全 文 :第 30 卷 第 10期 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Vol.30 No.10
2010 年 10 月 Journal of Central South University of Forestry &Technology Oct.2010
樟树叶化学成分的 GC/MS 分析
王 芃1 , 2 ,张党权2 ,章怀云2 ,郭林林2 ,宋志丹2 ,韩 欣2 ,陈鸿鹏2 ,曾艳玲2
(1.天津现代职业技术学院 生物化工系 , 天津 300222;2.中南林业科技大学 ,湖南 长沙 410004)
摘 要: 樟树为亚热带地区重要的材用和特种经济树种 , 在我国大面积栽培。樟树叶是可再生的生物资源 , 但
具有高附加值开发潜力的化学组分还未被深入研究 , 阻碍了樟树的综合开发利用。首次采用 GC/MS 联用技术研
究樟树叶的高品位综合利用前景及途径。新鲜樟树叶经微波干燥除水 , 粉碎后于苯/醇溶液中进行提取处理 , 提
取物滤液经浓缩后 ,取 0.2 μL 样品进行 GC/MS 联机分析 ,采用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量。 分
析结果表明 ,樟树叶的苯/醇提取物中富含名贵生物医药 、名贵香料 、以及大宗化工成分 ,首次发现樟树叶中富含
总含量达 13.06%的烯类物质 , 具有很好的高品位综合开发利用前景。
关键词: 樟树;GC/MS;叶;高品位资源化利用;化学成分
中图分类号: S792.23 文献标志码: A 文章编号: 1673-923X(2010)10-0117-04
Analysis of chemical components from leaves of Cinnamomum
camphora by GC/MS
WANG Fan1 , 2 , ZHANG Dang-quan2 , ZHANG Huai-yun2 , GUO Lin-lin2 , SONG Zhi-dan2 ,
HAN Xin2 , CHEN Hong-peng 2 , ZENG Yan-ling2
(1.Depar tment of Bio chemical Enginee ring , T ianjin Modern Vocational Technolog y Colleg e ,
T ianjin 300222 , China;2.The Key Lab of Non-w ood Fo rest P roducts o f S tate Fo restry Administr ation ,
Centra l South Univer sity o f Fo restry and Techno log y , Chang sha 410004 , Hunan , China)
Abstract:Cinnamomum camphora is a wood and specific non-w ood tree in semi- tropical regions , and ha s been culti-
vated w idely in China.The leaves o f C.camphora are renewable bio-resources , w hose chemical components are top
value-added but not sy stematically researched.This baffles the comprehensive development and utilization.There-
fo re , GC/MS technolo gy was used firstly to study the fo reg round and approache s of C.camphora leaves.The fresh
leaves o f C.camphora w ere treated by micr ow ave dry and smashed , followed by the benzene/ethanol ex traction.
Af te r concentra tion , the 0.2μL extr acttive samples w ere analy zed by GC/MS.Relativ e content of each component
was determined by chromato g ra-phic peak- area no rmalization method.The analy tic results reveal that the benzene/
e thanol ex trac ts of C.camphora contains abundant components of ra re natural medicinal materia ls , high-g rade spice
and chemicals , especially including one material with a to tal vo lume of 13.06%, thus leaves of C.camphora have
good po tential of high-g rade com prehensive utilization.
