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微波辅助顶空固相微萃取法分析印度草木犀不同部位挥发油化学成分



全 文 :第 2 8卷第8期
2 0 1 1 年 8 月
精 细 化 工
FINE CHEMICALS
Vol . 2 8,No . 8
Aug. 2 0 1 1
中药现代化技术
收稿日期:2011 - 03 - 10;定用日期:2011 - 05 - 09
基金项目:贵州省教育厅 2010 年度自然科学研究基金资助项目(黔教科 2010094) ;贵州省黔南民族师范学院 2009 年度重点资助科研项目
(QNSY0915)
作者简介:杨再波(1976 -) ,男(侗族) ,副教授,硕士,E - mail:yzb1976110@ sohu. com。
微波辅助顶空固相微萃取法分析印度草木犀
不同部位挥发油化学成分
杨再波1,龙成梅1,毛海立1,郭治友2,孙成斌1
(1. 黔南民族师范学院 化学与化工系,贵州 都匀 558000;2. 黔南民族师范学院 生命科学系,贵州 都匀 558000)
摘要:采用微波辅助顶空固相微萃取法提取印度草木犀不同部位的挥发油,通过气相色谱-质谱法与 Kovats色谱
保留指数相结合进行定性定量分析。结果表明,在印度草木犀的茎、叶和花中分别鉴定出 43、44 和 71 个组分,
分别占挥发油总峰面积的 89. 92%、83. 12%和 90. 77 %,在茎中主要成分是 3,4-二氢香豆素(5. 97%) ,二氢香豆
素(55. 29%)和十六醛(4. 44%)。叶中主要成分是 3,4-二氢香豆素(11. 84%) ,二氢香豆素(48. 15%)。而在花
中主要是 3,4-二氢香豆素(6. 08%) ,二氢香豆素(27. 44%) ,对异丙基苯甲醚(6. 20%)和麝香草酚(5. 19%)。
结果显示,不同部位相同化学成分其相对质量分数有一定的差异性。
关键词:印度草木犀;挥发油;微波辅助顶空固相微萃取;气相色谱-质谱;中药现代化技术
中图分类号:TQ028;O657. 7 文献标识码:A 文章编号:1003 - 5214(2011)08 - 0765 - 05
An Analysis of the Chemical Composition of Volatile Oils Extracted from the
Different Parts of Melilotus indica (Linn.)All. by MAE-HS-SPME
YANG Zai-bo1,LONG Cheng-mei1,MAO Hai-li1,GUO Zhi-you2,SUN Cheng-bin1
(1. Department of Chemistry and Chemical Engineering,Qiannan Normal College for Nationalities,Duyun 558000,Guizhou,China;
2. Department of Life Sciences,Qiannan Normal University for Nationalities,Duyun 558000,Guizhou,China)
Abstract:The volatile compounds were extracted in the different parts of Melilotus indica (Linn.)All.
by microwave-assisted headspace solid-phase micro-extraction(MAE-HS-SPME). Their constituents
were analyzed and identified by gas chromatography-mass spectrometry combined with Kovats retention
index. The results show that 43 volatile constituents in the stem,44 in the leaf and 71 in the flower of
Melilotus indica (Linn.)All. were separated and identified,accounting for 89. 92 %,83. 12% and
90. 77% of the total peak areas,respectively. The main components in the stems are 3,4-
dihydrocoumarin(5. 97%) ,dihydrocoumarin(55. 29%)and Hexadecanal(4. 44%) ,while the leaves
mainly contain 3,4-dihydrocoumarin(11. 84%)and dihydrocoumarin(48. 15%) ,and in the flowers,
3,4-dihydrocoumarin(6. 08%) ,dihydrocoumarin(27. 44%) ,p-isopropylanisole(6. 20%)and thymol
(5. 19%)are the main constituents. It was also observed that there are differences in the relative
contents of these main constituents in the three parts.
