全 文 ：第 :1卷 第 4期 北 京 林 业 大 举 半 报
ao s。年 xo 月 U O O J R N L F ABEG E O S J N F R T I IRU YE S N V R IT IY
Vo l
.一 No .在
o e七 ., 19 8 9
北美香柏枝叶精油
化学成分分析及其利用
何 静
(森林工业系 )
丁红美
(中国科学院北京香山植物园 )
摘要 本文研究了北美香柏在我国引种后对枝叶精油化学组成的影响 , 以及探讨工业开发利用价
值 。 提取的精油可直接用于香精配制 。 经鉴定精油为 23 个组分 , 进行精馏可得到香 叶烯 、 月桂
烯、 柠檬烯 、 r 一菇品烯 、 薪酮 、 芋酮和乙酸冰片醋等多种重要香料 , 以及中间体单离物质 , 证明
了我国引种北美香柏的可能性、 适应性和可靠性 。
关盆词 北美香柏 , 精油 , 香料
l 前 言
北美香柏 ( T h iu a O c id en t al fs L in )n , 别名美国侧柏 、 黄心柏木 . 由于 其 小枝 叶
具有浓郁芳香 , 又通称其香柏 , 为常绿乔木 , 枝条平展 , 枝叶茂密 , 树冠塔形 . 它广泛生长
在美国东北部 、 加拿大东部以及北美洲 。
北美香柏是北美洲国家重要的香料树种 〔 ` 〕 , 其精油已正式进行 商 业 性生 产 , 出 油
得率 1 . 5肠 . 精油的产量与采伐和蒸馏的季节 、 树龄以及蒸馏技术等有关 . 以 2 ~ 3 月最高 ,
6 、 9 月最低 . 周围透光好的树枝比密生蔽光的树枝精油含量高 , 枝叶粉碎后出油得率可高
达 2 肠 。
早在 19 世纪末W al l a c h 〔 “ 〕 已开始研究欧洲柏木 (即北美香柏 ) 叶精油的化学 成 分 .
国外分析研究北美香柏枝叶精油的一个或几个成分的报道较多。 我国的青岛 、 庐山 、 南京 、
上海 、 浙江南部 、 杭州和武汉等地均有引种栽培 , 并且生长良好 。 为了研究国内引种后对北
美香柏枝叶精油化学成分的影响 , 提供在香料工业中的开发利用价值 , 特进行此项工作 .
2 实 验
2
.
1 材料来派
采集地 : 庐山植物园和北京植物园 , 采集时间 : 春季 ,采集部位: 树冠中下部叶 , 树龄 :
15 ” 25 年生 .
对庐山和北京两地所采集的北美香柏叶分别进行实验分析 , 对比生长在不同地理位置的
香柏精油成分及各成分的相对含量 。
1 0 58 一 12一 l收稿
DOI : 10. 13332 /j . 1000 -1522. 1989. 04. 018
连期 何静等 :北美香柏枝叶精油化学成分分析及其利角
2
.
2 精油提取
剪碎北美香柏叶 ( 2 、 3cm ) , 用水蒸气蒸馏法提取精油 . 控制油水比为 1 : 9 时 , 得
到浅黄绿色 、 透 明状液体 . 它具有凉爽 、 甘甜芳香气味 , 持久性较长 , 出油率为 1 . 16 帕 (湿
鲜枝叶 ) 和 2 . 3肠 (半干枝叶 ) , 比重 d : 。 么 “ 0 . 9 0 5 、 0 . 9 1 9 , 折光率 n D 2 O I . 4 5 5 9 、 1 . 4 5 9 0 ,
旋光度 a 一 8 ’ 3 9` 、 14 ’ 5` 。 与国内几种重要精油比较 , 其出油率较高 , 有工业利用价值 .
2
.
3 精油成分分析
气相色谱定量 ; 气一质联用定性 ; 计算机检索 .
2
.
3
.
1 气相 色谱定量分析条件 仪器型号 : H I T A C H I : . 。气相色谱仪 ; H I T A C H I。 。 : 记
录仪 , S h i o a d职 C 一 R I B C h r o m t p a e积分仪记录仪 .
条件 : 色谱柱O V 一 1石英毛细管柱 , 柱长 2 . s m , 内径 o . Zm m , 载 气H : , 柱 前压 。 . 8
k g /
c m :
, 尾吹 N : , 流速 20 m / m i n , 检测器 F ID , 进样器 (气化室 ) 温度 2 60 ℃ , 柱箱 温 度
采用程序升温 :
7 5℃ 6 m ; n卫主些二2 3。℃
2
.
