韓寶來，李元元，張玲玲，翟廣玉

（1.河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 醫(yī)藥學(xué)院，河南 開封 475004；2.鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450052；3.鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450052）

蘆丁的光譜分析

韓寶來1，李元元1，張玲玲2，翟廣玉3*

（1.河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 醫(yī)藥學(xué)院，河南 開封 475004；2.鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450052；3.鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450052）

通過UV、IR、1H NMR、13CNMR、MS、TG、DSC等指紋圖譜特征，對蘆丁的結(jié)構(gòu)、成分及特性進(jìn)行了解析。結(jié)果表明，在255nm和375nm有兩個最大紫外吸收峰；紅外吸收峰分別是：羰基υC=O1655.03cm-1，苯環(huán)骨架振動頻率υC=C1603.69cm-1，羥基υ-OH3423.42cm-1；1H NMR譜中主要?dú)湓拥臍w屬：δ12.48（5-OH）、10.77（7-OH）、9.35（4′-OH）、9.29（3′-OH）；13C NMR歸屬δ 178.0（C-4）,164.6（C-7）,161.5（C-9）,157.9（C-5）,157.1（C-2）；加熱經(jīng)過三次失重，樣品結(jié)構(gòu)發(fā)生完全分解；質(zhì)譜提供了基本裂解途徑。為蘆丁及其衍生物的研究生產(chǎn)和質(zhì)量控制提供可靠的指紋圖譜數(shù)據(jù)。

黃酮；蘆丁；熱分析；指紋圖譜；質(zhì)量控制

前言

蘆?。ㄩ纹に亍?—蘆丁糖苷，圖1）廣泛分布在多種植物中[1]，如水果（橙子、葡萄柚、檸檬、大棗、杏等），中草藥（槐米、蕓香、蕎麥、沙棘、山楂、桉樹葉、毛冬青、連翹、銀杏、柴胡、絞股藍(lán)等）。其中以槐米、蕎麥、桉樹葉含量最高，可作為提取蘆丁的原料。我國是蘆丁生產(chǎn)消費(fèi)大國,目前國內(nèi)主要從槐米和蕎麥中提取,年需求量達(dá)1000t左右。國際市場歐洲,法國、比利時(shí)是蘆丁產(chǎn)品的消費(fèi)大國,我國蘆丁年出口量在500 t左右[2]。

蘆丁具有多方面的生理活性。有助于保持及恢復(fù)毛細(xì)血管的正常彈性，調(diào)節(jié)毛細(xì)血管壁滲透性的作用，臨床上用于治療過敏性紫癜及各種因毛細(xì)血管脆性增加而引起的出血性疾病,如便血,尿血,吐血,子宮出血、視網(wǎng)膜出血等,也用于治療高血壓和老年氣管炎等,此外它還有抗菌和抗放射作用。蘆丁可以直接作為藥品,也用于復(fù)配和作為藥物的中間體，是蘆丁片、復(fù)方蘆丁片和合成維腦路通（羥乙蘆?。┑闹饕蟍3]。

蘆丁對人們的健康有重要作用，它具有清除自由基的功能[4]，如清除羥基自由基、氧自由基、過氧化氫自由基等，這些自由基可導(dǎo)致人體多種疾病。蘆丁還具有抗氧化[5]、抗炎[6]、抗癌[7～8]，保護(hù)心腦血管的作用[9]，還是有效的金屬離子螯合劑[10]。螯合治療是減緩重金屬中毒的首選療法[11]，螯合劑能與引起中毒的重金屬離子牢固地結(jié)合成螯合物，從體內(nèi)排泄出去，達(dá)到解毒的目的。

