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超临界CO_2萃取藿香蓟精油的化学成分研究



全 文 :[收稿日期] 20120210(014)
[基金项目] 广西研究生教育创新计划项目(105931001020)
[第一作者] 郭占京,讲师,博士,从事天然药物化学成分与活
性研究,E-mail:youjihuahewu@ 126. com
[通讯作者] * 黄宏妙,讲师,从事中草药有效成分分析及活性
改造研究,E-mail:hhmgoodluck@ 163. com
超临界 CO2 萃取藿香蓟精油的化学成分研究
郭占京1,2,黄宏妙2* ,刘雄民1,朱小勇2,黎泽英2
(1. 广西大学化学化工学院,南宁 530004;2. 广西中医学院药学院,南宁 530001)
[摘要] 目的:研究超临界 CO2 萃取法(SFE)提取藿香蓟精油的化学成分及含量。方法:采用超临界 CO2 萃取法(SFE)
提取藿香蓟精油,用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析其成分,并用峰面积归一法计算各组分相对百分含量。结果:鉴定
了 60 个成分,占总组分的 95. 96%,主要成分有对甲氧基肉桂酸乙酯(12. 78%)、桉叶油素(11. 59%)、α-蒎烯(8. 52%)、樟脑
(5. 03%)、3-(1-甲醛基-3,4-亚甲二氧基)苯甲酸甲酯) (4. 24%) ,马鞭烯酮(3. 52%) ,β-石竹烯(3. 33%) ,龙脑(3. 14%)等,
与水蒸气蒸馏法(SD)提取的挥发油成分有非常明显的差别。结论:该研究可为藿香蓟的综合开发利用提供科学依据。
[关键词] 藿香蓟;精油;超临界 CO2 流体萃取;气相色谱-质谱
[中图分类号] R284. 1 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2012)12-0120-04
Chemical Constituents of Essential Oil from Aqeratum conyzoides
by Supercritical CO2Fluid Extraction
GUO Zhan-jing1,2,HUANG Hong-miao2* ,LIU Xiong-min1,ZHU Xiao-yong2,LI Ze-ying2
(1. Chemistry and Chemical Engineering College of Guangxi University,Nanning 530004,China;
2. Pharmacy College of Guangxi Traditional Chinese Medical University,Nanning 530001,China)
[Abstract] Objective: To analyze the main chemical components of essential oil from Aqeratum
conyzoides by supercritical CO2 fluid extraction (SFE). Method:The essential Oil from A. conyzoides was
extracted by SFE,and the chemical components was analyzed by gas chromatography and mass spectrometry (GC-
MS) ,then the relative content of each component was determined by area normalization. Result: Sixty
components,95. 96% of the total oils had been identified,and the main components were 3- (4-methoxyphenyl) -
2-propenoic acid ethyl ester (12. 78%) ,eucalyptol (11. 59%) ,1R-α-pinene (8. 52%) ,(+) -2-bornanone
(5. 03%) ,3- (1-formyl-3, 4-methylenedioxy ) methyl benzoate (4. 24%) ,L-verbenone (3. 52%) ,
caryophyllene (3. 33%) ,L-borneol (3. 14%). The main components were extremely different from the essential
oil extracted by team distillation (SD). Conclusion:The present experiments provided a scientific basis for the
integrated utilization of A. conyzoides.
