全 文 ：第 40卷第 6期
2006年 11月
生　物　质　化　学　工　程
B iomass Chem ica lEngineering
Vo.l 40 No. 6
Nov. 2006
日本花柏心材外缘正己烷提取物组分分析
　　收稿日期:2007 - 07 - 10
　　基金项目:东北林业大学创新基金资助项目(DLCX2004019)
　　作者简介:刘志明 (1971 - ),男 ,山东淄博人 ,副教授 ,硕士生导师 ,博士 , 研究方向为生物质材料化学与保护;联系电话:0451 -
82191740;E-m a il:zhim ing liuwhy@ 126. com。
刘志明1 , 牛 晶 1 , 王向明2 , 方桂珍 1 , 郭元茹1
(1.东北林业大学 生物质材料科学与技术教育部重点实验室 , 黑龙江 哈尔滨 150040;
2. 加拿大国家林产工业技术研究院 , 魁北克 G1P 4R4)
摘　要:分析了日本花柏心材外缘的基本化学组成 , 并利用气质联用仪对其心材外缘的正己烷提取物化学组分进行了分
析 , 鉴定出 16种化合物。日本花柏心材正己烷提取物中主要化学组分是萜烯类和萘衍生物。其中 , 相对含量最高的
(22. 396%)组分是 7-甲基-4-亚甲基 -1-(1-异丙基)-(1. α, 4a. α, 8a. α)-1, 2, 3, 4, 4a, 5, 6, 8a-八氢化萘。
关键词:日本花柏;化合物;正己烷提取物
中图分类号:TQ351. 4　　　　　　　文献标识码:A　　　　　　　文章编号:1673 -5854(2006)06 - 0025 -04
Analysis of Compounds in Hexane Ex tractives of
Saw ara FalsecypressH eartwood
LIU Zhi-ming1 , N IU Jing1 , WANG X iang-m ing2 , FANG Gu i-zhen1 , GUO Yuan-ru1
(Key Labo ra to ry o f B io-basedM a teria l Science and Techno logy, M inistry of Education,
Northeast Fo restry Unive rsity, Harbin 150040, Ch ina;2. Forintek C anada Co rp. Quebec, QC G1P 4R4, C anada)
Abstrac t:The chem ical com ponents o f Sawa ra Fa lsecypress(Chamaecyparis pisifera) hea rtw ood and its hexane ex tractives w ere
stud ied by basic chem ical composo tion ana ly sis and GC-M S analy sis, and 16 com pounds in hexane ex trac tives we re iden tified.
Them a jo r compounds in hexane extractive s we re terpene and naph thalene deriva tives. Am ong 16 com pounds, the com pound a t
the hightest con tent(22. 396%) is 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 6, 8a-oc tahydro-7-m ethy l-4-me thy lene-1-(1-me thy le thy l)-, (1. α, 4a. α, 8a.
α)-naph tha lene.
