suitable extraction and separation procedure, and was named the characteristic general extract of the TCHM. The 1HNMR finger-prints of these extracts were obtained on the NMR spectrometer. On basis of studies of the chemical constituents and structures of these characteristic general extract, the characteristic signals in these 1HNMR fingerprints can be assigned. RESULTS: The 1HNMR finger-prints of every kind of these TCHMs has highly characteristic features and reproducibility. The finger-prints of the same kind of TCHMs distributed in different areas are highly identicle. The finger-prints of the characteristic general extracts from many TCHMs such as Panax ginseng, Gastrodia elata and Coptis chinensis, etc. have shown characteristic signals of their active constituents. The signals from δ 0.87～1.64 and δ 4.16～5.12 on the finger-prints of Panax ginseng show clearly the existence of Ginsenosides, and the signals from δ 6.60～7.35 on the finger-print of Gastrodia elata show clearly the existence of Gastrodin and p-Hydroxybenzyl alcohol. The similar situation the active compounds can be shown clearly can be found on the 1HNMR finger-prints of Coptis chinensis, etc. CONCLUSION: The 1HNMR characteristic signals and data of most TCHMs obtained by the method of this paper can be regarded as references and relative standard spectra in the identification of TCHMs.
, 百拇医药
KEY WORDS 1HNMR finger-print; traditional chinese herbal medicines
光谱法(UV，IR，MS和NMR)用于中药的鉴别和鉴定研究越来越受到重视。用现代光谱技术鉴定中药与传统的经验鉴别和经典的生药学方法相比，前者更有快速、准确、重现性好、信息多样品用量少和成本低等特点。如果建立起中药鉴定的相对标准图谱，进而计算机化，这将是中药鉴定现代化的一个重大进展。
现今，核磁共振技术已成为鉴定有机化合物结构的最强有力工具之一。所以，我们采用FT-NMR谱仪进行植物中药的鉴别研究。
方法与结果
1 样品来源
实验所用中药样品均为从产地购买并经生药学方法鉴定，正品中药多为《中国药典》收载品种，学名清楚，产地准确。共收集到正品植物中药23种，其中部分品种包括2～8个不同产地的样品。
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2 样品的制备和NMR谱的测定
方法1：取生药样品5～20 g，根据不同植物中药所含特征性成分的溶解性不同或加95%乙醇或
加氯仿50～100 ml，于水浴上加热回流1 h，滤取提取液，将溶剂挥干，取一定量残余物溶于DMSO-d6或CDCl3中，在FT-NMR波谱仪上测定1HNMR谱。
方法2：取生药样品5～10 g，加95%乙醇50～100 ml，于水浴上加热回流1 h，滤取乙醇液，加少量水使乙醇浓度达80%左右，用石油醚萃取3次(50，40，40 ml)，乙醇层减压回收溶剂至乙醇全部蒸出，加水60 ml及少许NaCl，用乙醚萃取3次(40，30，30 ml)，合并乙醚提取液。水层再用水饱和的正丁醇萃取2次，合并正丁醇萃取液。将乙醚萃取液用5% Na2CO3水溶液萃取3次(40，30，30 ml)，再用水洗涤乙醚液至中性，回收乙醚后得中药特征总提物A。将正丁醇提取液用正丁醇饱和的5% Na2CO3水溶液萃取3次(40，30，30 ml)，正丁醇层用正丁醇饱和的水洗涤至中性，回收正丁醇至干后得中药特征总提物B。取中药特征总提物A和B少许，分别溶于CDCl3和DMSO-d6中，在FT-NMR波谱仪上测定1HNMR谱。
