第六节　挥发性成分的分析

一、理化性质

1.性状

常温下挥发油大多为无色或淡黄色的透明液体，部分挥发油在降低温度时其主要成分可能析出结晶，习惯上将这种析出物称为“脑”，如薄荷脑、樟脑等。少数挥发油具有其他颜色，如含类成分者多显蓝色，佛手油显绿色，桂皮油显红棕色。挥发油多具浓烈的特异性嗅味，对黏膜有一定刺激性，有辛辣灼烧感。挥发油在常温下可自行挥发而不留任何痕迹，这是挥发油与脂肪油的本质区别。

2.溶解性

挥发油多为亲脂性成分，不溶或难溶于水，在低浓度乙醇中只能溶解一部分，而在高浓度乙醇中能全部溶解，易溶于亲脂性有机溶剂，如石油醚、乙醚等。

3.物理常数

挥发油多数比水轻，少数比水重（如丁香油、桂皮油），相对密度一般在0.850～1.065。挥发油几乎都有光学活性，比旋度在+97°～+177°范围内。挥发油多具有强的折光性，折射率多在1.43～1.61。挥发油的沸点一般在70～300℃。

4.化学常数

挥发油的化学常数包括酸值、酯值和皂化值，是衡量挥发油质量的重要指标。

（1）酸值　反映挥发油中游离羧酸和酚类成分含量的高低，用中和1g挥发油中游离酸性成分所消耗氢氧化钾的毫克数表示。

（2）酯值　反映挥发油中酯类成分含量的高低，用水解1g挥发油中所含酯所需要的氢氧化钾的毫克数表示。

（3）皂化值　反映挥发油中所含游离羧酸、酚类成分和酯类成分含量的高低，以中和并皂化1g挥发油含有的游离酸性成分与酯类成分所需氢氧化钾的毫克数表示。实际上皂化值等于酸值与酯值之和。

5.稳定性

挥发油与空气及光线接触，常会逐渐氧化变质，使之密度增加、颜色变深，失去原有香气，并能形成树脂样物质，也不能再随水蒸气而蒸馏了。因此，挥发油制备方法的选择是很重要的，其产品应贮于棕色瓶内，装满、密塞并在阴凉处低温保存。

二、定性分析

1.化学分析法

利用中药所含挥发油各组分的化学结构及其主要官能团的化学性质进行鉴别。化学分析法因挥发油成分复杂，干扰因素较多，而专属性不强，灵敏度不高，需要注意。

（1）氯化铁反应　将挥发油少许溶于乙醇中，加入氯化铁乙醇溶液，如产生蓝色、蓝紫色或绿色，表示挥发油中有酚性成分存在。

（2）银镜反应　将挥发油少许溶于乙醇中，加入硝酸银的氨溶液，如发生银镜反应，表示挥发油中有醛类等还原性成分存在。

（3）羰基反应　挥发油的乙醇溶液加2，4-二硝基苯肼、氨基脲、羟胺等试剂，如有结晶性产物生成，表明挥发油中有醛类或酮类化合物存在。

（4）与溴的加成反应　在挥发油的三氯甲烷溶液中滴加溴的三氯甲烷溶液，如红色褪去，表示挥发油中含有不饱和化合物，继续滴加溴的三氯甲烷溶液，如产生蓝色、紫色或绿色，则表明挥发油中含有类衍生物。

（5）浓硫酸反应　在挥发油甲醇溶液中加入浓硫酸，如产生蓝色或紫色，表示挥发油中含有类衍生物。

（6）亚硝酰铁氰化钠反应（Legal反应）　在挥发油的吡啶溶液中，加入亚硝酰铁氰化钠试剂及氢氧化钠溶液，如出现红色并逐渐消失，表示挥发油中含有α，β-不饱和内酯类化合物。