目前，蘆丁及其衍生物的研究是一個熱點(diǎn)[12]。因?yàn)樘J丁藥理作用顯著，使用安全。為建立中藥提取生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，促進(jìn)植物提取物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，發(fā)展多種快速、有效、操作簡便、適于推廣的質(zhì)量控制檢測方法十分必要。因此，制定蘆丁的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)也迫在眉睫。作者結(jié)合本課題組多年來對蘆丁的系列研究成果與經(jīng)驗(yàn)，特撰寫本文以供參考。通過UV、IR、1H NMR、13CNMR、MS、熱分析等指紋圖譜特征解析，探討快速鑒別蘆丁的方法。指紋圖譜分析操作簡便、靈敏度高、重現(xiàn)性好。一方面，為蘆丁的生產(chǎn)及質(zhì)量控制提供可靠的指紋圖譜數(shù)據(jù)；另一方面，也為更好地研究和應(yīng)用蘆丁及其衍生物提供理論支持。

圖1 蘆丁的結(jié)構(gòu)Fig.1 The structure of rutin

蘆丁是黃色或微帶綠色的固體粉末或細(xì)微結(jié)晶，化學(xué)式：C27H30O16，相對分子質(zhì)量：610.51。

1 材料與方法

1.1 儀器與試藥

蘆丁（上海晶純實(shí)業(yè)有限公司，純度≥98.5%）；甲醇為色譜級；溴化鉀為光譜級；其余試劑為分析級。iS10 FT-IR型紅外光譜儀（美國尼高力）；德國耐馳（Netzsch）STA 409 PC/PG差熱分析儀；UV-240型紫外可見分光光度計(jì)（日本島津公司）；400MHz核磁共振儀（Brucker）；esquire3000質(zhì)譜儀（Brucker）。

1.2 方法

紫外光譜實(shí)驗(yàn)條件：甲醇為溶劑，波長掃描范圍從200～600nm；紅外光譜實(shí)驗(yàn)條件：溴化鉀壓片；核磁共振譜實(shí)驗(yàn)條件：溶劑為DMSO-d6，400MHz；熱分析實(shí)驗(yàn)條件：在靜態(tài)空氣氣氛，以10℃·min-1升溫速率從室溫加熱到800℃，差熱量程為100V。質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)條件：ESI源鞘氣為氮?dú)?，掃描范圍m/z50～350。

2 結(jié)果與討論

2.1 蘆丁的紫外光譜

蘆丁有兩個吸收峰，359nm吸收帶由肉桂酰生色團(tuán)產(chǎn)生，為帶Ⅰ，屬于π→π*（B環(huán)）電子躍遷；257nm吸收帶由苯甲酰生色團(tuán)產(chǎn)生，為帶Ⅱ，屬于n→π*（A環(huán)）電子躍遷[13]。

圖2 蘆丁的紫外光譜Fig.2 The UV spectrum of rutin

圖3 蘆丁的紅外光譜Fig.3 The IR spectrum of rutin

2.2 紅外光譜分析

蘆丁分子主要官能團(tuán)紅外吸收峰分別是：羰基υC=O1655.03cm-1；苯環(huán)骨架振動頻率υC=C1603.69cm-1，1504.96cm-1，1456.11cm-1；羥基υ-OH3423.42cm-1[14]。

表1 蘆丁主要官能團(tuán)的紅外吸收頻率Table 1 The IR absorption frequency of major functional groups of rutin

2.3 蘆丁的氫譜

1H-NMR譜是鑒定黃酮化合物的結(jié)構(gòu)類型、確定取代基的位置和進(jìn)行結(jié)構(gòu)研究的有效方法。氫譜可以提供有關(guān)分子中不同種類氫原子的情況，如根據(jù)化學(xué)位移和偶合常數(shù)可以判斷有關(guān)氫原子的化學(xué)環(huán)境，每種不同環(huán)境下氫原子的數(shù)目以及每個氫原子相鄰的基團(tuán)的結(jié)構(gòu)等。