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NMR波谱仪为JEOL-FX60Q型，1HNMR工作频率为59.75 MHz，分别以CDCl3和DMSO-d6为内标，δTMS=δCHCl3+7.26，δTMS=δDMSO+2.50。常温测定。1HNMR 谱宽为1000 Hz，平均累加次数为60～100次。
3 植物中药1HNMR指纹图谱特征和相对标准图谱
植物中药的化学成分非常复杂，多数常用中药的化学成分已有较详细报道，如人参[1,2,3]含有人参皂苷(ginsenosides)，β-榄香烯、人参炔醇、多炔环氧物人参醇、多种低分子肽氨基酸、单糖、双糖、三聚糖、有机酸、B族维生素、维生素C、β-谷甾醇及其葡萄糖苷等十多种化学成分；天麻的化学成分有天麻苷(gastrodin),对-羟基苯甲醇[4,5,6]等；黄连含多种苄基异喹啉衍生物，主要为原小檗碱(protoberberine)型生物碱[7,8]。在我们所研究的样品中，同一品种不同产地的样品其1HNMR图谱均有很好的一致性(表1，表2，表3)。而更有意义的是，用本文方法制定的多数植物中药的特征总提物1HNMR指纹图除具有高度的重现性外，更能显示出其活性成分的特征共振峰。以人参为例，人参特征总提物B的1HNMR谱分布在δ 0.65～5.12区，几乎全是人参皂苷的贡献。人参总皂苷是多种皂苷的混合物，其
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Tab 1 The 1HNMR data of Radix Ginseng
(method 2, extract B) H
Liaoning
Jilin 1
Jilin 2
Jilin 3
Hebei
Methylic
0.87
0.87
0.86
, http://www.100md.com
0.88
0.87
protons
0.96
0.97
0.97
0.97
0.96
1.24
1.24
1.25
1.24
1.22
, http://www.100md.com
1.38
1.57
1.54
1.56
1.57
1.57
1.65
1.64
1.64
1.64
1.64
Anomeric
4.27
, http://www.100md.com
4.27
4.26
4.28
4.25
and
4.40
4.41
4.41
4.43
4.40
olefinic
4.52
4.52
, 百拇医药
4.53
4.51
4.50
protons
4.89
4.90
4.90
4.89
4.88
5.12
5.12
5.11
5.12
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5.10
Tab 2 The 1HNMR data of Radix Ginseng
(method 2, extract A, δ 4.88～6.25) Liaoning
Jilin 1
Jilin 2
Jilin 3
Hebei
4.89
4.89
4.88
4.89
, http://www.100md.com
4.88
4.96
4.95
4.96
4.96
4.95
5.16
5.14
5.14
5.16
5.16
5.29
5.28
, http://www.100md.com
5.29
5.29
5.29
5.32
5.32
5.32
5.31
5.32
5.34
5.33
5.34
5.34
5.34
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5.57
5.56
5.57
5.57
5.56
5.74
5.73
5.73
5.73
5.73
5.82
5.82
5.81
, http://www.100md.com
5.82
5.81
5.90
5.90
5.89
5.89
5.89
5.98
5.97
5.97
5.97
5.97
6.02
, http://www.100md.com
6.02
6.01
6.01
6.01
6.09
6.09
6.09
6.08
6.09
6.18
6.17
6.17
6.18
, 百拇医药
6.17
6.26
6.25
Tab 3 The 1HNMR data of Rhizoma Gastrodiae
(method 1)[6] Samples
Gastrodin
p-Hydroxybenzyl alcohol
Sichuan*
6.97,7.24
6.69
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Yunnan
6.99,7.25
6.71
Shanxi*
6.98,7.25
Trace
Shanxi
6.99,7.26
6.71
Hunan
6.96,7.23
6.69
, 百拇医药
Henan 1*
6.99,7.25
6.72
Henan 2
6.99,7.26
6.72
Henan 3
6.98,7.25
Trace
*Wild samples.
