全 文 ：气质联用分析铁筷子的挥发油成分
娄方明 ,李群芳 ,张倩茹 ,钱 静
(遵义医学院 , 贵州 遵义 563003)
摘要:目的 研究铁筷子挥发油的化学成分组成 , 为铁筷子的开发利用提供理论依据。方法 水蒸气蒸馏法提取挥发油 ,气相
色谱 -质谱联用技术(GC-MS)对挥发油成分进行分离鉴定 , 并采用面积归一化法确定各成分的相对百分含量。结果 共鉴定
出 30个成分 ,占挥发油总量的 94.24%, 其中相对含量较高的有桉树脑(33.67%)、龙脑(13.98%)、氧化石竹烯(10.15%)、莰
烯(9.83%)。结论 本法简便 、快速 、灵敏度高 ,分离度好 , 是分析铁筷子挥发油成分的有效手段。
关键词:铁筷子;挥发油;气相色谱 -质谱
AnalysisoftheesentialoilfromHeleborusthibetanusFranch.
withGC-MS
LOUFang-ming, LIQun-fang, ZHANGQian-ru, QIANJing
(ZunyiMedicalColege, Guizhou 563003, China)
Abstract:Aim TostudythechemicalconstituentsofessentialoilfromHelleborusthibetanusFranch.Method Theessentialoilwasex-
tractedwithwaterdistilationmethodandthenanalyzedwithGC-MS.Results Thirtycompoundswereidentified, whichaccountedfor
94.24% ofvolatilefraction.Themainconstituentsoftheoilwereeucalyptol(33.67%), borneol(13.98%), caryophyle-neoxide
(10.15%), andcamphene(9.83%).Conclusion Thismethodisconvenient, quickandaccurateforanalysingtheessentialoilfrom
HeleborusthibetanusFranch.
Keywords:HelleborusthibetanusFranch;essentialoil;GC-MS
铁筷子(HeleborusthibetanusFranch.)为毛茛科铁筷子属
多年生草本植物。铁筷子属植物约有 20余种 , 但我国只有
HeleborusthibetanusFranch.一种 ,主要分布在西部地区 ,是贵
州民间常用药材。铁筷子根茎为主要药用部位 , 称为 “铁筷
子”或 “黑毛七” ,具活血散瘀 、消肿止痛 、清热解毒之功效 , 民
间主要用于治疗膀胱炎 、尿道炎 、疮疖肿毒及跌打损伤等
症 [ 1] ,是苗药健胃散治疗小儿慢性胃炎的主要成分之一 [ 2] 。
铁筷子味辛 、苦 ,其挥发油是活血散瘀 、消肿止痛 、清热解毒的
功效成分 , 但对其挥发油的组成研究还未见报道。 本工作对
贵州产铁筷子的挥发油成分进行了 GC-MS分离和鉴定 ,为更
酯(daucosterolpalmitate)。
化合物 14:分子式 C12H20O5 ,白色粉末(甲醇), mp106 ～
107℃, 硫酸香草醛显灰褐色;EI-MSm/z:244 [ M] +;1H-NMR
(CD3OD, 500 MHz)δ(ppm):2.71(2H, t, J=8.0Hz, H-3),
2.48 ～ 2.53(4H, m, H-2, 5), 2.27(2H, t, J=9.2 Hz, H-11),
1.54 ～ 1.58(4H, m, H-6, 10), 1.32(6H, m, H-7, 8, 9)。以上数
据与文献 [ 16]报道的 4-oxododecanedioicacid基本一致 , 所以鉴
定化合物 14为 4-oxododecanedioicacid。
参考文献:
[ 1] 中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴 [ M] .北京:科学出
版社, 1972:172.
[ 2] MurakamiT, TaguchiS, ChenCM.Chemicalandchemotaxonomic
studiesofgenusPterisandrelatedgenera[ J] .ChemPharmBul,
1976, 24:2241.
[ 3] MurakamiT, SatakeT, NinomiyaK.Pterosin-derivateausderfamilie
pteridaceae[J].Phytochemistry, 1980, 19:1743.
[ 4] ChenYM, ZhangDZ.ThechemicalconstituentsofConiogrammeja-
ponica(Thunb.)Diels[ J].JChinChemSoc, 1983, 30(3):189.
[ 5] HanakaSI, MurookaYK, SaitoKS, etal.E-2(S)-amino-3-methyl-3-
pentenoicacidfromConiogrmmneintermedia[ J] .Phytochemistry,
1982, 21(2):453-4.
