Компонентный состав эфирных масел дикорастущих лекарственных растений флоры Сибири

Ефремов Александр Юрьевич

Если выход эфирного масла составляет 0,5-3,0 %, то имеет смысл изучение динамики его отгонки. Нами была исследована динамика отгонки эфирного масла корневищ аира болотного, надземной части душицы обыкновенной и тысячелистника обыкновенного, борщевика рассеченного, полыни Сиверса и полыни холодной, семян пастернака дикого. В процессе отгонки масло фракционировали в зависимости от продолжительности его выделения. Каждую фракцию масла отбирали через определенные промежутки времени. Измерение показателя преломления отдельных фракций масла продемонстрировало, что эта величина изменяется со временем и, как правило, увеличивается, что свидетельствует об увеличении доли компонентов масла, имеющих более высокое значение показателя преломления.

Хромато-масс-спектрометрический анализ полученных

фракций эфирного масла подтверждает изменение состава масла в процессе его выделения. Общая тенденция такова, что с увеличением времени перегонки содержание легколетучих компонентов уменьшается, а труднолетучих – увеличивается. Кроме того, отмечено, что отдельные фракции масла содержат максимальное количество того или иного компонента, ответственного за фармакологическое действие полученного эфирного масла. Поэтому разные фракции масла, имея разный компонентный состав, будут, очевидно, проявлять отличные друг от друга бактерицидные, антиоксидантные и прочие свойства.

1.2.3. Хромато-масс-спектрометрическое исследование компонентного состава эфирных масел

Хромато-масс-спектрометрическое исследование эфирного масла состоит из двух этапов: (1) регистрации хромато-масс-спектрограммы приготовленного образца и (2) расшифровки полученной хромато-масс-спектрограммы. Все преимущества и тонкости данного метода подробно описаны в монографии А. В. Ткачева [64].

Авторы данной работы хромато-масс-спектрометрический анализ проводили на хроматографе Agilent Technologies 7890 А с квадрупольным масс-спектрометром MSD 5975 С в качестве детектора. Использовали кварцевую колонку HP-5 (сополимер 5 %-дифенил – 95 %-диметилсилоксан) с внутренним диаметром 0,25 мм. Температура испарителя составляла 280 °С, температура источника ионов 173 °С, газ-носитель – гелий, 1 мл/мин. Температура колонки: 50 °С (2 минуты), программируемый нагрев 50-270 °С со скоростью 4 °С в минуту, изотермический режим при 270 °С в течение 10 мин.

Содержание компонентов исследуемых эфирных масел оценивали по площадям пиков на хроматограмме без учета поправочных коэффициентов:

где c_i – содержание в смеси компонента (в %), S_i – площадь пика i-го компонента.

Так как поправочные коэффициенты (коэффициенты чувствительности) масс-спектрометрического детектора для различных соединений различны [64], то содержание компонентов, определенное этим методом, является оценочным. Для точного определения содержания компонентов в эфирных маслах необходимо использовать пламенно-ионизационный детектор, чувствительность которого к различным углеводородам с содержанием более 8 атомов углерода практически одинаковая [65].

Что касается компонентного состава эфирных масел дикорастущих растений, то следует указать на возможность некоторой неоднозначности в идентификации индивидуальных компонентов в ранее проведенных работах. Идентификация компонентов, основанная на времени удерживания, всегда включала элемент неоднозначности ввиду того, что некоторые компоненты имели одно и то же время удерживания, или, иначе говоря, практически не разделялись на набивных колонках. С появлением капиллярных колонок данная проблема практически была решена, так как на капиллярных колонках эффективность разделения была достаточной даже для разделения оптических изомеров. Однако время удерживания не является абсолютным хроматографическим репером, так как оно заметно изменяется по мере «старения» или приработки колонок как набивных, так и капиллярных. Более того, очень часто компоненты сложных смесей, относящиеся к различным классам органических соединений, могли иметь и имели одинаковое время удерживания, что затрудняло однозначную идентификацию этих компонентов.

С появлением хромато-масс-спектрометрии задача идентификации органических компонентов упростилась, так как масс-спектры различных компонентов

заметно различаются. К сожалению, это не всегда справедливо, особенно для сложных органических компонентов, различающихся положением двойной связи или положением определенных заместителей. Продемонстрируем это на ряде практических примеров. Так на рис. 2-4 приведены экспериментальные масс-спектры, полученные нами в ряде работ. Очевидно, что данные масс-спектры очень похожи друг на друга, так как характеризуют изомерные соединения. Обращение к банку данных Willey или NIST08 выдает равновероятное их отнесение ко всем трем изомерам: трициклену, -пинену, -пинену, что не совсем правомочно. В таком случае масс-спектрометрической информации (масс-спектрометрических точек идентификации) оказывается недостаточно, и наряду с этим для однозначной идентификации необходимо привлекать хроматографические точки идентификации, в качестве которых приняты так называемые линейные индексы удерживания (RI) [64, 66, 67].

Линейные индексы удерживания, определяемые на капиллярных колонках длиной 30 м и более, могут однозначно указывать на отнесение определяемых веществ к тем или иным соединениям. Для определения линейных индексов удерживания разделяемых компонентов эфирного масла необходимо прописать смесь предельных неразветвленных углеводородов С₆ – С₂₅ в режиме линейного программирования температуры со скоростью 2-6 град / в мин. и в этих же условиях прописать хроматограмму разделения компонентов исследуемого эфирного масла.

Рис 2. Масс-спектр трициклена: RT = 6,0; RI = 924; RI_lib=921

Рис 3. Масс-спектр -пинена: RT = 6,4; RI = 935; RI_lib=932.

Рис. 4. Масс-спектр -пинена: RT = 7,7; RI = 978; RI_lib=975

Программа AMDIS, имеющаяся в компьютере, сама рассчитывает линейные индексы удерживания, которые являются абсолютными реперами для идентификации индивидуальных компонентов [64, 67]:

где Jn = 100n – индекс удерживания н-алкана, содержащего в молекуле n атомов углерода; t_Rx – время удерживания исследуемого вещества; t_Rn – время удерживания н-алкана, выходящего до исследуемого вещества; tR(n+k) – время удерживания н-алкана, выходящего за исследуемым веществом.

Совпадение хроматографической точки идентификации предполагает, что индекс удерживания пика идентифицируемого компонента попадает в диапазон ± 3 е. и. по отношению к индексу удерживания имеющемуся в литературе аналогу. В вышеприведенном случае для трициклена, -пинена и -пинена определенные линейные индексы удерживания равны 924, 935 и 978 соответственно и не отличаются от библиотечных индексов более чем на 3 единицы.

Ранее в [38] мы также указывали на неоднозначность в идентификации изомеров кадинена только лишь по масс-спектрам, которые практически не различаются (различия состоят не массах осколков, а в относительных интенсивностях отдельных осколков), однако их линейные индексы удерживания различаются заметно, что упрощает идентификацию этих соединений. Для -кадинена, -кадинена и -кадинена линейные индексы удерживания составляют 1517, 1527 и 1541 соответственно.

Таблица 1

Допустимые интервалы изменения интенсивности пиков в зависимости от их относительной интенсивности