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铺地柏挥发性成分的GC-MS分析



全 文 :铺地柏挥发性成分的 GC-MS分析
赵文生1,王建刚2 (1.吉林化工学院环境与生物工程学院,吉林吉林 132022;2.吉林化工学院分析测试中心,吉林吉林 132022)
摘要 [目的]对铺地柏挥发性成分进行分析。[方法]采用同时蒸馏萃取法提取,用气相色谱质谱联用(GC-MS)法结合计算机谱图检
索,对铺地柏挥发性化学成分进行分析鉴定。[结果]铺地柏挥发油提取率为 0. 68%,共鉴定出 88种化合物,占分离物质的 85. 74%。主
要成分为 β-水芹烯(17. 06%)、(-)-4-萜品醇(2. 96%)、β-香茅醇(2. 34%)、2-十一烷酮(8. 35%)、3,7-二甲基-6-辛烯酸甲酯(5. 87%)和
α-杜松醇(4. 07%)。[结论]该研究通过对铺地柏挥发性成分的研究,为铺地柏资源的进一步开发利用提供了试验依据。
关键词 铺地柏;挥发性成分;气相色谱-质谱法(GC-MS)
中图分类号 S727. 34 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)20 -12100 -03
Analysis of the Volatile Components from Sabina procumbens by Gas Chromatography-Mass Spectrometry
ZHAO Wen-sheng et al (Environmental and Biological Engineering Institute,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin,Jilin 132022)
Abstract [Objective]To analyze the volatile components in Sabina procumbens.[Method]The volatile oil from Sabina procumbens was first-
ly extracted by using simultaneous distillation,and then identified by gas chromatography-mss spectrometry (GC-MS)and computer spectrum
searching.[Result]0. 68% of the volatile oil was extracted from the Sabina procumbens,88 compounds were indentified,occupying 85. 74% of
the total extracts. The main compositions were beta-Phellandrene (17. 06%),Terpinen-4-ol (2. 96%),beta-Citronellol (2. 34%),2-Unde-
canone (8. 35%),6-Octenoic acid,3,7-dimethyl-,methyl ester (5. 87%)and alpha-Cadinol (4. 07%).[Conclusion]The study on the vola-
tile components from fresh leaves of Sabina procumbens provided the test basis for the further development and utilization of Sabina procumbens
resources.
Key words Sabina procumbens;Volatile components;Gas chromatography-mss spectrometry
作者简介 赵文生(1971 - ) ,男,吉林四平人,副教授,博士,从事环境
科学及水土污染处理技术研究。
收稿日期 2011-03-28
铺地柏[Sabina procumbens (Endl.)Iwata et kusaka]俗
称铺地松、地柏、爬地柏等,为柏科(Cupressaceae Bartling)
圆柏属(Sabina Mill)常绿匍匐小灌木。铺地柏原产于日
本,在我国长江流域及黄河以北地区均有广泛栽培,是优良
的园林绿化树种及缓坡地被植物。现代研究表明,柏科植
物挥发油具有止血祛痰、抑菌抗炎、抗肿瘤、抗氧化等作