中以四环三萜的达玛烷(dammarane)系皂苷为主，在其1HNMR的指纹图上，δ 0.65～1.88区出现堆积成山形的亚甲基吸收峰，δ 0.87，0.96，1.23均为角甲基的共振信号，在δ 3.08～4.00区域的多重峰主要是糖部分只有1个氧取代的碳原子上质子的共振信号，由于特征总提物为混合物， 且所用仪器磁场较低，因此这些角甲基、亚甲基及糖部分的质子信号不能逐个予以归属；而δ 1.56和δ 1.64显然分别为C-26和C-27的甲基质子信号；此外，在低场区出现的信号比较混乱，且由于测定条件不同有时不能重复，这主要是羟基共振信号的影响所致，当加入少量重水后，则低场一侧的共振峰也高度重现，在δ 4.16～5.12区出现糖上端基质子及受双键影响的C-24特征氢的共振信号，与人参皂苷单体对照品的1HNMR谱比较表明，δ 4.12～4.52区的多重峰是皂苷分子中的糖端基质子信号，其偶合常数在6.6～7.8 Hz，表明端基质子为直立质子，C-24双键质子的共振峰出现在δ 4.82～5.12区。和1HNMR谱相似，人参特征总提物B的13CNMR谱也有很好的重现性，并且与人参皂苷的结构相对应，在此不详细叙述；人参特征总提物B用正丁醇—醋酸丁酯—水(4∶1∶5)的上层溶液展开，10%硫酸乙醇溶液显色，在硅胶G薄层上出现8个紫色斑点，与已知物对照，证明其分别为人参皂苷Rg1，Re等，这些都进一步证实了上述对人参1HNMR指纹图的分析。因此，我们认为δ 0.87～1.64区的甲基质子信号及δ 4.16～5.12区的糖上端其质子及双键质子信号能准确地反映人参皂苷的存在，是人参活性成分的特征共振峰，可作为鉴别人参的相对标准图谱(图1 a)。
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同样，通过对天麻特征总提物和黄连特征总提物的1HNMR指纹图的分析，结果表明，用方法一制备的天麻特征总提物的1HNMR指纹图在δ 6.60～7.35区的芳香质子信号是由天麻苷和对-羟基苯甲醇2个对位取代苯环的AA′BB′自旋体系部分重叠而成的多重峰(图1 b)，黄连特征总提物B的1HNMR指纹图在δ 3.69～9.84区的信号主要为原小檗碱型生物碱上与芳环相连的甲氧基、次甲二氧基及芳环质子的共振峰(图1 c)。其它如肉桂(图2 a)、牡丹皮(图2 b)，徐长卿(图2 c)等植物中药1HNMR指纹图也都分别显示出其活性成分的共振信号。
Fig 1 59.75 MHz 1HNMR spectra of Radix Ginseng (a), Rhizoma Coptidis (b) and Rhizoma Gastrodiae (c).
, 百拇医药
Fig 2 59.75 MHz1HNMR spectra of Cortex Cinnamomi (a), Cortex Moutan (b) and Radix Cynanchi Paniculati (c).
对金银花特征总提物A和B的化学成分研究提示其1HNMR图谱的特征共振峰均为新化合物的信号(图3 a,b)，其结构研究将另文报道。对黄连特征总提物A，地黄特征总提物A等的1HNMR指纹图的解析研究正在进行中(图4 a,b)。
综上所述，本试验方法测得的植物中药1HNMR指纹图能准确地提示中药活性成分的存在，非常适用于植物中药的鉴别。1HNMR能迅速可靠地给出如此多的结构信息，这是其它光谱方法难以相比的。
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Fig 3 59.75 MHz 1HNMR spectra of Flos Lonicerae (a) and Flos Lonicerae (b).
Fig 4 59.75 MHz 1HNMR spectra of Rhizoma Coptidis (a) and Radix Rehmanniae (b).
4 同科属不同种植物中药的1HNMR指纹图分析
人参Panax ginseng C.A.Mey，西洋参Panax quinquefolium L和三七Panax notoginseng (Burk) F.H.Chen为同科属不同种的植物，植物化学研究表明[9]，三者均含有极类似的三萜皂苷类化学成分，其皂苷元均以达玛烷型(dammarane type)四环三萜为主。按文献方法[10]，我们用薄层色谱法分析比较了3种植物特征总提物B的化学成分。我们认为，3种植物所含皂苷类成分高度类似，但也存在着一定的差别，主要表现在3种特征总提物中各类似成分间相对含量的差异[11]，同时，3种植物所含皂苷类成分也有不同，因此，在1HNMR图谱上，三者具有高度的相似性，均给出人参皂苷类化合物的甲基质子信号、糖上端基质子信号及双键质子信号，但也表现出由于成分不同及主要类似成分间相对含量不同所造成的信号及其强弱的不同(图1 a，图5 a,b)。
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人参、西洋参和三七3种植物特征总提物A的1HNMR图谱在δ 4.88～6.25区完全相同(图6 a,b,c)
Fig 5 59.75 MHz 1HNMR spectra of Radix Quinquefolium (a) Radix Notoginseng (b).
Fig 6 59.75 MHz 1HNMR spectra of Radix Ginseng (a), Radix Quinqueflium (b) and Radix Notoginseng (c).
