柏木油是从柏科或者松科植物中的根、枝干中提取的一种植物精油，具有清甜的柏木香韵。我国是柏木油的主要产地之一，也是其主要出口国之一。柏木油的主要成分包括柏木醇、α-柏木烯、β-舶木烯以及其他的一些单萜和倍半萜化合物。
柏木醇
柏木醇是广泛存在于柏木油以及杉木油中的一种倍半萜醇。
近年来，陆续有文献报道了柏木醇及其衍生物的生物活性。
·Zhang等研究发现，柏木醇对人体肺癌细胞具有良好的细胞*活性，可引发肺癌细胞的自噬和凋亡。
·钟雄发现在低浓度下柏木醇对许多微生物有很好的抑菌效果，对真菌类香菇、金针菇、真珠菇及灵芝等也有一定的抑制作用。
·此外，也有一些研究发现柏木醇具有解痉挛活性，镇静、调节心血管及促进毛发生长等作用。乙酸柏木酯是柏木醇系列的一个重要衍生物，具有强烈的木香以及雪松气息，香气稳定持久。
目前中国市场上的农药有80%是化学农药，其带来的环境问题和粮食安全问题越来越不容忽视。与传统的化学农药相比，植物源农药具有可自然降解、对环境污染少、对非靶标生物安全无害、不易产生抗药性等优点，是促进农业可持续发展以及发展有机农业的理想农药。南京林业大学王思禹，罗金岳等研究柏木醇及其衍生物的抗植物病原真菌活性，探究它们作为植物源农药的开发潜力。先对柏木油进行初步鉴定，研究柏木醇的分离与结构确证；再通过3种方法（醋酸酐酰化法、二环己基碳二亚胺法和脲基偶联剂法）探讨乙酸柏木酯的合成，确定适宜的反应条件；进一步通过菌丝生长速率法，研究其对7种植物病原真菌的活性。
1材料与方法
1.1材料与仪器1.2柏木油化学成分分析1.3柏木醇的提取及结构鉴定1.4乙酸柏木酯的合成及结构鉴定1.4.1醋酸酐酰化法1.4.2DCC法1.4.3脲基偶联剂法1.5抗植物病原真菌活性测定1.6细胞*活性测试实验
2结果与分析
2.1柏木醇的分离及鉴定结果2.1.1柏木油中柏木醇的初步鉴定结果柏木油化学成分复杂，主要成分包括柏木醇、α-柏木烯、β-柏木烯、花侧柏木烯、长叶烯、罗汉柏木烯等。使用HPLC-ESI-HRMS对柏木油进行初步检测分析（总离子流图见图3），证实该方法可以应用于柏木油中主要成分柏木醇的鉴定，其中柏木醇保留时间为5.54min（图3箭头所示化合物）。通过质谱对柏木油中的柏木醇进行鉴定，结果见图4。鉴定了以下的特征MS峰：基峰质荷比（m/z）.，为脱去一个水得到的[M—H2O+H]+峰；m/z为.的峰是其[M+Na]+峰。由图4可初步确证，柏木油中存在柏木醇。但由于柏木醇非常容易失水，所以质谱中的分子[M+H]+峰很小，难以被检测到。2.1.2柏木油中提取的柏木醇及其结构采用分馏以及重结晶的方法从柏木油中成功分离得到柏木醇37.5g，收率为7.5%。通过HPLC-ESI-HRMS、核磁共振波谱以及红外光谱对所得产物进行结构确证，再与文献数据对比，证实产物为柏木醇。柏木醇的理化、核磁和质谱数据如下：白色结晶，产物色谱纯度为98.0%；熔点为85~87℃；1HNMR（CDCl3，MHz），δ：0.83（3H，d，J=7.08Hz，CCHCH3），0.99（3H，s，CHC(CH3)2），1.25（3H，s，CHC(CH3)2），1.34（3H，s，CH2CCH3），1.36~1.91（13H，m，CH或CH2），3.72（1H，q，OH）；13CNMR（CDCl3，75MHz），δ：15.06（C-12），24.86（C-15），27.13（C-4），28.41（C-13），29.70（C-14），31.12（C-10），34.88（C-9），36.52（C-3），40.99（C-2），41.50（C-11），42.91（C-6），53.61（C-1），56.06（C-5），60.58（C-7），74.59（C-8）；质谱C15H26NaO[M+Na]+理论值m/z为.