侧柏和千头柏挥发油化学成分分析

雷华平，张 辉，叶掌文

(湘南学院 药学院，湖南 郴州423000)



侧柏和千头柏挥发油化学成分分析

雷华平，张 辉，叶掌文

(湘南学院 药学院，湖南 郴州423000)

比较研究同一地点的侧柏和千头柏挥发油化学成分的异同。采用水蒸气蒸馏法提取挥发油；气相色谱-质谱联用技术结合Kovats保留指数比较法鉴定挥发油化学成分。结果表明，这种方法与单纯质谱匹配度的方法相比,大大提高了挥发油化学成分鉴定的准确性。侧柏和千头柏叶挥发油的主要成分都是α-蒎烯、3-蒈烯和雪松醇，两者的挥发油化学成分具有较高的相似性。

侧柏；千头柏；挥发油；保留指数

侧柏[Platycladusorientalis(L.) Franco]为柏科侧柏属常绿乔木，别称黄柏、香柏、扁柏、扁桧、香树和香柯树等，分布几遍全国，朝鲜和伊朗也有分布。侧柏叶和柏子仁为我国传统中药，现收载于《中华人民共和国药典》中。侧柏叶有凉血止血，化痰止咳，生发乌发的功效。柏子仁为滋补强壮药，具有养心安神，润肠通便，止汗之功效。千头柏(P.orientaliscv.sieboldii)为侧柏的栽培变种。近年来，一些学者对侧柏挥发油做了一些研究工作, 研究发现不同产地侧柏叶挥发油成分存在差异。其中陈友地等[1]报道徐州产侧柏叶挥发油的主要成分为α-蒎烯(40.2%)、3-蒈烯(13.2%)和雪松醇(9.3%)。广州产侧柏叶挥发油的主要成分为α-蒎烯(15.0%)、3-蒈烯(12.2%) 、雪松醇(10.6%)和石竹烯(4.8%)[2]。丁洪美[3]报道北京侧柏叶挥发油主要成分是α-蒎烯(20.2%)、3-蒈烯(15.8%) 、柠檬烯(9.6%)和雪松醇(7.5%)。而新疆产侧柏叶挥发油主要成分为α-侧柏烯(17.2%)、α-蒎烯(8.4%)和3-蒈烯(7.1%)[4]。但有关千头柏挥发油的研究未见报道。本研究通过水蒸气蒸馏法提取侧柏叶和千头柏叶的挥发油，采用GC-MS并结合保留指数对比法分离鉴定其化学成分，并利用GC和峰面积归一化法确定各组分的相对百分含量，来比较同一地点的侧柏和千头柏的挥发油成分的异同，为侧柏属植物资源的综合开发利用提供科学依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

侧柏和千头柏于2013年10月采自湖南省张家界市永定区，由吉首大学城乡资源与规划学院廖博儒副教授鉴定。

气相色谱质谱联用仪(6890GC-5973NMS，Agilent公司，美国)；气相色谱仪(CP-3800，Varian公司，美国)；C7～C30正构烷烃(Sigma公司，美国)；乙醚、无水硫酸钠为国产分析纯试剂。

1.2实验方法

1.2.1挥发油提取

取阴干粉碎的100 g样品置烧瓶中，加水500 mL，连接挥发油测定器与回流冷凝管，置电热套中加热至沸，并保持微沸约5 h，收集挥发油。挥发油经无水硫酸钠脱水，离心除去无水硫酸钠，得有特殊香味的淡黄色油状液体，侧柏叶和千头柏叶得油率分别为0.29%和0.25%，冷藏备用。

1.2.2GC分析

色谱柱：DB-5石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，固定相：5%苯基95%聚二甲基硅氧烷；进样口温度：250℃，检测器温度：300 ℃；载气：氮气，载气流量：2.0 mL/min；进样量：1.00μL，分流比30∶1；FID检测器；程序升温：初温50 ℃，5 ℃/min升温至140 ℃，1℃/min升温至155 ℃，再以10 ℃/min升温至280 ℃。挥发油组分的相对含量通过FID检测器的峰面积归一化法计算得到，所有相对响应因子假设为1。

