摘要
低共熔溶剂是一种新型绿色溶剂,由两组分或多组分混合形成,具有通过选择不同供氢体和受氢体来调节其结构和性质的特点,且原材料廉价易得,具有不挥发性,不可燃性,无毒性,生物降解性和热稳定性等优势.此外,低共熔溶剂对各种化合物具有高溶解力,尤其是水溶性较差的化合物.因此,在药材处理和分析中备受关注,在医药、食品和化妆品等领域有巨大的应用潜力.本文研究制备了一系列低共熔溶剂,并应用于不同类型天然生物碱的提取研究,取得了较好的提取效果.主要研究内容如下: (1)低共熔溶剂的制备及理化性质研究 本论文为研究低共熔溶剂的理化性质与其提取能力的关系,分别制备了四种类型的二元低共熔溶剂及三种类型的三元低共熔溶剂.二元低共熔溶剂包括氯化胆碱类,甜菜碱类,甘油类和有机酸类;三元低共熔溶剂包括甜菜碱类,柠檬酸类和乙酰丙酸类.将制备得到的二元及三元低共熔溶剂配制为浓度75%的低共熔溶剂水溶液,并对其粘度,pH和极性进行了检测.结果显示,低共熔溶剂的粘度及pH主要受组成成分的化学性质和摩尔比影响,因组分的不同而呈现较大的变化区间.二元低共熔溶剂粘度变化范围为9.6-196mPa?s之间;pH变化范围在0.46-9.93之间;极性变化范围在47.65-50.78kcal/mol之间.三元低共熔溶剂中甜菜碱类三元低共熔溶剂系列的pH均在3左右,粘度20mPa?s左右,极性在49kcal/mol左右.柠檬酸类三元低共熔溶剂中.CaMaGly(柠檬酸-苹果酸-甘油)的pH为0.61,是三类三元低共熔溶剂中酸性最强的试剂,其粘度略大于甜菜碱类三元低共熔溶剂,极性均在47.8kcal/mol左右.乙酰丙酸类三元低共熔溶剂的pH均小于1,因组成基团的不同而粘度变化较大,极性值在48kcal/mol上下浮动. (2)二元低共熔溶剂提取不同类型生物碱规律的研究 为阐明四种不同类型二元低共熔溶剂提取不同类型生物碱的规律,采用HPLC色谱分别测定白鲜碱,吴茱萸次碱,胡椒碱,槐定碱和氧化苦参碱成分的含量.采用微波法提取白鲜碱成分,在含水量25%,料液比1∶20,温度90℃,微波功率600W时,ChCl-Ox提取白鲜碱的含量为0.262±0.002mg/g,相比于甲醇的0.231±0.002mg/g提高13%.采用超声辅助提取法,在含水量25%,料液比1∶50,提取时间40min的条件下:La-Buta(乙酰丙酸-1,4-丁二醇)提取吴茱萸次碱的含量为0.911±0.011mg/g,而相同条件下80%乙醇水溶液提取量仅0.869±0.002mg/g,提高4.76%;ChCl-La提取胡椒碱的提取量为33.302±1.925mg/g,在相同条件下乙醇提取量仅为32.221±1.449mg/g,相比提高3.35%;Bet-La(甜菜碱-乙酰丙酸)提取槐定碱的提取量为1.919±0.047mg/g,相比于甲醇的提取量1.329±0.089mg/g,提高44.3%;La-Buta(乙酰丙酸-1,4-丁二醇)提取氧化苦参碱的提取量量为14.988±0.048mg/g,甲醇为12.431±0.957mg/g,相比提高20.57%. (3)三元低共熔溶剂作外用制剂的研究 为探究三元低共熔溶剂在化妆品添加剂应用中的可行性,以可皮肤用药的有效成分白鲜碱为例,在二元低共熔溶剂筛选的基础上制备了三元低共熔溶剂.比较三元低共熔溶剂提取白鲜碱的含量,筛选获得的最佳提取溶剂为CaMaGly(柠檬酸-DL-苹果酸-甘油).最优溶剂体系:摩尔比1∶2∶2,含水量25%.经单因素试验和Box-Behken响应面实验优化得到最佳微波提取工艺条件:提取时间10.5min,液料比25∶1,微波功率590W,温度90℃.在此条件下,CaMaGly提取白鲜碱的含量为0.308mg/g,相比于甲醇提高33.30%. (4)低共熔溶剂La-Buta的表征及其应用研究 采用1H-NMR和NOESY对乙酰丙酸和1,4-丁二醇之间的氢氢相关进行了确证,结果通过乙酰丙酸的羧基和1,4-丁二醇的羟基之间的相关性,表明二者产生的氢键作用力构建了La-Buta低共熔溶剂体系.为进一步提高La-Buta的提取能力,对该溶剂体系进行了优化,得最佳摩尔比1∶0.5,最适含水量25%.经单因素试验优化超声提取工艺参数,得最佳提取条件为:时间40min,温度55℃,料液比1∶30.在此条件下,La-Buta提取吴茱萸次碱的含量为1.105±0.009mg/g,相比于优化前的0.911±0.011mg/g,提高了10%.为拓展La-Buta的提取应用,选取含有吴茱萸成分的左金丸及戊己丸,以最优提取条件进行了吴茱萸次碱的提取研究,结果表明,La-Buta(摩尔比1∶0.5,含水量25%)提取左金丸和戊己丸中的吴茱萸次碱成分的含量分别为0.346±0.006mg/g和0.140±0.006mg/g,相比于传统有机溶剂提取法:甲醇超声法提取左金丸中吴茱萸次碱的含量为0.256±0.002mg/g,乙醇回流法提取戊己丸中吴茱萸次碱的含量为0.064±0.001mg/g,分别提高35%和118%,因此La-Buta同样适用于中成药中目标成分的提取. 低共熔溶剂性质稳定、安全无毒、可生物降解、价格低廉是极具潜力的绿色溶剂.
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