3
.
2 气一质联 用定性条件
条件 : 见表 1 .
仪器型号 : V G T O T O E 一 H T G C一M S联用仪 (英国 )
农 1
T A B L E
G c 一 M S联用分析条#
A n a l y t i e a l e o n d i七i o n o f G C 一M S
色 谱 条 件 质 谱 条 件
色谱柱 : D V一 l 石英毛细管柱
( 0
.
2 m m x Zm )
1 3℃ /m i n柱温` 5 ℃ , 魂m i n一~ ~ , 7 5℃5℃ / m i n 2 0℃ /m i n一 -州 , 16 0 七 一 ~ - ~ - , 2 6 0℃载气压 0 . s k g ( H e )
气化室温度 2 50 ℃
离化电压 7 o e v
离化电压 6 o o o V
离化温度 2” ℃
分 辨 率 1 0 0 0
2
.
4 精油成分结构确定
G C一M S 联用仪分析 , 计算机从标准谱库中检索 , 其结果与 《 E P A / N IH M as S eP c -
t r a l D a t a B a s e )
,
( E i g h t P
e a k I n d e x } 等文献对照再通 过 从 《 D i e t i o n a r y o f O r g a 一
n i 。 C o m p o o n d s 》 及 ( T h e M e r e k I n d e x 》 所查出的各化合物性质 、 来源等比较 , 最后推
出各化合物结构。
经分析 , 鉴定出北美香柏枝叶精油 23 个成分 , 其结果见表 2 , 图 1 ” 2 。
从北美香柏枝叶精油成分中看出 , 它含有多种重要香料 , 可直接应用于香精配制 , 具有
特殊的工业价值。
2
.
5 精油成分的分离
用水蒸气法蒸馏所得的精油 , 经加无水硫酸钠干燥后 , 进行常压分馏 , 控制各馏分的沸
点 , 得到多种组分 (表 3 , 表 4 ) . 其中获得的香叶烯 、 月桂烯 、 柠檬 烯 、 丫一枯品 烯 、 蔚
1之6 北 京 林 业 夫 李 李 报 1 1卷
时间 ( m in ) 2f 仟 7
图 1北京北美香柏枝叶精油气相色谱图
F I G UR E 1 G a s eh r o m a七 o gr ap h y of e s s en t i al0 11f r o mB e ij in g少吞。 了 a o。 。 `己 e, ` a l ` a L i n n l o a v e s
一白 . . . .山 . . ~
28日寸i乍可( m : 。 、
`
{ ……翩J…口…1刀;J…」
图 2 庐山北美香柏枝叶精油气相色谱图
F I G U R E 2 G
a s e h r o m a t o g r a p h y o f e s s e n t i a l 0 11 f r o m L u s h a n
夕几“ 厂a o C c “ e , ` a l i s L i n n l e a v e s
连期 何静等 :北美香柏枝叶精油化学成分分析及其和角 1空 1
表 2
T L B A EZ
` J匕
北典番柏精油成分及相对含 t
T h
e e o mP o s i七 in on ad r el a七 iv e e on七 ent
of e s sn et ial0 11f
r o m r无。 j a o c c“ e.t a z`。 L in n l e av e s
峰号
P
e a kN o
.
化合物成分 名称
e o mP n n o e七 s
分子最 分子式 相 对 含 盘
庐山北美香柏 北京北美香柏
产
a一侧柏烯 ( a一 T h uj en e )
a一旅 烯 ( a一 P in n e e )
a一封 烯 ( a一 P en eh en e )
香 叶 烯 ( S ab in en e )
日一旅 烯 (日一 P in n e e )
a一月桂烯 ( a一 M y r e en e )
a一菇品烯 ( a一 T e rp in n e e )
对伞花烯 (P一 e y mn e e )
柠 檬 烯 (L imn o en e )
丫一菇品烯 ( Y一 T e rp ln en e )
薪 酮 ( F en eh n o e )
菇品油烯 (2, 4 ( 8卜 P 一 M e n t h a d i e n e )
芋 酮 ( 3 一 T h u j a n o n e
7 一癸烯一 2一酮 ( 7一D e e e n 一 2 一 o n e )
U N K N O W 5 1
1 3 6
1 3 6
1 3 6
1 36
1 36
13 6
1 3 6
1 34
1 3 6
1 3 6
1 5 2
13 6
1 5 2
1 5 4
1 5 2
1 5 2
1 54
15 4
1 5 4
C
i o
H
i .
C : o H : .
C
l o H 一
C
: o H i -
C i一H : -
C i . H i -
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H
i -
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H
: 一0
C
l o H
, .
