湘朴和川朴挥发油成分分析

湘朴和川朴挥发油成分分析

中药的提取过程非常复杂，其中许多化合物是其主要的活性成分。厚朴是一味具有广泛药效作用的中药,始载于《神农本草经》,其后历代本草与《中国药典》均有记载。厚朴为木兰科木兰属植物厚朴MagnoliaofficinalsRehd.etWils.或凹叶厚朴MagnoliaofficinalsRehd.etWils.var.bilobaRehd.etWils.的干燥树皮(干皮、根皮及枝皮)。性温,味苦、辛,具燥湿消痰、下气除满之功效,用于湿滞伤中、脱痞吐泻、食积气滞、腹胀便秘、痰饮喘咳。化学成分为木脂素类成分、挥发油和生物碱类。挥发油是其主要药效成分之一,具有镇静、驱风健胃等药理作用。已有的关于厚朴挥发油成分的分析多是采用GC-MS,较少结合程序升温保留指数进行定性分析。中药所含化学成分是植物的次生代谢物,其中存在许多结构相似的化合物。在GC-MS分析中,对于那些质谱十分相似的化合物来说,直接在质谱库中进行质谱搜索和比对,是难以获得准确定性分析结果的,但是它们在色谱上的保留时间不同,因而具有不同的保留指数,因此,可将质谱和保留指数相结合,提高定性分析的可靠性。本文采用GC-MS结合程序升温保留指数首次对湘朴和川朴药材的挥发油成分进行分析,以期为该药材的质量评价、植物药资源的利用及药理药效研究提供基础数据。1实验部分1.1日生长量测定正烷烃标准溶液(C8~C20,No.04070;C21~C40,No.04071);正己烷、无水硫酸钠均为分析纯;二次蒸馏水;湘朴,采自湖南省道县,系凹叶厚朴的干燥干皮、枝皮和根皮的混合物;川朴,购于安国润生药材有限公司,二者经中南大学刘向前教授鉴定。Shimadzu2010A型气相色谱-QP2010型质谱联用仪(GC-MS),岛津质谱工作站,NIST05质谱库;挥发油提取器;D1810C自动双重纯水蒸馏器。1.2挥发油的提取药材事先置于45℃烘箱中烘4h,切成块,粉碎。称取湘朴和川朴药材各50g,分别置于1000mL圆底烧瓶中,加入500mL蒸馏水,浸泡2h,按中华人民共和国药典挥发油测定法提取5h。正己烷作溶剂,收集挥发油。样品用无水硫酸钠干燥后移取到样品瓶中,密封,保存于4℃冰箱,备用。1.3仪器和检测条件色谱柱DB-5(30m×0.25mm×0.25μm);载气为氦气,流速为1.0mL/min;进样口温度250℃;进样量为1μL,分流比为10∶1;程序升温,初始温度50℃,保持2min,然后以4℃/min升温到240℃,保持2min。质谱条件为电子轰击(EI)离子源,电子能量70eV;离子源温度为200℃;检测电压为0.8kV;全扫描模式,扫描范围为35~500amu;扫描速率为0.2amu/s;溶剂切除时间为2.5min。1.4数据分析数据分析在ThinkPadR400电脑上进行,所分辨的质谱在NIST05标准质谱库中检索。程序升温保留指数的计算参照文献。2结果与讨论2.1定性定量测定结果中药挥发油是一个十分复杂的体系,厚朴挥发油成分亦是如此。本文采用标准NIST05质谱库对各组分进行质谱定性检索(质谱相似度大于90%,认为定性结果比较可靠),然后计算各色谱峰的程序升温保留指数,并将之与文献值比较(实验值与文献值的差在40以内,视为准确),获得定性结果。在湘朴的挥发油总离子流图中(见图1),保留时间为23.296min的色谱峰,在NIST05质谱库中检索为2,6,10,15-tetramethyl-Heptadecane,质谱相似度为94%,相似程度较高。计算该色谱峰的程序升温保留指数,结果为1373,进一步查阅该化合物的保留指数,文献值为1914,实验值和文献值相差577,视为定性不可靠,舍弃。