煙草中一種糖苷的分離鑒定及其熱解產(chǎn)物

煙草科技/Tobacco Science & Technology煙草化學(xué)/Tobacco Chemnistry2013年第7期(總第312期)煙草中一種糖苷的分離鑒定及其熱解產(chǎn)物周容',馮廣林',李東亮",李國友’，戴亞',袁月'1.川渝中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心,成都市錦江區成龍大道一-段56號 6100662.中國科學(xué)院成都生物研究所,成都市人民南路四段9號610041摘要:通過(guò)95%乙醇提取,常壓和高壓制備色譜分離,從紅花大金元煙葉中提取分離得到化合物I ,利用質(zhì)譜和核磁共振技術(shù)鑒定了化合物I的結構,并在氦氣中進(jìn)行了熱裂解-CCMS分析。結果表明:①化合物I為(E)-N-[(4-羥基-3-甲氧基)苯乙基]-3-[(3-甲氧基-4-B-D-吡喃葡萄糖)苯基]丙烯酰胺;②化合物[的熱解產(chǎn)物主要是4-乙烯基愈創(chuàng )木酚、愈創(chuàng )木酚、香蘭素、對甲基苯酚、2,3-二氫苯并呋喃、4-烯丙基苯酚和3-乙基苯酚。關(guān)鍵詞:煙草;糖苷;熱解.中圖分類(lèi)號:0629.13文獻標識碼:A文章 編號: 1002-0861( 2013 )07-0034- 04Isolation and Identification of a New Glycoside in Tobacco and Analysis of its Pyrolytic ProductsZHOU Rong' , FENG Guanglin' , LI Dongliang",LI Guoyou2 ,DAI Ya' , and YUAN Yue'1. Technology Center of China Tobacco Chuanyu Industrial Co.,Ltd., Chengdu 610066,China2. Chengdu Institute of Biology , Chinese Academy of Sciences , Chengdu 610041 ,ChinaAbstract: A new glycoside, (E)-N-(4-hydroxy-3-methoxy)-phenethyI]-(3-methoxy-4-0 B-D-glucopyranosyloxy)phenyl]acrylamide ( I ), was isolated from leaves of flue- cured tobacco cv.“Hongda" through extraction with95% ethanol, preparation at normal and high pressure and separation with chromatography. The molecularstructure of compound ( I ) was identified with HRESI-MS and NMR. Compound (I ) was pyrolyzed in Heatmosphere and its pyrolytic products were analyzed by GC/MS. The results showed that the separated productwas compound ( I ) , and its major pyrolytic products were 4-vinylguaiacol, guaiacol, vanillin, p-cresol, 2,3-dihydrobenzofuran, 4-allylphenol , and m- ethylphenol.Keywords: Tobacco;Glycoside ;Pyrolysis煙草香昧成分一直是煙草行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。粗以糖苷形式存在的香料前體物的分子量較大、沸點(diǎn)較苷類(lèi)化合物是植物在生長(cháng)過(guò)程中形成的次級代謝產(chǎn)高、香氣較少或本身沒(méi)什么香氣,但加人卷煙后經(jīng)過(guò)物，卷煙的某些揮發(fā)性香味成分就是以糖苷的形式存高溫加熱或燃燒裂解能均勻釋放出具有香味的化合在于煙葉中1.51。