C
i . H : . 0
C
: o
H
i . 0
酮 ( C a m p h o r )
片 ( B o r n e o l )
菇品 一 4 一醇 (T e r p i n e n 一 ; 一 0 1)
a 一菇品醇 ( a 一 T e r p i n o l )
U N K N O W 5 2
U N K N O W 5 3
乙酸冻片醋 ( B o r n y l a e e t a t e )
U N K N O W 5 4
3一 e y e l o h e x e n e
一
L
一
m e 七h a n o l , a , a 一 4 -
t
r i m e 七h y l , 一 a c e 七a t e
U N K N O W 5 5
柏 木 脑 ( C e d r o l )
C
i o
H
I . O
C
i o H i . O
C
: o
H
i 一
0
C
i .
H 一O
1 9 6 C i , H : . 0 :
19 6 C : s H : . 0 ,
0
。
4 4 4 6
l
。
5 5 4 6
1
。
0 5 8 6
3
.
5 1 8 7
+
1
.
1 5 6 4
0
。
2 7 6 9
0
。
5 8 8 8
1
.
34 2 2
0
。
6 0 9 0
10
.
33 2 9
+
54
.
8 0 5 2
6
.
8 1 1 0
0
。
3 6 5 7
2
。
4 7 5 6
0
。
6: 3 0
l
。
74 2 6
0
。
4 18 9
0
.
2 3 2 9
0
。
4 6 7 3
2
.
0 9 5 3
0 。 5 3 4 1
1
.
29 8 9
O
。
5 5 2 1
1
.
8 8 1 3
1
。
9 28 1
4
.
49 1 0
+
1
。
5 7 1 5
+
+
1
。
4 7 7 5
0
。
7 0 4 6
8
.
8 8 2 7
+
5 6
。
8 7 1 6
6
.
4 5 5 7
+
1
。
8 5 4 1
0
.
7 2 1 0
1
.
6 7 6 6
+
+
+
2
。
6 0 5 7
0
。
75 3 0
1
。
7 19 9
5
几D
茨冰
78910n25734689幼幻韶跳
翔花
2 2 2
P h e n a n t h
r e n e , 7一 e t ll e n y l一 , 2 , 3 , ` a , 4 b , 5 , 6 , 7 , s a , 27 2
9一 d o d e e a h y d r o
一 z , 1 , 4 b
, 7 一七e t r a m e t h y l
C 1 . H : . 0
C
. o
H
. :
0
。
9 1 2 2
0
.
3 3 2 2
1
。
6 3 ] 9
0
.
7 6 6 3
+
1
。
5 4 6 9
H i a e
r e 2 7 2 C : o H a * 2
.
4 9 8 0 2
。
3 3 1 1
ù勺内O口18品`舀. ,
注 : 1 . U N K N O W S I一 8 5表示未知的不同精油成分 , 2 . “ + ” 表示含t 极少。
裹 3
T A B L E 3
北典. 柏枝叶精油常压分娜
T h e f
r a e 七i o n o f e s s e n 七i a l 0 1 1 f r o m , 而: j a o e c “ 口: ` a l` 5 L i n n l e a v e s
馏 分 b . p . (℃ )范 围 占精油的重盈百分数 (% )
一户月
1 5。℃以下
1 5 0~ 16 0℃
16 0~ 17 0℃
1 7 0~ 18 0 ℃
1 8。℃以上
1 4
。
7
1 9
。
l
1 5
。
1
5 7 ` 8
1 6
。
4
二`吕日4己.F
跪主 北 京 林 业 大 李 李 报 , 1卷
裹 4
T A B L E 4
几种主共成分的物理常傲
P h y s i e a l
e o n s七a n t o f m a i n e o m P o s i七i o n 单位 : %
名 称 b . 尸 . ℃ 万 : 盖, 〔a 殆 ( ’ )
a侧柏烯( a 一 T h u j e n e )
a 一旅烯 ( a 一 P i n e n e )
a 一漪烯 ( a 一 F e n e h e n e )
香 叶 烯 ( S a b i n e n e )
月 桂 旅 ( M y r c e n e )
柠 檬 烯 ( L im o n e n e )
薪 酮 ( F e n e h o n e )
15 2
l 肠匕
1 5 5
1 6 3
1 7 !
17 8
(+ ) 19 3
.
5
(一 ) 1 9 2~ 1 9 7
1 9 9~ 2 0 1
1
.
4 6 5 3
1
.
4 6 7 0
士 5 0 . 6
土 8 0 . 10 ’
芋 酮 ( T h u j a n o n e )
乙酸冰片醋 (B o r n y l a e e七a t e )
1
.