圖4 蘆丁的氫譜Fig.4 The1H NMR of rutin

蘆丁1HNMR譜中主要?dú)湓拥臍w屬：δ12.48（s，1H，5-OH）、10.77（m，1H，7-OH）、9.35（m，1H，4′-OH）、9.29（m，1H，3′-OH）。7.66（s，1H，J=1.8Hz，2′-H）、7.53（dd，1H，J=1.8Hz，6′-H）、6.88（d，1H，J=8.5Hz，5′-H）、6.39（d，1H，J=1.4Hz，8-H）、6.17（d，1H，J=1.4Hz，6-H）。5.33（d，1H，J=7.0Hz，1’’-H），5.06（brs，1H，1’’’-H），3.04～3.72（m，sugarprotons），0.98（d，3H，J=6.0Hz，6’’’-H）[16]。

2.4 蘆丁的碳譜

圖5 蘆丁的碳譜Fig.5 The13C NMR spectra of Rutin

有機(jī)化合物主要由碳原子構(gòu)成基本結(jié)構(gòu)，通過碳譜的測定，可以了解分子的基本骨架信息。碳譜的各條譜線都有它的唯一性，根據(jù)碳原子的化學(xué)位移，可以判斷碳原子的類型，結(jié)構(gòu)的完整性，進(jìn)一步確定其結(jié)構(gòu)[17]。圖5標(biāo)示出了蘆丁分子中每個碳原子的化學(xué)位移。

表2 蘆丁的碳譜化學(xué)位移Table 2 The13C NMR（chemical shift）data of rutin

蘆丁的碳譜歸屬13C NMR（101MHz,MeOD）δ178.03（C-4），164.63（C-7），161.59（C-9），157.95（C-5），157.12（C-2），148.41（C-4'），144.45（C-3'），134.22（C-3），122.15（C-6'），121.73（C-1'），116.29（C-5'），114.67（C-2'），104.24（C-10），103.29（Glc，C-1''），101.02（Rha，C1''），98.56（C-6），93.47（C-7），76.78（Glc，C-3''），75.82（Glc，C-5''），74.32（Glc，C-2''），72.54（Rha，C4''），70.84（Rha，C3''），70.70（Rha，C2''），70.00（Glc，C-4''），68.31（Rha，C5''），67.16（Glc，C-6''），16.48（Rha，C6''）。

2.5 蘆丁的質(zhì)譜

質(zhì)譜是確定物質(zhì)式量和結(jié)構(gòu)式的常用方法。質(zhì)譜圖中不僅提供物質(zhì)分子的分子式，而且利用碎片離子可獲得一些有用的結(jié)構(gòu)特征信息。

進(jìn)樣方式為直接進(jìn)樣，離子源為電噴霧電離源，陰離子檢測模式：[M-H]-m/z 609，并對質(zhì)量數(shù)m/z，609和301做二級質(zhì)譜，分別得到：

圖6 蘆丁的質(zhì)譜Fig.6 The MS of rutin

蘆丁的質(zhì)譜碎裂機(jī)制及各個峰的歸屬如下：

圖7 蘆丁的質(zhì)譜裂解Fig.7 The MS decomposition of rutin

蘆丁的裂解途徑可能是：

圖8 蘆丁的質(zhì)譜裂解碎片分析Fig.8 The analysis of MS decomposition fragments of rutin

2.6 蘆丁的熱分析

通過加熱化合物可引起其物理化學(xué)的變化，伴隨放熱和吸熱的產(chǎn)生以及質(zhì)量的變化。而通過熱重分析，可以了解化合物的穩(wěn)定性。近年來，熱分析技術(shù)已經(jīng)在藥物分析領(lǐng)域里有了廣泛的應(yīng)用，如對傳統(tǒng)中藥活性成分的理化性質(zhì)的研究，藥物的質(zhì)量控制等。并且為進(jìn)一步研究一些藥物的熱力學(xué)特性提供一定的基礎(chǔ)參數(shù)和理論指導(dǎo)[18]。

