全 文 ：丁香油酚的包结分离研究
朱德裕 ,吕　扬* ,郑启泰
(中国医学科学院 中国协和医科大学药物研究所 ,北京　 100050)
摘　要: 目的　应用主 -客体包结原理 ,实现丁香油中主要化学成分丁香油酚的选择分离。 方法　采用单晶 X射线
衍射分析确定主 -客体包结物结构。 结果　获得主体分子对苯二胺与客体分子丁香油酚以 1∶ 2比例形成的包结
物。 结论　通过主 -客体包结方法可从混合物中获得单一化学成分。
关键词: 包结物 ;主 /客体分子 ; X射线衍射
中图分类号: R284. 1　　　文献标识码: A　　　文章编号: 0253 2670( 2003) 07 0582 03
Isolation of eugenol from volatile oil of cloves by inclusion method
ZHU De-yu, LU
··
Yang , ZHENG Qi-tai
( Institute o f Mate ria M edica, CAM S& PUMC, Beijing 100050, China)
Abstract: Object　 To develop a new method fo r iso lation of eugeno l f rom vo latile oi l o f clov es based
on the principle o f mo lecule recogni tion betw een host and guest. Methods　 The crysta l st ructures of the
inclusion compounds w ere determined by sing le crysta l X-ray di ff raction st ructure analy sis. Results　 The
inclusion compounds of 1, 4-benzenediamine ( ho st) and eugenol ( guest ) in host∶ guest molecular ra tio of
1∶ 2 were obtained. Conclusion　 The isola tion of one chemical component from mix ture can be accom-
plished w ith inclusion method.
Key words: inclusion compounds; ho st /guest molecule; X-ray dif fraction
　　用包结法进行混合物的分离纯化是包结化学的
一个重要研究内容 [ 1, 2]。丁香为桃金娘科植物丁香
Eugenia caryophyllata Thunb. 的干燥花蕾 ,经蒸馏
获得挥发油丁香油混合物 ,其主要含有丁香油酚等
多种化学成分 [3 ]。丁香油酚具有抗菌、健胃等生物活
性 [4 ] ,本文依据主客体分子间分子识别原理 [5 ] ,采用
包结技术对丁香油中单一成分进行选择分离实验 ,
获得对苯二胺与丁香油酚选择形成的 1∶ 2包结物 ,
以期建立应用包结法选择分离挥发油混合成分的新
分离技术。
1　材料与实验
1. 1　仪器与试剂: 挥发油提取器 (北京玻璃仪器
厂 ) , LRH-150B生化培养箱 (广东医疗器械厂 ) ,单
晶 X射线衍射仪: M AC DIP-2030K X射线面探测
仪 (日本 )。
1. 2　丁香挥发油的制备:取丁香 500 g ,按照 1995
年版《中华人民共和国药典》一部附录的方法 [6 ]置入
挥发油提取装置中 ,用水蒸汽蒸馏法获得淡黄色混
合丁香挥发油 ,经无水硫酸钠干燥 ,过滤去除硫酸钠
得丁香粗提挥发油 45 mL。
1. 3　包结实验:选择主体对苯二胺分子为有机弱碱
性 ,可被质子化或与其它分子形成氢键。因此 ,对苯
二胺是一个较好的主体分子。 客体丁香油酚分子为
丁香挥发油的主要成分 ,属有机弱酸性分子 ,其酚羟
基是一个较好的氢键供体或受体基团。将 5. 0 mg
对苯二胺溶于 0. 2 mL乙醇中 ,在 20℃室温下 ,将
该溶液滴入盛有 0. 1 mL丁香挥发油瓶中 ,摇匀密
封静置于 6℃恒温箱内 , 12 h后获得包结物的淡黄
色柱状晶体。
1. 4　晶体衍射实验:用 MAC DIP-2030K面探测仪
收集衍射强度数据 , M okα辐射 ,石墨单色器 ,晶体
与 IP板距离 d= 100 mm ,管压 50 kV,管流 40 mA,
ω扫描 ,最大 2θ角为 50. 0°,扫描范围为 0～ 180°,回
摆角度为 6°,间隔为 6°,扫描速度为 1. 5°/min,每个
画面扫描 2次 ,总计摄取 30幅图象。
2　包结物晶体结构分析
·582· 中草药　 Chinese T raditional and Herbal Drug s　第 34卷第 7期 2003年 7月
收稿日期: 2002-09-03基金项目:国家自然科学基金资助项目 ( 29875035)
* 通讯作者
2. 1　晶体学参数: 包结物晶体呈淡黄色柱状 ,衍射
实验晶体大小为 0. 20 mm× 0. 30 mm× 0. 70 mm ,
属三斜晶系 ,空间群为 P-1,晶胞参数: a= 5. 069 0
( 3) , b= 9. 037 0 ( 8) , C= 14. 008 0 ( 12)• ,α=
79. 305( 4) ,β= 88. 940( 5) ,γ= 77. 365( 6)。晶胞体积