2 6 2 7 1
1
。
4 6 2 8
1
.
4 54 6
1
.
4 64 0
十 0 9 . 6
一 6 6 . 9
一 2 2 。 54
136529
酮 、 芋酮和乙酸冰片醋等 , 这些单离香料可作为中间体合成更名贵的香料 .
3 北美香柏枝叶精油实用价值的探讨
3
.
1 北美香柏枝叶出油率高 , 从精油香气类型以及表 2 中精油基本组分来看 , 香柏枝 叶 精
油可直接用于配制香精 .
美国是香柏枝叶精油的发源地 , 年消费量为 5 o o o k g 〔“ 〕 。 香柏枝叶蒸馏主要在美国 的
纽约州 、 佛蒙特州和加拿大的客贝库州 。 所提取的精油是用于化妆品的香料调合素最重要的
成分之一 〔` ~ “ 〕 。 如果精油与柑桔油 、 岩蔷薇油 以及迷迭香油等充分调和后 , 可以在香附
醇 、 杂醇油型 、 法国科隆香水用香料的芳香剂上发挥出独特的效果 。 在一些最 终 制 品 (成
品 ) 中精油的使用浓度见表 5 .
衰 5 一些成品中精油的浓度
T A B L E 5 T h e e
s s e n t i a l 0 1 1 e o n e
e n 七r a t i o n i n s o m e p r o d u e t s
石 碱 济 剂 奶油洗发香波 香 水
常用浓度 ( C ) 0 . 0 1
最高浓度 ( C ) 。 . 1
0
。
0 0 1 O
。
0 0 5
0
.
0 3
0
.
2
0
.
4
3
.
2 北美香柏精油的主要组分分馏 (表 3 , 4 ) , 可获得多种单离香料 , 又可进一步 合 成
各种名贵香料 , 例如 : 用月桂烯为原料可合成月桂烯醇 、 紫罗兰酮 、 橙花叔醇 、 柑青醛 、 龙
诞酮等 . 而目前工业上生产的月桂烯是从a e旅烯经加氢生成旅烷 , 再从旅烷催化裂 解 制 成
的 , 要求严格的工艺条件和昂贵的设备 , 成本较高 ; 若从卜旅烯生产 , 其工艺过程需要高温
裂解 , 也较复杂 , 且我国的日一旅烯是从马尾松松节油中分离的 , 含量较低 .
除月桂烯外 , 在北美香柏叶精油中含还有香叶烯 、 柠檬烯 、 a 一侧柏 烯 、 a 一薪 烯 、 a 一菇
品烯 、 r 一菇品烯和少量的菇品油烯等 , 其相对含量之和约占 1 肠左右 .
3
.
3 表 2 还可看出 , 北美香柏精油中含有芋酮 , 其相对含量占全精油的 57 肠 , 它是一 种 合
成香料的中间体 . 用它可直接合成加州月往烯和罗汉柏烯 . 芋酮还很容易还原成荃烯 . 它又
4期 何静等 : 北美香柏枝叶精油化李成分分桥及其利角 立息恋
` 困.
M A S S S P E C T R U M
S A M P L E
:
E s日 e n t ia l 0 1 1 f r o m “ 翻 j a o 。 。 “ 。 . ` a l` e L in n . le a v e s
N O T E
:
G C /M S
扔 少
Ol即印帕白尔
, 每
睁.兮`门U叮!
月必
即梦fo.o
劝 印 寸0O 嘴2 0 J 4 O
产伪苏
翻 . 图 3 .月桂烯质谱图
F I G U R E 3 M a s . s P e吐 r u m o f M y r e e n e
O
f0即必白功叨加10
M AS S
奋二
图 4 香叶始质带图
F I G U R E 4 M a . s s p e c 七r u m o f s a b i n e n e
。 。 行裸烯质谱图
F I G U R E ` M a s . s P e e t r u m o f L im o n e n e
北 众 林 业 大 学 学 报 土,惠
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侧 f36
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1
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图 6 r 一菇品烯质谱图
瞥如鞠、
F I G U B E 6 M
a s s 日 p e e七r u m o f r 一 T e r p i n e n e
才
广扒巧
洲减S夕
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图 7 芋酮质谱图
F I G U R E 了 M a ` 5 s p e e t r u斑 o f T h u j a n o n e
是合成香料的重要原料· 例如 : 月芋烯为原料可合成香芹酮 、 二甲基异丙烯八氢蔡酮 紫苏
醛 、 橙花酮 、 熏衣草醇等 .