，实际值m/z为.，C15H25[M-H2O+H]+理论值m/z为.，实际值m/z为.。1HNMR中，醇羟基上质子的化学位移出现在δ3.72。4个CH3化学位移δ分别为0.83（3H，d，J=7.08Hz，CCHCH3），0.99（3H，s，CHC(CH3)2），1.25（3H，s，CHC(CH3)2），1.34（3H，s，CH2CCH3），与羟基靠近的CH3受到羟基的影响，化学位移向低场移动。在13CNMR中，各个碳的化学位移δ为15.06~74.59。在质谱数据中，目标化合物分子离子峰与理论值均吻合，理论值与实际值误差在0.5%以内。柏木醇的红外谱图见图5。由图5可知，cm-1处为醇羟基的伸缩振动吸收峰，cm-1处为甲基伸缩振动吸收峰，cm-1处为亚甲基伸缩振动吸收峰，~cm-1处为甲基亚甲基弯曲振动吸收峰。2.2乙酸柏木酯的合成及结构鉴定结果2.2.1乙酸柏木酯的合成柏木醇作为一个三环大位阻高级叔醇，其酯化是比较困难的，用传统的酯化方法通常无法反应或者产物产率较低。采用醋酸酐酰化法、DCC法以及脲基偶联剂法研究乙酸柏木酯的合成，发现脲基偶联剂能够在比较温和的条件下，对柏木醇进行酯化得到乙酸柏木酯，收率为93.0%。3种方法中，醋酸酐酰化法需要较高的反应温度，并且收率较低，原因可能是在高温反应的过程中，柏木醇不稳定，失水成为柏木烯，降低了产物的收率（79.1%）。DCC法需要低温冰浴，且反应过程中容易生成副产物二环己基脲（DCU），后处理繁琐，影响了反应的收率（82.2%）。相比之下，脲基偶联剂法反应条件比较温和（室温反应），后处理相对比较简单。2.2.2乙酸柏木酯的结构通过HPLC-ESI-HRMS、核磁共振波谱以及红外光谱对产物进行了结构确证。合成乙酸柏木酯与标准品对比HPLC-ESI-HRMS图谱见图6，乙酸柏木酯的红外谱图见图7。乙酸柏木酯的理化、核磁和质谱数据如下：白色结晶，产物色谱纯度为98.0%；m.p.为43~45℃；1HNMR（CDCl3，MHz），δ：0.83（3H，d，J=7.08Hz，CCHCH3），0.97（3H，s，CHC(CH3)2），1.17（3H，s，CHC(CH3)2），1.57（3H，s，CH2CCH3），1.94（3H，s，OCCH3）1.30~2.05（12H，m，CHorCH2），2.39（1H，d，OCCH）；13CNMR（CDCl3，75MHz），δ：14.96（C-12），22.23（C-14），24.78（C-17），25.33（C-15），26.43（C-4），27.95（C13），30.74（C-10），32.71（C-9），36.46（C-3），40.48（C-2），40.85（C-11），42.86（C-6），53.47（C-1），56.25（C-5），56.42（C-7），85.74（C-8），.76（C-16）。HRMS：C17H28NaO2[M+Na]+理论值m/z为.，实际值m/z为.