CC BY
102
УДК 668.52:581.135.5:582.949.2
ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЭФИРНОГО МАСЛА ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА THYMUS L.,
ПРОИЗРАСТАЮЩИХ НА АЛТАЕ
© Ю.А. Банаева,а Л.М. Покровский,6 А.В. Ткачевб,в*
а Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Новосибирск (Россия)
б Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН Проспект Академика Лаврентьева, 9, Новосибирск, 630090 (Россия) в Новосибирский государственный университет, кафедра органической химии Ул. Пирогова, 2, Новосибирск, 630090 (Россия) e-mail: [email protected]
Авторы благодарят Конкурсный центр фундаментального естествознания при Санкт-Петербургском университете (грант "Изучение летучих терпеноидов полезных растений Сибири и Дальнего Востока ”) и Российский фонд фундаментальных исследований (грант Президента РФ для молодых докторов наук № 96-15-97017)
Исследован состав эфирного масла Thymus serpyllum L. s. l., собранного в местах естественного произрастания в различных районах Алтайского края и Республики Алтай во второй-третьей декадах июля 1997 г. в фазе полного цветения. Методом хромато-масс-спектрометрии обнаруживается до 80 компонентов, из которых идентифицировано 64 вещества, составляющих 94-99% от суммы цельного масла. Выявлено два хемотипа, в первом из них доминирующим компонентом среди высококипящих соединений является неролидол на фоне очень малых количеств тимола и карвакрола, во втором -главными высококипящими компонентами являются тимол и карвакрол при одновременно низком содержании неролидола.
Лекарственное растение Thymus serpyllum L.s.l. (тимьян ползучий, богородская трава, чабрец) издавна используется в официальной и народной медицине для лечения широкого спектра заболеваний. Действие препаратов, полученных из тимьяна, не в последнюю очередь связано с присутствием в них летучих компонентов, обусловливающих специфический приятный запах самой травы и препаратов, приготовленных на ее основе. Ранее в эфирном масле Th. serpyllum L.s.l. были обнаружены: тимол, карвакрол, p-цимол, у-терпинен, а-терпинеол, борнеол и цингиберен, а среди экстрактивных веществ -дубильные вещества, горечи, камедь, флавоноиды, урсоловая и олеаноловая кислоты. [1] По данным работы [2], основным компонентом эфирного масла тимьяна ползучего является тимол.
Род Thymus L. семейства яснотковых (Lamiaceae) отличается большим разнообразием трудно дифференцированных форм, которым придается различное таксономическое значение [3]. Следствием этого является неупорядоченность номенклатуры и критическое состояние систематики рода. Одним из представителей этого рода является Thymus serpyllum L.s.l. - весьма полиморфный вид. Многолетнее растение, побеги в нижней части одревесневшие с ползучими стеблями и прямостоячими цветоносами высотой до 15 см. Листья супротивные, короткочерешковые, продолговато-овальные, точечножелезистые. Цветки собраны на концах ветвей в головчатое соцветие. Произрастает в Европе, Азии, на Кавказе, Северной Америке. В России распространен в европейской части, а также в некоторых регионах
Автор, с которым следует вести переписку.
Западной и Восточной Сибири. Приурочен преимущественно к степной зоне, скалам, каменистым и щебнистым склонам [4].
Ряд систематиков подразделяют на "мелкие" виды (Клоков 1954; Крылов, 1937) [5, 6]. Вопрос о видовой самостоятельности большинства "мелких" видов, выделенных из Th. serpyllum L.s.l., остается дискуссионным. В природных условиях в большинстве случаев они не различаются сборщиками и практически используются наравне с типичной формой тимьяна ползучего. Установлено, что на содержание эфирного масла представителей рода Thymus L. большое влияние оказывает местообитание растений и высота над уровнем моря [7]. Для рода характерен значительный полиморфизм не только морфологических признаков, но и компонентного состава эфирных масел [8, 9, 10, 11]. Подборка литературы по изучению состава эфирного масла различных видов рода Thymus L. содержится в работе [12].