5 用1HNMR法区别植物中药及其伪品
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伪品中药在外观特征上可以假乱真，但其化学成分的组成，尤其是活性成分却不可能与正品完全一致，并且相差甚远。实验结果表明，以正品植物中药的1HNMR相对标准图谱为参照，只需比较所鉴别样品的1HNMR谱就可以断定中药的真伪。本试验所测定4种伪品天麻，包括黄精、芭蕉芋、紫茉莉和大丽菊，3种伪品人参，包括商陆、桔梗和紫茉莉以及其它中药的伪品的1HNMR指纹图均与正品的特征峰毫无相似之处。
讨论
1 测定条件对图谱的影响 (1) 不同的测定条件会对图谱产生不同程度的影响。最常用和最普遍的FT-NMR波谱仪的工作频率是60，80，90和100兆赫4种，超导NMR在200～700兆赫之间。每种植物中药在不同磁场仪器测定的图谱外观有一定区别，但其共振信号的化学位移是一致的。为突出植物中药1HNMR指纹图的指纹特征，本研究统一使用60兆赫NMR波谱仪测定各种中药特征总提物的1HNMR谱。(2) 尽管植物中药特征总提物B在D2O中有较好的溶解度，但考虑到溶剂峰对1HNMR信号的干扰和需要加水溶性内标，故采用DMSO-d6作溶剂，而总提物A在CDCl3中溶解度较好。本文用DMSO-d6和CDCl3既作溶剂又兼作内标使用。
, 百拇医药
2 1HNMR与UV和IR谱的比较 植物中药特征总提物的UV谱是所含生色基团贡献的叠加。而样品之间由于成分含量不同造成UV和IR图谱间的差别是不可避免的，加之提取物中难免残留少量溶剂，残留溶剂的吸收峰也会对图谱产生干扰。这些问题在1HNMR谱中是较容易解决的，因混合物相对成分的变化对相对标准图谱不产生影响。因此，我们认为，3种光谱法中，NMR是信息最多、重现性最好的鉴定方法。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(29572040)
联系人 Tel:(0371)5723688-3110, Fax:(0371)5723797, E-mail:ichas@public.zz.ha.cn
参考文献
1 章观德.人参的化学成分和分析方法研究进展.药学学报,1980,15∶375
, 百拇医药
2 杨秀伟.人参化学成分研究的新进展.药学通报,1985,20∶489
3 任二安,陈瑞华.中药鉴定学.上海:上海科学技术出版社,1986.121～126
4 冯孝章,陈玉武,杨峻山.天麻化学成分的研究.化学学报,1979,37∶175
5 周俊,杨雁宾,杨崇仁.天麻的化学研究.化学学报,1979,37∶183
6 秦海林,赵天增,都恒青,等.核磁共振波谱法鉴定天麻及其伪品.中药材,1994,17∶23
7 林启寿.植物药品化学.北京:人民卫生出版社,1956∶108
8 任仁安,陈瑞华.中药鉴定学.上海:上海科学技术出版社,1986.82～86
9 周荣汉.药用植物化学分类学.上海:上海科学技术出版社,1988.290～291
10 秦海林,赵天增,高令杰,等.人参皂苷与黄芪甲苷的薄层色谱分析.中国中药杂志,1995,20∶226
11 李晶晶,徐国钧,金蓉鸾,等.人参与西洋参的皂苷成分分析.中国中药杂志,1995,20∶197
收稿日期: 1998-02-16, 百拇医药
单位：(河南省科学院化学研究所，郑州 450002)
关键词：1HNMR指纹图；植物中药
药学学报990114.htm摘要 目的：建立核磁共振氢谱法鉴别植物中药的理论和方法。方法：选择适当的提取分离工艺，制备植物中药的特征总提物，在NMR波谱仪上测定中药的1HNMR指纹图；对特征总提物进一步分离，得到单体化合物后，通过结构鉴定和NMR研究，以对指纹图中的各特征谱线进行归属。结果：所研究的各种植物中药的1HNMR指纹图均有高度的特征性和重现性，同一品种不同产地的样品的1HNMR指纹图有很好的一致性；人参、天麻、黄连等多数植物中药特征总提物的1HNMR指纹图主要显示了其活性成分的特征共振峰，人参的1HNMR指纹图在δ 0.87～1.64区及δ 4.16～5.12区的共振信号能准确地反映人参皂苷的存在，天麻在δ 6.60～7.35区显示出其活性成分天麻苷和对-羟基苯甲醇的存在，而黄连的1HNMR指纹图主要为原小檗碱型生物碱的贡献。结论：用本文试验方法测定的多数植物中药特征总提物的1HNMR指纹图及其数据是这些中药的特征共振信号和数据，可作为鉴别植物中药的参照及其相对标准图谱。
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STUDIES ON THE IDENTIFICATION OF TRADITIONAL
CHINESE HERBAL MEDICINES BY 1HNMR
Qin Hailin(Qin HL) and Zhao Tianzeng(Zhao TZ)
(Institute of Chemistry, Henan Academy of Sciences, Zhengzhou 450002)