Key words:Melilotus indica (Linn.) All.;volatile oils;MAE-HS-SPME;GC-MS;modernization
technology of traditional Chinese medicines
Foundation items:The Education Department of Guizhou Province in 2010 Natural Science Research
Fund(Guizhou UNESCO 2010094) ;Guizhou Province Qiannan Normal College for Nationalities in
DOI:10.13550/j.jxhg.2011.08.002
2009 Supported by the Key Scientific Research Project(QNSY0915)
印度草木犀〔Melilotus indica (Linn.)All.〕属于
豆科(Leguminosae)草木犀属(Melilotus)[1],又名辟
汉草、省头草、野苜蓿及铁扫把,一年或二年生。草
木犀属植物在全球有 25 种,在中国有 6 种,即百花
草木犀、黄花木犀、香草木犀、细齿草木犀、印度草木
犀和伏尔加草木犀,生于沙丘、山坡、草原和海边。
草木犀属植物主要用作稻田冬绿肥栽培,也用作香
料的原料[2]。印度草木犀在我国主要分布于山东、
广西、云南和贵州等地;以全草入药,民间以叶、花制
成软膏,用作外用药,或煎服用于治疗浮肿、腹痛、疟
疾等症;主要含香豆精、挥发油、有机酸等成分[3 - 4]。
文献报道草木犀流浸液片中的主要成分为香豆素
(cumarin) ,而香豆素对于减轻乳腺癌术后上肢水
肿、外伤后皮肤水肿有显著作用[5 - 8]以及对痔病也
有一定的治疗作用[9],同时也是重要的香料[10]。由
此可知,草木犀属植物具有很好的医药应用价值,但
对印度草木犀的相关研究报道较少[11],特别是对其
各个部位挥发油化学成分的研究报道更少见。因
此,作者采用微波辅助顶空固相微萃取法与气相色
谱-质谱法[12 - 13]结合,系统地分析印度草木犀各个
部位的挥发油化学成分,为其医药开发应用提供参
考。
1 实验部分
1. 1 仪器与材料
电子分析天平(美国 Mettler-Toledo 公司) ;HP
6890N GC /5973 MS 气相色谱-质谱联用仪(美国
Hewlett-Packard公司)。手动固相微萃取(SPME)装
置(美国 Supelco 公司) ,萃取纤维头为:65 μm
PDMS /DVB,微波炉(青岛海尔公司)。
正构烷烃 C5 ~ C20(2009 年 9 月购于 Alpha 公
司)。印度草木犀全草于 2010 年 6 月采于黔南民族
师范学院校园内,经黔南民族师范学院生命科学系
郭治友教授鉴定为豆科植物印度草木犀〔Melilotus
indica (Linn.)All.〕全草。
1. 2 挥发油的提取
分别精密称取经剪碎的印度草木犀茎、叶和花
部位各 2. 0 g,加入 50 mL 圆底烧瓶中,将圆底烧瓶
放入改装过微波炉中,在圆底烧瓶口连接上 Y 形
管,其一端插入回流冷凝管,另一端插入装有 65 μm
PDMS /DVB纤维头的手动采样器,选择微波温度 80
℃,在微波辐射下提取 4 min 后,拔出直接插入气相
色谱进样口进行脱附解析(进样口温度 250 ℃,脱
附时间 2 min)。
1. 3 GC /MS分析条件
色谱条件:HP5 - MS 石英弹性毛细管柱(60 m
×0. 25 mm ×0. 25 μm) ;载气 He,流量 1. 0 mL /min;
进样口温度 250 ℃;色谱柱初始温度 60 ℃(保持 1
min) ,以 5 ℃ /min升温速率升至 210 ℃,最后保持
5. 0 min;分流进样,分流比 10∶1。
质谱条件:电离方式:EI源,能量 70 eV;离子源
温度 230 ℃;四极杆温度 150 ℃;传输线温度 280
℃;质量范围:40 ~ 550 amu;电子倍增器电压2 071
V。谱图检索:采用 Wiley 275. L谱库进行检索。
2 结果与讨论
2. 1 印度草木犀各个部位挥发油化学成分分析
根据 1. 3 节条件进行分析,通过质谱数据系统
检索和查对有关质谱资料[14]与 Kovats 指数法[15]相
结合,对分离出的化合物进行定性分析,在印度草木
犀的茎、叶和花 3 个部位的挥发油分别鉴定出 43、
44 和 71 个组分。通过 HPMSD 化学工作站数据处
理系统,按峰面积归一化法确定了各组分的相对质
量分数,茎、叶和花 3 个部位分别占挥发油总质量的
89. 92%、83. 12%和 90. 77 %,结果见表 1。
2. 2 结果分析与讨论
从表 1 可知,在印度草木犀茎中的主要成分是
1,2-二乙基环丁烷(2. 06%) ,3,4-二氢香豆素
