全 文 :收稿日期:2012 - 01 - 04
基金项目:黑龙江省林业厅科技推广项目(01043208003)
作者简介:刘志明(1971 -) ,男,教授,博士,主要从事生物质材料化学和纳米纤维素功能材料研究。E - mail:zhimingliuwhy@
126. com
doi:10. 3969 / j. issn. 1006 - 9690. 2012. 05. 0008
小蓬草精油的分离组分比较分析
刘志明1,王海英2,刘姗姗2
(东北林业大学 1.材料科学与工程学院 生物质材料科学与技术教育部重点实验室;2.林学院,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要 通过薄层色谱分析和柱色谱分离结合气相色谱 -质谱分析小蓬草精油的分离组分,结果表明其不同分离
组分组成有差异,可以分离得到以香芹酮(18. 33%)为特征成分,含有 cis -香芹醇(3. 79%) ,cis -香芹酮氧化物
(1. 74%) ,trans -香芹醇(1. 62%) ,橙花叔醇(1. 13%) ,石竹烯氧化物(0. 38%) ,对甲基苯乙酮(0. 64%)或者是以
cis -香芹醇为特征成分,含有 cis -马鞭草烯酮的分离组分。香芹酮、cis -香芹醇、橙花叔醇、对甲基苯乙酮、cis -马
鞭草烯酮等是具有香气的化合物。
关键词 小蓬草;精油;薄层色谱法;柱色谱法;气相色谱 -质谱法
中图分类号:Q946. 85 文献标识码:A 文章编号:1006 - 9690(2012)05 - 0029 - 04
Comparative Analysis of Isolated Components of Essential Oil
of Conyza canadensis
Liu Zhiming1,Wang Haiying2,Liu Shanshan2
(1. Key Laboratory of Bio - based Material Science and Technology of Ministry of Education,College of
Material Science and Engineering;2. College of Forestry,Northeast Forestry University,Harbin 150040,
China)
Abstract The components of essential oil of Conyza canadensis were isolated by thin layer chromatogra-
phy and column chromatography,and then the isolated components were analyzed with gas chromatogra-
phy - mass spectrometry. The results show that the fractionation compositions of the essential oil of C.
canadensis are different. The carvone (18. 33%)in the fractionation is regarded as characteristic compo-
nent containing cis - carveol(3. 79%) ,cis - carvone oxide (1. 74%) ,trans - carveol(1. 62%) ,nero-
lidol(1. 13%) ,caryophyllene oxide (0. 38%) ,melilot (0. 64%)or cis - carveol as characteristic com-
ponent containing cis - verbenone. Carvone,cis - carveol,nerolidol,melilot,cis - verbenone,et al.,is
a kind of fragrance compound.
Key words Conyza canadensis;essential oil;thin layer chromatography;column chromatography;gas
chromatography - mass spectrometry