K ey words:Cham aecyparis pisifera;com pounds;hexane ex tractive s
　　日本花柏 (Chamaecyparis pisifera (Sieb. E t
Zucc. )End.l )原产日本 ,是荒山造林 、庭园绿化的
优良树种之一 。我国最早于 20世纪 20年代引
入 ,其适生区类似日本扁柏 ,对气候 、土壤要求不
严 ,生长快 ,速生期早而长 ,生长量大。我国引种
日本花柏的地方较多 ,庐山植物园于 1935年引种
试栽 , 20世纪 60年代中期 ,湖北省竹山县九华林
场尝试性引种栽培日本花柏 ,经过近几年的大力
推广 ,该林场日本花柏人工林栽培面积已达 667
公顷 ,且长势很好 。日本学者主要集中在对其材
性 、生长规律以及树皮等部位的利用研究 [ 1] ,引
种后 ,国内对其研究仅见徐有明 、雷小华 、翟洪武 、
杜有新等[ 2-9] 对引种日本花柏的栽培技术 、生物
特性观察的文献报道 ,而对其心材提取物及耐久
性研究国内尚未见报道。日本花柏具有天然耐久
性和较低的含水率 ,是一种优良的速生材。本研
究目的是通过日本花柏正己烷提取物的化学组成
分析与后续进行的耐久性试验相结合 ,对提取物
组分分离后进一步确定主要耐久性成分 ,进行半
合成或结构修饰 。
1　材料与方法
1. 1　材料
所用日本花柏试材于 2004年 8月采自湖北省
竹山县九华林场东坡海拔 850m处 ,坡度 20度 ,林分
较好。九华林场位于东经 110°8′～ 110°12′,北纬
26　 生　物　质　化　学　工　程 第 40卷
32°1′～ 32°6′,处于南水北调的中线位置。
1. 2　方法
1. 2. 1　分析试样制备　日本花柏试材按下 、中 、
上平均截取 (依次标记为 A 、B、C)、锯切成 3段
(每段 1. 1m)运回东北林业大学实验室 ,气干 2
个月后 ,将下部最粗的一端(标记 A)分别锯切成
5 ～ 7 cm厚的圆盘 ,选取最下端的圆盘心材 ,从心
材最外缘到内部髓心 ,每 5个年轮为一部分制成
4个心材试样 ,分别标记为 HB-A -4 , HB-A -3,
HB-A -2和 HB-A-1(从外到内)。将每一部分用
粉碎机将其研磨后制备成通过 2mm 筛子的木
粉 ,盛于磨口塞玻璃瓶并置于冰柜中备用 。
1. 2. 2　基本化学组成分析　根据前期研究基础 ,
HB-A-4的抑菌效果较好 ,为了进一步分析其化
学组成 ,选取 HB-A-4木粉试样 ,根据国标《造纸
原料水分的测定》GB /T 2677. 2 - 1993;《造纸原
料水抽出物含量的测定》GB /T 2677. 4-1993;《造
纸原料 1%氢氧化钠抽出物含量的测定》GB /T
2677. 5 - 1993;《造纸原料有机溶剂抽出物含量的
测定》GB /T 2677. 6 - 1994;《造纸原料综纤维素
含量的测定》GB /T 2677. 10 - 1995;《造纸原料酸
不溶木素含量的测定》GB /T 2677. 8 - 1994等分
别测定了水分 (MC),冷热水抽出物 、1% NaOH
抽出物 、苯醇抽出物 、纤维素 、综纤维素和酸不溶
木质素含量 [ 10] 。平行测定两次。
1. 2. 3　正己烷提取物组分分析　HB-A-4木粉
采用分析纯正己烷溶剂在索氏提取器中连续抽提
24 h后 [ 9] , 对 0. 04 g /mL正己烷提取液在 GC M/ S
6890N-5973insert(Ag ilent, USA)上进行了分析 ,
测试条件如下 :DB- 1 7毛细管柱 :长 30m ,
内径 0. 25mm , 涂层厚 0. 25μm , F ID检测器;初
始温度 40℃,升温速率 20℃ /m in, 160℃停留
6m in后 , 以 5℃ /m in的升温速率升温到 240℃,
保持 2m in;进样口温度:260℃;进样量:1. 0μL;
分流比 1∶20;氦气载气:流速 1mL /m in;质谱连
接口温度:280℃;离子源温度:230℃;轰击电压
70 eV;扫描检测范围:15 ～ 260原子质量 。
2　结果与讨论
2. 1　基本化学组成分析
心材外缘试样(HB-A -4)木粉的基本化学组
成如表 1所示。其中 ,综纤维素含量 、纤维素和木
质素含量相对较高 ,这些数据是后续试验的基础
数据。
表 1　日本花柏心材外缘(HB-A-4)基本化学组成
Table 1　The basic chem ica l com positions of outer hea rtw ood
(HB-A-4) of Saw ara Falsecypre ss
项目 item 含量 conten t(%)
水分 m oisture 8. 60
冷水抽提物 coo lwater extractive 6. 60
热水抽提物 hot w ater extractive 7. 35
1% NaOH抽提物 1%NaOH extractive 15. 47
苯醇抽提物 extract ive w ith benzene-ethanol 4. 61
纤维素 cellu lose 51. 52
综纤维素 ho locellu lose 80. 04
木质素 lign in 32. 72
2. 2　正己烷提取物组分分析
根据上述 GC M/ S测试条件 ,日本花柏心材外
缘提取物的总离子流色谱图见图 1。经与计算机
化合物数据库标准物比对分析后 ,心材外缘组分 、
相对含量 、匹配度等结果列于表 2。其中共鉴定
了 16种化合物。
图 1　日本花柏心材外缘(HB-A-4)正己烷提取物的总离子流色谱图
F ig. 1　The to ta l ion cu rren t chrom a tog ram o f hexane ex tractives o f the ou te r heartwood of Saw ara Falsecypress
第 6期 刘志明 , 等:日本花柏心材外缘正己烷提取物组分分析 27　
表 2　日本花柏心材外缘 (HB-A-4)正己烷提取物组分分析结果
Table 2　The ana ly sing re su lt of hexane ex trac tives o f ou te r heartw ood(HB-A-4) o f Sawa ra Fa lsecypress
峰号
peak No.