用[1]。关于侧柏、刺柏、圆柏及龙柏等柏科植物挥发油化学
成分的研究已有报道[2 - 5]。笔者采用水蒸气蒸馏提取铺地
柏中挥发油,利用气相色谱质谱联用技术(GC-MS)对吉林铺
地柏挥发油成分进行鉴定,旨在为铺地柏的进一步开发利用
提供参考依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。铺地柏于 2010年 4月采自吉林省吉林市
吉林化工学院绿化地,经吉林化工学院环境与生物工程学院
隋新副教授鉴定为柏科植物铺地柏。
1. 1. 2 主要试剂。乙醚(化学纯) ,购自吉林市雄发化学品
采购站;无水硫酸钠(分析纯) ,购自天津塘沽邓中化工厂;水
为二次蒸馏水。
1. 1. 3 主要仪器。GC-MS-2010-plus 气相色谱 -质谱联用
仪,配有电子轰击离子源、四级杆质量分析器、GC-MS-Solu-
tion 数据处理系统,购自日本岛津公司;挥发油提取
装置[6]。
1. 2 方法
1. 2. 1 铺地柏挥发油的提取。将新采集的铺地柏叶剪至 2
mm左右,称取 70. 000 g于 1 L三口烧瓶中,加入 500 ml二
次蒸馏水,连接挥发油装置,在刻度移液管中加入适当蒸馏
水,接通冷凝水,加热回流萃取。10 h 后停止蒸馏,取下刻
度移液管放出水层,将油层移入盛有 2. 000 g无水硫酸钠乙
醚清洗过的 20 ml小瓶中脱水,脱水完全后称量,冰箱保存,
待测。
1. 2. 2 GC-MS 条件。GC 条件:色谱柱为 RTX-5MS 石英毛
细柱(30 m ×0. 32 mm × 0. 25 μm) ;升温程序为 60 ℃保持 2
min,以 3 ℃ /min升至 110 ℃,再以 4 ℃ /min升至 200 ℃,再
以 10 ℃ /min 升至 280 保持 10 min;载气(He) ;流速 1. 84
ml /min;压力 30 kPa;进样量 0. 2 μl;分流比 200∶1。MS条件:
电子轰击(EI)离子源;电子能量 70 eV;传输线温度 230 ℃;
离子源温度 200 ℃;检测电压 0. 86 kV;质量扫描范围 m/z 30
~500,记录 1 ~55 min。
1. 2. 3 挥发油成分定性定量法。取挥发油样品 0. 2 μl,按
“1. 2. 2”中试验条件,用 GC-MS-2010-plus气相色谱 -质谱联
用仪测定,通过 GC-MS Solution色谱工作站数据处理系统检
索 NIST05谱图库,结合有关文献进行人工谱图解析,确认其
各个化学成分;定性分析后通过 GC-MS Solution色谱工作站
数据处理系统按面积归一化法进行定量分析,分别求出各化
学成分的相对百分含量。
2 结果与分析
通过同时蒸馏萃取,得淡黄色,具有特殊芳香气味的挥
发油 0. 477 g,铺地柏挥发油产率为 0. 68%,较其他柏科树种
有所区别[7 -9],这可能与树种有关。从铺地柏中提取的挥发
油经气相色谱质谱分析,用 NIST05 数据系统检索和人工质
谱解析,确定了 88 种成分,占总面积的 85. 74%(图 1)。铺
地柏挥发油成分分析和面积归一化法定量分析结果见表 1。
由表 1可知,吉林地区铺地柏挥发油的主要成分为 β-水
芹烯(17. 06%)、α-蒎烯(6. 16%)、β-月桂烯(3. 29%)、γ-萜
品烯(2. 31%)、(+ )-δ-杜松烯(2. 44%)、(-)-4-萜品醇
(2. 96%)、(R)-(+)-β-香茅醇(2. 34%)、3,7-二甲基-6-辛烯
酸甲酯 (5. 87%)、香叶酸甲酯(2. 36%)、2-十一烷酮
(8. 35%)、α-杜松醇(4. 07%)等,其中 β-水芹烯(17. 06%)
含量最高,这与其他柏科植物挥发油成分有所区别[7 -8]。β-
责任编辑 刘群燕 责任校对 李岩安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(20):12100 - 12102
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.20.128
图 1 铺地柏挥发油成分总离子流图
Fig. 1 Total ionic chromatography of the volatile oil from Sabi-
na procumbens
水芹烯具有带木香韵的青草香气,被用作化妆品及食品香
料,此外,水芹烯具有抗菌、杀菌、杀虫等生物活性,是多种
生物杀虫剂的重要活性成分。由于水芹烯具有令人愉快的
香气和对支气管温和的刺激作用,医药领域被制成祛
痰剂[9]。