[Key words] Aqeratum conyzoides;essential oil;supercritical CO2 fluid extraction;GC-MS
藿香蓟(Ageratum conyzoides L.) ,别名胜红蓟,
菊科藿香蓟属一年生草本植物。原产中南美洲,人
工引种至我国,现广泛分布于长江以南各省区[1]。
藿香蓟具有抗炎杀菌、清热解毒、止血、镇痛的功效,
为世界各国传统民间药用植物[2-3],在我国南方民
间用其治疗感冒发烧、咽喉肿痛、痈疽疮疖、外伤出
血等症[4]。现代药理学研究表明,藿香蓟挥发油在
抗炎、抑菌、解热、止痛等方面具有很高的生物活
性[5-6],但是其药效活性成分尚不明确。为揭示其
药效成分,应对其挥发油化学成分进行分析。目前
已有文献对水蒸气蒸馏法(SD 法)提取的藿香蓟挥
发油化学成分进行了报道[7-8],但是对于用超临界
CO2 流体萃取法(SFE 法)提取藿香蓟挥发油未见报
·021·
第 18 卷第 12 期
2012 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 18,No. 12
Jun.,2012
DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2012.12.042
道。本研究采用临界 CO2 流体萃取法(SFE 法)提
取藿香蓟挥发油并对其化学成分进行分析,并将其
与水蒸气蒸馏法提取的藿香蓟挥发油化学成分进行
比较。
1 材料
Agilent6890 /5973N 型气相质谱联用仪(美国安
捷伦公司) ,HL-(5 + 1)/50Mpa-ⅡAQ 型超临界流体
(CO2)萃取装置(杭州华黎泵业有限公司) ,LG16-W
型高速微量离心机(北京医用离心机厂) ,FW177 型
中草药粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司) ,
BS224S 型电子分析天平(北京赛多利斯)。
藿香蓟采自广西南宁乡村大世界,经广西中医
学院梁子宁副教授鉴定为菊科藿香蓟属藿香蓟
Aqeratum conyzoides L.,阴干后粉碎备用。无水乙
醚、无水硫酸钠(均为分析纯)。
2 方法
2. 1 样品制备
2. 1. 1 藿香蓟挥发油的提取 采用超临界 CO2 萃
取藿香蓟挥发油。每次取过 10 目标准筛粗粉 100 g
装入萃取釜,调节萃取釜温度达 50 ℃,分离釜Ⅰ和
Ⅱ的温度分别为 43 ℃和 36 ℃;接着加压至萃取压
力为 25 MPa,萃取时间 3 h,减压去除 CO2 后收集萃
取物,得淡黄色精油,精油经无水乙醚溶解稀释后供
GC-MS 分析用。
2. 2 分析条件
2. 2. 1 气相色谱条件 色谱柱为 HP-5MS 毛细管柱
(30 m × 250 μm,0. 25 μm) ,载气为高纯氦气,流速
0. 8 mL·min - 1,进样量 0. 2 μL,分流比 50 ∶ 1,程序升
温[70 ℃ (3 min)
10 ℃·min
→
- 1
120 ℃ (5 min)
2 ℃·min
→
- 1
160 ℃ (2 min)
10 ℃·min
→
- 1
210 ℃ (2
min) ]。
2. 2. 2 质谱条件 离子源 EI 源,离子源温度 230
℃,电子能量 70 eV,倍增器电压1 294 V,接口温度
280 ℃;质量扫描范围 50 ~ 550 amu;扫描间歇 2. 94
次 / s。
3 结果
样品按上述测定条件进行 GC-MS 分析鉴定,所
得色谱和质谱信息经计算机数据处理系统对
NIST98 /NIST02 /WILEY275 标准谱图库进行检索和
人工检索、对照和解析,确认各化合物,并用峰面积归
一化法确定各成分的质量分数。SFE 法提取藿香蓟
挥发油总离子流图见图 1,化学成分鉴定结果见表 1。
图 1 SFE 法提取藿香蓟挥发油总离子图
表 1 SFE 法提取藿香蓟挥发油组分表
No.
t
/min
中文名称 英文名称 分子式
相对分子
质量
相对含量
/%
1 5. 180 α-蒎烯 1R-α-pinene C10 H16 136 8. 52
2 5. 568 莰烯 camphene C10 H16 136 2. 40
3 6. 414 β-蒎烯 β-pinene C10 H16 136 0. 91
4 6. 918 β-月桂烯 β-myrcene C10 H16 136 0. 44
5 7. 356 α-水芹烯 α-phellandrene C10 H16 136 1. 55
6 8. 111 邻伞花烃 o-cymene C10 H14 134 0. 93
7 8. 423 桉叶油素 eucalyptol C10 H18 O 154 11. 59
8 9. 432 γ-松油烯 γ-terpinene C10 H16 136 0. 73
9 9. 728 β-松油烯 β-terpinene C10 H16 136 0. 25
10 10. 224 异松油烯 p-mentha-1,4(8)-diene C10 H16 136 0. 25
11 10. 504 反-1-甲 基-4-异 丙 基-2-环 己
烯-1-醇
trans-1-methyl-4-(1-methylethyl)-2-
cyclohexen-1-ol
C10 H18 O 154 0. 19
12 10. 570 沉香醇 β-linalool C10 H18 O 154 0. 25
13 11. 667 樟脑 (+)-2-bornanone C10 H16 O 152 5. 04
·121·
郭占京,等:超临界 CO2 萃取藿香蓟精油的化学成分研究
续表
No.