[ 6] BanarjiA, RamakrishnanG, ChadhaMS, etal.Onitinandonitisin,
newpeterosinsfromthefernOnychiumauratum[ J] .Tetrahedron
Let, 1974, 15:1369-70.
[ 7] 黄文强 ,施敏峰 , 宋晓平 ,等.使君子化学成分研究 [ J] .西北农
林科技大学学报 , 2006, 34(4):79-82.
[ 8] 刘雅峰 ,潘 勤.真菌竹黄中的过氧麦角甾醇的分离 [ J] .天津
中医学院学报 , 2004, 23(1):15-6.
[ 9] 孙红祥 ,叶益萍 ,杨 可.落新妇化学成分研究 [ J] .中国中药杂
志 , 2002, 27(10):751-4.
[ 10] 谢 纲 ,段文达 ,陶保全 ,等.青杞的化学成分研究 [ J] .天然产
物研究与开发 , 2008, 20(4):627-9, 643.
[ 11] 陈 萍 ,孙静芸 ,谢年庚 ,等.大叶菜化学成分的研究 [ J] .中草
药 , 1995, 26(8):397-9.
[ 12] ZhaoCC, ShaoJH, LiX, etal.Antimicrobialconstituentsfromfruits
ofAilanthusaltissimaSwingle[ J] .ArchPharmRes, 2005, 28(10):
1147-51.
[ 13] 田 菁 ,赵毅民 ,栾新慧.马鞭草化学成分的研究 [ J] .中国中药
杂志 , 2005, 30(4):268-9.
[ 14] KatoT, YamaguchiY, HirukawaT, etal.Structuralelucidationof
naturalyoccurring9, 12, 13-trihydroxyfatyacidsbyasynthetic
study[J].AgricBiolChem, 1991, 55(5):1349-57.
[ 15] 袁 涛, 华会明 , 裴月湖.三棱的化学成分研究 [ J] .中草药 ,
2005, 36(1):1607-10.
[ 16] Zav′yalovSI, KravchenkoNE, EzhovaGI, etal.Synthesisof4-ox-
ododecanoicand4-oxododecanedioicacids[ J] .RussChemBul,
1989, 38(10):2152-4.
(收稿日期:2009-10-12)
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好地利用铁筷子这一特色植物资源提供科学依据。
1 实验部分
1.1 仪器 、试剂与材料 仪器:Agilent6890-5973N气相色
谱 -质谱联用仪(美国安捷仑公司);挥发油测定器(根据国
家药典规定制造)。试剂:无水硫酸钠(Na2SO4)、正己烷均为
分析纯。材料:铁筷子于 2009年 6月购自贵州遵义万里路中
药材市场 , 经遵义医学院杨建文副主任药师鉴定为铁筷子
Heleborusthibetan-usFranch.
1.2 挥发油提取 取铁筷子根茎部分 ,在阴凉处风干 ,粉碎。
取 100 g粉碎后的样品于 500ml圆底烧瓶中 , 加入 300 ml去
离子水 , 接上挥发油测定器 ,将圆底烧瓶置于电加热套中 , 参
照 2005版药典一部附录 XD对挥发油进行水蒸汽蒸馏提取 ,
见图 1。保持水微沸时间 4 h左右 , 至测定器中的油量不再增
加 , 收集到挥发油 0.5ml。挥发油经分液 、10 ml乙醚萃取 、无
水 Na2SO4干燥 , 然后置于表面皿中在常温下将乙醚挥干 , 20
ml正己烷溶解样品 , 转入具塞试剂瓶中 , 待测。样品进样前
采用 0.45 μm微孔滤膜过滤。
图 1 水蒸汽蒸馏装置
1.3 GC-MS分析 色谱条件 HP-5MS(5%苯取代甲基硅
酮)色谱柱(30 m×0.25 mm ×0.25μm);程序升温:40℃保
持 5 min, 以 5℃· min-1升至 60℃, 然后以 3℃· min-1升至