对鉴定出的 88 种化学成分进行归类分析,发现吉林地
区铺地柏挥发油中萜烯类物质含量最高(43. 27%) ,其次为
酯类(11. 79%)、醇类(19. 42%)、酮类(9. 03%)、醛类
(0. 48%)、萜烯类氧化物(1. 62%)和其他(0. 13%)。铺地柏
挥发油有它独特的香味,与其含有大量的醇、烯、酯、酮类物
质相关。
表 1 铺地柏挥发油成分
Table 1 Chemical constituents of volatile oil from Sabina procumbens
化合物名称
Name of co-
mpounds
保留时间
Retention
time∥min
分子式
Molecular
formula
相对含量
Relative
content∥%
相似度
Similarity
化合物名称
Name of co-
mpounds
保留时间
Retention
time∥min
分子式
Molecular
formula
相对含量
Relative
content∥%
相似度
Simil-
arity
3-甲基丁酸异丙醇酯 Isopro-
pyl 3-methylbutanoate
3. 502 C8H16O2 0. 02 92 4-癸烯酸甲酯 4-Decenoic
acid,methyl ester
19. 675 C11H20O2 0. 14 95
2-甲基-2-乙基-1,3-丙二醇 2-
Methyl-2-ethyl-1, 3-propane-
diol
3. 642 C6H14O2 0. 05 86 庚酸-3-甲基丁酯 Heptano-
ic acid,3-methylbutyl ester
20. 060 C12H24O2 0. 03 86
三环烯 Tricyclene 4. 251 C10H16 0. 03 95 香叶酸甲酯 Methyl ger-
anate
20. 294 C11H18O2 2. 36 95
α-侧柏烯 alpha-Thujene 4. 370 C10H16 1. 15 96 δ-榄香烯 delta-Elemene 20. 749 C15H24 0. 10 94
α-蒎烯 alpha-Pinene 4. 575 C10H16 6. 16 97 乙酸香茅醇酯 Citronellol
acetate
21. 233 C12H22O2 0. 02 93
莰烯 Camphene 4. 995 C10H16 0. 12 97 古巴烯 Copaene 22. 267 C15H24 0. 03 93
β-水芹烯 beta-Phellandrene 5. 808 C10H16 17. 06 94 β-波旁烯 beta-Bourbonene 22. 609 C15H24 0. 06 93
β-月桂烯 beta-Myrcene 6. 322 C10H16 3. 29 96 β-榄香烯 beta-Elemen 22. 927 C15H24 0. 28 97
4-甲基戊酸甲酯 Pentanoic
acid,4-methyl-,methyl ester
6. 545 C7H14O2 0. 53 86 (E,Z)-2,4-癸二烯酸甲酯
2,4-Decadienoic acid,meth-
yl ester,(E,Z)
23. 157 C11H18O2 0. 28 89
(+)-4-蒈烯 (+)-4-Carene 6. 634 C10H16 0. 37 95 石竹烯 Caryophyllene 23. 921 C15H24 0. 53 96
α-水芹烯 alpha-Phellandrene 6. 760 C10H16 0. 05 93 γ-榄香烯 gamma-Elemene 24. 483 C15H24 0. 23 95
(+)-2-蒈烯 (+)-2-Carene 7. 191 C10H16 1. 36 95 α-荜澄茄烯 alpha-Cubebe-
ne
25. 067 C15H24 0. 03 85
对聚花伞素 p-Cymene 7. 481 C10H14 0. 11 95 α-石 竹 烯 alpha-Caryo-
phyllene
25. 170 C15H24 0. 08 92
D-柠檬烯 D-Limonene 7. 631 C10H16 1. 44 94 β-荜澄茄烯 beta-Cubebene 25. 513 C15H24 0. 03 92
顺式-β-罗勒烯 cis-beta-Oci-
mene
8. 388 C10H16 0. 20 97 (+)-δ-杜松烯 (+)-del-
ta-Cadinene
25. 915 C15H24 0. 06 85
