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GC-MS分析臭常山根、茎及叶中主要挥发性化学成分



全 文 :[收稿日期] 20100318(009)
[基金项目] 贵阳中医学院 2009 年度青年基金课题
[第一作者] 何前松,硕士,讲师,从事中药复方药效及物质基础研究,E-mail:hqs0820@ 126. com
[通讯作者] * 冯泳,硕士,教授,从事中药复方配伍研究,E-mail:fy668@ sina. com
GC-MS分析臭常山根、茎及叶中主要挥发性化学成分
何前松1,冯泳1* ,彭全材2,杨占南3
(1.贵阳中医学院,贵阳 550001;2.中国科学院海洋研究所,山东 青岛 266071;
3.贵州师范大学贵州省山地环境重点实验室,贵阳 550001)
[摘要] 目的:运用 GC-MS分析臭常山根、茎及叶的主要挥发性化学成分,并比较其成分种类的异同与含量差异。方法:
采用固相微萃取(head-space solid-phase microextraction,SPME)技术分别提取臭常山根、茎及叶的主要挥发性化学成分,用 GC-
MS对其挥发性成分进行鉴定。结果:从臭常山根、茎及叶中分离出 85 个峰,共鉴定了 83 个化合物。根的主要挥发性成分有
1-甲基-5,6-二乙烯基-1-环己烯(80. 70%)和 3-甲基-3,4-二乙烯基-1-环己烯(7. 59%),茎的主要挥发性成分有 α-蒎烯
(36. 12%)、苄基异腈(14. 46%)、苯乙基异氰(12. 57%)、甲基辛基酮(4. 59%),叶的主要挥发性成分有 2-己烯醛(21. 11%)、
Diktaminin(19. 00%)、桧烯(10. 79%)及氧化石竹烯(6. 25%)。结论:臭常山根、茎及叶所含挥发性成分差异较大,共有成分
11 个(分别占根、茎、叶挥发性成分的 93. 15%,51. 82%和 20. 33%),为进一步研究和运用臭常山根、茎及叶入药提供了参考。
[关键词] 臭常山根、茎、叶;气相色谱-质谱联用;挥发性成分;固相微萃取
[中图分类号] R284. 1 [文献标识码] B [文章编号] 1005-9903(2010)09-0083-05
Analysis of Volatile Chemical Constituents in Entire Plants of Orixa japonica
by GC-MS Spectrometry
HE Qian-song1,FENG Yong1* ,PENG Quan-cai2,YANG Zhan-nan3
(1. Guiyang College of Traditional Chinese Medicine,Guiyang 550001,China;
2. Institute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences,Qingdao 266071,China;
3. Key Laboratory for Information System of mountainous Area and protection of Ecological Environment
of Guizhou Province,Guizhou Normal University,Guiyang 550001,China)
[Abstract] Objective:To analyze and compare the volatile components which were extracted from entire
plants of Orixa japonica. Method:The volatile components were extracted from entire plants of Orixa japonica
Thunb. by the methods of SPME and the chemical components of them were identified by GC-MS. Result:Eighty-
five compounds were extracted from entire plants of Orixa japonica,eighty-three compounds were identified. The
main volatile components of root are 1-methyl-5,6-divinyl-1-cyclohexene(80. 70%)and 3-methyl-3,4-divinyl-1-cy-
clohexene (7. 59%),the main volatile components of stem are α-pinene(36. 12%),benzyl is onitrile(14. 46%),
Benzyl is ocyanide (12. 57%)and 2-decanone (4. 59%),the main volatile components of leaf are 2-Hexenal
(21. 11%),diktaminin(19. 00%),sabinen(10. 79%)and caryophyllene oxide (6. 25%). Conclusion:Contain
volatile components in the entire plants of Orixa japonica are quite different,eleven compounds were common in
both of root,stem and leaf. The results of the studies can be referenced when the entire plants of Orixa japonica need
to be further studied.