В настоящей работе мы приводим результаты исследования состава эфирного масла Thymus serpyllum L.s.l., произрастающего в различных районах Алтая.
Материалы и методы
Сбор материала проводили в местах естественного произрастания в Алтайском крае и Республике Алтай. Образцы для исследований были собраны во второй-третьей декадах июля 1997 г. в фазе полного цветения. Сбор, подготовка сырья (высушивание до воздушно-сухого состояния) и получение эфирного масла (гидродистилляция) производили с использованием общепринятых приемов. Характеристика мест сбора и выход масла приведены в таблице 1 (в дальнейшем изложении исследованные образцы названы по географическим пунктам, близ которых собиралось сырье). Навеску воздушно-сухого сырья (40-50 г) загружали в колбу емкостью 1 л, заливали горячей водой (для ускорения отгонки) и доводили до кипения. Длительность одной отгонки составляла 1 .5 ч. Количество эфирного масла определяли волюметрически.
Эфирное масло исследовали методом хромато-масс-спектрометрии на газовом хроматографе Hewlett-Packard 5890/II с квадрупольным масс-спектрометром (НР MSD 5971) в качестве детектора. Использовалась 30-метровая кварцевая колонка НР-5 (сополимер 5%-дифенил-95%-диметилсилоксана) с внутренним диаметром 0.25 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0.25 дм. Процентный состав эфирных масел вычислялся по площадям газо-хроматографических пиков без использования корректирующих коэффициентов. Качественный анализ основан на сравнении времен удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными компонентов эталонных масел и чистых соединений, если они имелись, и с данными библиотеки масс-спектрометрических данных Wiley275 (275000 масс-спектров) и каталогов [13, 14].
Результаты и обсуждение
Масло Th. serpyllum L.s.l. представляет собой легкоподвижную жидкость желтого или зеленоватожелтого цвета с приятным специфическим запахом. Выход масла из надземной части в фазе цветения составил 0.5-1.0%, что соответствует литературным данным, согласно которым содержание эфирного масла в дикорастущих алтайских формах Th. serpyllum L.s.l. составляет 0.47-0.85%, при этом не прослеживается какой-либо закономерности зависимости выхода масла от высоты над уровнем моря.
В исследованных образцах эфирного масла обнаруживается до 80 компонентов. Методом хромато-масс-спектрометрии идентифицировано 64 компонента, составляющих 94-99% от суммы цельного эфирного масла. Результаты анализа приведены в таблице 2. Общий вид хроматограмм показан на рисунке 1 . Среди оставшихся неидентифицированных компонентов имеется 2 вещества, содержание которых в смеси составляет 0.2-4.4%. Масс-спектры этих веществ показаны на рисунке 2.
Таблица 1. Места сбора растительного материала и содержание эфирного масла в исследованных образцах
№ Место сбора (дата сбора) Характеристика местообитания Высота над уровнем моря, м Выход масла, %* Цвет масла
I Окрестности р/п Колывань, Курьинский район (14.07.97) злаково-спирейное разнотравье (склон южной экспозиции) 140 0.9 салатный
II Окрестности п. Чинита, Чарышский район (15.07.97) караганниково-злаково-тимьянниковая степь (каменистый склон южной экспозиции) 300-500 0.8 ярко-желтый
III Окрестности п. Тулата, Чарышский район (16.07.97) караганниково-злаково-полынная степь (каменисто-щебнистый склон южной экспозиции) 500-750 0.6 ярко-желтый
IV Окрестности п. Каргон, Усть-Канский район (17.07.97) луково-злаково-спирейная степь (склон юго-западной экспозиции) 500-750 0.8 бледно-желтый
V Кырлыкский перевал (18.07.97) злаково-мелкотравная степь 1500-1600 0.7 мутно-желтый
VI Окрестности п. Юстик, Усть-Коксинский район (19.07.97) караганниково-злаково-тимьянниковая степь (каменистощебнистый склон юго-восточной экспозиции) 1100 1.0 бледно-желтый
VII Окрестности п. Мендур-Соккон, Усть- Канский район (21.07.97) караганниково-злаково-полынная степь (каменисто-щебнистый склон южной экспозиции) 500-750 1.0 ярко-желтый
VIII Окрестности д. Топольная, Солонешенский район (22.07.97) караганниково-полынно-злаково-тимьянниковая степь (каменистощебнистый склон западной экспозиции) 400 0.5 бледно-желтый
Примечание к таблице:
* Содержание эфирного масла приведено в % по отношению к массе воздушно-сухого сырья.