230℃保持 3min;汽化室温度 260℃;载气:高纯 He,流速 1ml
· min-1;进样量 1 μl;分流比 20：1。
质谱条件:接口温度 230 ℃;四极杆温度 150℃;电离方
式:EI, 电子能量 70eV;溶剂延迟 4min;质量扫描范围 m/z30
～ 500。
用峰面积归一化法计算各组分的相对百分含量 , 利用美
国 Wiley7Nist05、NIST05两种质谱数据库的质谱数据进行计
算机检索比对 , 并进行人工图谱解析得出化合物结构。
2 结果
挥发油经气相色谱法分离后得到的色谱图见图 2,在该
色谱条件下挥发油得到良好的分离 ,并且出峰快。经分离后
的挥发油在设定的质谱条件下进行扫描 ,结果共检出 55个色
谱峰及对应的质谱 , 利用美国 WILEY7NIST05、NIST05两种质
谱数据库的质谱数据进行计算机检索 ,结合人工解析 , 共鉴定
出 30个成分 ,经色谱峰面积归一化法计算 , 已鉴定各组分的
相对百分含量占挥发油总量的 94.24%,结果见表 1。
图 2 铁筷子挥发油色谱图
3 讨论
从表 1中我们可以看出 , 铁筷子挥发油成分主要为单萜
和倍半萜类(包括萜 、萜烯及含氧衍生物)化合物 ,结构通式
C10H16、C15H24 , 其中单萜类化合物 10个 , 倍半萜类化合物 14
个 , 合计 24个 ,占可鉴定成分中的绝大多数。从图 2中我们
可以看出铁筷子挥发油的组成比较复杂 , 得到积分并给出质
谱图的化合物共有 55个 , 有 25个成分还无法鉴定出来 , 最主
要原因是含量低微 , 无法得到单体进行结构鉴定 ,同时由于结
构特殊 , 在谱库中也得不到相应的标准谱图。但是不排除这
些微量成分是有效成分之一。在铁筷子挥发油的成分中相对
含量较高的有桉树脑(33.67%)、龙脑(13.98%)、氧化石竹
烯(10.15%)、莰烯(9.83%)、α-蒎烯(4.87%)、(+)-epi-双
环倍半水芹烯(3.91)等。
GC-MS联用技术广泛用于植物挥发油和精油化学成分
分析 , 但是分析条件的选择对分析结果具有重大影响。挥发
油一般由少则几十多则上百种成分组成 , 成分众多且结构有
许多相似之处 , 这就要求我们首先选择合适的色谱柱 , 同时优
化分析条件保证最佳的分离效果。在本文中低极性的 Agi-
lentHP-5MS毛细管色谱柱适合分离萜类化合物 , 程序升温
控制保证了多组分的完全分离 , 30 ～ 500的质量扫描宽度几
乎涵盖了所有具有挥发性的小分子化合物(一般在 400道尔
顿以下), 这些条件的优化使所得结果能够全面反映出铁筷
子挥发油的组成。
4 结论
萜类化合物是具有多方面生物活性的一类化合物 ,铁筷
子挥发油成分主要以萜类为主 , 尤以单萜和倍半萜类居多。
在铁筷子挥发油中 , 桉树脑(33.67%)是一种非常有效的萜
类皮肤渗透促进剂 [ 3] , 也是优良的天然杀虫剂 [ 4];氧化石竹
烯(10.15%)具有抑菌作用 [ 5];龙脑(13.98 %)驱虫 、发汗 、
解痉挛 [ 6];石竹烯(0.63%)对皮肤炎症及消化系统溃疡有较
好疗效 , 还具有一定平喘作用 ,是治疗老年慢性支气管炎的有
效成分之一 [ 7];杜松烯(0.54%)不仅是常用的香料 , 还具有
杀菌作用 [ 8];樟脑(0.43%)可镇痛 , 是麝香镇痛膏的主要有
效成分 [ 9] 。铁筷子挥发油有效成分的分析鉴定及含量测定 ,
进一步证明铁筷子具有较大的药用价值 , 有利于科学开发利
用铁筷子药用资源。用本法分析铁筷子挥发油成分简便 、快
速 、灵敏度高 ,所得结果全面 、可靠 ,是分析铁筷子挥发油成分
的有效手段。
参考文献:
[ 1] 江苏新医学院.中药大词典 [ M] .上海:科技出版社 , 1977:435.
[ 2] 戚懋材 ,熊惠江.苗药健胃散治疗小儿慢性胃炎 54例 [ J] .中国
民族医药杂志 , 2008, 7:17.
[ 3] 沈航孝 ,徐惠南 ,沈 腾 ,等.桉油对川芎嗪透过离体大鼠皮肤
的促进作用 [ J] .中国临床药学杂志, 2006, 15(2):112-4.
[ 4] 莫文妍 ,贺红武.植物源除草活性物质研究进展 [ J] .化学与生
物工程 , 2005, 8:7-9.