（7）香草醛-浓硫酸反应　大多数挥发油成分能在浓硫酸（或浓盐酸）存在下与香草醛形成各种颜色的化合物。

2.色谱分析法

（1）薄层色谱法　在挥发油的定性分析中薄层色谱应用较广。用薄层色谱法分离检视挥发油时，吸附剂多采用硅胶或中性氧化铝（Ⅱ～Ⅲ级活性），主要根据挥发油中不同组分极性强弱予以分离。针对不同极性的成分，在选择展开剂时，一般常用石油醚（或正己烷）展开非含氧烃类；用石油醚（或正己烷）-乙酸乙酯混合溶剂展开含氧烃类。也可根据具体情况选择其他展开剂，如苯、乙醚、四氯化碳、三氯甲烷、乙酸乙酯及其不同比例的混合溶剂。对于组成特别复杂，一次展开或单向展开分离效果不理想者，也可考虑选择相同或不同展开剂二次展开或双向展开，往往能获得较好的分离效果。对一些难分离的组分，尤其是含不同双键的萜类化合物，可采用硝酸银薄层进行分离。

挥发油薄层色谱常用的显色剂有：0.5％～1.0％茴香醛（香草醛）-浓硫酸试剂，2％高锰酸钾水溶液，荧光素-溴试剂，2，4-二硝基苯肼试剂，异羟肟酸铁试剂，氯化铁试剂，0.05％溴酚蓝乙醇溶液，对二甲氨基苯甲醛试剂，碘化钾-冰醋酸-淀粉试剂等。

（2）气相色谱法　气相色谱法是研究挥发油的重要方法之一。在挥发油的气相色谱中，固定相常选用非极性的饱和烃润滑油类（如硅酮、甲基硅油等）和极性固定相类（如聚酯、聚乙二醇类等）。前者适用于沸点差异大的萜类成分的分离，而后者适用于沸点差异小，但极性有差异的萜类成分的分离。

三、定量分析

（1）气相色谱法　气相色谱法是目前测定挥发性成分含量最常用的方法。在测定时，既可用填充柱，也可用毛细管柱。使用填充柱时，多用经酸洗并硅烷化处理的硅藻土或高分子多孔小球作载体，载体直径为0.18～0.25mm、0.15～0.18mm或0.125～0.150mm；固定液可分为非极性的饱和烃润滑油类（如硅酮、甲基硅油等）和极性的聚酯、聚乙二醇类。其中极性固定液对分离醇、醛、酮、酯等挥发性成分效果较好。毛细管柱用玻璃柱或弹性石英柱，内径一般为0.20mm或0.32mm。检测器温度一般为250～350℃。

为了克服一般气相色谱分析中药成分周期长，操作复杂，可能破坏或损失某些成分的缺点，可采用闪蒸气相色谱法，将样品置闪蒸器内，在一定温度下，挥发性成分气化，被载气带入色谱柱进行分析。也可用顶空气相色谱分析法，在热力学平衡的蒸气相与被分析样品同时存在于一个密闭恒温的样品瓶中，测定恒温后样品瓶蒸气相中挥发性成分的含量。

气相色谱定量分析可用外标法或内标法。外标法虽然操作方便，但定量准确性受进样重复性和实验条件稳定性的影响较大。因此在分离度允许的情况下，多使用内标法。

（2）薄层扫描法　挥发性成分，特别是挥发油成分复杂，薄层色谱分离往往很难达到定量分析要求，且挥发性成分在室温下易挥散损失，因此薄层色谱扫描法较少用于挥发性成分的定量分析。

（3）高效液相色谱法　一些具有紫外吸收的挥发性成分，如小分子芳香族化合物（桂皮醛、丹皮酚、丁香酚等），可用高效液相色谱法进行测定。

（4）GC-MS和GC-FTIR等联用技术　GC-MS和GC-FTIR等联用技术用于挥发性成分的定量分析，具有方法简便、快速等优点。其中尤以GC-MS联用法应用较多，特别是在没有标准品而需要定量未知化合物时，可以利用数据库或分析质谱裂解碎片，在对未知化合物进行定性分析的基础上，用归一化法测定含量。