功能化离子液体萃取光甘草定性能及机理研究

离子液体作为一种新型的绿色溶剂，由于其具有调整阴、阳离子组成进行功能化设计的特性，有望实现少量天然活性成分高选择性的分离提纯。本项目以具有特殊活性的光果甘草黄酮化合物之一光甘草定为分离对象，根据光甘草定相对其他脂溶性黄酮类物质酸性、极性和分子结构的差异，设计、合成具有不同阴离子、不同阳离子烷基取代基链长咪唑类离子液体或碱性功能化咪唑类离子液体为分离溶剂，进行光甘草定萃取性能研究；并以二氢黄酮醇、光甘草定和查尔酮为探针分子，运用量子化学计算、分子动力学模拟及谱学手段研究离子液体与探针分子之间的相互作用关系，建立离子液体和体系环境之间的关联关系，为进一步设计功能化离子液体作指导；采用离子液体支撑液膜法进行功能化离子液体萃取、反萃光甘草定绿色分离方法的研究。本项目研究为天然产物活性成分高选择性分离溶剂的设计和分离方法提供理论依据。

光甘草定（简写为GD）是光果甘草中的疏水性黄酮成分之一，在甘草黄酮中占11 %，在光果甘草含量为0.2%左右，因此GD的分离纯化技术成为开发光果甘草天然活性成分的关键性问题。本项目以结构和性质可调的离子液体（简写为ILs）为萃取溶剂，对GD进行提取、分离及分离机理的研究。研究结果如下：.采用反相高效液相色谱分析方法，GD得率为指标，研究了GD的提取工艺。结果表明：以70%乙醇水溶液为提取溶剂，在料液比为1∶15（g/mL），温度为65℃条件下，微波提取40 min，GD的得率为2.56‰。.根据GD与其它黄酮类化合物的亲疏水性、酸碱性等差异，筛选了不同亲疏水性、碱性的ILs进行GD的萃取及ILs的再生研究。结果表明当ILs阳离子为[C4mim]-，具有不同阴离子ILs对GD萃取率的顺序为[NTf2]->[OAc]->[BF4]->[PF6]-，当阴离子为[PF6]-，不同阳离子ILs对GD萃取率的顺序为[C6mim]+>[C4mim]+>[C8mim]+。以[C6mim][NTf2]为萃取剂，在GD浓度为0.4 mg•mL−1，溶液pH为7，相体积比（VIL/VLE） 为1∶3，萃取40 min，GD的萃取率达96.04%。用2mol/L的氢氧化钠溶液为反萃剂对离子液体进行再生，GD回收率达98.96%，ILs循环使用5次，GD萃取率未见下降。.采用密度泛函理论在B3LYP/6-31+g(d)水平上对GD、ILs阴离子、阳离子和GD-ILs阴（阳）离子复合物进行了优化，根据几何结构、相互作用能及自然键轨道等参数对GD和ILs间的相互作用进行了分析。得到如下结论：GD与ILs阴离子间、ILs阳离子间均存在氢键和疏水作用；GD与ILs阴离子间的氢键作用力为主要作用力，且随着ILs阴离子氢键碱性的增加（GD-[OAc]−>GD-[BF4]−>GD-[PF6]−）而增强；ILs阳离子疏水性的增加有利于GD的溶解选择。.以PVDF膜为支撑载体，[C6mim][NTf2]离子液体为萃取剂制备离子液体支撑液膜，进行了GD的萃取反萃研究。结果表明在25℃、260r/min的转速、0.22μm支撑膜孔径、GD浓度为0.08mg/ml、0.1mol/L NaOH反萃液，萃取12h的条件下，GD萃取率为66.5%，总回收率为54%。支撑液膜可以较好实现GD的同步提取和浓缩。.