(5. 97%) ,二氢香豆素(55. 29%) ,十四醛(1. 27%)
和十六醛(4. 44%)。在叶中的主要成分是 3,4-二
氢香豆素(11. 84%) ,二氢香豆素(48. 15%) ,β-紫
罗兰酮(3. 11%) ,反式-石竹烯(3. 05%)和 δ-杜松
烯(1. 66%)。而在花中的主要成分是 3,4-二氢香
豆素(6. 08%) ,二氢香豆素(27. 44%) ,(-)-石竹烯
氧化物(2. 33%) ,(+)-斯巴醇(2. 81%) ,对异丙基
苯甲醚(6. 20%) ,双环大牻牛儿烯(3. 10%) ,反式-
石竹烯(3. 52%) ,麝香草酚(5. 19%)和 2-甲基-5-异
丙基-苯酚(3. 57%)。印度草木犀不同部位挥发油
的主要成分的种类和含量均有一定的差异性。比
如:在印度草木犀的茎中二氢香豆素为 61. 26%,叶
中为 59. 99%,而花中为 33. 52%,茎和叶部位差异
不大;又如茎中十六醛为 4. 44%,而叶和花部位未
含有该成分;在花中对异丙基苯甲醚 6. 20%,茎中
只有 0. 29%,而叶中未含有该组分;在茎中反式-石
竹烯为 0. 55%,叶中为 3. 05%,花中为 3. 55%。
·667· 精 细 化 工 FINE CHEMICALS 第 28 卷
表 1 印度草木犀不同部位挥发性化学成分
Table 1 Chemical composition of the volatile in the different parts of Melilotus indica (Linn.)All.
序号 保留时间/min 化合物名称 KI
相对质量分数 /%
茎 叶 花
1 5. 14 3-甲基丁醛 Butanal,3-methyl- 675 — 0. 26 —
2 5. 25 2-甲基丁醛 Butanal,2-methyl- 691 — 0. 33 —
3 6. 84 己醛 Hexanal 802 1. 20 — —
4 7. 97 反式-2-己醛 trans-2-Hexenal 853 0. 68 0. 09 —
5 8. 22 1,2-二乙基环丁烷 Cyclobutane,1,2-diethyl- 865 2. 06 — —
6 9. 61 己酸甲酯 Hexanoic acid,methyl ester 922 0. 15 — —
7 9. 74 (E)-2-己烯醛 2-Hexenal,(E)- 927 — 0. 35 —
8 10. 02 α-蒎烯 α-Pinene 937 0. 52 0. 52 0. 11
9 10. 82 苯甲醛 Benzaldehyde 967 0. 48 0. 11 —
10 10. 86 己酸 Hexanoic acid 968 — — 0. 23
11 10. 91 香桧烯 Sabinene 970 — 0. 30 —
12 11. 10 1-辛烯-3-醇 1-Octen-3-ol 977 1. 40 0. 42 0. 16
13 11. 22 2,3-辛二酮 2,3-Octanedione 981 0. 46 — —
14 11. 48 2-戊基呋喃 Furan,2-pentyl- 991 1. 07 — —
15 11. 56 6-甲基-1-庚醇 1-Heptanol,6-methyl- 994 0. 87 0. 33 —
16 12. 12 2,4-庚二烯醛 2,4-Heptadienal 1013 0. 35 — —
17 13. 21 水杨醛 Salicylic aldehyde 1050 0. 55 0. 48 —
18 13. 85 (E,E)-3,5-辛二烯-2-酮 (E,E)-3,5-Octadien-2-one 1072 0. 45 — —
19 14. 53 3,5-辛二烯-2-酮 3,5-Octadiene-2-one 1096 0. 58 0. 12 —
20 14. 69 L-芳樟醇 L-Linalool 1101 — — 0. 12
21 14. 77 壬醛 Nonanal 1104 1. 15 0. 87 0. 18
22 14. 89 顺式-1,2,3,4-四甲基环丁烯 Cyclobutene,1,2,3,4-tetramethyl-,cis- 1108 — 0. 32 —
23 15. 25 苯乙醇 Benzene ethanol 1120 1. 14 0. 41 0. 73
24 16. 04 藜芦醚 Veratrol 1147 — — 0. 19
25 16. 29 反,顺-2,6-壬二烯醛 2-trans-6-cis-Nonadienal 1156 0. 21 0. 18 0. 11
26 16. 45 反-2-壬烯醛 trans-2-Nonenal 1161 0. 28 — —
27 16. 51 辛酸 Octanoic acid 1163 — — 0. 13
28 16. 69 正壬醇 Nonyl alcohol 1170 0. 12 — —
