基于天然黄酮骨架的新型离子液体萃取体系的研究与开发

As new medium, ionic liquids have injected new vitality for the extraction of natural products as their unique properties. Natural flavonoids have been widely used in anti-cancer, anti-viral, liver protection and other therapeutic drugs and health foods. It was very necessary and crucial to study and master the interactions between the ionic liquid and flavonoids in order to extract flavonoids successfully with ionic liquids as the extractions. In this work, parent structure of flavonoids , 2-phenyl chromone and flavanones are taken as the template of flavonoids. Simulation and experimental tests are combined to reveal the interactions and structure-activity relationship between the ionic liquid and flavonoids template in the level of molecular scale. Series of chemical and physical properties , spectra, phase equilibria data about the ionic liquids, solvent molecules, flavonoids templates binary and ternary systems were obtained. Novel ionic liquid extractants which are suitable for flavonoid extraction are developed. This project will provide scientific guidance and theoretical support for developing of flavonoids extraction and new ionic liquids design and synthesis, which have important theoretical and practical values.

作为新型介质，离子液体因其独特的性质为天然产物的萃取注入了新的活力。天然黄酮类化合物在抗癌，抗病毒、保肝等治疗药物和保健食品中有着广泛应用。深入研究并掌握离子液体与黄酮类化合物之间的相互作用规律成为离子液体在黄酮类化合物提取中成功应用的必需和关键所在。本课题从简单的黄酮母体结构出发，选择2-苯基色原酮和黄烷酮为黄酮类化合物的“骨架分子”模板代表，采用量化模拟计算和实验测试相结合的方法，从分子尺度上揭示了离子液体与黄酮“骨架分子”之间的相互作用规律和构效关系，获得了一系列离子液体、分子溶剂、黄酮“骨架分子”组成的二元、三元体系的物性、光谱，相平衡数据，开发出适用于黄酮类化合物萃取的离子液体型萃取剂。本课题的开展将为黄酮类化合物的提取开发和新型离子液体的设计合成提供科学指导和理论支持，具有重要的理论意义和实际应用价值。

在本项目中，离子液体被很好的作为绿色溶剂用于天然产物中黄酮的开发。本项目的研究成果包括，首先借助COSMO-therm软件对离子液体和黄酮进行离子对的筛选，然后通过量子化学计算探讨离子与黄酮骨架分子的相互作用。根据量子化学计算结果得知与黄酮分子之间的作用力较强的阴离子有氟原子、硝酸根离子、卤素阴离子、磷酸根离子等，而且谷氨酸类离子液体与黄酮分子之间可以无限互溶，故而我们设计合成并表征了22种离子液体；利用红外光谱和核磁共振获得了离子液体-黄酮“骨架分子”-分子溶剂作用方式，并通过溶剂化显色探针等方法获得了离子液体-分子溶剂的偶极性/可极化性参数、氢键碱性参数β和氢键酸性参数α；建立了相关离子液体-分子溶剂共萃体系的溶解度、折光率、电导率、密度实验等物性数据库；利用真实原花青素提取体系倒逼反向筛选了离子液体，获得了[Bmim]PF6和[Bmim]Cl辅助提取PC（原花青素）的最优工艺参数；为将离子液体萃取天然产物绿色化，考察了5种离子交换树脂和大孔吸附树脂，最后发现大孔树脂D101既可以有效分离纯化PC，又可以去除ILs。目前项目的研究成果已经发表和被录用了学术论文8篇，还有2篇国际论文正在评审、1篇国际论文即将投稿；1项离子液体萃取剂的发明专利在实质性审核。经过本课题的开展将为黄酮类化合物的提取开发和离子液体的绿色化萃取提供科学指导和理论支持，具有重要的理论意义和实际应用价值。