李彤彤，李冠君，李家寧

降香黃檀(Dalbergia odorifera)，別稱花梨、海南檀［1］、降香檀［2］，屬蝶形花科黃檀屬半落葉喬木［3］，國家二級保護植物，原產(chǎn)海南，廣東、廣西、福建均有引種栽培［4］。其心材結(jié)構(gòu)致密、瑰麗美致，是我國標(biāo)準(zhǔn)國產(chǎn)紅木之一，自明代以來為宮廷名貴家具、工藝品的上等用材［5］。同時，降香黃檀也是珍貴的中藥材，其樹干和根部的心材藥用價值極高［6］。目前，降香黃檀的研究領(lǐng)域主要集中在栽培育種［7-8］和心材成分分析及應(yīng)用，研究發(fā)現(xiàn)，心材的主要成分是揮發(fā)油和黃酮類化合物［9-12］。

近年來，降香黃檀市場需求量大，天然材及大徑級材趨近枯竭，而最具經(jīng)濟價值的部分在其心材，自然狀態(tài)下心材形成較緩慢，因此有學(xué)者開展了人工促進(jìn)降香黃檀心材形成的研究［13］。賈瑞豐［14］采用真菌菌液作用及逆境脅迫手段開展促進(jìn)降香黃檀心材形成的研究，取得一定效果。劉小金［15］研究發(fā)現(xiàn)對樹干注射乙烯利、茉莉酸等生長調(diào)節(jié)劑能促進(jìn)降香黃檀形成心材。周雙清［16］采用氣相色譜-質(zhì)譜對乙烯利誘導(dǎo)形成降香心材的揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)形成的降香心材揮發(fā)油成分中主要成分為橙花叔醇。文獻(xiàn)均報道了加速降香黃檀心材形成的不同方法，而對降香黃檀心材、心邊材過渡帶、邊材的化學(xué)成分系統(tǒng)分析及差異還未見報道。本研究采用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)對海南儋州產(chǎn)10年生降香黃檀心材、心邊材過渡帶和邊材的化學(xué)成分進(jìn)行分析比較，為進(jìn)一步研究瓊產(chǎn)降香黃檀心材成分的形成提供試驗數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

降香黃檀取自海南省儋州市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所試驗基地人工種植降香黃檀，10年生，離地1 m處截取圓盤，圓盤直徑10.1 cm，其中心材直徑最長處3.1 cm，試材分為3部分:心材、心邊材過渡帶、邊材，自然氣干1周，并粉碎成粉末(50目)，備用。試材新鋸切斷面時木材散發(fā)香味，其心材顏色為深褐色，邊材為淺黃白色，極易區(qū)分，將距離心材邊緣1 cm范圍的圓環(huán)狀定為心邊材過渡帶［17］(圖1)。試驗中采用的提取溶劑為石油醚、乙酸乙酯、甲醇，極性由小到大，均為分析純，購自廣州化學(xué)試劑廠。試驗中采用的索氏抽提裝置規(guī)格為150 mL。氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)型號為Agilent 7890B-7000B，美國安捷倫公司。

圖1 降香黃檀心材、心邊材過渡帶、邊材示意Fig.1 The schematic diagram of heartwood，heart-sapwood transition zone and sapwood of D.odorifera

1.2 方法

1.2.1 降香黃檀心邊材抽提物的提取 分別稱取降香黃檀心材、心邊材過渡帶及邊材的粉末2.000 g，用濾紙包裹放入虹吸管中，容量瓶中加入提取試劑甲醇65 mL，采用索氏抽提裝置對粉末進(jìn)行抽提，至虹吸回流液呈無色透明清液，停止抽提，得到甲醇提取液。本試驗中選取的提取試劑為石油醚、乙酸乙酯、甲醇，極性由小至大，使得不同極性的提取物均被提取出來。乙酸乙酯與石油醚抽提試驗如上述方法。