[Key words] entire plants of Orixa japonica;GC-MS;volatile chemical constituents;SPME
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中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 16,No. 9
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DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2010.09.063
臭常山 Orixa japonica Thunb.为芸香科 Rutaceae
植物,是贵州民间常用药材,其别名有臭山羊、臭苗、
大山羊、栀子黄、和常山、大骚羊等,其味苦、辛,性
凉,主治风热感冒,咳嗽喉痛,脘腹胀痛,风湿关节
痛,跌打伤痛,湿热痢疾,疟疾等[1]。在《贵州民间
方药集》、《贵阳民间药草》、《贵州草药》、《贵州民间
药物》、《天目山药用植物志》和《全国中草药汇编》
等书籍中,均记载药用部位是根,未见其他部位入药
的记载。鉴于药材资源有限,为了充分利用药材,笔
者拟研究其茎、叶等部位入药,分析其所含化学成分
的异同,为进一步研究臭常山茎、叶入药打基础。已
有研究表明臭常山根部含 α-蒎烯、α-衣兰油烯、β-石
竹烯、2-甲氨基-安息香酸甲酯、吉玛烯 D,3,4-二乙
烯基-3-甲基-环己烯等挥发性成分[2]。目前文献研
究未发现对臭常山茎及叶等部位的挥发性成分研究
报道,本实验考察了臭常山茎和叶所含挥发性成分
以及与臭常山根所含挥发性成分的异同,笔者采用
固相微萃取(SPME)臭常山根、茎及叶的挥发性成
分,并用 GC-MS分析,结合质谱 NIST 数据库检索等
技术进行分离鉴定,进行对比分析其根、茎及叶所含
挥发性成分的差异,为进一步研究和运用臭常山根、
茎及叶入药提供参考。
1 材料与方法
1. 1 药材 臭常山采自贵州省道真仡佬族苗族自
治县,经贵阳中医学院生药实验室王世清教授鉴定
为芸香科植物日本常山 O. japonica。
1. 2 仪器 气质联用仪 QP2010(日本岛津公司),
顶空固相微萃取 HS-SPME 装置(美国 Supelco 公
司);PDMS 100 μm,PDMS 75 μm,PDMS 7 μm,PA
85 μm萃取头(美国 Supelco公司);5 mL顶空瓶。
1. 3 方法
1. 3. 1 SPME 臭常山根、茎、叶中挥发性成分的萃
取:分别在 5 mL装有磁力搅拌器的顶空瓶中加入臭
常山根、茎、叶待测样品,使用 PDMS 100 μm 萃取
头,在 90 ℃的萃取温度、萃取 30 min,GC 解吸 5
min,用于 GC分析,利用气相色谱-质谱联用方法测
定臭常山根、茎和叶挥发性成分进行定性分析。
1. 3. 2 气相色谱条件 HP-5 弹性石英毛细管色谱
柱(0. 25 mm ×30 m,0. 25 μm)。升温程序初始温度
40 ℃保持 3 min,以 5 ℃·min -1至100 ℃,保持 1
min,以 3 ℃·min -1至 160 ℃,以 6 ℃·min -1至 220
℃,保持 16 min。载气氦气,流速 0. 76 mL·min -1;进
样口温度 250 ℃。
1. 3. 3 质谱条件 离子源为 EI,电离电压 70 eV,
离子源温度 230 ℃,溶剂延迟时间 2 min,质谱范围
m/z 40 ~ 400;扫描周期 0. 5 scan /s。分析结果运用
质谱数据库 NslT147 标准谱库进行检索。
1. 3. 4 定性、定量方法 质谱结果经计算机检索
(质谱数据库 NslT147)进行定性分析。利用面积归
一法计算已定性出的香气物质的相对含量。
2 结果与分析
固相微萃取(SPME)臭常山根、茎和叶的挥发性
成分,按上述测试条件进行 GC-MS 分析,得臭常山
根、茎和叶的气相色谱总离子流图。对每个色谱峰
的化合物给出特定的 MS 峰,经计算机贮存信号的
检索及质谱图进行解析,确定化合物,并用峰面积归
一化法测定各成分相对百分含量,成分鉴定结果见
表 1 ~ 3。
表 1 臭常山根的挥发性化学成分
No. tR /min 化合物 分子式 质量分数 /%
1 6. 269 prenal 3-甲基-2-丁烯醛 C5H8O 0. 03
2 6. 676 hexanal己烯醛 C6H12O 0. 06
3 12. 345 α-pinene α-蒎烯 C10H16 2. 40
4 13. 937 benzaldehyde安息香醛 C7H6O 0. 29
5 15. 219 β-myrcene β-月桂稀 C10H16 1. 21
6 16. 044
bicyclo[3. 1. 0]hex-2-ene,2-methyl-5-(1-methylethyl)-5-[1-甲乙基]-2-甲基-双环-[3,1,0]-
十六-2-烯
C10H16 0. 23
7 16. 152 3-carene 3-蒈烯 C10H16 0. 94
8 16. 973 1,3,8-p-menthatriene 1,3,8-对-薄荷三烯 C10H16 0. 09
