β-榄香烯的分析检测方法及制备技术研究进展黄汉昌a,b，姜瑞瑞a,b，张明贤c*(北京联合大学，a.生物活性物质与功能食品北京市重点实验室，b.应用文理学院，c.生物化工程学院，北京 100191)摘要：目的介绍β-榄香烯的分析检测方法及制备技术研究进展。
方法本文对榄香烯的双键异构及β-榄香烯的光学异构体分子结构、分析检测方法及制备技术进行了综述；进一步评述从天然植物中提取及分离β-榄香烯的方法及技术的优缺点。
结果与结论气相或液相色谱结合核磁、质谱等光谱技术能较好地检测β-榄香烯成分及含量；众多植物挥发油富含β-榄香烯，采用真空精馏及柱层析联用技术能获得高纯度的β-榄香烯。
关键词：β-榄香烯；提取；分离；分析中图分类号：R284.2; R917 文献标志码：A 文章编号：1007-7693(2011)02-0116-06The Progress on Analytical Methods and Isolated Techniques on the Development of β-Elemene HUANG Hanchang a,b, JIANG Ruirui a,b, ZHANG Mingxian c*(Beijing Union University, a.Beijing Key Laboratory ofBioactive Substances and Functional Foods, b.College of Arts and Science, c.College of Biochemical Engineering, Beijing 100191, China)ABSTRACT:OBJECTIVE To review the progress of β-elemene on the analytical methods and isolated techniques. METHODS This article provides an overview about the structures of elemene’s cis-trans isomers and optical isomers of β-elemene, the analytical methods and isolated techniques of β-elemene, and further comment of advantages and disadvantages on the extraction and isolation of β-elemene from natural products. RESULTS and CONCLUSION β-elemene will be well detected by gas or liquid chromatography plus spectrum techniques, like nuclear magnetic resonance (NMR) and mass spectrum (MS). β-elemene is contained on a host of essential oils and will be well isolated by the combined techniques of vacuum distillation and column chromatography.KEY WORDS:β-elemene; extraction; separation; analysis基金项目：北京市教育委员会科技计划项目(KM201011417002)作者简介：黄汉昌，男，硕士，助理研究员 Tel: (010)62004534-8105 E-mail: hanchang@ *通信作者：张明贤，男，硕士，副教授Tel: (010)52072047 E-mail: zhangmx@·116·Chin JMAP, 2011 February, V ol.28 No.2 中国现代应用药学2011年2月第28卷第2期榄香烯(elemene)系我国首先从姜科植物温莪术中提取的具有抗癌活性的倍半萜烯天然抗癌药物。
实验药理学和临床试验等研究结果表明：其中β-榄香烯是温莪术抗肿瘤作用的主要物质基础，其具有抗瘤谱广泛，疗效确切，毒副作用轻微，无骨髓抑制等突出优点[1-2]。
以β-榄香烯为主要成分的榄香烯乳注射液是我国自主研发成功的二类抗肿瘤新药，目前在临床上广泛用于恶性浆膜腔积液、肺癌、消化道肿瘤、脑瘤以及其他浅表性肿瘤的治疗。
β-榄香烯对肿瘤细胞的DNA、RNA和蛋白质合成均有抑制作用，可阻滞其从S期进入G2M期，并促使其凋亡[3-4]。
国家一类新药要求药物成分明确及作用机制清楚，而目前对β-榄香烯药物提取与分离方面的研究报道较少。
本文就β-榄香烯的分析检测、提取及分离技术现状作一综述。
1 榄香烯的分子结构及分析检测1.1 榄香烯的分子结构榄香烯分子中含有3个不饱和双键，根据双键位置的差异，分为α-榄香烯、β-榄香烯、γ-榄香烯和δ-榄香烯，见图1。
其中β-榄香烯是起抗癌活性的主要物质，具有最高的抗肿瘤活性作用[5]。
β-榄香烯(1-甲基-1-乙烯基-2，4-二异丙稀基环己烷)为立体异构化合物，含3个手性碳原子，理论上应有8种构型异构体。