29 16. 85 龙脑 endo-Borneol 1175 — — 0. 39
30 17. 08 2-甲氧基-3-异丁基吡嗪 2-Methoxy-3-isobutylpyrazine 1183 0. 79 — —
31 17. 31 枯茗醇 Cuminol 1191 — — 0. 11
32 17. 50 α-松油醇 α-Terpineol 1198 — — 0. 14
33 17. 73 正癸醛 n-Decanal 1205 0. 66 0. 17 0. 11
34 18. 22 1-甲氧基-4-(1-丙烯基)苯 1-Methoxy-4-(1-methylethenyl)benzene 1223 — — 0. 71
35 18. 43 β-双环柠檬醛 β-Cyclocitral 1230 0. 64 0. 40 —
36 18. 59 4-甲基-3-乙基-1H-吡咯-2,5-二酮 1H-Pyrrole-2,5-dione,3-ethyl-4-methyl- 1236 — — 0. 14
37 18. 87 Z-柠檬醛 Z-Citral 1246 — 0. 17 0. 20
38 19. 67 E-柠檬醛 E-Citral 1275 — 0. 18 0. 24
39 20. 00 2-甲基-5-异丙基-苯酚 2-Methyl-5-(1-methylethyl)phenol 1287 — — 3. 57
40 20. 19 麝香草酚 Thymol 1294 — — 5. 19
41 20. 50 香芹酚 Carvacrol 1305 — — 1. 36
42 21. 64 双环榄香烯 Bicycloelemene 1348 — 0. 20 0. 14
43 21. 96 α-荜澄茄油烯 α-Cubebene 1359 — 0. 49 0. 26
44 22. 15 长叶蒎烯 Longipinene 1366 — — 0. 17
45 22. 18 2-十二烯醛 2-Dodecenal 1368 0. 19 — —
46 22. 33 α-辛基-γ-丁内酯 γ-Dodecalactone 1374 0. 18 — —
47 22. 59 (+)-环异苜蓿烯 (+)-Cycloisosativene 1383 — — 0. 16
48 22. 75 α-古巴烯 α-Copaene 1389 0. 26 0. 67 0. 45
49 22. 95 十四烷 Tetradecane 1400 0. 24 — 0. 29
50 23. 09 3,4-二氢香豆素 3,4-Dihydrocoumarin 1402 5. 97 11. 84 6. 08
·767·第 8 期 杨再波,等:微波辅助顶空固相微萃取法分析印度草木犀不同部位挥发油化学成分
续表 1
序号 保留时间/min 化合物名称 KI
相对质量分数 /%
茎 叶 花
51 23. 26 甲基丁香酚 Methyl eugenol 1409 — — 0. 43
52 23. 83 檀香烯 Santalene 1432 — — 0. 22
53 23. 89 γ-依兰烯 γ-Muurolene 1434 — — 0. 20
54 23. 93 β-荜澄茄油烯 β-Cubebene 1436 — 0. 47 0. 19
55 24. 00 反式-石竹烯 trans-Caryophyllene 1438 0. 55 3. 05 3. 52
56 24. 19 双环大牻牛儿烯 Bicyclogermacrene 1446 0. 64 — 3. 10
57 24. 37 反式-β-金合欢烯 trans-β-Farnesene 1453 — — 0. 60
58 24. 63 二氢香豆素 Dihydrocoumarin 1464 55. 29 48. 15 27. 44
59 24. 89 α-葎草烯 α-Humulene 1474 0. 48 1. 03 1. 72
60 24. 98 香豆素 Coumarin 1477 0. 32 0. 24 —
61 25. 09 新别罗勒烯 Neoalloocimene 1481 — — 0. 59
62 25. 23 α-古芸烯 α-Gurjunene 1487 0. 20 0. 29 1. 53
63 25. 36 对异丙基苯甲醚 p-Isopropylanisole 1492 0. 29 — 6. 20
64 25. 50 十五烷 Pentadecane 1500 0. 18 — 0. 39
65 25. 55 β-紫罗兰酮 β-Ionone 1502 0. 84 3. 11 1. 71
66 25. 64 β-广藿香烯 β-Patchoulene 1504 — — 1. 75
67 25. 73 β-芹子烯 β-Selinene 1507 — 0. 37 1. 00
68 25. 85 (E,E)-α-金合欢烯 (E,E)-α-Farnesene 1512 0. 58 0. 72 0. 56