以糖苷結合態(tài)存在的香味成分有萜物1210]。近年來(lái),與煙草香味有關(guān)的糖苷類(lèi)化合物引烯醇、芳樟醇氧化物、萜烯二醇、萜烯三醇、直鏈醇和起了煙草科研人員的廣泛關(guān)注011)。2008年,陳振環(huán)狀醇，如己醇、苯甲醇、苯乙醇和揮發(fā)性酚等「*]。玲 等()報道從津巴布韋烤煙煙葉中提取出3-氧基金項目:國家煙草專(zhuān)賣(mài)局2012年科技面上項目“不同地區紅花代-a-紫羅蘭醇-B-D-吡喃葡萄糖苷,該糖苷的熱解大金元煙葉中糖苷類(lèi)潛香物的研究(0122)四川省科技廳2011產(chǎn)物主要是巨豆三烯酮和3-氧代-a-紫羅 蘭醇,有助年重點(diǎn)科技項目“不同地區紅大煙葉中糖苷潛香物研究"于改善卷煙煙氣的香氣質(zhì)量。1998年， 日本專(zhuān)利公開(kāi)(201 1JYZ036)。了一種從煙草中分離得到的糖苷化合物一黑麥草內作者簡(jiǎn)介:周容(1973- -),女.博士，高級工程師、主要從事煙草化學(xué)酯β_D-葡萄糖苷,加人卷煙后能與煙香協(xié)調,具有使研究。E-mail: zr19730714@yahoo.com.cn; "通訊作者:李東亮香氣圓潤、加強煙香、抑制刺激和釋香持續的效果|4)。E-mail: Lidongliangl63@yahoo.com.cn本研究在對紅花大金元(“紅大”)煙葉糖苷類(lèi)化合物收稿日期:2013-01-14的研究中,從煙草中分離得到了一種糖苷一(E)-N-責任編輯:茹呈杰E-mail:rucj69@sina.com，[(4-羥基-3-甲氧基)苯乙基]-3-[(3-甲氧基-4-B-D-電話(huà):0371-6767251334吡喃葡萄糖)苯基]丙烯酰胺( I ):目前，煙草中未見(jiàn)'HNMR和"CNMR:工作頻率:各為600和150MHz;內酰胺類(lèi)糖苷化合物的分離報道，為此進(jìn)行了煙草中糖標:TMS;溶劑:C.D,N。苷I的提取分離、卷煙中添加評吸及熱解實(shí)驗，以期1.2.3卷煙添加評吸試驗為煙草香氣評價(jià)和卷煙加香提供參考。取12.5mg分離產(chǎn)物,用無(wú)水乙醇配制成2.5mg/mL的乙醇溶液;用自動(dòng)注射加香機注入參比單料煙中，1材料與方法注射量l0μL支;注射后的單料煙在溫度(22+1) C和1.1 原料、 試劑與儀器相對濕度(60+2)%條件下平衡48h。對照為注射等量C3F級四川會(huì )東紅大煙葉;95%乙醇、石油醚(沸無(wú)水乙醇，經(jīng)過(guò)相同條件處理的參比單料煙。采用文點(diǎn)為60~ 90C)、乙酸乙酯、正丁醇、甲醇、氯仿(AR,獻[15]的方法評吸單料煙樣品。四川西隴化工有限公司);DI01型大孔樹(shù)脂(天津南1.2.4熱裂解產(chǎn)物分析開(kāi)大學(xué)樹(shù)脂有限公司);柱層析用硅膠H(160-200和取1~2 ug分離產(chǎn)物,置于裂解儀中,在氦氣氛圍200-300目，青島海洋化工廠(chǎng));柱層析用反相Cis硅膠中，分別于300, 500, 700和900 C下熱裂解,熱解產(chǎn)(日本YMC公司);參比單料煙(以2009年重慶豐都物直接通人GC/MS儀中進(jìn)行分析。分析條件為:K326品種C3F煙葉切絲卷制而成):色譜柱:HP5-MS毛細管填充柱(30mx0.25 mmid. xXRC-1型顯微熔點(diǎn)儀(四川大學(xué)科學(xué)儀器廠(chǎng),溫0. 25 μmd.f);進(jìn)樣口溫度:250 C;分流比:20:|;載氣:氨度計未校正); Waters 2695 型高效制備液相色譜儀氣.1 m/min;程序升溫:80心--280 C(5 min);接口溫(美國Waters公司);BioTOF-Q質(zhì)譜儀.BrukerAvance度:250 C;離子源溫度:230 C;電離能量:70eV;四極桿600型核磁共振儀(德國B(niǎo)ruker公司);Pyroprobe5000溫度:150C;溶劑延遲:2min;掃描范圍:35~450amu。