1.2.2 降香黃檀提取液的鑒定 采用 Agilent 7890B-7000B氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀對得到的抽提液化學(xué)成分進(jìn)行分析［18-19］，分析前抽提液未做任何處理。測試條件為:

氣相條件:色譜柱為Hp-5毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度為 250℃;進(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量為1 μL;程序升溫:起始溫度80℃，保持2 min，然后以 6℃·min－1的升溫速率升至300℃，保持20 min。

質(zhì)譜條件:輔助加熱器溫度(傳輸線溫度):260℃;電子能量:－70 eV;掃描模式:全掃描;掃描范圍:20～450 u;離子源溫度:250℃。

結(jié)構(gòu)分析:對GC-MS分析得到的總離子色譜圖采用數(shù)據(jù)庫檢索，各色譜峰相應(yīng)質(zhì)譜圖經(jīng)計算機質(zhì)譜庫(NIST 2011)檢索定性鑒別，結(jié)合人工圖譜解析確認(rèn)化合物的成分。采用面積歸一化法，以各組分的峰面積占總峰面積之比表示各化合物的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 降香黃檀心邊材相同溶劑提取液的成分比較分析

2.1.1 乙酸乙酯提取液的成分分析比較 降香黃檀木材的心材、心邊材過渡帶及邊材部位乙酸乙酯提取液在試驗條件下檢測，得到總離子流圖(圖2)。分別對總離子流圖中的各峰進(jìn)行質(zhì)譜庫系統(tǒng)檢索，比對標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖，鑒定抽提液中的主要化學(xué)成分，以面積歸一化法表征各化合物的相對含量，得到表1。從表1看出，在降香黃檀木材乙酸乙酯提取液中邊材部位含有的主要成分為2，5-二-(1，1-二甲基乙基)-苯酚(12.88%)，還有飽和烷烴、醇類、酯類及酚類物質(zhì);心邊材過渡帶中主要成分為2，4-二叔丁基苯酚(9.64%)、飽和烷烴、醇類、酚類及羧酸類物質(zhì);在其心材部位含有的主要成分為6α，11α-二甲氧基-6H-苯并呋喃-［3，2-c］［1］-苯并吡喃(22.93%)，俗稱美迪紫檀素。其次為7-羥基-3-(4-甲氧基苯基)-4H-1-苯并吡喃(22.16%)、萜類、醇類、酚類物質(zhì)。比較不同部位中的化學(xué)成分發(fā)現(xiàn)，在邊材、心邊材過渡帶、心材部位均含有反式-橙花叔醇，含量分別為1.96 %、2.83%、5.89%。降香黃檀心材中還含有少量 橙花叔醇，與反式-橙花叔醇互為異構(gòu)體。

圖2 降香黃檀心材提取液(乙酸乙酯作溶劑)GC-MS總離子流Fig.2 Total ion current of GC-MS spectrum of ethyl acetate extract of heartwood of D.odorifera

表1 降香黃檀心邊材乙酸乙酯提取液的主要化學(xué)成分Table 1 The main chemical components of ethyl acetate extract of heartwood，heart-sapwood transition zone and sapwood of D.odorifera

2.1.2 甲醇提取液的成分分析比較 用甲醇分別對降香黃檀木材心材、心邊材過渡帶、邊材進(jìn)行抽提，得到不同部位的甲醇抽提液，對抽提液中的化學(xué)成分進(jìn)行GC-MS分析解析(表2)。從表2得出，心邊材過渡帶與邊材存在部分共有成分，二者含量較高的成分均為反式-4-(3-羥丙基-1-烯-1-基)-2-甲氧基苯酚(9.21%，20.08%)，而心材中含量較高的為6α，11α-二甲氧基-6H-苯并呋喃-［3，2-c］［1］-苯并吡喃(26.07%)。

表2 降香黃檀心邊材甲醇提取液的主要化學(xué)成分Table 2 The main chemical components of methanol extract of heartwood，heart-sapwood transition zone and sapwood of D.odorifera