Состав эфирного масла существенно меняется от образца к образцу, причем основные отличия состоят в содержании компонентов, которые являются общими для всех образцов. Известно, что в природе встречаются популяции и даже отдельные растения, эфирное масло которых имеет состав, сильно отличающийся от типичного для данного вида. К такой группе принадлежит, в частности, так называемая лимонная форма тимьяна ползучего (ТИ. ^вгруНит Ь. s. I., / аМойога), масло которого имеет отличный от других образцов запах, обусловленный наличием большого количества гераниола (до 6070%). В исследованных нами образцах гераниол практически отсутствует: он содержится в незначительных количествах лишь в образцах "Чинита" (0.4%) и "Топольная" (0.7%). Количественный состав монотерпеновой части образцов масла варьирует в широких пределах, хотя набор основных компонентов практически постоянен, при этом доминирующими компонентами в монотерпеновой части являются разные соединения: 1,8-цинеол (14%, "Колывань"), цис-0-терпинеол (15.3% и 20.2%, "Тулата" и "Топольная"), и-цимол (15.0% и 25.2%, "Коргон" и "Кырлык"), у-терпинен (17.2%, "Мендур"). Однако все исследованные образцы можно разделить на две группы, которые различаются содержанием фенолов (тимола и карвакрола) и неролидола. К первой группе относятся образцы "Колывань", "Чинита", "Тулата" и "Топольная", в которых доминирующим компонентом среди высококипящих соединений является неролидол на фоне очень малых количеств тимола и карвакрола. Ко второй группе можно
отнести образцы "Кырлык", "Юстик" и "Мендур", в которых главными высококипящими компонентами являются тимол и карвакрол при одновременном низком содержании неролидола. Образец "Каргон" занимает промежуточное положение.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что состав эфирного масла образцов травы Th. serpyllum L.s.l., собранных в разных районах Алтая, существенно различается по содержанию основных компонентов. Известно, что состав эфирного масла - и для представителей рода Thymus L. в том числе [12] - может существенно меняться в зависимости от возраста и фазы развития растения. Учитывая, что изучаемые образцы были собраны в течение очень короткого промежутка времени в фазу полного цветения, влиянием этого фактора можно пренебречь. Скорее всего, различия в составе масла обусловлены генетически, как это имеет место в случае упоминавшейся выше лимонной формы, которая успешно культивируется в Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН с сохранением состава эфирного масла, характерного именно для этой формы.
Таблица 2. Состав образцов эфирного масла Thymus serpyllum L. s. l. по данным хромато-масс-спектрометрии
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
Название компонента Содержание компонентов в образцах (%)*
Номер образца (см. табл.1): I II III IV V VI VII VIII
1. Трициклен - 0.2 0.1 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1
2. а-Туйен - 0.4 0.6 - 0.8 0.4 1.7 0.4
3. а-Пинен 0.1 3.3 3.9 4.1 1.6 0.8 1.7 1.8
4. Камфен 0.1 5.2 3.7 5.1 2.0 1.0 2.0 2.3