[ 5] 孙广仁 ,姚大地 ,由士江.山核桃青果皮对几种人类致病细菌的
抑制作用 [ J] .东北林业大学学报 , 2009, 37(1):92-3.
[ 6] 吴立军 ,王锋鹏 ,孔令义 ,等.天然药物化学 [ M].4版.北京:人
民卫生出版社 , 2003:226.
[ 7] LeopoloJ, GerhardB, AlberaS, etal.Compositionqualitycontrol
andantmicrobialactivityoftheessentialoiloflongtimedilseeds
fromBulgaria[J] .ChemNatCompounds, 2003, 51(2):3854 -7.
[ 8] 徐年军 ,白海波 , 严小军 ,等.山蜡梅中挥发油成分分析 [ J].分
析测试学报 , 2006, 25(2):90-3.
[ 9] 倪继红 ,潘泽华 ,谢红星.气相色谱法测定麝香镇痛膏中樟脑含
量 [ J] .安徽医药 , 2009, 13(2):152-3.
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表 1 铁筷子挥发油成分的GC-MS分析结果
序号 时间 /min 化学成分 分子式 分子量 相对百分含量 /%
1 10.06 三环萜 Tricyclene C10H16 136 0.28
2 10.57 α-蒎烯 α-Pinene C10H16 136 4.87
3 11.15 莰烯 Camphene C10H16 136 9.83
4 12.36 β -蒎烯 β -Pinene C10H16 136 1.13
5 13.16 β -月桂烯 β -Myrcene C10H16 136 0.34
6 14.56 1-甲基 -4-(1-甲基乙基)-苯
1-methyl-4-(1-methylethyl)-Benzene C10H14 134 0.34
7 14.74 dl-柠檬烯 dl-Limonene C10H16 136 0.95
8 14.92 桉树脑 Eucalyptol C10H18 O 154 33.67
9 20.10 樟脑 Camphor C7H8 O 108 0.43
10 21.10 龙脑 Borneol C7H12O 112 13.98
11 22.31 α, α, 4-三甲基-3-环己烯 -1-甲醇α, α, 4-trimethyl-3-cyclohexene-1-Methanol C10H18 O 154 0.36
12 26.61 1-乙酸龙脑酯 1-Bornylacetate C12H20 O2 196 2.15
13 29.38 R(+)-柠檬烯 R(+)-Limonen C10H16 136 0.38
14 30.39 α-可巴烯 α-Copaene C15H22 202 1.44
15 30.59 α-荜澄茄油萜 α-Cubebene C15H24 204 0.09
16 32.20 石竹烯 Caryophyllene C15H24 204 0.63
17 33.05 Seychelene C15H24 204 0.78
18 33.85 广藿香烯 Patchoulene C15H24 204 0.87
19 36.08 α-紫穗槐烯 α-Amorphene C15H24 204 0.25
20 36.46 ■-杜松烯 ■-Cadinene C15H24 204 0.54
21 37.20 α-去二氢菖蒲烯 α-Calacorene C13H16 172 1.62
22 37.99 1, 2-二氢-1, 1, 6-三甲基 -萘
1, 2-dihydro-1, 1, 6-trimethyl-Naphthalene C15H24 204 0.47
23 38.79 氧化石竹烯 Caryophyleneoxide C15H24 O 220 10.15
24 39.77 3, 4-二甲基 -3-环己烯 -1-甲醛
3, 4-dimethyl-3-cyclohexen-1-Carboxaldehyde C9H14 O 136 1.42
25 40.28 6-甲氧基 -1-乙酰萘
6-methoxy-1-Acetonaphthone C13H12O2 200 0.18
26 40.49
1, 2, 3, 4, 4a, 7-六氢 -1, 6-二甲基 -4-(1-甲基
乙基)-萘
1, 2, 3, 4, 4a, 7-hexahydro-1, 6-dimethyl-4-(1-
methylethyl)-Naphthalene
C15H24 204 0.33
27 40.97 (+)-epi-双环倍半水芹烯(+)-epi-Bicyclosesquiphelandrene C15H24 204 3.91
28 41.46 10219757 C15H24 204 1.61
29 42.17 1, 6-二甲基 -4-(1-甲基乙基)-萘
1, 6-dimethy-4-(1-methylethyl)-Naphthalene C15H18 198 0.57
30 42.38 α-衣兰烯 α-Ylangene C15H24 204 1.03
(收稿日期:2009-09-09)
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