2.1.3 石油醚提取液的成分分析比較 表3為降香黃檀不同部位石油醚提取液中含有的主要化學(xué)成分。從表中可知，降香黃檀心材和心邊材過渡帶中含量較多的成分均為十一烷，分別為 31.77%、42.79%。邊材中含量較高的為酞酸二丁酯(7.49%)，其次為十氫化萘(4.54%)。石油醚的極性較弱，根據(jù)相似相溶原理，提取液中主要得到的物質(zhì)為烷烴類物質(zhì)。

2.2 降香黃檀心材不同溶劑提取液成分比較分析

為探究降香黃檀心材不同溶劑提取液的成分差異，由表1～表3數(shù)據(jù)分析得出，甲醇提取液中主要含有萜類、醇類及酚類物質(zhì)，含量最多的為6α、11α-二甲氧基-6H-苯并呋喃-［3，2-c］［1］-苯并吡喃(26.07%)。乙酸乙酯提取液中含量最多的也是6α，11α-二甲氧基-6H-苯并呋喃-［3，2-c］［1］-苯并吡喃(22.93%)，其次為 7-羥基-3-(4-甲氧基苯基)-4H-1-苯并吡喃(22.16%)，還含有一些醇類、萜類、烷烴類物質(zhì)。采用不同溶劑提取降香黃檀心材，可以將心材中不同極性的化合物被提取出來，成分分析較完全。石油醚極性較弱，其提取液中含有烷烴類物質(zhì)較多，十一烷的含量高達(dá)31.77%。綜上，降香黃檀心材主要含有25種化合物，分別為醇類、烷烴類、萜類、酯類、酚類物質(zhì)。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

采用不同極性溶劑對瓊產(chǎn)10年生降香黃檀木材不同部位材進(jìn)行提取，可以提取到木材抽提物中不同極性范圍的化合物，化合物種類較為完全，氣質(zhì)聯(lián)用分析研究了幼齡降香黃檀的心邊材不同部位材化學(xué)成分，結(jié)果表明，降香黃檀心材主要含有25種化合物，分別為醇類、烷烴類、萜類、酯類、酚類物質(zhì)，心材乙酸乙酯提取液中主要的成分為6α，11α-二甲氧 基-6H-苯并呋喃-［3，2-c］［1］-苯并吡喃(22.93%)，其次為 7-羥基-3-(4-甲氧基苯基)-4H-1-苯并吡喃(22.16%)、萜類、醇類、酚類物質(zhì)。心邊材過渡帶乙酸乙酯提取液中主要成分為2，4-二叔丁基苯酚(9.64%)、飽和烷烴、醇類、酚類及羧酸類物質(zhì);邊材乙酸乙酯提取液中含有的主要成分為2，5-二-(1，1-二甲基乙基)-苯酚(12.88%)，還有飽和烷烴、醇類、酯類及酚類物質(zhì)。

表3 降香黃檀心邊材石油醚提取液的主要化學(xué)成分Table 3 The main chemical components of petroleum ether extract of heartwood，heart-sapwood transition zone and sapwood of D.odorifera

圖3 幾種化合物的結(jié)構(gòu)式Fig.3 Schematic structures of compounds

在邊材、心邊材過渡帶、心材部位乙酸乙酯提取液中均含有反式-橙花叔醇，他們的含量分別為1.96%、2.83%、5.89%。7-羥基-3-(4-甲氧基苯基)-2H-1-苯并吡喃-2-酮、3，4-二氫-3-(2-羥基-4-甲氧基苯基)-2-氫-1-苯并吡喃-7-醇和7-羥基-3-(4-甲氧基苯基)-4H-1-苯并吡喃-4-酮是合成 6α，11α-二甲氧基-6H-苯并呋喃-［3，2-c］［1］-苯并吡喃的中間體，木材內(nèi)部化合物間發(fā)生一系列的生理生化變化，逐漸累積形成心材成分。