精油又名挥发油,是生物体通过次生代谢生物
合成含有挥发性成分的混合物,常通过水蒸气蒸馏、
压榨(柑橘类果皮等)等方法提取,个别原料也有用
干馏法提取[1 - 2]。植物精油主要用作食用和日用香
料、医用药品等的原料,新近研究表明植物精油可以
通过嗅觉通路调解人血压,开辟了植物精油在医学
上应用的新领域[3 - 4]。Tworkoski[5]的研究结果表明
锡兰肉桂(Cinnamomum zeylanicum Bl.)精油具有较
强的除草活性,而丁香酚(eugenol)是该精油的主要
成分。从植物精油中寻找新颖的除草活性先导化合
物(化感物质)作为仿生合成模板开发环境友好型
除草剂成为除草剂研究热点之一[6 - 8]。植物精油常
具有抗氧化、抑菌等作用,在食品、化妆品开发上具
有重要意义。植物精油作为一种化学信息物质,对
动物具有引诱、驱避、拒食、毒杀和生长发育抑制等,
常用来开发杀虫剂产品。植物精油的成分分析在香
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第 31 卷第 5 期
2012 年 10 月
中 国 野 生 植 物 资 源
Chinese Wild Plant Resources
Vol. 31 No. 5
Oct. 2012
料香精调香上具有重要意义,且精油中的微量成分
在调香中往往对香气起到关键性的作用[9]。植物
精油的成分因原料产地生境、采样时间、提取和分离
方法等不同而异。芳香植物小蓬草[Conyza cana-
densis(L.)Cronq.],别名加拿大蓬、飞蓬或小飞蓬,
菊科(Compositae)白酒草属(Conyza Less.)一年生
草本,全草含精油,原产于北美洲,现广泛分布于世
界各地[10 - 11]。研究表明波兰、法国、意大利、西班
牙、比利时、保加利亚、立陶宛、以色列和美国干小蓬
草精 油 (hydrodistillation)[12] 以 及 韩 国[13]、中
国[14 - 16]干小蓬草精油(Steam distillation)第一主成
分均为柠檬烯(limonene)。武建芳等[17]采用全二
维气相色谱 -飞行时间质谱用于精油分离分析,可
以分析出较多的精油组分。本研究采用薄层色谱分
析和柱色谱分离等手段,结合气相色谱 -质谱分析,
对小蓬草精油的分离组分进行比较分析,为小蓬草
精油的分离分析和精制提供基础数据。
1 材料和方法
1. 1 材料
野生小蓬草(Conyza canadensis)地上部分,2009
年 7 月采自黑龙江省哈尔滨市,东北林业大学城市
林业示范基地,并经东北林业大学林学院森林植物
资源学植物标本室鉴定。
1. 2 方法
1. 2. 1 小蓬草精油的提取 室温下自然风干的干
小蓬草地上部分(剪成 1 ~ 2 cm 小段) ,水蒸气蒸馏
(hydrodistillation)提取 3 h,提取液用乙醚萃取,加入
适量无水 Na2SO4 干燥 15 min,过滤后置于 40 ℃水
浴下蒸干乙醚溶剂,得到小蓬草油状精油。小蓬草
精油得率为 0. 33%。
1. 2. 2 小蓬草精油的薄层色谱分析 将薄层板置
于烘箱中于 105 ℃下活化 0. 5 h,在活化后的薄层板
的一端,距离边缘 1 cm 处,用点样工具吸取样品溶
液,触点于薄层板上(注意:不要触透薄层) ,作为起
始点。点样后的原点直径不超过 0. 5 cm。点样工
具使用管径 1 mm 的毛细玻璃管,点样量为几至几
十微克。点样完成后,待溶剂挥发完,再放入层析缸
中,准备展开。在层析缸中加入适量展开剂,将薄层
板的一端浸入展开剂中(样品不要浸入溶剂中) ,采
用上行倾斜法展开。展开后用紫外分析仪在 254
nm波长下观察展开的薄层板。
1. 2. 3 小蓬草精油的柱色谱分离 由薄层色谱分
析结果,确定洗脱剂的最佳配比为正己烷和乙酸乙
酯比例 20∶ 1(V /V)。将硅胶(柱层析用)置于 110
℃烘箱中加热约 1 h 进行活化。采用湿法装柱,将
色谱柱洗净、干燥,底部铺一层脱脂棉,再铺一层 5
mm厚的洗净干燥的石英砂,以保持平整的表面。
将硅胶与适量洗脱剂搅拌,待气泡除尽后缓慢加入
柱内,同时将色谱柱下端活塞打开,使洗脱剂慢慢流
出,带动吸附剂缓慢沉于柱的下端。待加完吸附剂
后,继续使洗脱剂流出,直到吸附剂的沉降不再变
动。此时再在吸附剂上面加少许棉花,将多余洗脱
剂放出至上面保持 1 cm 高液面为止。用滴管吸取
样品液小心的注入装好柱的洗脱剂中,将洗脱剂放
