從黃連中高效提取小檗堿等生物活性物質(zhì)對于中藥資源有效利用具有重要意義。然而,黃連中異喹啉類生物堿具有較為相近的化學結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì),導致高效提取難度增大。離子液體作為優(yōu)異的反應(yīng)介質(zhì)在天然活性物質(zhì)提取中顯示出良好的前景。同時,微波作為新型輔助手段有利于天然植物中藥物活性組分的提取和分析研究。以黃連為研究對象,采用離子液體-微波輔助聯(lián)合方法,提取藥用植物中的有效成分小檗堿,實現(xiàn)過程強化與高效提取。研究以離子液體-水溶液為溶劑的微波輔助法,重點考察提取過程中離子液體種類以及固液比、溶液pH、微波時間、微波加熱溫度、微波功率等工藝條件對提取收率的影響。此外,基于現(xiàn)代密度泛函理論的分子模擬計算,研究微波外場和不同離子液體在小檗堿提取過程中的作用,從分子尺度上揭示離子液體與小檗堿相互作用的物理本質(zhì)。 

【文章來源】：化工學報. 2020,71(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

不同離子液體條件下提取收率

不同種類的離子液體表現(xiàn)出不同程度的提取收率提升效果。所選用的五種陰離子為醋酸根的離子液體中，[OMIM]Ac的提取效果明顯優(yōu)于其他離子液體。這可能與不同種類的離子液體自身結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有一定關(guān)聯(lián)。從分子結(jié)構(gòu)的角度考慮，本研究所考察的五種離子液體均為甲基咪唑醋酸鹽類。它們具有相同的陰離子結(jié)構(gòu)，主要差異在于陽離子中咪唑環(huán)取代烷基中碳鏈的長度不同（圖2）。當離子液體陽離子取代烷基中碳鏈長度從C2乙基逐漸增加至C6己基時，提取收率由30.6 mg/g增加至34.1 mg/g，呈現(xiàn)小幅增加趨勢。當取代烷基碳鏈進一步延長至C8辛基時，提取收率迅速增加達到峰值（58.9 mg/g）。隨后，當取代烷基碳鏈長度進一步增加到C10癸基時，提取收率降低至39.5 mg/g�？梢�，離子液體陽離子取代烷基中碳鏈的長度對于提取收率的確具有重要影響。從微觀分子構(gòu)效關(guān)系的角度出發(fā)，甲基咪唑類陽離子為典型兩親性表面活性物質(zhì)，其中甲基咪唑為親水集團，而相應(yīng)鏈狀烷基為憎水集團。隨著烷基碳鏈長度的增加，溶解度會出現(xiàn)降低現(xiàn)象，傳質(zhì)阻力隨之增加。Shiflett等[28]對陰離子為TFES的系列甲基咪唑離子液體溶解度的測試表明[DMIN]溶解度低于[HMIN]，也驗證了該結(jié)論。其主要原因在于離子液體陽離子中烷基碳鏈過長時，離子液體溶液的表面吸附現(xiàn)象更加明顯，進而影響離子液體在水中的均一性和分散性。因此使用[DMIM]Ac離子液體溶液時提取收率較[OMIM]Ac出現(xiàn)降低現(xiàn)象。這里使用[OMIM]Ac的提取收率明顯優(yōu)于其他離子液體，故后續(xù)研究選擇該離子液體。2.2 不同溶劑及加熱方式的提取收率比較

為考察固液比的影響，在離子液體濃度0.5 mol/L、溶液pH=4、微波時間8 min、提取溫度60℃和微波功率300 W的固定條件下，開展黃連粉末質(zhì)量與[OMIM]Ac離子液體水溶液在固液比分別為1∶10,1∶30,1∶50,1∶70,1∶90時小檗堿提取實驗。獲得的提取收率結(jié)果如圖3所示。隨著固液比的增加，萃取率呈現(xiàn)先升后降的趨勢。當固液比從1∶10變化至1∶70時，鹽酸小檗堿提取收率由46.2 mg/g增加至58.9 mg/g。其原因可能在于同等質(zhì)量黃連加大離子液體用量，增加了小檗堿與溶劑的相互作用概率，使其更容易被萃取出來。當固液比為1∶90時，提取收率略微降低（54.4 mg/g）。這可能是由于大量微波能量被過量溶劑吸收，黃連樣品對微波能量的吸收相對減小，導致細胞壁破裂和傳質(zhì)受到負面影響[32]。因此，持續(xù)增加離子液體溶液無法進一步提高小檗堿的提取收率。且考慮到離子液體價格相對昂貴，用量增多成本升高。故選擇黃連-離子液體溶液([OMIM]Ac,0.5 mol/L)的最佳固液比為1∶70。2.3.2 溶液pH的影響

【參考文獻】：
期刊論文
[1]醚基高錸酸鹽離子液體的催化性能研究[J]. 馬曉雪,梁坤豪,魏杰,宋宗仁,肖傳佑,鞏璐,房大維.  化工學報. 2020(01)
[2]黃連不同炮制品及組分的抗腫瘤活性與6種生物堿含量相關(guān)性研究[J]. 張瀟,張亞麗,苗祥貞,袁炎炎,高簡,譚鵬.  中華中醫(yī)藥雜志. 2019(06)
[3]不同品種商品黃連中鹽酸小檗堿的含量比較[J]. 師建玲,阮文浩,顧馨妮,田龍奇,郭鵬飛,李欠.  農(nóng)業(yè)科技與信息. 2019(05)
[4]離子液體在氨氣分離回收中的應(yīng)用及展望[J]. 曾少娟,尚大偉,余敏,陳昊,董海峰,張香平.  化工學報. 2019(03)
[5]離子液體在天然活性物質(zhì)提取中的應(yīng)用研究進展[J]. 李明英.  藥學進展. 2015(06)
[6]微量量熱法研究中藥黃連6種生物堿之間相互作用關(guān)系[J]. 李俊賢,王嘉毅,張樂樂,鄢丹,王睿林,李寶才,肖小河.  藥學學報. 2013(12)
[7]離子液體微波輔助萃取川芎中內(nèi)酯類化合物[J]. 張之達,陳吉平,李長平,顏佩芳,王安杰,Urs Welz-Biermann.  過程工程學報. 2010(03)
[8]離子液體微波輔助萃取石蒜中生物堿的研究[J]. 杜甫佑,肖小華,李攻科.  分析化學. 2007(11)



本文編號：3575883