ABSTRACT AIM: To establish the theory and method for the identification of Traditional Chinese Herbal Medicines (TCHMs) by 1HNMR. METHODS: Most of the Traditional Chinese Medicines are of botanical origin and each of them has characteristic chemical constituents. The general extract which contains these characteristic and relatively regular herbal constituents can be obtained by a suitable extraction and separation procedure, and was named the characteristic general extract of the TCHM. The 1HNMR finger-prints of these extracts were obtained on the NMR spectrometer. On basis of studies of the chemical constituents and structures of these characteristic general extract, the characteristic signals in these 1HNMR fingerprints can be assigned. RESULTS: The 1HNMR finger-prints of every kind of these TCHMs has highly characteristic features and reproducibility. The finger-prints of the same kind of TCHMs distributed in different areas are highly identicle. The finger-prints of the characteristic general extracts from many TCHMs such as Panax ginseng, Gastrodia elata and Coptis chinensis, etc. have shown characteristic signals of their active constituents. The signals from δ 0.87～1.64 and δ 4.16～5.12 on the finger-prints of Panax ginseng show clearly the existence of Ginsenosides, and the signals from δ 6.60～7.35 on the finger-print of Gastrodia elata show clearly the existence of Gastrodin and p-Hydroxybenzyl alcohol. The similar situation the active compounds can be shown clearly can be found on the 1HNMR finger-prints of Coptis chinensis, etc. CONCLUSION: The 1HNMR characteristic signals and data of most TCHMs obtained by the method of this paper can be regarded as references and relative standard spectra in the identification of TCHMs.
, 百拇医药
KEY WORDS 1HNMR finger-print; traditional chinese herbal medicines
光谱法(UV，IR，MS和NMR)用于中药的鉴别和鉴定研究越来越受到重视。用现代光谱技术鉴定中药与传统的经验鉴别和经典的生药学方法相比，前者更有快速、准确、重现性好、信息多样品用量少和成本低等特点。如果建立起中药鉴定的相对标准图谱，进而计算机化，这将是中药鉴定现代化的一个重大进展。
现今，核磁共振技术已成为鉴定有机化合物结构的最强有力工具之一。所以，我们采用FT-NMR谱仪进行植物中药的鉴别研究。
方法与结果
1 样品来源
实验所用中药样品均为从产地购买并经生药学方法鉴定，正品中药多为《中国药典》收载品种，学名清楚，产地准确。共收集到正品植物中药23种，其中部分品种包括2～8个不同产地的样品。
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2 样品的制备和NMR谱的测定
方法1：取生药样品5～20 g，根据不同植物中药所含特征性成分的溶解性不同或加95%乙醇或
加氯仿50～100 ml，于水浴上加热回流1 h，滤取提取液，将溶剂挥干，取一定量残余物溶于DMSO-d6或CDCl3中，在FT-NMR波谱仪上测定1HNMR谱。