在分液漏斗中,打开活塞连续不断的慢慢滴加到吸
附柱上,同时打开色谱中下端活塞,30 min收集一个
样,共收集 10 个样,依次编号,分别放在 30 ℃水浴
抽真空旋转蒸发除去洗脱剂。根据薄层色谱分析结
果,最后选定 3、6 和 8 号样品做气相色谱 -质谱分
析。
1. 2. 4 小蓬草精油的气相色谱 -质谱分析 用正
己烷(色谱纯)将上述小蓬草精油配制成质量浓度
为 0. 04 g·mL -1的正己烷溶液,利用 GC - MS 6890N
-5973insert 气相色谱 -质谱联用仪 (美国 Agilent
公司生产)对小蓬草精油进行 GC - MS分析。色谱
分析条件:色谱柱为 DB - 17MS 毛细管柱(30 m ×
0. 25 mm ×0. 25 μm) ;检测器为 FID 检测器;初始温
度 60℃(保持 4 min) ,以 5℃·min -1的升温速率升
温到 250 ℃,保持 2min。进样口温度 260 ℃,进样量
1. 0 μL,不分流,氦气载气,流速 1 mL·min -1。质谱
分析条件:EI离子源,接口温度 280 ℃,离子源温度
230 ℃,轰击电压 70 eV,相对分子质量扫描范围 15
~ 260 u。
2 结果与讨论
3、6 和 8 号小蓬草精油样品挥发性组分气相色
谱 -质谱的总离子流色谱图分别经计算机质谱库自
动检索、解析和部分化合物的人工解析,通过峰面积
归一化法计算各化合物的质量分数,3、6 和 8 号小
蓬草精油样品主要挥发性组分列于表 1。
从表 1 可以看出,3、6 和 8 号小蓬草精油样品
的第一挥发性成分分别为香芹酮(18. 33%)、cis -
香芹醇(28. 04%,30. 15%)。3 号小蓬草精油样品
32 种成分中 16 种主要挥发性成分被鉴定。主要挥
发性组分为香芹酮(18. 33%) ,1 3 -双(1 -甲基乙
基)- 1,3 -环戊二烯(16. 22%) ,1 3,3 -三甲基 -
2 -乙烯基 -环己烯(8. 09%) ,cis -香芹醇(3. 79%) ,
—03—
中 国 野 生 植 物 资 源 第 31 卷
表 1 3、6 和 8 号小蓬草精油样品的主要挥发性组分
化合物名称 3 号质量分数 /% 6 号质量分数 /% 8 号质量分数 /%
trans - p -薄荷 - 2,8 -二烯醇 1. 06 6. 02 9. 15
cis -香芹醇 3. 79 28. 04 30. 15
trans -香芹醇 1. 62 13. 37 12. 95
香芹酮 18. 33 2. 69 2. 81
trans -香芹酮氧化物 0. 44 - -
cis -香芹酮氧化物 1. 74 - -
橙花叔醇 1. 13 - -
石竹烯氧化物 0. 38 - -
邻苯二甲酸二丁酯 0. 42 - -
对甲基苯乙酮 0. 64 - -
1,3,3 -三甲基 - 2 -乙烯基 -环己烯 8. 09 - -
1,3 -双(1 -甲基乙基)- 1,3 -环戊二烯 16. 22 - -
双枯烯 0. 68 - -
6 -甲基 -双环[3. 3. 0] - 2 -辛烯 - 7 -酮 0. 52 - -
1 -甲酰基 - 2,2 -二甲基 - 3 - trans -(3 -甲基 - 2 -丁烯基)- 6 -亚甲基环己烷 0. 59 - -
5,5 -二甲基 - 4 -(3 -甲基 - 1,3 -丁二烯)- 1 -氧杂螺[2. 5]-辛烷 1. 21 - -
2 -亚甲基 - 5 -异丙烯基环己醇 - 3. 16 -
1 -乙基 - 2,4 -二甲基苯 - 1. 80 -
3 -亚甲基 - p - 8 -薄荷烯 - - 1. 07
1 -甲基 - 4 -(1 -甲基丙基)-苯 - - 5. 26
cis -马鞭草烯酮 - - 2. 27
trans - p - 2,8 -薄荷二烯 - 1 -醇 - - 4. 57
cis - 香芹酮氧化物 (1. 74%) ,trans - 香芹醇
(1. 62%) ,橙花叔醇(1. 13%) ,石竹烯氧化物
(0. 38%) ,对甲基苯乙酮(0. 64%)。6 号小蓬草精
油样品 25 种成分中 6 种主要挥发性成分被鉴定。
主要挥发性组分为 cis -香芹醇(28. 04%) ,trans -
香芹醇(13. 37%) ,trans - p -薄荷 - 2,8 -二烯醇
(6. 02%) ,2 - 亚甲基 - 5 - 异丙烯基环己醇(3.