裂解儀(美國CDS公司);Clarus 600氣相色譜-質(zhì)譜儀2結果與討論(美國Perkin Elmer公司) ; AX504電子天平(感量0.000g,瑞士MetterToledo公司);CIECTOR實(shí)驗室2.1 結構表征自動(dòng)注射加香儀(瑞士Burghart公司)。該分離產(chǎn)物為白色粉末,熔點(diǎn): 167~169 C(文獻1.2方法[16]報道熔點(diǎn): 168~170 C)。由高分辨電噴霧質(zhì)譜1.2.1提取、 分離和純化(HRESIMS)信號[M+Na]*質(zhì)荷比528.1846確定其分子取40kg粉碎的紅大煙葉.加入400L95%乙醇,升式為CxsH,NOo。'HNMR譜的低場(chǎng)信號顯示有8個(gè)溫到60 C熱提取2h,重復提取3次,濃縮,得到8kg氫,其中6個(gè)氫:8u 7.50(1H,d,J=8.4 Hz), 7.17(1 H,d,提取物。將提取物水溶后，依次用石油醚.乙酸乙酯J=7.9 Hz), 7.14(1 H,d,J=1.5 Hz), 7.11(1 H,dd,J=8.4,和正丁醇各萃取3次,每種溶劑各用50L。正丁醇萃1.5 H2), 6.98(1 H,d,J=1.5 Hz)和6.90(1 H, dd , J=7.0,取物約2kg。1.5 Hz),其偶合裂分常數表明該化合物結構中含有兩將正丁醇萃取物傾入大孔樹(shù)脂DI01吸附柱(6.5cm個(gè) 苯環(huán)的ABX三旋體系,剩余的兩個(gè)氫δ 8.04 (H,x 80 cm),常壓下先用20L去離子水洗脫,然后用50Ld,J=15.6 Hz)和6.89(1 H,d,J=15.6 Hz)為典型的反式20%的乙醇洗脫,濃縮洗脫液,得240g褐色液體。將雙鍵烯氫信號,表明該化合物結構中存在一對反式雙所得褐色液體加入硅膠層析柱(3.5 cmx 70 cm),氯鍵烯氫,另外, H NMR譜中83.66(3 H,s)和3.71(3 H,仿-甲醇混合溶劑梯度洗脫(10:1,5:1,3:1.1:1.1:2，s)的峰表明該化合物含有兩個(gè)甲 氧基。"C NMR譜圖各10L),收集氯仿-甲醇(3:1)洗脫液,濃縮,得5g中δc 102.2, 79.2, 78.8, 75.1, 71.5和62.7 ppm 的峰表明樣品。將所得樣品加人到反相RP-18硅膠柱(2.5cm化合物結構中 含有葡萄糖基團,8c 164.7和42.2 ppm的x 60cm)層析，甲醇-水混合溶劑梯度洗脫( 1:9,2:8,峰表明該化合物含有酰胺基團。3:7,1:1和2:1,各2L),收集甲醇-水(3:7)洗脫液,濃該化合物的'HNMR和"CNMR數據如下:'HNMR縮:濃縮液通人以反相C.為固定相的高壓制備液相(CD.N, 600 MHz) :δ 10.75( 1H,s, 4"-0H) , 8.70(1H,柱，40%甲醇作流動(dòng)相，流速3.0mL/min,收集波長(cháng)254t,J=6.0 Hz,一NH), 8.04(1H,d,J=15.6 Hz, H-3),7.50nm的流出物，濃縮，即得60mg分離產(chǎn)物。(1H,d,J-8.4 Hz,H-5'), 7.17(1H,d,J=7.9 Hz, H-5"),1.2.2結構鑒定7.14(1H,d,J=1.5 Hz,H-2')，7.11(1H, dd, J=8.4, 1.5用HRESIMS, 'H NMR和"C NMR分別對分離產(chǎn)Hz, H-6'), 6.98(1H,d,=1.5 Hz,H-2"), 6.90( lH, dd,物進(jìn)行結構鑒定。分析條件為:J=7.9，1.5 Hz,H-6"), 6.89( lH,d,J=15.6 Hz,H-2) , 5.68HRESIMS:噴霧電壓:4500V;掃描范圍:50-3000amu。