9 17. 222 cyclohexene,1-methyl-4-(1-methylethenyl)-,(S)-苎烯 C10H16 0. 52
10 17. 285 sabenene 桧烯 C10H16 0. 20
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Vol. 16,No. 9
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续表 1
No. tR /min 化合物 分子式 质量分数 /%
11 22. 534 3-methyl-3,4-divinyl-1-cyclohexene3-甲基-3,4-二乙烯基-1-环己烯 C11H16 7. 59
12 23. 057 1-methyl-5,6-divinyl-1-cyclohexene1-甲基-5,6-二乙烯基-1-环己烯 C11H16 69. 30
13 26. 110 phosphoric acid,2,2-dichlorovinyl dimethyl ester 2,2-二氯乙烯基二甲基磷酸酯 C4H7C2O4P 0. 34
14 26. 432 benzene,(1,1-diethylpropyl)-叔丁基苯 C13H20 0. 05
15 29. 794 3,9-dodecadiyne 3,9-十二烷二炔 C12H18 0. 17
16 30. 284 1-methyl-5,6-divinyl-1-cyclohexene1-甲基-5,6-二乙烯基-1-环己烯 C11H16 11. 40
17 33. 497 (+)-cycloisosativene 环萨替文 C15H24 0. 19
18 33. 964 megastigma-3,7(E),9-triene 3,7,9-大柱三烯 C13H20 0. 44
19 35. 715
bicyclo[7. 2. 0]undec-4-ene,4,11,11-trimethyl-8-methylene-,[1R-(1R@,4Z,9S@)]-[1R-
(1R* ,4Z,9S* )]-4,11,11-三甲基-8-亚甲基-二环[7. 2. 0]4-十一烯
C15H24 0. 27
20 36. 154 germacrene D大牻牛儿烯 C15H24 0. 31
21 37. 237 α-caryophyllene α-律草烯 C15H24 0. 16
22 38. 043
naphthalene,1,2,4a,5,6,8a-hexahydro-4,7-dimethyl-1-(1-methylethyl)-1,2,4a,5,6,8a-六
氢-4,7-二甲基-1-异丙基萘
C15H24 0. 24
23 39. 031 α-amorphene α-紫穗槐烯 C15H24 1. 19
24 41. 052 hedycaryol 四甲基环癸二烯甲醇 C15H26O 0. 68
25 45. 021 (-)-cedreanol C15H26O 0. 99
26 47. 666 hexadecana十六碳烯醛 C16H32O 0. 31
27 56. 540 hexadecanoic acid棕榈酸 C16H32O 0. 40
表 2 臭常山茎的挥发性化学成分
No. tR /min 化合物 分子式 质量分数 /%
1 6. 684 hexanal己烯醛 C6H12O 0. 44
2 8. 857 ethyl 3-butenoate乙基-3-丙烯酸甲酯 C6H10O2 0. 44
3 12. 352 α-pinene α-蒎烯 C10H16 36. 12
4 13. 943 benzaldehyde安息香醛 C7H6O 2. 35
5 14. 343 sabinen桧烯 C10H16 2. 12
6 15. 225 β-myrcene β-月桂稀 C10H16 2. 02
7 16. 509 furan,2-propyl-2-丙基呋喃 C7H10O 1. 19
8 18. 136 1,3,6-octatriene,3,7-dimethyl-,(Z)-(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯 C10H16 2. 58
9 22. 902 3-methyl-3,4-divinyl-1-cyclohexene 3-甲基-3,4-二乙烯基-1-环己烯 C11H16 4. 48
10 24. 655 benzyl isonitrile苄基异腈 C8H7N 14. 46
11 24. 939 benzyl isocyanide苯乙基异氰 C8H7N 12. 57
12 33. 831 copaene可巴烯 C15H24 1. 06
13 35. 740 (Z,Z)-. alpha. -Farnesene (Z,Z)-α-金合欢烯 C15H24 1. 01
14 37. 825 3-heptenyl acetate 醋酸-3-庚烯基酯 C9H16O2 1. 55
15 38. 890 2-decanone 甲基辛基酮 C10H20O 4. 59