3.2 討論

目前，降香黃檀的天然材及大徑級材幾乎砍伐殆盡，近年來人工栽培面積逐年增大，前人報道中基本集中在對老齡材料的研究，而本試驗樹樣10年生屬于幼齡材，有利于探究人工栽培降香黃檀木材不同部位材的成分比較。鋸開試樣發(fā)現(xiàn)已含有一定比例的心材，表明心材形成時期早于第10年。采用不同溶劑對降香黃檀心邊材進(jìn)行提取，根據(jù)相似相溶原理，可以提取到不同極性的化合物，提取液的化學(xué)成分種類較全面。比較降香黃檀不同部位材的抽提物，心材中含有萜類、醇類、飽和烷烴類物質(zhì)較多;心邊材過渡帶中主要含有酯類、酚類物質(zhì);邊材中主要含有烷烴類、酯類、酚類、萜類物質(zhì)。國內(nèi)外已對降香黃檀心材的化學(xué)成分進(jìn)行了報道，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地、生長年齡的降香黃檀心材的化學(xué)成分有明顯差異，趙夏博［20］等研究表明，降香黃檀心材中含量最多的是氧化石竹烯;劉洪玲［21］研究表明，降香揮發(fā)油的主要活性成分是橙花叔醇;本研究中，降香黃檀心材中含量最多的為 6α，11α-二甲氧基-6H-苯并呋喃-［3，2-c］［1］-苯并吡喃(美迪紫檀素，結(jié)構(gòu)式見圖3A)。美迪紫檀素是一種紫檀烷類化合物，具有抗腫瘤活性［22］。查閱相關(guān)文獻(xiàn)得到 6α，11α-二甲氧基-6H-苯并呋喃-［3，2-c］［1］-苯并吡喃的合成路線［23］，對照心材中的化學(xué)成分分析可知，7-羥基-3-(4-甲氧基苯基)-2H-1-苯并吡喃-2-酮(圖 3B)，3，4-二氫-3-(2-羥基-4-甲氧基苯基)-2-氫-1-苯并吡喃-7-醇(圖3C)和7-羥基-3-(4-甲氧基苯基)-4H-1-苯并吡喃-4-酮(圖 3D)是合成 6α，11α-二甲氧基-6H-苯并呋喃-［3，2-c］［1］-苯并吡喃的中間體。由此可以推測，木材內(nèi)部化合物間發(fā)生一系列的生理生化變化，逐漸累積形成心材成分。比較3種溶劑對降香黃檀的提取效果，乙酸乙酯提取酯類物質(zhì)較多，與文獻(xiàn)報道［24］一致。

雖然降香黃檀提取物成分各有差異，但普遍存在的化學(xué)成分為橙花叔醇［25-27］。本研究中，瓊產(chǎn)10年生降香黃檀乙酸乙酯抽提液中含有橙花叔醇和反式-橙花叔醇，但含量與文獻(xiàn)報道相比較低，可能與不同抽提方法有關(guān)，亦可能是瓊產(chǎn)10年生降香黃檀心材形成周期較短，文獻(xiàn)報道一般降香黃檀6 a后心材開始形成［14］，香味成分的形成逐漸開始，積累較少。在本研究中，心材、心邊材過渡帶及邊材化學(xué)成分中均含有橙花叔醇，據(jù)文獻(xiàn)報道，木材心材的提取物形成有2種類型，刺槐屬類型，提取物在邊材和心材之間相當(dāng)窄的過渡帶積累;胡桃屬類型，心材的酚類前體化合物隨邊材的老化而積累［28-30］。因此，由以上研究成果初步推斷降香黃檀心材形成可能屬于胡桃屬類型。本研究比較分析降香黃檀木材心邊材提取物成分差異，為探究瓊產(chǎn)人工栽培降香黃檀心材揮發(fā)性成分的形成提供試驗數(shù)據(jù)。

致謝:感謝陳俊明、鄒積鑫同志提供試材，特別感謝陳翠、朱智峰同志協(xié)助木材樣品制備!