在川朴的挥发油总离子流图中(见图2),保留时间为40.063min的色谱峰,在NIST05质谱库中检索时,相似度为95%的化合物有3个,它们分别为棕榈酸乙酯、十五酸甲酯和十九酸甲酯,文献查阅此3种化合物的程序升温保留指数分别为1980,1896和2210,实验值为1978,显然,较为可靠的定性结果为棕榈酸乙酯。文中色谱峰的定性都与上述色谱峰的定性分析类似,所得结果见表1,共定性出111种化合物。2.2挥发性物质检测通过GC-MS化学工作站数据处理系统,按峰面积归一法,确定各组分在挥发性物质中相对含量,结果见表1(所有物质按照保留指数增大的顺序,即色谱峰流出顺序列入该表)。湘朴与川朴挥发油的定性组分含量分别占总含量的87.94%和92.72%。2.3比较充分考虑根系浓度2.3.1挥发油成分分布由表1可知,湘朴和川朴挥发油成分中存在许多共有组分,共有66种,总相对含量分别为77.89%和81.54%。烯类化合物占23种,它们是三环烯、β-蒎烯、月桂烯、3-蒈烯、α-松油烯、莰烯、桧烯、γ-萜品烯等。醇类化合物为20种,它们是α-甲基-α[4-甲基-3-戊烯基]环氧丙醇、芳樟醇、葑醇、反松香芹醇、马鞭草烯醇、4-萜烯醇、α-松油醇、石竹烯醇等。酮类与醛类化合物为12种,它们是正己醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、天竺癸醛、龙脑烯醛、樟脑、薄荷酮、松香芹酮、桃金娘烯醛、反二氢香芹酮、反式胡椒酮、香芹酮及水芹醛。其他化合物占11种,它们是2-正戊基呋喃、间异丙基-聚伞花素、桉油精、4-(2-丙烯基)苯酚、茴香脑、乙酸龙脑酯、百里香酚、丹皮酚、石竹烯氧化物、棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯。共有组分中,以桉叶醇及其同分异构体(α-、β-和γ-)的含量为最高。湘朴与川朴挥发油中,α-桉叶醇的含量分别为7.91%和13.34%,β-桉叶醇的含量分别为23.88%和15.75%,γ-桉叶醇的含量分别为10.60%和9.68%,桉叶醇及其同分异构体的总含量分别为42.39%和38.77%。尽管这些共有化合物在两个样本中的相对含量存在差异,但它们仍然在很大程度上决定了两种不同产地的药材在药效上的相似性。2.3.2挥发油成分对文献中其他改变剂的影响对湘朴和川朴的挥发油成分进行比较,发现2-己烯醛、正己醇、庚醛、对羟基苯乙酮、桃金娘烯醇、丁子香酚、环异洒剔烯、十五烷酸、棕榈油酸甲酯、n-棕榈酸、油酸甲酯、亚麻酸、油酸、二萘嵌苯等23种化合物仅存在湘朴的挥发油成分中。假柠檬烯、马鞭草烯酮、桧醇、胡椒酮、香叶醇、乙酸桃金娘烯酯、雪松醇、棕榈酸乙酯、亚油酸甘油酯、亚麻酸乙酯、十八碳烯酸乙酯等22种化合物仅存在川朴的挥发油成分中。可见,不同来源的厚朴药材的挥发油成分所含化合物的种类存在差异。中药所含化学成分是植物的次生代谢物,受植物生长环境的影响比较大。厚朴药材的产地不同,必然带来其所含化学成分上的差异,药材所含化学成分的差异将可能带来临床药效上的差异,这有待于深入研究。2.3.3其他乙酸龙脑酯类湘朴和川朴的挥发油成分中含有不少具有药效活性的化合物。其中,α-和β-桉叶醇是厚朴药材的主要药效成分之一,对神经系统具有调节作用。此外,还有乙酸龙脑酯具有镇痛和消炎作用,柠檬烯具有镇咳、祛痰、抗菌、抗癌作用,并能抑制胆固醇合成,丹皮酚具有安神、止痛、解热、抗菌、抗高血压、抗肿瘤等显著的药理作用,石竹烯有平喘、镇咳、祛痰、杀菌、消毒作用;雪松醇具有镇静作用和抑制肺癌细胞的作用,桉油精具有明显的解热、消炎、抗菌作用,龙脑有发汗、兴奋、镇痉、驱虫和腐蚀等作用,茅术醇是抗病毒的有效成分之一。3挥发油成分及活性化合物本文采用GC-M