( 1H, d,J=7.2 Hz,H-1"), 3.91(2H,m, H-8"),3.71(3H ,35s,-OCH') , 3.66(3H,s, -0CH) , 3.04 (2H, t,J=7.2表2不同溫度下糖苷I裂解產(chǎn)物的含量Hz, H-7" );C NMR (CD.N, 150 MHz):8 166.7(C-1)，Tab.2 Pyrolytic products of glycoside I at different149.9(C-4), 149.4(C-3'), 148.9(C-3"), 147.0(C-4"),temperature(%)140.1 (C-3)，131.4(C-1"), 130.3(C-1') , 122.3(C-6')，保留時(shí)間匹配度122.3(C-6"), 121.6(C-2)，116.9(C-5') , 116.5(C-5")，_ /min裂解產(chǎn)物19500C700C900C113.6(C-2"), 11.9(C-2'), 102.2(C-1"), 79.2(C-5") ,3.74螺[2.4]-4,6-庚二烯93.3 00.97 4.1978.8(C-3")，75.1 (C-2"), 71.5(C-4") , 62.7(C-6")，6.53苯乙烯91.0 0.34 0.23 1.539.36苯酚87.16.08 11.5556.2 ( -0CH')，56.1 ( -0CH,") , 42.2 (C-8")，36.311.56鄰甲苯酚89.6 01.74 3.42(C-7")。 上述各項檢測結果與文獻[16]一致,確定12.21對甲苯酚92.5 0 12.93 19.62分離產(chǎn)物為(E)-N-[ (4-羥基-3-甲氧基)苯乙13.19愈創(chuàng )木酚90.413.03 6.05 3.46基]-3-[(3-甲氧基-4- B-D-吡喃葡萄糖)苯基]丙烯酰14.933-乙基苯酚94.6 012.58 10.91 .胺(I ,CAS號為119671-93- -0),其結構式見(jiàn)圖1。16.872.3-二氫苯并呋喃85.5 (13.45 14.0918.934-烯丙基苯酚HOHH,CO、;器，319.824-乙烯基愈創(chuàng )木酚88.0 74.42 33.22 18.07OCH;H23.39異丁子香酚94.3 1.49 4.42 2.74HO23.47香蘭素80.5 10.15 1.18 0.773" H)H圖1糖苷I的結構3結論Fig.1 The structure of glycoside I2.2 糖苷I對卷煙感官質(zhì)量的影響(1)MS和NMR譜結構鑒定證明,通過(guò)95%乙醇提評吸結果(表1)表明，與對照相比,添加糖苷1取,常壓和高壓制備色譜分離，首次從煙葉中分離出一的單料煙樣品的香氣質(zhì)量改善,煙氣圓潤，余味舒種糖苷(E)-N-[(4-羥基-3-甲氧基)苯乙基]-3-適。這說(shuō)明糖苷I具有提高煙香、圓潤煙氣和改善余.[(3-甲氧基-4-B-_D-吡喃葡萄糖)苯基]丙烯酰胺。味的效果。(2)該糖苷在氦氣中的熱解產(chǎn)物主要是具有增加表1添加糖苷I的單料煙樣品評吸結果煙草甜香、圓潤煙氣和改善余味的香氣成分一-4-乙Tab.1 Sensory evaluation results of tobacco sample added烯基愈創(chuàng )木酚、愈創(chuàng )木酚、香蘭素、對甲基苯酚、2,3-with glycoside I二氫苯并呋喃、4-烯丙基苯酚和3-乙基苯酚。樣品評吸結果參考文獻對照香氣質(zhì)量較好，煙氣較柔和，余味較舒適加糖苷香氣質(zhì)量好,煙氣圓潤柔和，甜度增加，[1] 黃致喜,金其璋,羅壽根,等,譯.香味化學(xué)與工藝學(xué)[M].余味舒適北京:中國輕工業(yè)出版社, 1991 :10-25.2.3熱裂解產(chǎn)物[2] DAVIS D L, NIELSEN M T. Tobacco propyro- -glutamicGCIMS分析結果(表2)表明:①在氦氣中,糖苷duction[M]. Chemistry and Technology, Oxford, UK:Blackuwell Science , 1999 : 256-284.I的裂解產(chǎn)物主要是4-乙烯基愈創(chuàng )木酚、愈創(chuàng )木酚、香蘭素、對甲基苯酚、2,3-二氫苯并呋哺、4-烯丙基[3] Rodgman A. Perfetti T A. The chemical components oftobacco smoke{ M ]. Boca Roton: CRC Press，2009.