16 39. 035 3-hexanone,2,4-dimethyl-2,4-二甲基-3-己酮 C8H16O 0. 53
17 39. 840 α-cubebene α-荜澄茄油烯 C15H24 1. 27
18 45. 622 2-methyl-6-methylene-octa-3,7-dien-2-ol 月桂烯醇 C10H16O 0. 82
19 46. 110 isobutyryl chloride异丁酰氯 C4H7ClO 0. 62
20 47. 010 pentanal,2-methyl-甲基戊醛 C6H12O 1. 39
21 47. 686 decanal十碳醛 C10H20O 1. 60
22 55. 672 dictamnine白鲜碱 C12H9NO2 1. 58
23 56. 522 hexadecanoic acid棕榈酸 C16H32O2 3. 19
24 61. 189 phytol叶绿醇 C20H40O 2. 02
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表 3 臭常山叶的挥发性化学成分
No. tR /min 化合物 分子式 质量分数 /%
1 3. 099 crotonaldehyde 巴豆醛 C4H6O 1. 06
2 3. 581 neopentane 新戊烷 C5H12 0. 37
3 3. 827 2-ethylfuran 2-乙基呋喃 C6H8O 4. 70
4 5. 751 2-penten-1-ol 2-戊烯-1-醇 C5H10O 0. 56
5 6. 267 prenal 3-甲基-2-丁烯醛 C5H8O 0. 20
6 6. 682 hexanal 己烯醛 C6H12O 1. 66
7 8. 816 2-hexenal 2-己烯醛 C6H10O 21. 11
8 8. 927 3-hexen-1-ol 3-己烯-1-醇 C6H12O 1. 40
9 11. 490 2,4-hexadienal 2,4-己二烯醛 C6H8O 2. 63
10 13. 951 benzaldehyde 安息香醛 C7H6O 1. 21
11 14. 355 sabinen 桧烯 C10H16 10. 79
12 16. 033 ethyl 3-butenoate 3-甲基-丁稀酸甲酯 C6H10O2 0. 42
13 16. 523 2,4-heptadienal 2,4-庚二烯醛 C7H10O 0. 66
14 18. 134 benzeneacetaldehyde 苯乙醛 C8H8O 0. 93
15 21. 173 2,4,6-trimethyl-1-nonene 2,4,6-三甲基-1-壬烯 C12H24 0. 38
16 22. 913 cyclohexene,5,6-diethenyl-1-methyl-1-甲基-5,6-二乙烯基-环己烯 C11H16 1. 91
17 26. 148 2,4,6-trimethyl-1-nonene 2,4,6-三甲基-1-壬烯 C12H24 0. 42
18 33. 096 vinyl methacrylate 甲基丙烯酸乙烯酯 C6H8O2 0. 36
19 33. 956
2,6-octadien-1-ol,3,7-dimethyl-,acetate,(E)-(E)-3,7-二甲基-2,6-亚辛基-
1-醇醋酸酯
C12H20O2 2. 50
20 34. 198 α-bourbonene α-旁波烯 C15H24 0. 73
21 35. 277 benzoic acid,2-(methylamino)-,methyl ester 2-甲基氨基苯甲酸甲酯 C9H11NO2 0. 64
22 35. 749
4,11,11-trimethyl-8-methylenebicyclo[7. 2. 0]undec-4-ene 4,11,11-三甲基-8-
亚甲基-二环[7. 2. 0]4-十一烯
C15H24 4. 41
23 35. 883 benzenemethanol,. alpha.,4-dimethyl-α,4-二甲基苯甲酯 C9H12O 0. 31
24 36. 921 4-hepten-2-one,(E)-(E)-4-庚烯-2-酮 C7H12O 0. 36
25 42. 072 aromadendrene 香橙烯 C15H24 2. 36
26 42. 428 caryophyllene oxide 氧化石竹烯 C15H24O 6. 25
27 44. 524 (Z,Z)-. alpha. -farnesene (Z,Z)-α-金合欢烯 C15H24 1. 74
28 44. 666
tetracyclo[6. 3. 2. 0(2,5). 0(1,8)]tridecan-9-ol,4,4-dimethyl-4 ,4-二甲基-四
环[6 . 3 . 2. 0(2 ,5). 0(1 ,8) ]十三烷-9-醇
C15H24O 4. 62
29 46. 132 asarone 细辛醚 C12H16O3 1. 71
30 46. 581 patchulane 长叶松节烷 C15H26 2. 58
31 55. 723 diktaminin C12H9NO2 19. 00