t
/min
中文名称 英文名称 分子式
相对分子
质量
相对含量
/%
14 11. 846 胡薄荷酮 p-menthone C10 H18 O 154 0. 63
15 12. 050 L-薄荷酮 (1R)-trans-p-menthan-3-one C10 H18 O 154 0. 18
16 12. 138 龙脑 l-borneol C10 H18 O 154 3. 14
17 12. 313 (-)萜品烯-4-醇 (-)-terpinen-4-ol C10 H18 O 154 0. 75
18 12. 563 α-松油醇 p-menth-1-en-8-ol C10 H18 O 154 1. 61
19 12. 863 马鞭烯酮 L-verbenone C10 H14 O 150 3. 52
20 13. 539 5-甲基-2-异丙基-3-环己烯-1-酮 2-isopropyl-5-methyl-3-Cyclohexen-1-one C10 H14 O 150 0. 25
21 14. 051 乙酸异龙脑酯 bornyl acetate C12 H20 O2 196 2. 18
22 14. 356 2,3,4,6-四甲基苯酚 2,3,4,6-tetramethyl-phenol C10 H14 O 150 2. 18
23 15. 027 丁香酚 eugenol C10 H12 O2 164 2. 18
24 15. 198 1,2,4-三甲氧基苯 1,2,4-trimethoxybenzene C9 H12 O3 168 2. 18
25 15. 273 胡椒烯〔古巴烯〕 copaene C15 H24 204 2. 18
26 15. 498 (-)-β-榄香烯 (-)-β-Elemene C15 H24 204 0. 29
27 15. 965 β-石竹烯 caryophyllene C15 H24 204 3. 33
28 16. 294 香豆素 coumarin C9 H6 O2 146 1. 13
29 16. 532 α-石竹烯 α-caryophyllene C15 H24 204 2. 88
30 16. 678 肉桂酸乙酯 ethyl cinnamate C11 H12 O2 176 1. 10
31 17. 028 β-橄榄烯 β-maaliene C15 H24 204 0. 22
32 17. 091 4(14) ,11-桉叶二烯 eudesma-4(14) ,11-diene C15 H24 204 0. 28
33 17. 174 十五烷 pentadecane C15 H32 212 1. 63
34 17. 236 α-芹子烯 α-selinene C15 H24 204 0. 40
35 17. 674 (+)-δ-荜澄茄烯 (+)-δ-cadinene C15 H24 204 0. 39
36 18. 262 苦橙油醇 nerolidol C15 H26 O 222 0. 22
37 18. 596 (-)-匙叶桉油烯醇 (-)-spathulenol C15 H24 O 220 0. 18
38 18. 687 (+)-喇叭烯 (+)-ledene C15 H24 204 0. 62
39 18. 737 十六烷 hexadecane C16 H34 226 0. 19
40 18. 825 (+)-喇叭茶醇 (+)-ledol C15 H26 O 222 0. 21
41 19. 071 女贞醛 2,4-dimethyl-3-cyclohexen-1-carboxaldehyde C9 H14 O 138 0. 27
42 19. 133 顺-β-细辛脑 cis-β-asarone C12 H16 O3 208 0. 21
43 19. 575 4-(3-羟基-2-甲氧苯基)丁基-
2-酮
4-(3-hydroxy-2-methoxyphenyl)-butan-
2-one
C11 H14 O3 196 0. 25
44 19. 709 早熟素Ⅱ precocene II C13 H16 O3 220 1. 77
45 19. 971 反式-α-细辛脑 trans-α-asarone C12 H16 O3 208 1. 10
46 20. 146 十七烷 heptadecane C17 H36 240 0. 33
47 20. 263 杜娟酮 germacron C15 H22 O 218 0. 42
48 21. 068 对甲氧基肉桂酸乙酯 3-(4-methoxyphenyl)-2-propenoic acid
ethyl ester
C12 H14 O3 206 12. 78
49 21. 401 十八烷 octadecane C18 H38 254 0. 33
50 21. 952 十二烯基丁二酸酐 2-dodecen-1-yl(-)succinic anhydride C16 H26 O3 266 0. 22
51 23. 348 正十六烷酸 n-hexadecanoic acid C16 H32 O2 256 1. 76
·221·
第 18 卷第 12 期
2012 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 18,No. 12
Jun.,2012
续表
No.
