三产地白术挥发油氧化分解后化学成分的变化

赵红红，阎克里，王虹，刘焕蓉＊

（1.山西大学 化学化工学院，山西 太原 030006；2.山西省肿瘤研究所，山西 太原 030013）

目前，全球对肿瘤疾病的防治比较困难，而中药在肿瘤防治方面越来越发挥着重要作用。

白术挥发油抗肿瘤作用确切，毒副作用小，具有开发为中药抗肿瘤新药的良好前景［1－4］。但其易氧化难保存，使新药研发成为困难。因此，挥发油氧化分解后化学成分的变化成为相关领域研究和关注的焦点。郝延军等［5］将白术挥发油中含量最高的成分苍术酮结晶放置常温下进行氧化分解，分析发现，苍术酮在常温放置0.5 h，减少68.52%，放置2 h，减少85.89%，而且在苍术酮含量降低的同时，白术内酯Ⅰ、Ⅲ含量增加；李玲辉［6］等研究了白术挥发油中苍术酮在室温日光条件下的稳定性，结果显示，挥发油放置第6天苍术酮分解率可达到12%以上，而白术内酯Ⅰ、Ⅲ含量明显增加，上述结果均与Hikino H等［7］的报道结果相一致。王小芳等［8］将苍术酮单体避光置恒温水浴中进行氧化反应，跟踪分析，分别得到白术内酯I、表白术内酯I、白术内酯Ⅲ、白术内酯Ⅱ和双白术内酯5种分解产物。李伟等［9］对白术的炮制机理及其炮制过程中倍半萜类成分的转变进行研究，结果发现，苍术酮在炮制过程中可转变成内酯类成分，炮制过程不同各成分的含量也不同。王虹等［10］将浙江产白术挥发油置于太阳光下氧化分解，并分析了氧化分解前后化学成分及含量的变化。但由于挥发油成分复杂，以上研究所针对的目标物不同，氧化分解条件不同，所得结果也不尽相同，不能充分阐明白术挥发油氧化分解前后化学成分的变化特点及规律。因此，本文将地域、气候和土壤等环境因素不同的湖南、安徽和河北产白术挥发油置于室外太阳光下，进行氧化分解，产物稳定后，采用GC-MS分析比较不同产地白术挥发油氧化分解前后化学成分及其含量的变化，为白术挥发油抗肿瘤新药的研发提供依据。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂与材料

7890A气相色谱-5975C质谱联用仪（美国Agilent公司）。FA-1004型分析天平（上海良平仪器仪表有限公司）。乙腈、乙酸乙酯（色谱纯，天津四友化工厂）。

自制苍术酮标准品 （纯度＞99%）；白术内酯Ⅰ（10042-081010）、白术内酯Ⅲ（10044-081010）（纯度＞99.5%）标准品购于南昌贝塔生物科技有限公司；β－桉叶醇购于南京泽朗医药科技有限公司（纯度＞99.6%）；γ－榄香烯（100268-200401）（纯度＞99.2%）标准品购于中国药品生物制品检定所。

湖南、安徽、河北产白术药材购于河北安国药材市场，经山西省肿瘤研究所史天良教授鉴定为正品。

1.2 样品及溶液的制备

1.2.1 挥发油的提取

采用超临界CO2萃取湖南、安徽、河北产白术挥发油，将其置于－20℃保存，为氧化分解前白术挥发油。

1.2.2 氧化分解前后挥发油溶液的制备

分别取适量－20℃保存的湖南、安徽和河北产白术挥发油，置于太阳光下氧化分解后［10］，得分解后白术挥发油。

精密称取湖南、安徽和河北产分解前后白术挥发油各10 mg，用乙酸乙酯溶解并定容于5 m L容量瓶中，4℃避光保存。

1.3 仪器条件

色谱条件：HP-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25μm）；分流比50∶1；载气为氦气 （纯度≥99.999%），流速为1 m L／min，柱前压49 KPa；升温程序：初始温度80℃，保持2 min，以6℃／min升至240℃，保持1 min，然后以12℃／min升至280℃，保持15 min；进样量1μL。

质谱条件：溶剂延迟3.6 min；电子轰击离子源，碰撞能量70 e V，离子源温度280℃，接口温度250℃，四级杆温度150℃ NIST05数据库检索，结合标准品图谱，采用面积归一化法计算各成分相对含量。

Fig.1 TIC of five standards图1 5种标准品的总离子流图

2 结果与讨论

2.1 氧化分解后挥发油稳定性的考察

按仪器测试条件，分别在0 h、4 h、8 h、16 h、24 h、48 h对湖南、安徽和河北产各氧化分解后挥发油进行分析，每个样品重复3次。计算各色谱峰的RSD均小于5.0%。

2.2 氧化分解前后挥发油化学成分的分析

按仪器测试条件，分别对苍术酮、β－桉叶醇、γ－榄香烯、白术内酯Ⅰ和白术内酯Ⅲ标准品以及湖南、安徽、河北产氧化分解前后白术挥发油进行测定，总离子流图见图1、图2和图3。化学成分及相对含量见表1。