方法2：取生药样品5～10 g，加95%乙醇50～100 ml，于水浴上加热回流1 h，滤取乙醇液，加少量水使乙醇浓度达80%左右，用石油醚萃取3次(50，40，40 ml)，乙醇层减压回收溶剂至乙醇全部蒸出，加水60 ml及少许NaCl，用乙醚萃取3次(40，30，30 ml)，合并乙醚提取液。水层再用水饱和的正丁醇萃取2次，合并正丁醇萃取液。将乙醚萃取液用5% Na2CO3水溶液萃取3次(40，30，30 ml)，再用水洗涤乙醚液至中性，回收乙醚后得中药特征总提物A。将正丁醇提取液用正丁醇饱和的5% Na2CO3水溶液萃取3次(40，30，30 ml)，正丁醇层用正丁醇饱和的水洗涤至中性，回收正丁醇至干后得中药特征总提物B。取中药特征总提物A和B少许，分别溶于CDCl3和DMSO-d6中，在FT-NMR波谱仪上测定1HNMR谱。
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NMR波谱仪为JEOL-FX60Q型，1HNMR工作频率为59.75 MHz，分别以CDCl3和DMSO-d6为内标，δTMS=δCHCl3+7.26，δTMS=δDMSO+2.50。常温测定。1HNMR 谱宽为1000 Hz，平均累加次数为60～100次。
3 植物中药1HNMR指纹图谱特征和相对标准图谱
植物中药的化学成分非常复杂，多数常用中药的化学成分已有较详细报道，如人参[1,2,3]含有人参皂苷(ginsenosides)，β-榄香烯、人参炔醇、多炔环氧物人参醇、多种低分子肽氨基酸、单糖、双糖、三聚糖、有机酸、B族维生素、维生素C、β-谷甾醇及其葡萄糖苷等十多种化学成分；天麻的化学成分有天麻苷(gastrodin),对-羟基苯甲醇[4,5,6]等；黄连含多种苄基异喹啉衍生物，主要为原小檗碱(protoberberine)型生物碱[7,8]。在我们所研究的样品中，同一品种不同产地的样品其1HNMR图谱均有很好的一致性(表1，表2，表3)。而更有意义的是，用本文方法制定的多数植物中药的特征总提物1HNMR指纹图除具有高度的重现性外，更能显示出其活性成分的特征共振峰。以人参为例，人参特征总提物B的1HNMR谱分布在δ 0.65～5.12区，几乎全是人参皂苷的贡献。人参总皂苷是多种皂苷的混合物，其
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Tab 1 The 1HNMR data of Radix Ginseng
(method 2, extract B) H
Liaoning
Jilin 1
Jilin 2
Jilin 3
Hebei
Methylic
0.87
0.87
0.86
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0.88
0.87
protons
0.96
0.97
0.97
0.97
0.96
1.24
1.24
1.25
1.24
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1.64
1.64
Anomeric
4.27
, http://www.100md.com
4.27
4.26
4.28
4.25
and
4.40
4.41
4.41
4.43
4.40
olefinic
4.52
4.52
, 百拇医药
4.53
4.51
4.50
protons
4.89
4.90
4.90
4.89
4.88
5.12
5.12
5.11
5.12
, http://www.100md.com
5.10
Tab 2 The 1HNMR data of Radix Ginseng
(method 2, extract A, δ 4.88～6.25) Liaoning
Jilin 1
Jilin 2
Jilin 3
Hebei
4.89
4.89
4.88
4.89
, http://www.100md.com
4.88
4.96
4.95
4.96
4.96
4.95
5.16
5.14
5.14
5.16
5.16
5.29
5.28
, http://www.100md.com
5.29
5.29
5.29
5.32
5.32
5.32
5.31
5.32
5.34
5.33
5.34
5.34
5.34
, 百拇医药
5.57
5.56
5.57
5.57
5.56
5.74
5.73
5.73
5.73
5.73
5.82
5.82
5.81
, http://www.100md.com
5.82
5.81
5.90
5.90
5.89
5.89
5.89
5.98
5.97
5.97
5.97
5.97
6.02
, http://www.100md.com
6.02
6.01
6.01
6.01
6.09
6.09
6.09
6.08
6.09
6.18
6.17
6.17
6.18
, 百拇医药
6.17
6.26
6.25
Tab 3 The 1HNMR data of Rhizoma Gastrodiae
(method 1)[6] Samples
Gastrodin
p-Hydroxybenzyl alcohol
Sichuan*
6.97,7.24
6.69
, http://www.100md.com
Yunnan
6.99,7.25
6.71
Shanxi*
6.98,7.25
Trace
Shanxi
6.99,7.26
6.71
Hunan
6.96,7.23
6.69
, 百拇医药
Henan 1*
6.99,7.25
6.72
Henan 2
6.99,7.26
6.72
Henan 3
6.98,7.25
Trace
*Wild samples.