32 56. 521 hexadecanoic acid棕榈酸 C16H32O2 2. 02
在上述实验条件下,从臭常山根、茎和叶中分离
出 85 个峰,共鉴定了 83 个化合物,共 66 种挥发性
成分,其中有 11 个是根、茎、叶的共有成分。即从臭
常山根中分离出 27 种组分,鉴定了 26 种化合物;从
臭常山茎中分离出 24 种组分,并鉴定为 24 种化合
物,从臭常山叶中分离出 32 种组分,并鉴定了 31 种
化合物。
从表 1 ~ 3 可以看出,已鉴定臭常山根、茎和叶
中共有挥发性成分 11 种(在根中占总挥发性成分含
量的 93. 15%,在 茎 中 占 51. 82%,在 叶 中 占
20. 33%)。其中根、茎、叶的共有成分 4 种,即已烯
醛(hexanal)、安息香醛(benzaldehyde)、桧烯(sabin-
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en)、棕榈酸(hexadecanoic acid);根与茎的共有成分
3 种,即 α-蒎烯(α-pinene)、β-月桂稀(β-Myrcene)、
3-甲基-3,4-二乙烯基-1-环己烯(3-methyl-3,4-divi-
nyl-1-cyclohexene);茎与叶的共有成分 3 种,即 3-甲
基-2-丁醛(Prenal)、1-甲基-5,6-二乙烯基-1-环己烯
(1-methyl-5,6-divinyl-1-cyclohexene)、4,11,11-三甲
基-8-亚甲基-二环[7. 2. 0]4-十一烯(4,11,11-trime-
thyl-8-methylenebicyclo[7. 2. 0]undec-4-ene);并在不
同时间段从叶中分离出 1 种相同成分,即 2,4,6-三
甲基-1-壬烯(2,4,6-trimethyl-1-nonene)。
从表 1 中可以看出,臭常山根的挥发性成分中
主要含萜烯类,共 16 种化合物,占根中总挥发性成
分含量的 96. 25%,其中含量较高的有 1-甲基-5,6-
二乙烯基-1-环己烯(80. 70%)和 3-甲基-3,4-二乙烯
基-1-环己烯(7. 59%),占根中总挥发油含量的
88. 29%。从表 2 可知,臭常山茎的挥发性成分中主
要含萜烯类 7 种(占 46. 318%),还含有醛、酯、异
氰、酮等(占 53. 68%),其中含量较高成分主要有 α-
蒎烯(36. 12%)、苄基异腈(14. 46%)、苯乙基异氰
(12. 57%)、甲基辛基酮(4. 59%)、3-甲基-3,4-二乙
烯基-1-甲醇乙酸酯(4. 48%),占茎中总挥发油含量
的 72. 22%。从表 3 可以看出,臭常山叶的挥发性成
分中主要含醛类 8 种(占 40. 25%)、萜烯类 8 种(占
28. 99%),还有酯类、呋喃类、酮类和酸类等,其中含
量较高的成分有 2-己烯醛(21. 11%)、Diktaminin
(19. 00%)、桧烯(10. 79%)及氧化石竹烯(6. 25%)
等,占叶中总挥发油含量的 57. 15%。
3 讨论
采用 SPME法提取的臭常山根、茎和叶的挥发
性成分,经气相色谱-质谱联用方法分离出 85 个峰,
经计算机贮存信号的检索及质谱图进行解析,共鉴
定了 83 个化合物,共 66 种挥发性成分,其中有 11
个是根、茎、叶的共有成分。从提取方法来看,本实
验样品预处理采用顶空固相微萃取(SPME)技术,有
研究报道 SPME技术特别适合于微量挥发性成分的
富集,与传统样品预处理方法相比,具有高效(快速、
简便)、无需溶剂等优点[3],用于提取的臭常山根、
茎和叶的挥发性成分选择性高、重现性好。从上述
实验结果分析,臭常山根、茎和叶的挥发性成分比较
集中,但根、茎和叶所含挥发性成分差异较大,根、茎
中主要含萜烯类化合物(分别占根、茎总挥发性成分
的 96. 25%和 46. 318%),叶中主要醛类成分(占叶
总挥发性成分的 40. 25%),其中共有成分 11 个(分
别占根、茎、叶挥发性成分的 93. 15%,51. 82% 和
20. 33%)。由此可见,臭常山根、茎叶的挥发性成分
多数不同,共有成分较少,主要成分含量较高,这可
为我们为进一步研究和运用臭常山根、茎和叶入药
提供参考。
[参考文献]
[1] 国家中医药管理局 . 中华本草[M]. 4 卷.上海:上海
科学技术出版社,1999:3774.
[2] 赵超,程力,周欣,等. 固相微萃取 /气相色谱 /质谱法
分析日本常山挥发性化学成分[J].精细化工,2009,26
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[3] 李颖,李宗.顶空固相微萃取技术及其在中药分析领域
的应用[J].中国实验方剂学杂志,2008,14(7):76.
[责任编辑 邹晓翠]
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2010 年 8 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 16,No. 9
Aug.,2010