分子力学理论计算表明，这些立体异构体在MMX总能量为5.02~5.74 kJ·mol-1[6]。
迄今文献已报道了4种立体异构体化合物，见图2：(-)-β-榄香烯(1)，(-)-Cis-β-榄香烯(2)，(+)-β-榄香烯对映体(3)及(+)-β-榄香烯非对映体(4)。
分子力学及13C-NMR化学位移的量子化学计算研究表明，1分子能量最低，为β-榄香烯的最优化结构[7]。
天然植物中β-榄香烯也多以此种立体构型存在，在众多的文献报道中也将1泛称为β-榄香烯。
以上4种立体异构化合物的生物活性差异目前还没有作深入的研究。
图1 榄香烯的双键异构体A-α-榄香烯；B-β-榄香烯；C-γ-榄香烯；D-δ-榄香烯Fig 1 Double-bond isomeric compounds of elemeneA-α-elemene; B-β-elemene; C-γ-elemene; D-δ-elemene 图2β-榄香烯的立体异构体A-(-)-β-榄香烯(1)；B-(-)-Cis-β-榄香烯(2)；C-(+)-β-榄香烯对映体(3)；D-(+)-β-榄香烯非对映体(4)Fig 2 Stereomer compounds of β-elemeneA-(-)-β-elemene (1); B-(-)-Cis-β-elemene(2); C-(+)-β-elemene enantiomer(3); D-(+)-β-elemene diastereome(4)1.2 β-榄香烯的分析检测1.2.1 色谱分析榄香烯的含量定量分析可以采用挥发物质的分析检测方法，如气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)等。
但比较而言，GC的分离能力、检测器的灵敏度优于HPLC。
目前榄香烯的分析检测主要采用非极性或弱极性的毛细管柱，氢离子火焰化检测器(FID)的GC，内标标准曲线法、面积归一化法等分析榄香烯的含量。
黄汉昌[8]测定了β-榄香烯脂质体的包封率，以毛细管柱：se-54(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，柱温：160 ℃，保持7 min，程序升温20 ·min℃-1到 280 ℃；进样温度与检测温度：300 ℃；载气：N2，毛细柱内流量 1.5 mL·min-1，检测器：FID，正十六烷为内标物质，测定校正因子为1.158(n=3)，实验结果与魏福祥等[9]采用近似的方法测定的校正因子为1.111 8(n=5)相近。
乔丽等[10]建立了HPLC测定β-榄香烯含量的方法，采用C18色谱柱，乙腈-水(90∶10)为流动相，紫外分光光度法检测样品峰。
β-榄香烯在0.224~1.792 μg内呈良好的线性关系(r=0.999 6)，平均加样回收率为97.64%，RSD为1.18%。
在榄香烯相似物的分辨率、灵敏度方面，乙腈-水流动相体系优于甲醇-水体系。
1.2.2 光谱分析在红外吸收光谱方面，郭永沺等[11]最早采用岛津IR440红外光谱仪测定了β-榄香烯红外光谱：V max/cm-1：3 090，2 975，2 925，2 860，1 642，1 440，1 375，1 002，910，888。
在紫外吸收方面，虽然β-榄香烯分子中的3个不饱和双键没有形成共轭体系，但在200~250 nm内仍有很强的紫外吸收，并且最大吸收范围受溶剂体系及β-榄香烯浓度的影响较大。
与挥发油化学成分鉴定相似，β-榄香烯的结构鉴定多用气相色谱-质谱联用(GC-MS)及核磁共振(NMR)等分析手段。
郭永沺[11]最早测定了β-榄香烯的质谱(MS)及核磁共振氢谱，质谱：m/z 204(M+)，147(33)，中国现代应用药学2011年2月第28卷第2期Chin JMAP, 2011 February, V ol.28 No.2 ·117·121(41)，107(54)，93(89)，81(100)，79(44)，68(74)，67(52)，55(41)，53(33)，41(5)。
1H-NMR：PM×60核磁共振仪TMS，CCl4，σ0.97(3H，s)，1.7(6H，s)，4.4~5.0(6H，m)，5.7(1H，dd)。
李志等[12]采用Bruker DRX-400核磁共振仪测定了β-榄香烯的13C-NMR谱：C-1(39.88)，C-2(32.91)，C-3(26.84)，C-4(45.73)，C-5(39.93)，C-6(52.77)，C-7(16.63)，C-8(150.37)，C-9(109.63)，C-10(147.69)，C-11 (21.04)，C-12(108.23)，C-13(150.30)，C-14(24.75)，C-15(112.08)。
本实验室测定了β-榄香烯的质谱、核磁共振1H谱及13C谱，结果与上述数据相吻合。
2 β-榄香烯的制备β-榄香烯可通过化学合成或从天然植物挥发油中提取分离而获得。
目前化学合成方法还难以实现较大规模的生产，其难点在于反应过程中立体选择性加成反应的控制。
β-榄香烯是众多植物的次生代谢产物，从其组织中提取的挥发油中含有β-榄香烯成分，但其同分异构体众多，它们的溶解度、临界温度及分子运动平均自由程等相差无几，所以仅用一种分离方法难以得到β-榄香烯单体。