中以四环三萜的达玛烷(dammarane)系皂苷为主，在其1HNMR的指纹图上，δ 0.65～1.88区出现堆积成山形的亚甲基吸收峰，δ 0.87，0.96，1.23均为角甲基的共振信号，在δ 3.08～4.00区域的多重峰主要是糖部分只有1个氧取代的碳原子上质子的共振信号，由于特征总提物为混合物， 且所用仪器磁场较低，因此这些角甲基、亚甲基及糖部分的质子信号不能逐个予以归属；而δ 1.56和δ 1.64显然分别为C-26和C-27的甲基质子信号；此外，在低场区出现的信号比较混乱，且由于测定条件不同有时不能重复，这主要是羟基共振信号的影响所致，当加入少量重水后，则低场一侧的共振峰也高度重现，在δ 4.16～5.12区出现糖上端基质子及受双键影响的C-24特征氢的共振信号，与人参皂苷单体对照品的1HNMR谱比较表明，δ 4.12～4.52区的多重峰是皂苷分子中的糖端基质子信号，其偶合常数在6.6～7.8 Hz，表明端基质子为直立质子，C-24双键质子的共振峰出现在δ 4.82～5.12区。和1HNMR谱相似，人参特征总提物B的13CNMR谱也有很好的重现性，并且与人参皂苷的结构相对应，在此不详细叙述；人参特征总提物B用正丁醇—醋酸丁酯—水(4∶1∶5)的上层溶液展开，10%硫酸乙醇溶液显色，在硅胶G薄层上出现8个紫色斑点，与已知物对照，证明其分别为人参皂苷Rg1，Re等，这些都进一步证实了上述对人参1HNMR指纹图的分析。因此，我们认为δ 0.87～1.64区的甲基质子信号及δ 4.16～5.12区的糖上端其质子及双键质子信号能准确地反映人参皂苷的存在，是人参活性成分的特征共振峰，可作为鉴别人参的相对标准图谱(图1 a)。
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同样，通过对天麻特征总提物和黄连特征总提物的1HNMR指纹图的分析，结果表明，用方法一制备的天麻特征总提物的1HNMR指纹图在δ 6.60～7.35区的芳香质子信号是由天麻苷和对-羟基苯甲醇2个对位取代苯环的AA′BB′自旋体系部分重叠而成的多重峰(图1 b)，黄连特征总提物B的1HNMR指纹图在δ 3.69～9.84区的信号主要为原小檗碱型生物碱上与芳环相连的甲氧基、次甲二氧基及芳环质子的共振峰(图1 c)。其它如肉桂(图2 a)、牡丹皮(图2 b)，徐长卿(图2 c)等植物中药1HNMR指纹图也都分别显示出其活性成分的共振信号。
Fig 1 59.75 MHz 1HNMR spectra of Radix Ginseng (a), Rhizoma Coptidis (b) and Rhizoma Gastrodiae (c).
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Fig 2 59.75 MHz1HNMR spectra of Cortex Cinnamomi (a), Cortex Moutan (b) and Radix Cynanchi Paniculati (c).
对金银花特征总提物A和B的化学成分研究提示其1HNMR图谱的特征共振峰均为新化合物的信号(图3 a,b)，其结构研究将另文报道。对黄连特征总提物A，地黄特征总提物A等的1HNMR指纹图的解析研究正在进行中(图4 a,b)。
综上所述，本试验方法测得的植物中药1HNMR指纹图能准确地提示中药活性成分的存在，非常适用于植物中药的鉴别。1HNMR能迅速可靠地给出如此多的结构信息，这是其它光谱方法难以相比的。
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Fig 3 59.75 MHz 1HNMR spectra of Flos Lonicerae (a) and Flos Lonicerae (b).
Fig 4 59.75 MHz 1HNMR spectra of Rhizoma Coptidis (a) and Radix Rehmanniae (b).