苯酚、3-乙基苯酚;②在300心糖苷I幾乎不發(fā)生裂[4] Wahlberg I, Enzell C R. Tobacco isoprenoids [J]. Natural解;當裂解溫度上升到500 C時(shí),糖苷I的熱裂解產(chǎn)Products Rept , 1987 .4(3):237-276.物主要為4-乙烯基愈創(chuàng )木酚以及少量的愈創(chuàng )木酚和[5] Enzell C R, Wahlberg I. Leaf composition in relation to香蘭素;當裂解溫度上升到700-900心范圍內,其裂smoking quality and aroma[J]. Rcent Adv Tob Sci, 1980.6:解產(chǎn)物的種類(lèi)比500 C時(shí)增多,但部分裂解產(chǎn)物的產(chǎn)64-122.生量有所變化。其中,700~ 900 C范圍內,裂解產(chǎn)物[6] 王燕,劉志華。陳永寬.煙草中糖苷類(lèi)化合物的研究進(jìn)展.種類(lèi)增加了對甲基苯酚、3-乙基苯酚.2,3-二氫苯并[J].云南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版.2010.2(S1):202-206.呋喃和4- ~烯丙基苯酚;500 C時(shí)4-乙烯基愈創(chuàng )木酚的[7] Heckman R A. Dube M F. Lynm D.et al. The role of tobaccopreecursors in cigarette flavor[J]. Res Adv Tob Sci, 1981.7:產(chǎn)生量最高,隨著(zhù)裂解溫度的升高,4-乙烯基愈創(chuàng )木107-153.酚、愈創(chuàng )木酚和香蘭素的裂解產(chǎn)生量明顯降低。(下轉第42頁(yè))36Gaithersburg. MD，2008 : Number 69 [2012-10-15]. htp://tobacco laminae and stems [J]. Beitr Tabakforsch Int, 1985，webbook. nist.gov/chemistry/.13(1):29-36.[14] 中國煙草科技信息中心。中國煙草科學(xué)技術(shù)數據庫[DB/ [18] Peedin G F. Tobacoproducion, chemistry . and echnology.OL]11 [2012-9-20 ]. htp://sj/ zri.o.c.ncobcooikistijip.Chapter 5 Production Practices. SA. Flue-cured tobacco[ M].[15] Evans R J, Mine T A. Molecular characterizaion of theOxford : Blackwell Science .1999.pyrolysis of biomass. 1. Fundamentals [J]. Energ Fuel,[19] Schlotzhauer W s . Chortyk 0 T. Recent Advances in studies1987. 1(2):123-137.of the pyrosynthesis of cigarette smoke constituents[J]. 」[16] Schmeltz I. Wenger A, Hoffmann D.et al. On the fate ofAnal Appl Pyrolysis . 1987. 12( 3/4):193-222.nicotine during pyrolysis and in a buming cigarette [J]. J[20] Palmer G K. Pearce R C. Tobacco production, chemistry , andAgric Food Chem, 1979 .27 : 602-608.technology. Chapter 5 Production Practices. 5B. Light air-cured[17] Bokelman G H. Ryan Jr w s. Analyses of bright and burleytobacco [ M ]. Oxford: Blackwell Science .199(上接第19頁(yè))技.2012(1): 15-16.