Key words:Cinnamomum cam phora;GC/MS;leav es;high-g rade resource utilization;chemical components
收稿日期:2010-01-10
基金项目:天津市科委项目“大蒜多糖和蒜氨酸综合提取纯化技术” ;国家“十一五”科技支撑计划子专题”基于南方林木环保型竹材天然
防护剂的筛选”(2008BADA9B070101)
作者简介:王 芃(1964-),女 ,天津人 ,副教授 , 高级工程师 ,研究方向为化学分析;E-mai l:wp typ@126.com
通讯作者:张党权(1976-),男 ,江西临川人 ,副教授,硕士研究生导师 ,博士 ,研究方向为植物生物化学与分子生物学;
E-mail:zhangdangquan@163.com
樟树是属于樟科的常绿乔木 ,是我国珍贵用材
和经济树种[ 1] ,也是我国也热带常绿阔叶林的主要
组成树种之一[ 2] ,被誉为江南宝树广泛分布于我国
的台湾 、江西 、湖南 、云南 、浙江 、福建 、广东 、广西 、
四川 、贵州的地区。其栽培利用早在东周春秋时代
就有记载 ,至今已有两三千年的历史。樟树是我国
著名的经济林树种 ,它既可以提取芳香油和作珍贵
用材 ,又可以作为山地树种更新 、林种结构调整和
城乡园林绿化的优良树种 ,长期以来受到国内外的
关注 ,并进行了较广泛的研究 ,樟树中提取的芳香 、
医药和日用工业原料在世界上久负盛名 。同时 ,樟
树适宜性强 、生长迅速 、景观优美 、固水保土及环保
作用良好 ,亦成为较为广泛的园林绿化树种[ 3] 。
樟树主副产品广泛应用于建筑 、工艺 、化工 、军
工 、医药等方面。樟木是木材王国中的珍品 , 为
“樟” 、“梓” 、“楠” 、“桐”四大名木之首[ 3] 。樟树材质
柔韧 ,结构致密 ,纹理美观 ,硬度适中 ,加工容易 ,切
面光滑 ,香气浓郁 ,耐腐防虫 ,不翘不裂 ,保存期长 ,
为船舶 、建筑工业和高档家具 、工艺美术品的上等
材[ 4] 。樟树的根 、茎 、枝 、叶 、种子均可提制樟脑 、樟
油 ,樟油中含有按叶素 、黄樟素 、芳樟醇 、松油醇 、柠
檬醛等多种重要成分 , 这些成分是国防 、医药 、化
工 、香料工业的重要原料[ 5] 。随着科学的发展 ,天
然樟脑大量用于制造赛璐璐 、照相软片。高纯度的
天然樟脑 ,可用作制造无烟火药的稳定剂 ,以减缓
火药的燃烧速度 ,樟脑还可以用来制造成橡胶接能
剂 、电器绝缘材料。在医药上 ,樟脑用作中枢神经
兴奋药和局部刺激药 ,一般内服的十滴水 、仁丹等
都含有樟脑。樟脑还可作为澳樟脑 、樟脑磺酸钠生
产的主要原料[ 6-7] 。
然而 ,对樟树的开发利用中 ,很重要的一方面
是对它的芳香资源的开发利用 。樟树根 、茎 、枝 、
叶 、种子均可提制樟油 、樟脑 ,樟油中含有桉叶素 、
黄樟素 、芳樟醇 、松油醇 、柠檬醛等多种重要成
分[ 8-9] 。这些成分是国防 、医药 、化工 、香料工业的
重要原料 。因此 ,对这方面的研究比较深入 ,文献
也较多 ,研究主要集中在芳香资源的提取与加工工
艺等[ 10-11] 。然而 ,对樟树地上的可再生部分 ,特别
是树叶提取物中的化学成分系统研究却很少 ,制约
了樟树的高品位资源化利用 。基于此 ,本文采用气
相色谱/质谱(GC/MS)联用技术 ,分别研究树叶提
取物中的化学成分及功能特性 ,为樟树叶的高品位
资源化利用打下基础 。
1 材料与方法
1.1 试验材料
樟树为中南林业科技大学校区的 15 年以上香
樟植株 ,于 11 月采取当年生树叶 ,洗净去杂质后 ,
利用微波干燥处理 1 min 。
1.2 试验方法
利用微型植物粉碎机分别将樟树叶粉碎成 40
~ 60目的粉末 ,分别称取 10 g 样品(精确度为 0.1
mg),放入抽提瓶中 ,并加入 150 mL 苯/醇溶液(苯
与乙醇都为色谱纯 ,体积比为 2∶1),采用全自动索
氏提取仪(FOSS)进行混合溶剂提取 。提取条件
为:常温浸泡 12 h 后 ,再在 85℃条件下提取 5 h。
提取结束后 ,用滤纸过虑 ,得到樟树叶的苯/醇提取
物滤液 。将提取滤液在 45℃、0.01 MPa 真空度下
蒸发 、浓缩至 10 mL ,取 0.2 μL 样品进行联机的
GC/MS进行分析。
1.3 GC/MS 条件
GC/MS 采用美国 Agilent 公司生产的 Agi-
lent5975C/6890N 型气相色谱-质谱联用仪 。气相
色谱条件:色谱柱为 Agilent公司生产的 DB-5M S
(30 m×0.25 mm ×0.25 μm)弹性石英毛细管柱 ,