4 同科属不同种植物中药的1HNMR指纹图分析
人参Panax ginseng C.A.Mey，西洋参Panax quinquefolium L和三七Panax notoginseng (Burk) F.H.Chen为同科属不同种的植物，植物化学研究表明[9]，三者均含有极类似的三萜皂苷类化学成分，其皂苷元均以达玛烷型(dammarane type)四环三萜为主。按文献方法[10]，我们用薄层色谱法分析比较了3种植物特征总提物B的化学成分。我们认为，3种植物所含皂苷类成分高度类似，但也存在着一定的差别，主要表现在3种特征总提物中各类似成分间相对含量的差异[11]，同时，3种植物所含皂苷类成分也有不同，因此，在1HNMR图谱上，三者具有高度的相似性，均给出人参皂苷类化合物的甲基质子信号、糖上端基质子信号及双键质子信号，但也表现出由于成分不同及主要类似成分间相对含量不同所造成的信号及其强弱的不同(图1 a，图5 a,b)。
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人参、西洋参和三七3种植物特征总提物A的1HNMR图谱在δ 4.88～6.25区完全相同(图6 a,b,c)
Fig 5 59.75 MHz 1HNMR spectra of Radix Quinquefolium (a) Radix Notoginseng (b).
Fig 6 59.75 MHz 1HNMR spectra of Radix Ginseng (a), Radix Quinqueflium (b) and Radix Notoginseng (c).
5 用1HNMR法区别植物中药及其伪品
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伪品中药在外观特征上可以假乱真，但其化学成分的组成，尤其是活性成分却不可能与正品完全一致，并且相差甚远。实验结果表明，以正品植物中药的1HNMR相对标准图谱为参照，只需比较所鉴别样品的1HNMR谱就可以断定中药的真伪。本试验所测定4种伪品天麻，包括黄精、芭蕉芋、紫茉莉和大丽菊，3种伪品人参，包括商陆、桔梗和紫茉莉以及其它中药的伪品的1HNMR指纹图均与正品的特征峰毫无相似之处。
讨论
1 测定条件对图谱的影响 (1) 不同的测定条件会对图谱产生不同程度的影响。最常用和最普遍的FT-NMR波谱仪的工作频率是60，80，90和100兆赫4种，超导NMR在200～700兆赫之间。每种植物中药在不同磁场仪器测定的图谱外观有一定区别，但其共振信号的化学位移是一致的。为突出植物中药1HNMR指纹图的指纹特征，本研究统一使用60兆赫NMR波谱仪测定各种中药特征总提物的1HNMR谱。(2) 尽管植物中药特征总提物B在D2O中有较好的溶解度，但考虑到溶剂峰对1HNMR信号的干扰和需要加水溶性内标，故采用DMSO-d6作溶剂，而总提物A在CDCl3中溶解度较好。本文用DMSO-d6和CDCl3既作溶剂又兼作内标使用。
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2 1HNMR与UV和IR谱的比较 植物中药特征总提物的UV谱是所含生色基团贡献的叠加。而样品之间由于成分含量不同造成UV和IR图谱间的差别是不可避免的，加之提取物中难免残留少量溶剂，残留溶剂的吸收峰也会对图谱产生干扰。这些问题在1HNMR谱中是较容易解决的，因混合物相对成分的变化对相对标准图谱不产生影响。因此，我们认为，3种光谱法中，NMR是信息最多、重现性最好的鉴定方法。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(29572040)
联系人 Tel:(0371)5723688-3110, Fax:(0371)5723797, E-mail:ichas@public.zz.ha.cn
参考文献
1 章观德.人参的化学成分和分析方法研究进展.药学学报,1980,15∶375
, 百拇医药
2 杨秀伟.人参化学成分研究的新进展.药学通报,1985,20∶489
3 任二安,陈瑞华.中药鉴定学.上海:上海科学技术出版社,1986.121～126
4 冯孝章,陈玉武,杨峻山.天麻化学成分的研究.化学学报,1979,37∶175
5 周俊,杨雁宾,杨崇仁.天麻的化学研究.化学学报,1979,37∶183
6 秦海林,赵天增,都恒青,等.核磁共振波谱法鉴定天麻及其伪品.中药材,1994,17∶23
7 林启寿.植物药品化学.北京:人民卫生出版社,1956∶108
8 任仁安,陈瑞华.中药鉴定学.上海:上海科学技术出版社,1986.82～86
9 周荣汉.药用植物化学分类学.上海:上海科学技术出版社,1988.290～291
10 秦海林,赵天增,高令杰,等.人参皂苷与黄芪甲苷的薄层色谱分析.中国中药杂志,1995,20∶226
11 李晶晶,徐国钧,金蓉鸾,等.人参与西洋参的皂苷成分分析.中国中药杂志,1995,20∶197
收稿日期: 1998-02-16, 百拇医药