5. Сабинен 0.3 1.2 2.2 0.6 0.5 0.1 0.3 1.6
6. Р-Пинен 0.4 1.5 1.9 1.3 0.9 0.5 0.9 1.3
7. 1-Октен-3-ол - - - - - 0.1 0.1 -
8. Р-Мирцен 4.0 5.1 10.3 4.2 3.0 0.6 1.5 7.8
9. а-Фелландрен - - - - - 0.1 0.3 -
10. 3-Карен - - - - - - 0.1 -
11. а-Терпинен - 0.8 0.4 0.9 0.9 0.8 2.4 0.4
12. я-Цимол 3.8 5.6 4.8 15.0 25.2 7.9 14.5 4.1
13. Лимонен 0.8 1.2 1.7 1.2 0.8 0.3 0.8 1.3
14. 1,8-Цинеол 14.0 5.3 2.9 3.8 5.0 7.5 5.6 2.7
15. транс-в -Оцимен - 0.1 - 0.1 0.1 - - -
16. цис-Р-Оцимен - 1.8 0.3 1.5 1.3 0.6 - -
17. у-Терпинен - 1.9 0.1 7.7 8.9 8.2 17.2 0.3
18. цис-Р -Т ерпинеол 8.2 7.2 15.3 2.8 1.6 2.3 1.9 20.2
19. Терпинолен - 0.3 0.1 0.2 - 0.1 0.2 0.1
20. транс-Р -Т ерпинеол 0.8 0.9 1.5 - - - - 2.1
21. Линалоол 2.2 0.9 2.2 8.2 4.7 3.3 0.9 1.5
22. цис-п--Мент-2 -ен-1 -ол - 0.2 - - - 0.2 - 0.4
23. Пинокарвеол - - - - - 0.1 - -
24. Камфора 4.0 5.4 1.1 2.8 1.9 3.6 1.4 2.0
25. Борнеол 3.0 4.4 5.9 7.8 2.9 7.5 3.1 5.8
26. м-Мент-1-ен-8-ол 0.9 - - 0.2 - - 0.3 -
27. Терпинеол-4 2.8 3.1 2.7 1.5 1.3 3.5 1.3 4.4
Продолжение таблицы 2
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
28. а-Терпинеол 2.2 0.9 0.8 2.1 0.9 1.9 0.7 1.2
29. Метиловый эфир тимола 1.3 0.7 0.5 2.4 3.1 1.1 0.1 0.5
30. Пулегон - - 0.5 - - - - 0.2
31. Метиловый эфир карвокрола - 0.1 - - 0.4 1.4 1.6 -
32. цис-Цитраль - 0.2 - - - - - -
33. Г ераниол - 0.4 - - - - - 0.7
34. транс-Цитраль - 0.3 - - - - - -
35. 1-Деканол - - - - - 0.1 - -
36. Борнилацетат 0.7 1.9 1.8 1.4 0.6 0.5 0.2 1.0
37. Изоборнилацетат - - - - - 0.5 0.3 -
38. Тимол 1.7 0.9 2.6 5.3 .8 8. 6.8 2.0 0.9
39. Карвакрол - 4.4 1.6 0.3 7.8 27.6 29.6 0.7
40. Вещество А (С12Н1802) 1.5 - 0.5 4.4 3.4 - - -
41. а-Копаен - 0.1 0.1 - - - - 0.1
42. Р-Бурбонен 1.1 0.6 0.7 0.3 0.3 0.2 - 0.7
43. Р-Элемен 0.2 0.2 0.2 0.1 - 2.0 - 0.2
44. Кариофиллен 1.0 2.0 2.8 1.3 3.1 1.3 1.6 1.2
45. Вещество Б (С15Н24) 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2
46. Гумулен 0.1 0.1 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 -
47. Аллоаромадендрен 0.8 0.6 0.6 0.2 0.1 - 0.1 0.9
48. у-Муролен - 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 -
49. Г ермакрен-Д 0.3 2.8 2.8 1.9 0.4 1.5 0.7 2.8
50. Бициклогермакрен - 0.7 0.4 0.4 - 0.4 0.3 0.4
51. а-Муролен 0.2 0.1 - - - - - 0.2
52. Р-Бизаболен 1.1 0.6 0.7 0.4 0.9 0.4 0.6 0.3
53. у-Кадинен 0.2 0.4 0.2 0.1 - 0.1 0.1 0.6
54. Эндо-1 -бурбоненол 0.4 0.2 0.2 - - - - 0.4
55. 5-Кадинен 0.4 0.8 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.8
56. цис-а-Бизаболене 0.5 1.3 1.2 1.7 2.3 0.6 0.9 0.3
57. транс-Неролидол 29.8 13.8 8.5 5.5 0.1 0.6 - 11.3
58. Г ермакрадиенол** 0.4 2.8 4.3 0.2 - - - 6.2
59. Спатчуленол 2.3 0.9 1.1 0.3 1.2 0.4 0.3 -
60. Кариофиллен-а-оксид 1.7 1.2 1.0 0.5 2.1 0.9 0.9 0.5
61. Виридифлорол 0.5 0.1 0.2 - - - - 0.4
62. Ледол - - - - - - - 0.2
63. Дегидрооплопанон 0.3 0.2 0.1 - - - - 0.2
64. Т-кадинол 1.1 1.4 0.5 0.1 - - - 2.9
65. а-Кадинол 2.1 1.3 0.9 0.2 - - - 1.5
66. Оплопанон 2.4 - 1.0 - - - - 0.7
* знак "-" означает, что содержание соответствующего компонента не превышает 0.1%;