载气为氦气 ,进样口温度为 250℃。色谱柱程升条
件:以 10℃/min 的速度从 50℃升至 300℃, 30∶1
分流进样。质谱条件:电离方式为 EI ,电子能量为
70 eV , He 流速为1 mL/min ,扫描质量范围为 35 ~
550 AMU(m/z)。
1.4 化学成分鉴定与分析
通过面积归一化法计算出樟树叶片苯/醇提取
物的 GC/MS 各峰峰面积的相对百分含量 ,在此基
础上 ,结合 NIS T 标准谱库和各类人工图谱 [ 12-22] ,
确认樟树叶的苯/醇提取物中的主要化学成分及
特征 。
2 结果与分析
在上述实验条件下对樟树叶的苯/醇提取物进
行GC/MS测定 ,得到了色谱离子流谱图和质谱数
118 王 芃 ,等:樟树叶化学成分的 GC/M S 分析 第 8 期
据。以总离子流图为依据 ,由气相色谱-质谱联用仪
配置的微处理机采用面积归一化法计算出各峰峰
面积的相对百分含量 。通过 NIST 标准谱库 ,用电
子计算机自动检索各峰的质谱数据 ,并配合人工图
谱解析和查阅几种公开的有关质谱资料[ 12-22] ,确
认樟树叶的苯/醇提取物中的一些化学成分。本试
验采用中等极性的 DB-5 MS 色谱柱兼有极性和非
极性柱的特点 , 它对非极性烃类有较好的分离效
果 ,对中等极性的酯 、醚等也有很好的分离效果 ,同
时又保证了醇 、酸及其它极性有机化合物的分离。
2.1 樟树叶苯/醇提取物的 GC/MS 分析
樟树叶苯/醇提取物中化学成分的气相色谱图
共有 30个峰(见图 1),结合文献调研 ,鉴定出 29种
化合物 ,占总峰面积的 99.35%(见表 1)。
图 1 樟树叶苯/醇提取物的总离子流图
Fig.1 Total ion chromatogram of benzene/ethanol ex-
tractive of Cinnamomumcamphora leaves
表 1 樟树叶苯/醇提取物中化学成分的 GC/MS 分析结果
Table 1 Chemical components of benzene/ ethanol extracts of Cinnamomum camphora leaves
序
号
保留时
间 /min 化合物名称
峰面积
/ %
序
号
保留时
间 /min 化合物名称
峰面积
/%
1 5.70 α-蒎烯(alpha.-Pinene) 0.72 16 4.42 α-石竹烯(alpha.-Caryophyllene) 0.53
2 6.68 桧烯(Sabinen e) 4.45 17 14.93 (+)-香橙烯(1H-Cyclop rop [ e]
azu lene , decahydro-) 0.66
3 6.76 β-蒎烯(beta.-Pin ene) 0.86 18 14.99
Naph th alene , 1 , 2 , 3 , 4 , 4a , 5 , 6 , 8a-
octahyd ro-4a , 8-dimethyl-2-(1-meth-
ylethenyl)- , [ 2R-(2.alpha., 4a.al-
ph a., 8a.beta.)] -
0.38
4 6.88 月桂烯(beta.-My rcen e) 0.35 19 16.33 1-戊烯-3-醇(1-Penten-3-ol) 1.01
5 7.87 β-水芹烯(beta.-Ph elland rene) 0.50 20 21.23 植醇(Phy tol) 2.29
6 8.02 桉叶油醇(Eucalyptol) 58.51 21 22.16
(Z , Z , Z)-9 , 12 , 15-十八烷三烯酸
甲酯 (9 , 12 , 15-Octadecat rienoic
acid , methyl es ter , (Z , Z ,Z)-)
0.49
7 8.41 乙二酸二乙酯(Ethanedioic acid di-
ethyl ester) 0.34 22 25.06
6-甲基-2-苯基喹啉(Quinoline , 6-
methyl-2-phenyl-) 0.27
8 8.74 莰烯(Cam phen e) 1.94 23 25.44 正三十六烷(H exat riacontane) 0.43
9 9.14 α-松油烯(1 , 3-Cycloh exadiene , 1-
methy l-4-(1-methylethyl)-) 0.58 24 26.91 正四十四烷(Tet ratet racontane) 0.86
10 9.40
1-甲基-4(1-甲乙基)-顺-2-环己烯-1-
醇(2-Cyclohexen-1-ol , 1-methyl-4-