1.2.3GC-MS分析

色谱柱：DB-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25μm)，固定相：5%苯基95%聚二甲基硅氧烷；高纯氦气为载气，流速：每分钟1.0 mL。气化室和离子源温度分别为250 ℃和230 ℃。质谱为EI模式，质量扫描范围：50～500 amu。离子源能量70 eV。溶剂延迟4 min。其它操作条件同GC分析。

1.2.4 化合物鉴定

保留指数RI测定：系列正烷烃用正己烷混合溶解,与上述GC-MS和GC条件一样进样分离,记录C7～C30各正烷烃保留时间。用线性升温公式计算各成分的保留指数RI[5]：

RI=100n+100(tx-tn)/(tn+1-tn)

其中tx、tn和tn +1分别为被分析的组分和碳原子数处于n和n+1之间的正烷烃(tn

挥发油成分的质谱与NIST02质谱数据库的质谱数据比较，两者相似度为90%以上，且它们相对于C7～C30正构烷烃的保留指数与文献值[6]一致者，判定为同一成分。

2　结果与分析

按照上述色谱和质谱条件对侧柏叶和千头柏叶挥发油进行分析,它们各自的总离子流图见图1和图2。通过质谱图检索和保留指数计算,分别鉴定出65和69种化合物,并用GC峰面积归一化法计算出各成分的相对百分含量,结果见表1。

图1　侧柏叶挥发油GC-MS分析总离子流图

图2　千头柏叶挥发油GC-MS分析总离子流图

(续表1)

(续表1)

保留时间(min)中文名英文名分子式保留指数相对含量/%计算值RIa文献值RIblit侧柏A千头柏B27.74表雪松醇EpicedrolC15H26O161816110.070.1428.24γ-桉叶(油)醇γ-EudesmolC15H26O162716300.450.3928.73t-毕橙茄醇t-CadinolC15H26O163516400.220.1329.43α-毕橙茄醇α-Cadinol C15H26O164816530.700.9734.93乙酸柏木酯CedrylacetateC17H28O21765—0.0336.16EthyltetradecanoateC16H32O2179517930.070.0339.89迈诺氧化物ManoyloxideC20H34O19921989—0.0240.71阿松香三烯AbietatrieneC20H30205620540.060.2543.50反式陶塔酚trans-TotarolC20H30O231723030.330.4443.64反式铁锈醇trans-FerruginolC20H30O233223250.030.04合计(%)95.6595.56单萜烃类79.3770.98氧化单萜类1.41.31倍半萜烃类7.088.81氧化倍半萜类7.3813.68二萜烃类0.060.25氧化二萜类0.360.5其它—0.03

注：aRI is the retention index calculated from retention times relative to a series of n-alkanes.bRIlitis the retention index from reference data (Adams, 2001). A isP.orientalis. BisP.orientaliscv.sieboldu.

由表1可知，侧柏叶和千头柏叶挥发油成分主要是单萜烷烃类，分别占79.37%和70.98%，其次是倍半萜烷烃类和氧化倍半萜类。侧柏叶挥发油主要成分是α-蒎烯(37.97%)、3-蒈烯(29.42%)和雪松醇(5.09%)，千头柏叶挥发油主要成分也是α-蒎烯(43.13%)、3-蒈烯(17.93%)和雪松醇(10.68%)。这三种成分占挥发油总量的70%以上。而且许多成分在侧柏和千头柏中都存在。两者的挥发油化学成分具有较高的相似性。但同时两者的挥发油化学成分也存在一些差异。表现为成分的含量变化，以及少数成分只存在侧柏或千头柏中。侧柏叶挥发油成分与文献报道基本一致，主要为α-蒎烯、3-蒈烯和雪松醇[1-3,7]。