γ-萜品烯 gamma-Terpinen 8. 786 C10H16 2. 31 97 γ-依兰油烯 gamma-Muur-
olene
26. 029 C15H24 0. 16 92
β-松油醇 beta-Terpineol 9. 098 C10H18O 0. 18 90 大牻牛儿烯 D Germacrene
D
26. 166 C15H24 0. 77 94
萜品油烯 Terpinolen 9. 949 C10H16 0. 98 96 4(14) ,11-桉叶二烯 Eu-
desma-4(14) ,11-diene
26. 340 C15H24 0. 10 90
2-壬酮 2-Nonanone 10. 139 C9H18O 0. 61 97 表-双环倍半水芹烯 (+)-Epi-bicyclosesquiphelland-
rene
26. 540 C15H24 0. 08 90
4-异丙基-1-甲基-2 环己烯-1-
醇 4-Isopropyl-1-methyl-2-cy-
clohexen-1-ol
10. 350 C10H18O 0. 06 90 α-丙酸松油酯 alpha-Terpi-
nyl propionate
26. 724 C13H22O2 0. 22 85
β-芳樟醇 beta-Linalool 10. 446 C10H18O 0. 37 93 α-依兰油烯 alpha-Muur-olene
26. 867 C15H24 0. 42 96
异 戊 酸 异 戊 酯 iso-Amyl
isovalerate
10. 698 C10H20O2 1. 00 98 β-榄香烯 beta-Elemene 27. 002 C15H24 0. 08 94
玫瑰醚 Rose oxide 10. 898 C10H18O 0. 04 86 石 竹 烯 氧 化 物 Caryo-
phyllene oxide
27. 220 C15H24O 0. 30 85
3-甲基-3-丁烯基-3-甲基丁酸
酯 3-Methyl-3-butenyl 3-meth-
ylbutanoate
11. 029 C10H18O2 0. 03 90 γ-依兰油烯 gamma-Muur-
olene
27. 321 C15H24 0. 68 92
(接下表)
1012139 卷 20 期 赵文生等 铺地柏挥发性成分的 GC-MS分析
续表 1
化合物名称
Name of co-
mpounds
保留时间
Retention
time∥min
分子式
Molecular
formula
相对含量
Relative
content∥%
相似度
Similarity
化合物名称
Name of co-
mpounds
保留时间
Retention
time∥min
分子式
Molecular
formula
相对含量
Relative
content∥%
相似度
Simil-
arity
3-甲基-3-丁烯基-3-甲基丁酸
酯 3-Methyl-3-butenyl 3-meth-
ylbutanoate
11. 176 C10H18O2 0. 91 96 (+ )-δ-杜 松 烯 delta-
Cadinene,(+)-
27. 661 C15H24 2. 44 90
反式-1-甲基-4-(-甲基乙基)-
2-环己烯-1-醇 2-Cyclohexen-
1-ol,1-methyl-4-(1-methyleth-
yl)-,trans-
11. 304 C10H18O 0. 20 95 (Z)-3,7,11-三甲基-2,10-十二碳二烯醇 2,10-Do-
decadien-1-ol,3,7,11-trim-
ethyl-,(Z)-
27. 793 C15H28O 0. 08 86
顺式-1-甲基-4-(-甲基乙基)-
2-环己烯-1-醇 2-Cyclohexen-
1-ol,1-methyl-4-(1-methyleth-
yl)-,cis-
12. 082 C10H18O 0. 12 96 1-异丙基-4,7-二甲基-1,2,
3,4,6,8a-六氢化萘 Naph-
thalene,1,2,3,4,6,8a-
hexahydro-1-isopropyl-4,7-
dimethyl-
27. 927 C15H24 0. 07 93
3-甲基-2-丁烯基戊酸酯 Va-
leric acid,3-methylbut-2-enyl
ester
12. 573 C10H18O2 0. 02 90 榄香醇 Elemol 28. 505 C15H26O 1. 38 96
香茅醛 (R)-(+)-Citronellal 12. 731 C10H18O 0. 15 98 大牻牛儿烯 B Germacrene