保留时间(m in)
reten tion t im e
化合物　　　　　
com pounds　　　　　
相对含量(%)
relative
con tent
匹配度
m atch
quality
1 6. 929 α-荜澄茄油烯α-cubebene 0. 512 98
2 7. 343 未知 unknown 0. 464 —
3 8. 414
7-甲基 -4-亚甲基 -1-(1-异丙基)-(1. α, 4a, α, 8a, α)-1, 2, 3, 4, 4 a, 5, 6, 8 a-八
氢化萘 naph tha lene, 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 6, 8a-octahydro-7-m ethyl-4-methylene-1-
(1-m ethylethyl)-, (1. α, 4a. α, 8a. α)
4. 802 97
4 8. 766
4, 7-二甲基 -1-(1-异丙基)-(1. α, 4a. α, 8a. α)-1, 2, 4a, 5, 6, 8 a-六氢化萘
naph thalene, 1, 2, 4a, 5, 6, 8 a-h exahydro-4, 7-d im ethyl-1-(1-m ethy lethy l)-, (1. α, 4 a,
α, 8a, α)-
9. 006 98
5 9. 129
4, 7-二甲基 -1-(1-异丙基)-1, 2, 4 a, 5, 6, 8a -六氢化萘
naph thalene, 1, 2, 4a, 5, 6, 8a-hexahydro-4, 7-dim ethy l-1-(1-m ethy lethy l)- 13. 469 97
6 9. 163 未知 uknown 3. 159 —
7 9. 406
4, 7-二甲基 -1-(1-异丙基)-[ 1S -(1. α, 4a. β, 8a. α)]-1, 2, 4a, 5, 6, 8a-六氢化萘
naph thalene, 1, 2, 4a, 5, 6, 8a-hexahydro-4, 7-dim ethy l-1-(1-m ethy lethy l)-,
[ 1S-(1. α, 4a. β, 8a. α)] -
1. 593 98
8 9. 639
1S-顺 -1, 6-二甲基 -4-(1-异丙基)-1, 2, 3, 4-四氢化萘
naph thalene, 1, 2, 3, 4-tetrahyd ro-1, 6-d im ethy l-4-(1-m ethy lethyl)-, (1S-cis)- 1. 617 96
9 11. 102
1, 6-二甲基 -4-(1-异丙基)-1, 2, 3, 4, 4 a, 7-六氢化萘
naph thalene, 1, 2, 3, 4, 4 a, 7-hexahyd ro-1, 6-d im ethyl-4-(1-m ethylethyl)- 1. 242 90
10 11. 379
1S-1α-1, 6-二甲基 -4-(1-异丙基)-1, 2, 3, 4, 4a, 7-六氢化萘
naph thalene, hexahydro-1, 6-dim ethy l-4-(1-m ethy lethy l)-, [ 1S-(1. α. )] - 2. 539 72
11 11. 532
1, 6-二甲基 -4-(1-异丙基)-[ 1S - (1. α, 4. α, 4a. β, 8a. β)] -1, 2, 3, 4, 4a, 7, 8,
8a-八氢 - 1-萘醇 1-Naph thalenol, 1, 2, 3, 4, 4a, 7, 8, 8a-octahydro-1, 6-d im ethy l-4-
(1-m ethylethyl)-, [ 1S-(1. α, 4. α, 4a. β, 8 a. β)]