V= 615. 11( 8)• ,晶胞内分子数 Z= 2。独立衍射点
为 1 638个 ,可观察点 (|F|2≥ 8σ|F|2 )为 1 612个。
2. 2　结构分析: 在微机上用直接法解析晶体结构 ,
从 E图上直接获得 12个非氢原子 ,其余非氢原子
通过交迭使用最小二乘法和差值 Fourier去获得 ,
使用最小二乘法修正结构参数和判别原子种类 ,用
几何计算法和差值 Fourier法交迭计算获得全部氢
原子位置 ,最终确定不对称单位化学计量式为 ( C6
H8 N2 ) 0. 5· ( C10 H12O2 ) ,计算晶体密度为 1. 179 g /
cm
3
, R因子为 0. 076,对苯二胺计算相对分子质量
为 108. 14,丁香油酚计算相对分子质量为 164. 20。
3　结果与讨论
3. 1　包结分子的晶体排列规律:主体对苯二胺分子
与客体丁香油酚分子按 1∶ 2的比例形成包结物 ,在
晶体中对苯二胺分子内存在晶体学对称中心 ,故在
一个不对称单位中含有 0. 5个对苯二胺分子与 1个
丁香油酚分子。图 1所示为对苯二胺与丁香油酚形
成的包结物的分子结构图 ,图 2所示为包结物的分
子立体结构投影图 ,表 1为包结物主客体分子的非
氢原子坐标及等价温度因子值。
图 1　包结物的分子结构图
Fig. 1　Molecular structure
diagram of inclu-
sion compounds
图 2　包结物的分子立
体结构投影图
Fig. 2　Molecular struc-
ture perspective
drawing of incl-
usion compounds
　　晶态下主客体分子规则间隔层状排列 ,沿 c轴
方向主体对苯二胺的层厚度约为 3• ,客体丁香油
酚的层厚度约为 11• 。主客体分子间存在氢键联系
O1…… N1: 2. 725( 6)• ,主客体分子以氢键、范德华
力排列成沿 a、 b轴的层状隧道包结结构 ,并维系分
子在晶体内的稳定排列。图 3为对苯二胺与丁香油
酚包结物的分子晶胞堆积图。
3. 2　主客体分子的包结规律:研究结果表明 ,应用
表 1　包结物主客体分子的非氢原子坐标及等价温度因子
Table 1　No-hydrogen atomic parameters x, y, z
and Biso of host and guest molecules
原子　　 x y z Biso
O 1 　 0. 0471( 7) 　 0. 6097( 4)　　 0. 3914(4) 4. 9( 1)
O 2 0. 4558( 7) 0. 4642( 4) 0. 3030(2) 4. 9( 1)
N 1 - 0. 4354( 8) 0. 6887( 4) 0. 4784(3) 4. 1( 2)
C1 0. 0423( 10) 0. 6437( 5) 0. 2919(3) 3. 8( 2)
C2 0. 2626( 9) 0. 5665( 5) 0. 2448(3) 3. 8( 2)
C3 0. 2714( 10) 0. 5939( 6) 0. 1447(3) 4. 4( 2)
C4 0. 0622( 11) 0. 6973( 6) 0. 0893(3) 5. 0( 3)
C5 - 0. 1576( 11) 0. 7741( 6) 0. 1355(3) 4. 9( 2)
C6 - 0. 1651( 10) 0. 7474( 6) 0. 2369(3) 4. 5( 2)
C7 0. 6683( 11) 0. 3677( 6) 0. 2625(4) 5. 3( 3)
C8 0. 0802( 15) 0. 7264( 9) - 0. 0210(4) 9. 2( 4)
C9 - 0. 1531( 20) 0. 7804( 11) - 0. 0794(6) 5. 5( 5)
C10 - 0. 2196( 14) 0. 9059( 7) - 0. 1453(4) 7. 7( 4)
C11 - 0. 4750( 9) 0. 8455( 5) 0. 4907(3) 3. 6( 2)
C12 - 0. 3158( 10) 0. 8843( 5) 0. 5577(4) 4. 8( 3)
C13 - 0. 6578( 10) 0. 9615( 6) 0. 4332(3) 4. 5( 3)
图 3　包结物的分子
晶胞堆积图
Fig. 3　 Unit cells packing
diagram of inclu-
sion compounds
主客体分子包结技术 ,可
实现从复杂体系中选择分
离单一成分的目的。 主客
体分子形成包结物应具有
以下共性: ( 1)主体分子为
刚性分子骨架: 刚性分子
骨架容易形成分子有序晶
格排列而形成包结物晶
体。 ( 2)主客体分子的几何
拓扑形状和大小匹配: 主
客体分子间的几何拓扑作
用是包结物形成的一个重要因素。 若主体分子体积
较大或体积相对太小 ,均难以选择性地形成包结物。
( 3)主体分子的功能基:主体分子与客体分子若成氢
键联系 ,可稳定分子在空间的排列。主体分子常选择
的功能基有羟基、羧基、胺基、酰氨、硝基、羰基等。在
实验中应根据客体分子所含功能基性质 ,选择具有
相应功能基的主体分子。 ( 4)主体分子的对称性: 主
体分子的结构对称性也影响着包结“效率”。 在包结
晶体形成过程中 ,遵循着自由能量小原理 ,而形成密
堆积 ,主体分子的对称性直接影响着密堆积的形成。
把包结技术应用于中草药挥发油化学成分的提