** 1-гидрокси-1,7-диметил-4-изопропил-2,7-циклодекадиен.
_л___Llitl
"Каргон", №IV
8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00
Время удерживания
8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00
Рис. 1.
Общий вид хроматограмм образцов эфирного масла Thymus serpyllum L. s. l.
Исследование химического состава эфирного масла представителей рода Thymus L., 47
ПРОИЗРАСТАЮЩИХ НА АЛТАЕ
43
32
67
53
ill
61
Вещество А (С12Н1802), мол. вес = 152 Индекс удерживания (индекс Ковача) =
1355
79
93
85
4-U
119
1G5
112
134
127
152
m/z-->
3G 4G 5G 6G 7G 8G 9G 1GG 11G 12G 13G 14G 15G 16G
Вещество Б (С15Н24), мол. вес = 204 Индекс удерживания (индекс Ковача) = 1431
161
1G5
32 43 81 91
55 67
jL
119
LJJ
133 147
2G4
m/z-->
3G 4G 5G 6G 7G 8G 9G 1GG 11G 12G 13G 14G 15G 16G 17G 18G 19G 2GG 21G
Рис. 2. Масс-спектры неидентифицированных компонентов эфирного масла Thymus serpyllum L.s.l.
Литература
1. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР. М., 1983. 312 с.
2. Машанов В.И., Покровский А.А. Пряно-ароматические растения. М., 1991. С. 1G1-1G3.
3. Гогина Е.Е. // Биологическая флора Московской области. М., 1975. С. 137-169.
4. Клоков М.В. // Флора СССР. М.-Л., 1954. С. 537-538.
5. Доронькин В.М. // Флора Сибири. Новосибирск, 1997. Т. 11. С. 2G5-22G.
6. Клоков М. В. Расообразование в роде тимьянов - Thymus L. на территории Советского Союза. Киев, 1973. 19G с.
7 Ходжиматов К.Х. // Тезисы докладов 2 симпозиума «Актуальные проблемы изучения эфирномасличных растений и эфирных масел». Кишинев, 26-29 августа 1970. Кишинев, 1970.
С. 66-68.
8 Гурвич Н.Л. // Труды БИН АН СССР. Сер. 5. Растительное сырье. М.-Л., 1960. Вып. 6. С. 7-126.
9 Калинкина Г.И., Тихонов В.Н., Гуськова И.Н., Зарубина Л. А., Таран Д. Д. // Растительные ресурсы.
1994. №3. С. 66-70.
10 Сур С.В., Тулюпа Ф.М., Толок А.Я., Пересыпкина Т.Н. // Хим.-фармац. журн. 1988. №11.
С. 1361-1366.
11 Gouyon P.H., Vemet Ph. // Ecol. Plant. 1980. №1(15) (2). P. 165-178.
12 Senatore F. J. // Agric. Food. Chem. 1996. №44. P. 1327-1332.
13 McLafferty F.W.; Stauffer D.B. The Wiley/NBS Registry of Mass Spectral Data; Wiley-Interscience, 1989. Vol. 1-7.
14 Eight Peak Index of Mass Spectra; Royal Society of Chemistry: University of Notinham, England, Third Edition, 1983. Vol. 1-2.
Поступило в редакцию 25 августа 1999 г.