4 结 论
4
.
1 我国引种的北美香柏 , 其枝叶出油率可达 2 . 3帕 , ·组分中含有多种重要单离香料 , 直接
和间接利用的价值高 . 说明北美香柏在我国引种 , 气候 、 条件适宜 。 它与我国其他品种精油
相比 , 出油率高 , 在质量和香味上也是上品 , 很有开发利用价值 .
4
.
2 香柏枝叶精油具有一种持久凉爽 、 飘溢着 它固有的甘甜芳香气味 , 这 是 它 的 独 特 之
处 , 可直接用于多种化妆品的香料调和 .
4
.
3 香柏枝叶精油中含有约 5了肠的草酮 , 它是合成多种香料的原料 。 因此 , 香柏精 油 除能
直接配制香料外 , 还是其他名贵香料的合成原料 ,
4
.
4 北美香柏的枝叶繁茂 , 萌生能力强 , 外形具有观赏价值 . 特别是从鲜 叶 中 提 取 的 精
油 , 出油率高 , 且香味特异并持久 , 是难得的芳香植物 。 为适应我国香料工业发展的需要 ,
建议大力引种 , 选育优 良品种 , 采取必要的林木作业方式 , 观赏和利用并举 , 为我国香料工
业提供广阔的原料基地。
4 期 何静等衬北美香柏板叶精油化学禽分分析及其利麟红 1盆5
致谢 木文在陈素文副教授指导下完成 。
玲 J .
今 幸 文 做
户
〔 l 〕勘角长之 .香料一 。包1 , ( 13 1 ) : 16 ~ 一7 .
〔 2 〕 0 . W a l l a e h . A n n . 1 59 5 . 。。 . 2 7 2 ,
〔 3 〕 5 . A r e t r a n d e r . p q r f u m e a n d 夕 I a v o r 枯 a t e r i a l o o f N a t u r e o r i g i n .
〔 4 〕 E . G u e n t h e r . T h e E 日 s e n t i a l 0 115 V o l . e .
〔 5 〕 W . A . P o u e h e r . P e r f u m e o C o m r t i e s a n d S o a p : .
〔 a 〕 P . J e l l i a e k . P r a e 七i e e o f M o d e r n P e r f u m e r y .
C h e m i e a l C o m P o n e n t s o f
o f T h u j a 口c c fd e n t a l f s
t h e E s S . n t ia ! 0 1! in t h 6
a n d l t s P o t e n t ia l V a lu e s
D i n g H o n g m e l
L e 扭v e s
闷白
H e J i n g
( D
e P a r 七m e n 七 o f P o r e s t P r o d u e t 。
a n d E n g i n e e r i n g )
( X i a
n g s h a n B
o 七a n i e a l G a r d e n ,
A e a d e m s a s i n i o a , B e i压i n g )
闷石
,
一产 .
AB ST R A C T T h i s p a p e r r e v e a l e d t h e r e s u l t s o f t h e e h e m i e a l a n a l y s is a n d
t h e p o t e 牡 t i a l v a l u e s o f t h e e s s e n t i a l 0 11 e x t r a c t e d f r o m t h e l e a v e s o f T h “ j a
o c e `d e n t a l i s L i n n , w h i e h h a s b e e n i n t r o d u e e d i n t o o u r e o u n t r y f o r y e a r s .
T h e r e a r e t w e n t了 t h r e e e o m p o n e n t s f o u n d i n t h e e s s e n t i a l 0 11 w h i e h h a s a
e o o l a n d r e f r e s h i n g e f f e e t a n d a s w e e t s m e l l e d o d o r
, a n d 15 r e a d i ly a v a i l a -
b l e t o e o m p o u n d i n g a r o m a t i e s
.
D i v e r s e e o m p o n e n t s i n e l u d i n g S a b i
n e n e ,
M y r e n e
,
L i m o n e n e
, r 一 T e r p i n e n e , F e n c h n e , T h u j a n o n e
,
B o r n y l a e e t a t e a n d 5 0
o n e a n b e o b t a i n e d f r o m i t s f u r t h e r d i s t i l l a t e
.
T h e p r e s e n t r e s u l t s s t r e 一
s s e d t h e p o s s i b i l i t y
, a d a p t a b i l i t y a n d r e l i a b i l i t y o f i n f r o b u e t u n g t h i s t r e e
s P e e i e s i n t o o u r e o u n t r y
.
K EY W OR D S T h u j
a o u `d o n t a l i s L i n n , e s s e n t i a l 0 11 , p e r f u m e
(责任编样 陈荣璋 )