柴胡其成分主要含柴胡皂苷，甾醇，挥发油（柴胡醇、丁香酚等），脂肪酸（油酸、亚麻油酸、棕榈酸、硬脂酸等）和多糖等。还含黄酮、多元醇、香豆素和微量元素等成份。大叶柴胡的根和茎中含有柴胡皂甙a、c、d、I，含量高达3.8%，并从中分离到4种多烯炔类化合物：柴胡毒素、柴胡酮醇、医学|教育网搜集整理乙酰柴胡毒素和柴胡炔醇。这些化合物对光、热不稳定，易氧化。柴胡毒素和乙酰柴胡毒素有剧毒，它们的半数致死量分别为3.03毫克/千克，3.13毫克/千克。
柴胡含挥发油有： 2-甲基环戊酮（2-Methyl cyclopentaone），柠檬烯（Limonene），月桂烯（Myrcene）、反式-葛缕醇（Trans-tarved carveol）、长叶薄荷酮（Pulegone）、桃金娘烯醇（Myrtenol）、α-萜品醇（α-Terpineol）、芳樟醇（Linalool）、α-荜澄茄油烯（α-Cubebene）、反式-石竹烯（Trans-caryophyllene）、长叶烯（Longi- folene）、努特卡酮（Nootkatone）、六氢法尼基丙酮（Hexahydrofarnesylacetone）、十六酸（Hexade- canoic acid）、戊酸（Pentanic acid）、己酸（Caproic acid）、庚酸（Heptylic acid）、辛酸（Caprylic acid）、壬酸（Pelargonic acid）、2-庚烯酸（2-Heptenic acid）、2-辛烯酸（2-Octenic acid）、2-壬烯酸（2- Nonenic acid）、苯酚（Phenol）、邻甲氧基苯酚（O- Methoxy phenol）、甲苯酚（Methyl phenol）、乙苯酚（Ethyl phenol）、百里酚（Thymol）、γ-庚酸内酯（γ- Heptalactone）、γ-辛酸内酯（γ-Decalac- tone）、玛索依内酯（Messoia lactone）、香草醛乙酸酯（Vanillin acetate）等． 亦含皂甙，如柴胡皂甙（Saikosaponin）a、b、c、d及柴胡甙元（Saikogenin）E、F、G,龙吉甙元（Longispinogenin）．
尚含有机酸，如油酸（Oleic acid）、亚麻酸（Linolenic acid）、棕榈酸（Palmitic acid）、硬脂酸（Stearic acid）、廿四酸（Lignoceric acid）以及α-菠菜甾醇（α-Spinasterol）、春福寿草醇（Adonitol）、豆甾醇（Stigmasterol）、柴胡醇（Bupleurumol）、侧金盏花醇（Adonitol）等醇类物质．此外，还含白芷素（Ange- licin）．
狭叶柴胡根含皂甙、脂肪油、挥发油、柴胡醇、春福寿草醇、α-菠菜甾醇．全草还含槲皮素、异槲皮素、芦丁、水仙甙等．[1]
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