16%) ,香芹酮(2. 69%)。8 号小蓬草精油样品 26
种成分中 8 种主要挥发性成分被鉴定。主要挥发性
组分为 cis - 香芹醇(30. 15%) ,trans - 香芹醇
(12. 95%) ,trans - p - 薄荷 - 2,8 - 二烯醇(9 h
15%) ,香 芹 酮 (2. 81%) ,cis - 马 鞭 草 烯 酮
(2. 27%)。3 号小蓬草精油样品中以香芹酮为特征
成分,香芹酮有留兰香凉气,带有清鲜药草韵的清甜
辛香,用于清凉助促剂。对甲基苯乙酮有粗的茴青
样温甜豆香,粉香、萘、香荚兰、黑香豆、类似樱桃香
韵。味甜,有奶油、水果、樱桃,类似洋茉莉醛香味。
可用于含羞花、山楂花等类型日化香精和樱桃、香荚
兰、香豆、粉香、杏仁、干草、葡萄、黑加仑等食用香精
中。橙花叔醇类似于玫瑰和苹果的微弱花香,非常
甜美的、新鲜的、持久的香气。主要用于配制苹果、
柑橘类等香精。6 和 8 号小蓬草精油样品中均以 cis
-香芹醇为特征成分,二者分离组分可以合并。cis
-香芹醇有留兰香的清凉,带有木香韵的葛缕子的
辛香,用于配制糖果、饮料、烘烤食品等香精。马鞭
草烯酮有似樟脑、薄荷脑的气味[18]。小蓬草精油各
分离组分的功效有待进一步研究。
3 小 结
植物精油是植物在生长过程中通过生物合成产
生的次生代谢产物,具有保护植物自身不受侵害的
作用,植物精油的功效是精油中的挥发性成分共同
作用的结果。在分析利用小蓬草精油的时候,我们
不仅要分析第一有效活性化合物,还要关注那些质
量分数较低的化合物,这些质量分数较低的化合物
往往能起到平衡第一有效活性化合物的作用,共同
作用产生功效。小蓬草精油通过薄层色谱分析和柱
色谱分离结合气相色谱 -质谱分析结果表明不同分
离组分特征成分有差异,可以分离得到以香芹酮
(18. 33%)为特征成分或者是以 cis -香芹醇为特征
成分的分离组分,可以分析得到对甲基苯乙酮
(0. 64%)等质量分数较低的化合物。小蓬草精油
分离组分的开发利用是小蓬草精油进一步精制和高
附加值产品开发的思路之一。
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370 - 371.
(上接第 28 页)
丝子使用。从目前的研究来看,小粒菟丝子的作用
优于大粒菟丝子,建议临床应使用小粒菟丝子。
5. 2 菟丝子是寄生性植物,寄主植物影响菟丝子的
质量,寄生于有毒植物上的菟丝子可使人中毒。因
此,选择合适的寄主植物对于保障临床用药的安全、
有效是十分必要的。
5. 3 菟丝子主要含黄酮类成分,它也是菟丝子的主
要有效部位,与药材质量密切相关。寄主植物对菟
丝子的黄酮类成分有影响,因此,寄主植物的选择是
否合理将直接影响菟丝子的质量。
5. 4 菟丝子是常用的补肾壮阳药,在制药和临床中
应用广泛,药用范围不断扩大,需求量不断增加。但
菟丝子野生资源遭到严重破坏,造成菟丝子产量较
低,市场上供不应求,人工栽培菟丝子已成必然趋
势。由于其寄生性,栽培方式较复杂。目前菟丝子
的人工种植技术还在起步阶段,水平相对较低,田间
管理不规范,使菟丝子药材质量优劣悬殊。因此,需
要加强对菟丝子人工栽培技术的研究,寻求合理高
效的栽培技术,以提高菟丝子的产量和质量。
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