圖9 蘆丁的熱分析Fig.9 The thermogravimetric analysis of rutin

2.6.1 TG/DTG曲線

TG曲線（見圖9）上出現(xiàn)三個明顯的失重臺階，這與DTG曲線（見圖9）上的三個峰相對應(yīng)。首先，在60.7～215.6℃，TG曲線有個小的失重臺階，失重率為7.18%（三個結(jié)晶水，理論值為7.29%），DTG曲線有個小峰。從215.6℃開始，TG曲線呈現(xiàn)出一個陡峭熱分解失重臺階，對應(yīng)于DTG曲線出現(xiàn)一個尖銳的峰，此階段失重率為22.94%，推測為蘆丁發(fā)生了部分分解；第三次失重從400.0℃開始，出現(xiàn)一個大的明顯的失重平臺，失重率為68.97%，推測為剩余蘆丁發(fā)生了分解。隨后，TG曲線平穩(wěn)，無明顯的失重平臺。熱分解的總失重率為98.91%，這時(shí)蘆丁樣品全面分解。

2.6.2 蘆丁的DSC曲線

蘆丁的DSC曲線（見圖9）有一個吸熱峰和三個放熱峰。在145～222.1℃時(shí)，DSC顯示有三個小吸熱峰，應(yīng)該是蘆丁由固體受熱變成液體，逐漸達(dá)到熔點(diǎn)所致。而DSC上位于524.8℃有個放熱峰，TG曲線呈現(xiàn)出一個陡峭熱分解失重臺階，說明此時(shí)蘆丁受熱分解。此后DSC曲線趨于平穩(wěn)，說明600℃以后蘆丁基本分解完全。

3 結(jié) 論

蘆丁紫外光譜在375nm和255nm有兩個最大吸收峰，其熱分析圖譜提供了化合物的熱力學(xué)特性，經(jīng)過三次失重，樣品結(jié)構(gòu)被全面破壞，發(fā)生完全分解。結(jié)合核磁共振譜、紅外光譜對蘆丁的特征官能團(tuán)做了說明。質(zhì)譜分析則提供了蘆丁的基本裂解途徑。本研究為蘆丁及其衍生物的研究與代謝反應(yīng)提供了有用的信息。

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Spectrum Analysis of Rutin

HAN Bao-lai1,LI Yuan-yuan1,ZHANG Ling-ling2and ZHAI Guang-yu3
（1.College of Medicine,College of Applied Technology of Henan，Kaifeng 475004,China;2.College of Medicine,Zhengzhou University of Industrial Technology,Zhengzhou 451100,China;3.Department of Pharmacy,Zhengzhou University of Industrial Technology,Zhengzhou 451100,China）

The structure,composition and characteristics of rutin are analyzed by fingerprint spectrum,such as UV,IR,1H-NMR,13C-NMR,MS, TG and DSC etc.There are two maximum UV absorption peaks at 255 and 375nm respectively;the infrared absorption peaks are showed as follows: carbonyl υC=O1655.03cm-1,benzene ring skeleton vibration frequency υC=C1603.69cm-1and hydroxyl υ-OH3423.42cm-1.The attribution of major hydrogen atoms in1H NMR spectrum are showed as follows:δ12.48（5-OH）,10.77（7-OH）,9.35（4'-OH）and 9.29（3'-OH）;and the attribution of13C NMR are showed as follows:δ178.0（C-4）,164.6（C-7）,161.5（C-9）,157.9（C-5）,157.1（C-2）.After thermal weight loss for 3 times,the structure of sample decomposes completely and the mass spectrum provided a basic decomposing way.The analysis provides a reliable fingerprint spectrum data for the research,production and quality control of rutin and its derivatives.

Flavonoids;rutin;thermal analysis;fingerprint spectrum;quality control

O657.3

B

1001-0017（2017）01-0072-05

2016-09-01

韓寶來（1963-），河南開封尉氏人，副教授，研究方向?yàn)樗幬锘瘜W(xué)。

*通訊聯(lián)系人：翟廣玉（1954-），男，河南項(xiàng)城人，教授，碩士生導(dǎo)師。從事中草藥有效成分的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、藥物化學(xué)合成及教學(xué)工作。