本文選題：天然活性物質(zhì) + 離子液體　； 參考：《浙江大學》2017年博士論文

【摘要】：溶解度是化工過程中的基礎熱力學性質(zhì)。但許多天然活性物質(zhì)分子量較大、結(jié)構(gòu)復雜,常同時具有極性的親水基團和疏水的碳骨架片段,導致溶解度低。這不僅限制了天然活性物質(zhì)的生物利用度,而且為分離純化過程溶劑的選擇帶來了很大的困難。本文研究了一系列典型天然活性物質(zhì)在離子液體中的溶解特性,較為系統(tǒng)地探討了離子液體與天然活性物質(zhì)的相互作用規(guī)律和分子組裝機理,構(gòu)建了具有高溶解能力的新型離子液體溶劑體系。利用長鏈羧酸離子液體氫鍵堿性強、親脂性好的特點,合成了一系列不同烷基鏈長度的羧酸室溫離子液體(Long-chain carboxylate ionic liquids,LCC-ILs),用于溶解難溶性藥物活性分子。研究了 LCC-ILs的納米尺度的聚集結(jié)構(gòu),測定.了以膽固醇為代表的7種不同類型的藥物和天然活性分子在LCC-ILs中的溶解度,探討了LCC-ILs與活性分子的相互作用和微觀組裝結(jié)構(gòu),提出了基于納米結(jié)構(gòu)離子液體的自組裝誘導的增溶策略。研究表明,膽固醇等活性分子在溶于LCC-ILs后通過氫鍵-范德華自組裝形成了介觀有序的液晶結(jié)構(gòu),這一獨特的溶解機理帶來極高的溶解度。50 ℃下,膽固醇在四丁基膦軟脂酸鹽離子液體([P4444][C15H31COO])中的溶解度高達0.91 mol·mol~(-1),是傳統(tǒng)有機溶劑、膠束、微乳液和常規(guī)離子液體的5～8000倍;固醇類(氫化可的松和維生素D3)、甾醇類(豆甾醇)、芳基脂肪酸類(萘普生和吲哚美辛)等其他典型難溶藥物分子在[P4444][C15H31COO]中也具有文獻報道最高的溶解度,顯示該溶解策略具有較好的普適性。進一步將支鏈化的烷基脂肪酸引入離子液體,合成了一系列不同陰離子碳數(shù)的季膦型支鏈羧酸離子液體(Branched-chain carboxylate ionic liquids,BCC-ILs),提高羧酸離子液體的氫鍵堿性和親脂性。系統(tǒng)表征了 BCC-ILs的熔點/玻璃化溫度、熱穩(wěn)定性、粘度、氫鍵堿性β和極性π*等物化性質(zhì),研究了膽固醇在其中的溶解度,探討了支鏈化對溶解度和自組裝行為的影響。結(jié)果表明BCC-ILs具有增強的氫鍵堿性(β=1.49～1.66,30 ℃)和較低的π*值(0.75～0.95),說明BCC-ILs具有更好的親脂性。BCC-ILs在25 ℃下的粘度范圍是300～505 mPa·s;熱分解溫度高于196 ℃;液態(tài)范圍在-40～210℃之間。研究表明,BCC-ILs對膽固醇的溶解能力優(yōu)于LCC-ILs。利用LCC-ILs親脂性好但與水互溶的兩親性質(zhì),構(gòu)建了水/LCC-IL兩元溶劑體系。研究了 α-生育酚等若干代表性疏水性天然活性物質(zhì)在LCC-ILs水溶液中的溶解特性和微觀聚集結(jié)構(gòu),并考察了該水溶液的生育酚的萃取能力。研究表明,LCC-ILs的加入顯著增強了水溶液對疏水活性物質(zhì)的溶解度,35 ℃C時,α-生育酚、紫蘇醇、蘆丁和銀杏內(nèi)酯在70wt%的四丁基膦月桂酸鹽離子液體([P4444][C11H23COO])水溶液中的的溶解度高達到1.46、0.71、0.39和0.43 g·g~(-1),均為相同條件下已知文獻報道的水溶液中的最高溶解度;研究表明溶解有α-生育酚的水/LCC-IL體系形成了穩(wěn)定的納米膠束,提高α-生育酚的溶解度。在相同條件下,[P4444][C11H23COO]水溶液的萃取大豆粉中生育酚的萃取量是其他常規(guī)溶劑體系的2～12倍。從降低離子液體體系粘度改善其動力學性能,但維持其熱力學性質(zhì)(溶解度)的目的出發(fā),構(gòu)建了分子溶劑/LCC-IL二元溶劑體系,系統(tǒng)考察了分子溶劑種類(DMSO、甲醇、乙酸乙酯和正庚烷)和濃度對LCC-ILs體系溶解度和自組裝行為的影響。研究發(fā)現(xiàn),LCC-ILs與分子溶劑存在很強的協(xié)同作用,分子溶劑的引入顯著增強了離子液體體系的自組裝能力和溶解度,25 ℃時,膽固醇在40wt%的正庚烷/[P4444][C15H31COO]溶液中的溶解度高達0.84 g·g~(-1),是純的分子溶劑的6～980倍,是純離子液體的1～7倍。此外,該二元體系還具有粘度低(24.9mPa·s,25℃)和動力學性質(zhì)好的特點。由于其對天然活性物質(zhì)和藥物分子極高的溶解能力,LCC-ILs、BCC-ILs及其混合物可作為新型介質(zhì)用于天然產(chǎn)物的分離純化、藥物的溶解與輸送、催化和合成等領域。
[Abstract]:In this paper , a series of ionic liquids ( LCC - ILs ) with different alkyl chain lengths were prepared by self - assembly of ionic liquids ( LCC - ILs ) . The solubility of LCCs - ILs in the aqueous solution of LCC - ILs has been studied . The results show that the solubility of the water solution of LCC - ILs is up to 1.46 , 0.71 , 0.39 and 0.43 g 路 g ~ ( -1 ) . The results show that the solubility of 偽 - tocopherol , perilla alcohol , rutin and ginkgo lactone in aqueous solution of 70 % by weight of tetrabutylphosphine laurate ionic liquid is up to 0.84 g 路 g ~ ( -1 ) .
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O645.12
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本文編號：2112457