69 25. 90 1-十六醇 1-Hexadecanol 1514 1. 35 — —
70 25. 92 α-芹子烯 α-Selinene 1516 — 0. 52 1. 75
71 25. 99 β-甜没药烯 β-Bisabolene 1518 — 0. 20 1. 01
72 26. 04 2,4,6-三甲基茴香醚 Anisole,2,4,6-trimethyl- 1520 — — 0. 67
73 26. 32 γ-杜松烯 γ-Cadinene 1532 — — 0. 36
74 26. 41 β-倍半水芹烯 β-Sesquiphellandrene 1536 — — 0. 49
75 26. 47 δ-杜松烯 δ-Cadinene 1539 0. 21 1. 66 1. 47
76 26. 76 杜松-1,4-二烯 Cadina-1,4-diene 1551 — 0. 13 0. 26
77 26. 99 二氢猕猴桃内酯 Actinidiolide,dihydro- 1560 — 0. 32 0. 29
78 27. 07 α-去二氢菖蒲烯 α-Calacorene 1563 — — 0. 36
79 27. 16 四甲基环癸二烯甲醇 Hedycaryol 1567 — — 0. 38
80 27. 27 橙花叔醇 Nerolidol 1572 — — 0. 54
81 27. 50 大根香叶烯 B Germacrene B 1581 — — 0. 35
82 27. 62 1,3-二甲基双环[3. 3. 0]辛-3-烯-2-酮 1,3-Dimethylbicyclo[3. 3. 0]oct-3-en-2-one 1586 — — 1. 16
83 27. 94 十六烷 Hexadecane 1600 0. 13 0. 28 0. 14
84 28. 00 (+)-斯巴醇 (+)-Spathulenol 1603 — — 2. 81
85 28. 20 (-)-石竹烯氧化物 (-)-Caryophyllene oxide 1611 — — 2. 33
86 28. 34 十四醛 Tetradecanal 1617 1. 27 — —
87 28. 43 鼠尾草-4(14)-烯-1-酮 Salvial-4(14)-en-1-one 1621 — — 0. 31
88 28. 65 喇叭醇 Ledol 1631 — 0. 18 0. 27
89 28. 75 (3E,5E,8E)-3,7,11-三甲基-1,3,5,8,10-十二碳五烯 (3E,5E,8E)-3,7,11-
Trimethyl-1,3,5,8,10-dodecapentaene
1635 — — 0. 27
90 28. 81 葎草烯氧化物 Humulene oxide 1638 — — 0. 66
91 29. 04 马兜铃烯环氧化合物 Aristolenepoxide 1648 — — 0. 14
92 29. 11 异斯巴醇 Isospathulenol 1651 — — 0. 25
93 29. 22 别香橙烯 Alloaromadendrene 1656 — — 0. 16
94 29. 38 朱栾倍半萜 Valencene 1663 — — 0. 46
95 30. 10 石竹烷-3,8(13)-二烯-5. β. -醇 Caryophylla-3,8(13)-dien-5. β. -ol 1695 — — 0. 43
96 30. 66 十六醛 Hexadecanal 1719 4. 44 — —
97 33. 01 硬脂酸 Octadecanoic acid 1823 — 1. 09 —
98 33. 52 新植二烯 Neophytadiene 1846 0. 50 — 0. 17
99 33. 73 环十五烷 Cyclopentadecane 1855 — 0. 41 —
100 33. 75 植酮 2-Pentadecanone,6,10,14-trimethyl- 1856 — 0. 18 0. 46
101 34. 31 降植烷 Pristane 1881 — 0. 32 —
102 34. 81 二苯酚基丙烷 Diphenylolpropane 1903 — 1. 19 —
·867· 精 细 化 工 FINE CHEMICALS 第 28 卷
3 结论
采用微波辅助顶空固相微萃取法提取印度草木
犀茎、叶和花 3 个部位中挥发油化学成分,结果表
明,从印度草木犀的茎、叶和花中分别鉴定出 43、44
和 71 个组分,分别占挥发油总峰面积的 89. 92%、
83. 12%和 90. 77 %,其中相对质量分数最高的是二
氢香豆素,在茎、叶和花中分别为 61. 26%、59. 99%
和 33. 52%,3 个部位中挥发油所含成分的种类和相
对质量分数存在一定的差异性。
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