B
28. 735 C15H24 1. 31 92
2,3-二氢-2-甲基苯并呋喃 2-
Methylcoumaran
13. 494 C9H10O 0. 09 93 + / - . - 反式橙花叔醇
+ / - . - trans-Nerolidol
28. 963 C15H26O 0. 09 93
(-)-4-萜品醇 (-)-Terpin-
en-4-ol
13. 739 C10H18O 2. 96 97 大香叶烯 D-4-醇 Germa-
crene D-4-ol
29. 347 C15H26O 2. 16 93
α-松油醇 alpha-Terpineol 14. 336 C10H18O 0. 11 96 石 竹 烯 氧 化 物 Caryo-
phyllene oxide
29. 587 C15H24O 0. 12 92
顺式-辣薄荷醇 cis-Piperitol 14. 533 C10H18O 0. 13 88 异香橙烯环氧化物 Isoaro-madendrene epoxide
30. 424 C15H24O 0. 71 81
1,4,4-三甲基环己烯-2-烯甲
酸甲酯 1,4,4-Trimethylcyclo-
hex-2-enecarboxylic acid,
methyl ester
14. 636 C11H18O2 0. 13 88 匙叶 桉 油 烯 醇 (- )-
Spathulenol
31. 035 C15H24O 0. 59 85
反式-辣薄荷醇 trans-Piperitol 15. 099 C10H18O 0. 07 96 τ-依兰油醇 tau-Muurolol 31. 444 C15H26O 2. 56 89
1-异丙基-2-甲氧基苯 1-Iso-
propenyl-2-methoxybenzene
15. 833 C10H12O 0. 31 96 δ-杜 松 醇 delta-Cadinol,
(-)-
31. 578 C15H26O 0. 42 94
(R)-(+ )-β-香茅醇 (R)-
(+)-. beta. -Citronellol
16. 098 C10H20O 2. 34 96 α-杜松醇 alpha-Cadinol 31. 842 C15H26O 4. 07 90
己酸异戊酯 Isopentyl hexano-
ate
17. 048 C11H22O2 0. 03 92 胡萝卜醇 Carotol 32. 893 C15H26O 0. 81 83
胡椒酮 Piperitone 17. 150 C10H16O 0. 07 89 金合欢醇 Farnesol 33. 594 C15H26O 0. 24 90
(Z)-5-癸烯基-1-醇 5-Decen-
1-ol,(Z)-
17. 369 C10H20O 0. 15 94 反式金合欢醇 (2E,6E)-
Farnesol
33. 773 C15H26O 0. 11 94
3,7-二甲基-6-辛烯酸甲酯 6-
Octenoic acid,3,7-dimethyl-,
methyl ester
17. 569 C11H20O2 5. 87 86 3,7,1-三甲基-2,6,10-十二
烷三烯醛 2,6,10-Dodeca-
trienal,3,7,11-trimethyl-
34. 366 C15H24O 0. 33 97
乙酸龙脑酯 Bornyl acetate 18. 588 C12H20O2 0. 20 97 荜澄茄油烯醇 Cubenol 35. 374 C15H26O 0. 03 86
2-十一烷酮 2-Undecanone 19. 038 C11H22O 8. 35 96 E-金合欢烯氧化物 Far-
nesene epoxide,E -
35. 728 C15H24O 0. 49 85
2-十一烷醇 2-Undecanol 19. 319 C11H24O 0. 14 96 西松烯 Cembrene 42. 926 C20H32 0. 79 86
3 结论
采用同时蒸馏萃取法提取吉林市铺地柏挥发油,挥发油
产率为 0. 68%。经 GC-MS 分析,其主要成分为 β-水芹烯
(17. 06%)、(-)-4-萜品醇(2. 96%)、β-香茅醇(2. 34%)、2-
十一烷酮(8. 35%)、3,7-二甲基-6-辛烯酸甲酯(5. 87%)和 α-
杜松醇(4. 07%)。通过对铺地柏挥发油化学成分的分析,可
为更好地开发和利用铺地柏资源提供参考依据。
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