表1表明，从湖南产分解前白术挥发油中鉴定出18种成分，占总成分的92.84%，从分解后挥发油中鉴定出20种成分，占总成分的91.97%。分解后，消失1种成分，新增3种成分；含量降低的有5种，含量增加的有16种。

Fig.2 TIC of volatile oil from Atractylodes macrocephala Koidz before oxygenolysis in Hunan，Anhui and Hebei图2 湖南、安徽、河北产白术挥发油氧化分解前总离子流图

Fig.3 TIC of volatile oil from Atractylodes macrocephala Koidz after oxygenolysis in Hunan，Anhui and Hebei图3 湖南、安徽、河北产白术挥发油氧化分解后总离子流图

从安徽产分解前白术挥发油中鉴定出33种成分，占总成分的95.71%，从分解后挥发油中也鉴定出33种成分，占总成分的92.91%。分解后，消失5种成分，新增6种成分；含量降低的有11种，含量增加的有23种。

从河北产分解前白术挥发油中鉴定出28种成分，占总成分的97.22%，从分解后挥发油中鉴定出24种成分，占总成分的98.12%。分解后，消失10种成分，新增7种成分；含量降低的有13种，增加的有22种。对表1数据进一步分析比较，湖南、安徽、河北产白术挥发油氧化分解前后化学成分含量发生明显变化的有18种，详见图4。

表1 湖南、安徽、河北产白术挥发油氧化分解前后化学成分及相对含量的变化Table 1 Changes in chemical compositions and their relative contents of volatile oils from Atractylodes macrocephala Koidz in Hunan，Anhui and Hebei before and after oxygenolysis

续表1 湖南、安徽、河北产白术挥发油氧化分解前后化学成分及相对含量的变化Continue Table 1 Changes in chemical compositions and their relative contents of volatile oils from Atractylodes macrocephala Koidz in Hunan，Anhui and Hebei before and after oxygenolysis

Fig.4 Content changes of eighteen components in volatile oils from Atractylodes macrocephala Koidz of hunan，anhui and hebei before and after oxygenolysis（a）Volatile oil before oxygenolysis；（b）Volatile oil before oxygenolysis图4 湖南、安徽、河北产白术挥发油氧化分解前后18种化学成分含量的变化（a）氧化分解前挥发油；（b）氧化分解后挥发油

图4表明，湖南、安徽、河北产白术挥发油氧化分解后，γ－榄香烯消失，1，2，3，4，4a，5，6，8a-八氢化-4a，8-二甲基-2-（1-甲基乙烯基）萘、1-乙烯基-1-甲基-2-（1-甲基亚乙基）-4-（1-甲基乙烯基）-环己烷和9，10-去氢异长叶烯含量明显降低，尤其是苍术酮降幅平均为97.80% 而其余13种成分含量增幅从大到小依次为β－桉叶醇＞白术内酯Ⅲ＞17-（1，5-二甲基己基）-10，13-二甲基-2，3，4，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17-十四氢化-1H-环戊［a］3-菲酚＞白术内酯Ⅰ＞1-甲氧基-2-（1-甲基-2-亚甲基环苯＞Isovelleral＞β－桉叶烯＞4，4a，5，6，7，8-六氢化-4a，5-二甲基-3-（1-甲基亚乙基）-2（3H）-萘＞9，12（Z，Z）-十八碳二烯酸＞荜澄茄油烯醇＞正十六酸＞广木香内酯＞3-环戊基-6-甲基，3，4-庚二烯-2-酮。其中β－桉叶醇、Isovelleral、4，4a，5，6，7，8-六氢化-4a，5-二甲基-3-（1-甲基亚乙基）-2（3H）-萘和1－甲氧基-2-（1-甲基-2-亚甲基环戊基）-苯是湖南产白术挥发油中含量最高，而3－环戊基-6-甲基，3，4-庚二烯-2-酮、β－桉叶烯、1，2，3，4，4a，5，6，8a-八氢化-4a，8-二甲基-2-（1-甲基乙烯基）萘、白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅲ和1－甲氧基-2-（1-甲基-2-亚甲基环苯和17-（1，5-二甲基己基）-10，13-二甲基-2，3，4，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17-十四氢化-1H-环戊［a］3-菲酚是河北产含量最高。

3 结论

来自地域、气候和土壤等环境因素不同的湖南、安徽、河北产白术挥发油中含量最高的成分是苍术酮，分别为53.97%、58.36%和59.12%，其余成分的含量均小于9.70%。经同一条件氧化分解后，虽然新增、消失及含量发生变化的成分有差异，但氧化分解后18种成分的含量显著变化趋势相一致。即随着主要成分γ-榄香烯的消失和苍术酮含量的大幅降低，具有抗肿瘤作用的β－桉叶醇［11］、广木香内酯［12］、白术内酯Ⅰ［13］、白术内酯 Ⅲ［14］、Isovelleral［15］以及17-（1，5-二甲基己基）-10，13-二甲基-2，3，4，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17-十四氢化-1H-环戊［a］3-菲酚的含量显著增加。

致谢：感谢山西大学设备处仪器共享平台的支持！

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