；C34H56NaO4[2M+Na]+理论值m/z为.，实际值m/z为.。由图7可知，cm-1为甲基伸缩振动吸收峰，cm-1为亚甲基伸缩振动吸收峰，1cm-1为次甲基伸缩振动吸收峰，cm-1为羰基伸缩振动吸收峰，～cm-1为甲基亚甲基弯曲伸缩振动吸收峰。乙酸柏木酯的1HNMR中，可以观察到乙酰基上的氢信号δH1.94。在13CNMR中，可以观察到乙酰基上的碳信号δC.76。在质谱数据中，目标化合物分子离子峰与理论值均吻合，理论值与实际值误差在0.5%以内。2.3抗植物病原真菌活性采用菌丝生长速率法测定柏木醇和乙酸柏木酯的抗菌谱，结果见表1及表2。测定了5个质量浓度下的抗真菌活性，测定对象包括7种真菌，分别为*瓜灰霉病菌、油菜菌核病菌、小麦赤霉病菌、香蕉枯萎病菌、水稻纹枯病菌、稻瘟病菌和枸杞炭疽病菌，活性较好的结果见图8。实验结果显示：柏木醇和乙酸柏木酯对所测试的部分植物病原真菌显示了一定的抑制作用。柏木醇对*瓜灰霉病菌最高抑制率为70.39%（μg/mL），对水稻纹枯病菌最高抑制率为60.99%（μg/mL），对油菜菌核病菌及小麦赤霉病菌的最高抑制率也超过了50%，对枸杞炭疽病菌的活性最差，几乎没有活性。当柏木醇作用于*瓜灰霉病菌时，在低浓度下也具有一定的活性，当浓度达到μg/mL时，进一步提高柏木醇的浓度其活性不会增加；柏木醇作用于水稻纹枯病菌时，在低浓度时活性不很明显，当质量浓度从50μg/mL提高到μg/mL时，活性显著提高。与柏木醇相比，乙酸柏木酯对7种真菌的活性有所降低。对水稻纹枯病菌有一定的活性（其最高抑制率为46.70%），且随着用药浓度的增加，抑制率也逐步增加，有着较好的线性关系；对枸杞炭疽病菌及油菜菌核病菌几乎没有活性。说明，对于柏木醇而言，羟基是必要的活性基团，乙酰基的引入会造成活性的降低。对于植物源化合物的抗植物病原菌活性，已经有很多相关的研究。如曹妍发现小白菊内酯在10μg/mL时，对油菜菌核病菌就有很好的抑制效果，抑制率可达72.6%。对于水稻纹枯病菌，小白菊内酯的抑制率也达到了33.6%。郭现翠等发现吴茱萸次碱的衍生物对于植物病原真菌活性一般，但对细菌性病菌有一定的抑制作用，经过修饰的吴茱萸次碱可对水稻白叶枯病菌达到81.8%的活性。与这些已经报道的同类型植物源化合物相比，柏木醇具有对于某些植物病原菌（如水稻纹枯病菌）更突出的活性，且具备一定的选择性。因此，该类化合物具备一定的开发前景以及探索价值，尤其是进一步对其结构进行衍生化。2.4细胞*活性测试结果细胞*活性实验结果表明，柏木醇以及乙酸柏木酯对人体正常细胞的IC50大于80μmol/L，证实柏木醇及乙酸柏木酯对人体正常细胞（HFL1）的细胞*活性较低，即对人体正常细胞几乎没有*性。该结果证实柏木醇以及乙酸柏木酯对于人畜以及其他非靶标生物产生影响的可能性较小，具有安全无害的优点，进一步证实了柏木醇以及乙酸柏木酯作为新型无害的植物源农药的潜力。
结论
柏木油化学成分十分复杂，使用HPLC-ESI-HRMS对其中的主要成分之一柏木醇进行了初步鉴定，通过分馏以及重结晶的方法对柏木油中的柏木醇进行了分离，得到了纯度为98.0%的柏木醇。作为大位阻高级叔醇，柏木醇的酯化比较困难，笔者使用脲基偶联剂以较温和的条件成功地合成了乙酸柏木酯，采用HPLC-ESI-HRMS、核磁共振以及红外对产物进行了结构确证。随着经济的发展，人们越来越重视环境安全问题，其中尤其引起人们
