離子液體萃取分離弱酸性天然活性物質的套用基礎研究

《離子液體萃取分離弱酸性天然活性物質的套用基礎研究》是依託浙江大學，由楊亦文擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：離子液體萃取分離弱酸性天然活性物質的套用基礎研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：楊亦文
• 項目類別：面上項目

項目摘要

弱酸性天然活性物質是功能食品和藥品的重要物質基礎，研究其分離方法具有重要的理論價值和現實意義。現有分離方法如吸附和離子交換存在處理量小、溶劑消耗大和能耗高等不足，而液-液萃取存在選擇性低的不足。研究表明離子液體對弱酸性天然活性物質具有很好的萃取分離選擇性，但離子液體與弱酸性天然活性物質分子間相互作用規律、選擇性萃取機理、離子液體-有機溶劑相平衡規律尚未得到完全闡明，阻礙了該方法的進一步套用。本項目以生育酚同系物、大豆異黃酮同系物和銀杏內酯同系物為代表性組分，從微觀和巨觀兩個層次研究弱酸性天然活性物質和離子液體相互作用規律與構效關係、高度非理想離子液體多元體系的相平衡和物料萃取平衡規律。在此基礎上，建立離子液體萃取分離弱酸性天然活性物質的方法。課題組已獲得初步研究成果。

結題摘要

弱酸性天然活性物質是功能食品和藥品的重要物質基礎，研究其分離方法具有重要的理論價值和現實意義。現有分離方法如吸附和離子交換存在處理量小、溶劑消耗大和能耗高等不足，而液-液萃取存在選擇性低的不足。本項目利用離子液體結構和性質可調、易形成兩相體系等特點，針對生育酚、銀杏內酯等代表性對象，系統研究了離子液體的設計與合成、離子液體-分子溶劑相平衡、天然活性物質萃取熱力學、天然活性物質-離子液體相互作用規律、離子液體結構-細胞毒性關係等科學問題。在此基礎上，建立了離子液體萃取分離弱酸性天然活性物質的方法。項目針對生育酚的結構和性質特點，合成了一系列具有不同陰離子結構的胺基酸功能化離子液體，具有氫鍵鹼性較強、極性可調等特點。研究了胺基酸功能化離子液體-分子溶劑的相平衡，闡明了胺基酸陰離子結構、分子溶劑性質對互溶度的影響規律，發現胺基酸功能化離子液體可與弱極性溶劑形成低互溶度的液-液兩相體系。採用α-生育酚和亞油酸甲酯作為模型化合物，測定了它們在常規離子液體-稀釋劑-正己烷、胺基酸功能化離子液體—稀釋劑-正己烷兩相體系中的萃取分配平衡，發現胺基酸功能化離子液體作為萃取劑可以顯著提高α-生育酚的分配係數及其和亞油酸甲酯的分離選擇性。利用紅外光譜揭示了α-生育酚的酚羥基與胺基酸離子液體之間的氫鍵作用，闡明了氫鍵作用在萃取分離中的重要地位。進一步設計合成了以生物相容性較好的膽鹼作為陽離子來源的膽鹼醋酸離子液體，實現了生育酚同系物的高選擇性分離。採用分子模擬手段研究了離子液體與銀杏內酯的相互作用，發現兩者之間存在較強的氫鍵作用。此外，系統研究了離子液體對人肝腫瘤細胞HepG2的毒性，分別測定了甲酸膽鹼、乙酸膽鹼、丁酸膽鹼、己酸膽鹼和月桂酸膽鹼、氯化咪唑、醋酸咪唑的IC50值（50%抑制濃度），發現當陽離子同為咪唑陽離子時，陰離子從氯離子到醋酸根，其毒性變化不大；而當陰離子同為醋酸根時，陽離子從咪唑到膽鹼，毒性顯著下降。這表明以膽鹼陽離子為基礎構建生物相容性較好的離子液體這一思路是正確的，從而為適宜於天然活性物質萃取分離的離子液體的設計提供了重要參考。本項目的研究成果有助於解決現有分離方法對弱酸性天然活性物質選擇性差、溶劑消耗和能耗高等問題，提高弱酸性天然活性物質的分離純化效率。