t
/min
中文名称 英文名称 分子式
相对分子
质量
相对含量
/%
52 23. 557 十六酸乙酯 ethyl palmitate C18 H36 O2 284 0. 58
53 23. 598 二十烷 eicosane C20 H42 282 0. 32
54 24. 349 二十五烷 pentacosane C25 H52 352 0. 80
55 24. 382 脱氢松香烷 dehydroabietane C20 H30 270 0. 51
56 24. 911 叶绿醇 phytol C20 H40 O 296 0. 69
57 25. 253 3-(1-甲醛基-3,4-亚甲二氧
基)苯甲酸甲酯
3-(1-formyl-3,4-methylenedioxy)
methyl benzoate
C16 H12 O5 284 4. 24
58 25. 345 (R)-(-)-14-甲 基-8-十 六 碳
炔-1-醇
(R)-(-)-14-methyl-8-hexadecyn-1-ol C17 H32 O 252 0. 77
59 25. 416 2-羟基环十五酮 2-hydroxy-cyclopentadecanone C15 H28 O2 240 0. 55
60 25. 541 (Z,Z)-9,12-十八烷二烯酸乙酯 linoleic acid ethyl ester C20 H36 O2 308 0. 77
4 讨论
从图 1 和表 1 可见,从 SFE 法提取的藿香蓟挥
发油中共分离出 78 个离子峰,鉴定了其中 60 个化
合物,已鉴定化合物占总组分的 95. 96%。含量较
高的组分有对甲氧基肉桂酸乙酯(12. 78%)、桉叶
油素(11. 59%)、α-蒎烯(8. 52%)、樟脑(5. 03%)、
3-(1-甲 醛 基-3,4-亚 甲 二 氧 基)苯 甲 酸 甲 酯)
(4. 24%) ,马 鞭 烯 酮 (3. 52%) ,β-石 竹 烯
(3. 33%) ,龙脑(3. 14%)等。
结果分析表明,藿香蓟的化学成分以萜烯及其
含氧衍生物为主,萜类化合物具有止血、抗炎、止痛、
消肿、健胃、清热解毒等多种功效,其中的桉叶油素,
蒎烯、樟脑、龙脑等的药理作用早已得到证实[9],这
些功效与藿香蓟的民间传统药用疗效一致,可为寻
找藿香蓟药效活性成分提供一定的科学依据。
与水蒸气蒸馏法(SD)提取的藿香蓟挥发油化
学成分比较[7]可知,SEF 法得到的化学成分比 SD
法得到的多出了 38 个成分,而且主要成分及含量均
存在非常明显的差异(SD 法提取的挥发油中含量
较高的有:早熟素Ⅱ(40. 30%)、石竹烯(22. 80%)、
α-毕澄茄油(9. 48%)、倍半水芹烯(7. 75)、早熟素
Ⅰ(7. 23%)、金合欢烯(2. 40%)等。原因是 SD 法
经过长时间的高温回流会使挥发油中热敏性物质分
解,使得挥发油化学成分减少;而 SEF 法提取温度
低、时间短、选择性强,不破坏有效成分的活性,并能
将一些高沸点、脂溶性成分一并提取出来,从而使其
提取率大大提高,特别适合挥发油等热敏性物质的
提取。
[参考文献]
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[责任编辑 顾雪竹]
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郭占京,等:超临界 CO2 萃取藿香蓟精油的化学成分研究