3　讨　论

作者曾对我国16个产地侧柏叶挥发油进行了分析, 发现16个不同产地侧柏叶挥发油主要成分基本一致，为α-蒎烯、雪松醇、3-蒈烯、丁香烯和α-丁香烯;但不同产地侧柏叶挥发油化学成分存在差异,采用聚类分析和主成分分析,发现16个不同产地侧柏叶挥发油化学成分存在四种化学型，分别为α-蒎烯型、α-蒎烯/3-蒈烯型、雪松醇型和雪松醇/乙酸松油醇酯型[7]。本实验结果显示张家界的侧柏和千头柏叶挥发油成分应为α-蒎烯/3-蒈烯型, 其以高含量的α-蒎烯和3-蒈烯为特征。

挥发油组分非常复杂，每种挥发油含有几十甚至上百种成分，无法采用对照品逐个对组分进行对比鉴定。不同气质联用仪器的性能和色谱柱的柱效存在一定的差异，会对质谱产生许多干扰。因此，单纯用质谱检索高匹配度化学结构来确定相应峰的组分存在很大的不确定性。本研究将色谱峰的质谱匹配度和保留指数匹配度相结合，大大提高了挥发油组分鉴定结果的准确性，尤其在同组分立体异构体之间的鉴别方面具有很大优越性。

[1]陈友地，李淑秀，杨伦，等. 侧柏不同部分精油化学成分的比较研究[J]. 林产化学与工业，1984，1(1)：1-11.

[2]魏刚，王淑英. 侧柏叶挥发油化学成分气质联用分析[J]. 时珍国医国药，2001，12(1)：18-19.

[3]丁洪美，马骥. 四种柏树叶精油成分的比较研究与分类[J]. 植物学通报，1989，6(1)：43-47.

[4]李鹏，王鲁石，唐辉. 新疆地产侧柏叶挥发油成分的气相色谱-质谱联用[J]. 时珍国医国药，2006，17(6)：951.

[5]ISIDOROV V A, KRAJEWSKA U, VINOGOROVA V T, et al. Gas chromatographic analysis of essential oil from buds of different birch species with preliminary partition of components[J]. Biochemical Systematics and Ecology，2004，32(1)：1-13.

[6]ADAMS R P. Identification of essential oil components by gas chromatography /quadrupole mass spectrometry [M]. Allured Publishing Corporation, Carol Stream, Illinois, USA, 2001.

[7]LEI Huaping, WANG Yonggang, LIANG Fengyin, et al. Composition and variability of essential oils ofPlatycladusorientalisgrowing in China [J]. Biochemical Systematics and Ecology, 2010, 38 (5): 1000-1006.

Chemical Constituents of Essential Oil fromPlatycladusorientalisandP.orientaliscv.sieboldii

LeiHuaping,ZhangHui,YeZhangwen

(School of Pharmaceutical Sciences, Xiangnan University, Chenzhou 423000, China)

To compare the differences and similarities of the essential oils from leaves ofPlatycladusorientalisandP.orientaliscv.sieboldiigrowing in the same site. The essential oils were extracted by hydrodistillation, and analyzed with a GC-MS method combined with the Kovats retention indices. This method was more accurate than that based on matching of sample spectra with reference spectra for component identification. The main components of the essential oils fromP.orientalisandP.orientaliscv.sieboldiiboth were α-Pinene, 3-Carene and cedrol. The essential oils composition ofP.orientalisandP.orientaliscv.sieboldiiwere very similar to each other.

Platycladusorientalis;Platycladusorientaliscv.sieboldii; essential oil; retention index

10.3969/j.issn.1006-9690.2016.04.007

2016-01-12

湖南省自然科学基金(2015JJ3111)；湖南省重点建设学科资金资助(湘教发[2011] 76号)。

雷华平(1979—)，男，博士，副教授，主要从事药用植物化学成分研究。E-mail: audenlei@163.com

Q946.8

A

1006-9690(2016)04-0026-04