(3)國外煙草企業(yè)在我國申請的加熱型無(wú)煙氣[2] Scienifice Commttee on Emerging and Newly Idenifed煙草制品專(zhuān)利處于優(yōu)勢地位，尤其是在含有可見(jiàn)的煙Health Risks ( SCENIHR). Health Efects of Smokeless草物質(zhì)的電加熱型卷煙領(lǐng)域,已初步形成了較為嚴密Tobacco Products - Preliminary Report [M]， Press:SCENIHR .2007.的專(zhuān)利布局。(4)近十年間，我國煙草行業(yè)在加熱型無(wú)煙氣煙[3] PHILIP MORRIS PROD.電吸煙系統和方法:CN, 1633247[P].2005-06-29.草制品的研究開(kāi)發(fā)方面明顯處于弱勢地位，在該領(lǐng)域[4]PHILIPMORRISPROD.具有液體存儲部分的電加熱吸煙的研發(fā)重視程度和投人力度都有待加強。系統:CN.102014677A[P]. 2011-04-13.因此.我國煙草行業(yè)需要加大無(wú)煙氣煙草制品的[s」 PHLIP MORRIS PROD. Eereill heae cigrere研發(fā)力度,有針對性地研制適合國內消費者需求的多including contolled-release flavoring: EP. 1827146 [P].種無(wú)煙氣煙草制品，更多地研發(fā)和掌握我國無(wú)煙氣煙2007-09-05.草制品的專(zhuān)利技術(shù)，以期在與國外煙草公司無(wú)煙氣煙6] PHILIP MORRIS PROD. Electrical smoking system: EP草制品市場(chǎng)的競爭中,尤其是國內市場(chǎng),立于不敗之1942754[P]. 2008-07-16.地。[7] PHILIP MORRIS PROD. Smokeless cigarette sysem: EP.1947965[P]. 2008-07-30.參考文獻[1] 鄭路.近年國外煙草制品設計及研發(fā)若干進(jìn)展[J].煙草科(上接第36頁(yè))[12] 李英波，宛曉春,張正竹.煙草糖苷類(lèi)香氣前體研究進(jìn)展解萬(wàn)翠.糖苷香料前體的合成及其應用研究[D].無(wú)錫:江.[J].煙草科技.2006(3):41-43.南大學(xué).2007:30-48.[13] 陳振玲.張浩博,周宛虹，等.姻草中3-氧代-a紫羅蘭解萬(wàn)翠,顧小紅.閣威,等.糖苷類(lèi)香料前體的卷煙加香及醇-B-D-吡喃葡萄糖苷的分離鑒定及其熱解產(chǎn)物分析[J].緩釋效果研究[C]中國煙草學(xué)會(huì )工業(yè)專(zhuān)業(yè)委員會(huì )煙草化煙草科技.2008(7):28-31.學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì )論文集.?？?中國煙草學(xué)會(huì )205:50-55.[14]黑麥草內酯B_D-葡萄糖苷及其由該化合物構成的煙草吸.[10] 蔡繼寶，李銀波,謝衛.等.糖苷合成及其卷煙應用研究食香味改良:JP.1042846[P].1998-02-17.[C//中國煙草學(xué)會(huì )T業(yè)專(zhuān)業(yè)委員會(huì )煙草化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì )1s5] YC/T 138-1998 煙草及煙草制品 感官評吸方法[S].論文集.?？?中國煙草學(xué)會(huì ). 2005:515-520.[16] 相字,李友賓,張健,等.豬毛菜中- -新生物堿[J].藥學(xué)學(xué).[11]吳新華,朱瑞芝.倪朝敏，等.煙草中糖符類(lèi)香味前體物質(zhì)報.2007 .42(6):618-620.研究進(jìn)展[J].云南化I .2009.36(1):62-65.42