1. 413 62
12 11. 776 (+)-表 -二环倍半水芹烯(+)-ep i-bicyclosesqu iph elland rene 11. 413 90
13 11. 895 α-杜松醇 α-cadinol 12. 060 90
14 12. 020 可巴烯 cop aene 5. 962 96
15 12. 264
7-甲基 -4-亚甲基 -1-(1-异丙基)-(1. α, 4a. α, 8a. α)-1, 2, 3, 4, 4 a, 5, 6, 8 a-八
氢化萘 naph tha lene, 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 6, 8a-octahydro-7-m ethyl-4-methylene-1-
(1-m ethylethyl)-, (1. α, 4a. α, 8a. α)-
22. 396 60
16 12. 899 未知 unknown 1. 391 —
17 13. 126 α-甜旗烯 α-calacorene 1. 891 64
18 13. 386 未知 unknown 0. 717 —
19 14. 951 8-雪松烯 -13-醇 ced ren-13-ol, 8- 2. 397 70
20 15. 513 未知 unknown 1. 149 —
21 16. 346 1(10), 3, 8-卡达三烯 cadala-1(10), 3, 8-triene 0. 809 78
　　根据表 2分析结果 ,日本花柏心材外缘正己烷
抽提物中主要成分是 7-甲基 -4-亚甲基 -1-(1-异
丙基 )-(1. α, 4a. α, 8a. α)-1, 2, 3, 4, 4a, 5, 6, 8a-八
氢化 萘 (峰 15), 其 相 对 百 分 含 量 最 高
(22. 396%)。峰 5, 13和 12的含量约为峰 15含量
的一半 ,分别是 4, 7-二甲基 -1-(1-异丙基 )-1, 2,
4a, 5, 6, 8a-六氢化萘 (13. 469%), α-杜松醇
(12. 060%)和 (+)-表 -二 环 倍 半 水 芹 烯
(11. 413%)。最终鉴定了 16种化合物 ,主要化合
物属于萜烯类和萘衍生物。另外 ,日本花柏心材外
缘正己烷提取物的抑菌试验(白腐菌 、褐腐菌 、黑曲
霉菌等)表明 ,正己烷提取物具有较好的抑菌效果 ,
这与萘衍生物 、萜烯类物质的存在有关。从实际应
用角度看 ,可以考虑以萘为原料进行一系列衍生物
的合成 ,同时进行耐久性试验 。正己烷提取物化学
组分的鉴定对后续工作中进一步确定分离方法 、分
离主要组分 ,从而进行单一组分抑菌试验和对主要
组分进行结构修饰有指导意义。
3　结 论
3. 1　分析了日本花柏心材外缘的基本化学组成 ,
其中 水分 8. 60%, 冷 、热水 抽提物分 别为
6. 60%、7. 35%;1%N aOH抽提物 15. 47%,苯
醇抽提物 4. 61%, 综纤维素 80. 04%, 纤维素
28　 生　物　质　化　学　工　程 第 40卷
51. 52%,木质素 32. 72%。
3. 2　经气质联用仪分析 ,共鉴定了 16种化合物 ,
其中含量最高(22. 396%)的组分是 7-甲基 -4-
亚甲基-1-(1-异丙基)-(1. α, 4a. α, 8a. α)-1, 2,
3, 4, 4a, 5, 6, 8a-八氢化萘。
3. 3　日本花柏心材外缘正己烷提取物中主要化
学组分是萜烯类和萘衍生物。这些化学组分的鉴
定对进一步分离主要组分 ,从而进行单一组分抑
菌试验和对主要组分进行结构修饰有指导意义 。
致谢:感谢华中农业大学徐有明教授在采集试材上
的支持 
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