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赤桉叶挥发油化学成分研究论文

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【摘要】目的分析不同蒸馏时段的赤桉叶挥发油化学成分,探讨蒸馏时间对赤桉叶挥发油化学成分的影响。方法采用水蒸气蒸馏法提取不同蒸馏时段的挥发油馏分,通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析鉴定其化学成分。结果蒸馏初期的赤桉叶油以单萜类化合物为主,随着蒸馏的进行,倍半萜类化合物的种类和含量逐渐增加。主成分1,8-桉叶油素主要集中在蒸馏的30min内,其相对百分含量大大高于在总挥发油中的含量。结论蒸馏时间对赤桉叶挥发油化学成分的影响很大,可以通过控制蒸馏时间提高赤桉叶油的品质。

【关键词】赤桉挥发油气相色谱-质谱联用蒸馏时段

赤桉Eucalyptuscamaldulensis是桃金娘科桉属植物,具有速生、高产、优质、耐寒能力强的特点,在我国广东、广西、福建、湖南、浙江、云南、四川等地均有栽培。赤桉是广西中部地区的主要速生林品种之一,其木材被广泛应用于造船、枕木、人造板和造纸方面[1]。该树种枝叶繁茂,叶片富含挥发油,开发桉叶油资源是提高赤桉综合利用价值的有效手段。田玉红等[2]曾对赤桉叶油的化学成分进行了研究,其主要成分为1,8-桉叶油素、α-蒎烯、蓝桉醇、乙酸松油酯、α-松油醇等,鲜叶中主成分1,8-桉叶油素的含量为50.17%,在医药和香料工业具有一定的开发价值。如何在生产中进一步提高1,8-桉叶油素的含量,从而提高桉叶油的品质,是赤桉叶油生产所要面临的问题。

目前桉叶油的生产都是采用传统的水蒸气蒸馏工艺,蒸馏时间是影响桉叶油的质量的主要因素之一[3,4]。为了更好地指导生产,本文对赤桉叶油的化学成分与提取时间之间的关系进行了研究。

1仪器与材料

1.1仪器QP5050A型气相色谱-质谱联用仪(日本岛津公司);挥发油提取器。

1.2材料赤桉叶采自广西黄冕林场波寨分场,经黄冕林场生产科陶明有工程师鉴定,样品经自然风干后备用。实验所用试剂皆为国产分析纯。

2方法

2.1赤桉叶挥发油的提取

2.1.1总赤桉叶挥发油的提取将200g阴干的赤桉叶切成1~2cm2的碎片,于挥发油提取器中按常规水蒸气蒸馏法提取6h,静置分层后读取挥发油的体积[5]。油被收集下来经无水硫酸钠干燥后,进行成分分析。

2.1.2不同蒸馏时段赤桉叶挥发油的提取称取200g阴干的桉叶样品切成1~2cm2的碎片,于挥发油提取器中按常规水蒸气蒸馏法提取,控制水的回流速度为4~5ml·min-1,分别收取0~10min(馏分1)、10~30min(馏分2)、30~60min(馏分3)、60~180min(馏分4)、180~360min(馏分5)5个时间段的油相成分,各馏分挥发油充分静置至油水分层后读取挥发油体积[4]。馏分1得到挥发油3.48ml,馏分2得到挥发油1.38ml,馏分3得到挥发油0.56ml,馏分4得到挥发油0.56ml,馏分5得到挥发油0.30ml。油被收集下来经无水硫酸钠干燥后进行成分分析。

2.2气相色谱-质谱工作参数

2.2.1气相色谱条件DB-1型弹性石英毛细管色谱柱(J&WScientific,USA),规格为30m×0.25mm×0.25μm;采用程序升温:60℃保持1min,升至140℃(3℃/min),再升至170℃(2℃/min),继续升至250℃(8℃/min),于250℃保持5min;载气为高纯氦气;柱前压47kPa,分流比1∶50,进样口温度250℃,接口温度230℃。

2.2.2质谱条件EI电离源,电子能量70eV,电子倍增器电压1.5KV,质量扫描范围33~550amu,全扫描方式。

3结果

3.1不同蒸馏时段赤桉叶油的提取率赤桉叶挥发油的相对提取率(体积分数)随着蒸馏时间的延长而降低。在0~10min时段相对提取率为55.41%,10~30min时段为21.97%,30~60min时段为8.92%,60~180min时段为8.92%,180~360min时段为4.78%。

3.2不同蒸馏时段赤桉叶油的化学成分按上述GC-MS条件对总赤桉叶挥发油和不同蒸馏时段的挥发油馏分进行分析,得到总离子流色谱图。经分析鉴定,总赤桉叶油确认了53个组分的化学成分,占总离子流出峰面积的94.14%。0~10min馏分鉴定了36个成分,占总峰面积的98.39%;10~30min馏分鉴定了51个成分,占总峰面积的97.12%;30~60min馏分鉴定了58个成分,占总峰面积的92.60%;60~180min馏分鉴定了46个成分,占总峰面积的89.28%;180~360min馏分鉴定了32个成分,占总峰面积的87.93%。采用计算机对各峰质谱图进行NIST标准谱库的检索,根据质谱裂解规律进行核对,参考标准图谱和相关文献确定其化学结构[5~7],利用峰面积归一法计算各组分的相对含量。结果见表1。

表1不同蒸馏时段赤桉叶挥发油的化学成分(略)

“-”为未检测出

由表1可见不同蒸馏时段的赤桉叶挥发油成分相差很大,在0~10min和10~30min馏分中基本上以单萜类化合物为主,倍半萜类化合物的含量皆不足10%。随着蒸馏的进行,倍半萜类化合物的含量和种类逐渐增加,单萜类化合物的含量相应减少。在180~360min馏分中约70%的化合物为倍半萜类化合物。

4讨论

不同蒸馏时段的赤桉叶油中,主成分1,8-桉叶油素的含量也相差很大。在0~10min馏分中1,8-桉叶油素的含量达到了76.86%,在10~30min馏分中为53.67%,而在30~60min,60~180min,180~360min的馏分中则分别只有19.49%,4.72%,1.64%。说明1,8-桉叶油素在蒸馏的前30min内,大部分已蒸出,且相对含量大大高于在总挥发油中的相对含量(47.35%),这对提高赤桉叶油的品质和1,8-桉叶油素的分离提纯非常有利。

【参考文献】

[1]祁树雄.中国桉树,第2版[M].北京:中国林业出版社,2002:44.

[2]田玉红,刘雄民,周永红,等.赤桉和本泌桉叶精油的化学成分研究[J].精细化工,2005,22(12):920.

[3]张燕君,陈利芳.蒸馏时间与互叶白千层精油主要化学成分及出油率关系的研究[J].林产化学与工业,2002,22(3):33.

[4]田玉红,刘雄民,周永红,等.不同蒸馏时段的粗皮桉叶精油的化学成分[J].中国中药杂志,2006,31(19):1641.

[5]H.Li,J.L.Madden,B.M.Potts.VariationinvolatileleafoilsoftheTasmanianEucalyptusSpeciesII.SubgenusSymphyomyrtus[J].BiochemicalSystematicsandEcology,1996,24:547.

[6]D.T.Wildy,J.S.Pate,J.R.Bartle.Variationsincompositionandyieldofleafoilsfromalley-farmedoilmallees(Eucalyptusspp.)atarangeofcontrastingsitesintheWesternAustralianwheatbelt[J].ForestEcologyandManagement,2000,134:205.

[7]丛浦珠,苏克曼.分析化学手册·质谱分析[M].北京:化学工业出版社,2000:848.