取分离 ,是一条新的分离提取途径 ,避免了传统的化
学反应法对挥发油组分的破坏和分馏法、层析法等
的复杂操作 ,具有广阔的应用前景。
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·583·中草药　 Chinese T raditional and Herbal Drug s　第 34卷第 7期 2003年 7月
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天麻化学成分研究 (Ⅰ )
王　莉 ,肖红斌 ,梁鑫淼
(中国科学院大连化学物理研究所 ,辽宁 大连　 116012)
摘　要: 目的　研究天麻中的弱极性成分。方法　硅胶柱色谱结合制备薄层层析分离 ,光谱分析鉴定结构。结果　
分离并鉴定了 7个化合物。 他们分别为: 对羟苄基乙基醚 (Ⅰ )、β -谷甾醇 (Ⅱ )、棕榈酸 (Ⅲ )、 2, 2′-亚甲基 -二 ( 6-叔丁
基 -4-甲基苯酚 ) (Ⅳ )、对羟苄基甲醚 (Ⅴ )、邻苯二甲酸二甲酯 (Ⅵ )和对羟基苯甲醛 (Ⅶ )。 结论　化合物Ⅳ和Ⅵ 为天
麻中首次报道成分 ,其中 ,化合物Ⅳ为四取代苯的二聚体 ,为首次从天麻属及兰科植物中分离鉴定。
关键词: 天麻 ;棕榈酸 ;β-谷甾醇
中图分类号: R284. 1　　　文献标识码: A　　　文章编号: 0253 2670( 2003) 07 0584 02
Studies on chemical constituents ofGastrodia elata
WANG Li, XIAO Hong-bin, LIAN G Xin-miao
( Dalian Institute o f Chemica l Ph ysics, CAS, Da lian 116012, China )
Abstract: Object　 To study the low pola ri ty consti tuents of Gastrodia elata Blume. Methods　 The
consti tuents w ere iso lated by column w ith prepared TLC, and identi fied by NM R, M S spect ra. Results　
Seven compounds w ere iso la ted and identi fied. They w ere p -hydroxybenzyl ethyl ether (Ⅰ ) , β -sitosterol
(Ⅱ ) , palmitic acid (Ⅲ ) , 2, 2′-methy lenebis ( 6-tert-buty l-4-methy lphenl ) (Ⅳ ) , p-hydroxy benzy l methyl
ether (Ⅴ ) , dimethy l phthalate (Ⅵ ) , p -hydroxybenz aldeh yde (Ⅶ ) . Conclusion　 Tw o compounds w ere
isolated f rom G. elata fi rst ly, and compoundⅣ as tetra-benzol-dimer is also iso lated from the plants of
Gastrodia R. Br. and Orchidaceae fo r the fi rst time.
Key words: Gastrodia elata Blume; palmi tic acid; β -si tosterol
　　天麻为传统名贵中药 ,主治头痛眩晕、肢体麻
木、癫痫抽搐等症。文献报道其有效成分为天麻素、
对羟基苯甲醇等酚类成分 ,为进一步阐明天麻中的
其他有效成分 ,本文对天麻中的弱极性成分进行了
初步研究 ,从中分离鉴定了对羟苄基乙基醚 (Ⅰ )、β -
谷甾醇 (Ⅱ )、棕榈酸 (Ⅲ )、 2, 2′-亚甲基 -二 ( 6-叔丁
基 -4-甲基苯酚 ) [2, 2′-methy lenebis ( 6-tert-butyl-
4-methylphenl ) ] (Ⅳ )、对羟苄基甲醚 (Ⅴ )、邻苯二
甲酸二甲酯 (Ⅵ )和对羟基苯甲醛 (Ⅶ ) 7个化合物。
其中 ,化合物Ⅳ和Ⅵ 为天麻中首次报道成分 ,化合物
Ⅳ为四取代苯的二聚体 ,为首次从天麻属及兰科植
物中获得。文献报道该化合物为一种新型的 ACAT
( cho lestero l acylt ransferase)抑制剂。
1　样品、仪器及试剂
实验用天麻产于陕西汉中 ( 2000年春季采收 ) ,
由大连药检所陈代贤主任药师鉴定为兰科植物天麻
Gastrodia elata Blume。 Bruker DRX-400核磁共振
仪 ; Finnigan质谱仪 ; X-4数字显示显微熔点测定仪
(温度计未校正 )。硅胶为青岛海洋化工厂生产。
2　提取和分离
天麻 5 kg用 70%乙醇加热回流提取 ,减压浓缩
物用石油醚萃取脱脂后上大孔吸附树脂柱
·584· 中草药　 Chinese T raditional and Herbal Drug s　第 34卷第 7期 2003年 7月
收稿日期: 2002-10-26基金项目: “九七三”国家重大科研项目资助 ( G1999054406)作者简介:王莉 ( 1975- ) ,女 ,硕士。 Tel: ( 0411) 3701020　 E-mail: wlhw s@ sina. com
* 通讯作者