(1-m ethylethyl)- , cis-)
0.65 25 28.58 环氧十八烷(Oxirane , hexadecy l-) 0.55
11 9.77 (4-Oxo-.beta.-i sodamascol) 0.37 26 28.97 1-二十烷醇(1-Eicosanol) 1.81
12 10.81 α- 松油醇(3-Cycloh exene-1-metha-
nol , .alph a., .alpha.4-t rim ethyl-) 1.24 27 30.15
1-巯基-2-二辛基酮(1-Mercapto-2-
hep tadecanone) 2.69
13 11.15 α- 松油醇(3-Cycloh exene-1-metha-
nol , .alph a., .alpha.4-t rim ethyl-) 12.74 28 30.43
3-(4-硝基苯基)-2-丙烯基-1-酮(2-
Propen-1-one , 3-(4-nit ropheny l)-) 0.57
14 13.28 乙醛(Acetaldehyde) 0.25 29 32.71 3, 5-氯-33-no rgo rgos t-24(28)-烯(3 ,
5-Cyclo-33-norgorgost-24(28)-ene) 0.84
15 13.84 石竹烯(Caryophy llene) 1.63 30 34.17
表芝麻素(1 , 3-Benzodiox ole , 5 , 5-
(tet rahy dro-1H , 3H-furo[ 3 , 4-c] fu-
ran-1 , 4-diyl)bis-, [ 1S-(1.alpha.,
3a.alpha., 4.beta., 6a.alpha.)]-)
1.50
119第 30 卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
2.2 樟树叶醇提取物中主要化学成分及功能分析
GC/MS分析结果表明 ,樟树叶苯/醇提取物中
化学成分含有大量的名贵生物医药 、名贵香料成
分。如α-蒎烯 、桧烯 、β-蒎烯 、月桂烯 、桉叶油醇 、α-
松油烯 、α-松油醇 、石竹烯 、α-石竹烯 、(+)-香橙烯 、
1-戊烯-3-醇等成分 ,都是重要的植物天然香料成分
或原料。α-蒎烯 ,桧烯 , β-蒎烯 ,月桂烯 , β-水芹烯 ,
莰烯 ,α-松油烯 ,石竹烯(Caryophy llene),α-石竹烯 ,
(+)-香橙烯。特别是富含蒎烯 、桧烯 、月桂烯 、莰
烯 、水芹烯 、松油烯 、石竹烯 、香橙烯等烯类物质 ,共
有 13种成分 ,总含量达 13.06%(表 1)。
同时 ,桧烯 、桉叶油醇 、乙二酸二乙酯 、莰烯 、乙
醛 、(+)-香橙烯 、(Z ,Z ,Z)-9 , 12 , 15-十八烷三烯酸
甲酯 、1-巯基-2-二辛基酮 、3-(4-硝基苯基)-2-丙烯
基-1-酮等成分 ,是重要的生物医药原料。另外 , α-
蒎烯 、桧烯 、乙二酸二乙酯 、莰烯 、α- 松油醇 、乙醛 、
植醇 、6-甲基-2-苯基喹啉 、正三十六烷 、正四十四
烷 、环氧十八烷 、1-二十烷醇 、1-巯基-2-二辛基酮 、3-
(4-硝基苯基)-2-丙烯基-1-酮等成分 ,是重要的化工
原料 。另外 ,表芝麻素为一种天然植物激素 ,具有
天然保健作用 ,具有较强的抗氧化活性 ,在生物体
内具有降低血清胆固醇 、调节脂质代谢 、稳定血压
和抗癌等多种生理学活性。上述分析结果表明 ,樟
树叶苯/醇提取物不仅可用于制备名贵香料 、名贵
生物医药 ,还可用于制备化工 、天然激素等的原料 。
3 结论与讨论
GC/MS分析结果表明 ,樟树叶的苯/醇提取物
中含有大量的名贵生物医药 、名贵香料成分 ,以及
较多的大宗化工成分 。特别是本文通过现代分析
测试手段 ,首次发现樟树叶片苯/醇提取物中含有
大量的烯类物质 ,共 13种 ,主要包括:α-蒎烯 、桧烯 、
β-蒎烯 、月桂烯 、β-水芹烯 、莰烯 、α-松油烯 、石竹烯
(Caryophy llene)、α-石竹烯 、(+)-香橙烯 、3 , 5-氯-
33-no rgo rgost-24(28)-烯 ,总含量达 13.06%。因
此 ,樟树叶可作为生物医药 、名贵香料 、大宗化工等
的原料 ,为樟树叶的资源功能评价及高品位资源化
综合利用提供了科学依据 。
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[本文编校:吴 彬]
120 王 芃 ,等:樟树叶化学成分的 GC/M S 分析 第 8 期