新型托品类相态温敏性离子液体提取同类母核生物碱的方法建立及关键问题研究

At present, the extraction solvents are very deficient and need to be enriched urgently in the study of natural medicines. As a kind of new green versatile solvent, ionic liquids have shown great application potential in related research. In view of this status, the study fully considers the structural characters of target compounds, utilizes the good designability of ILs and is going to apply our temperature-sensitive variable phase tropin type ionic liquids to develop new extract method for similar natural alkaloids. Compared with conventional solvents, this kind of ILs can possess similar miscibility with target constituents and the common concentration process can be omitted because the solutes are able to be easily recovered. On the basis of previous study and the data of major physico-chemical properties of ILs related with above applications, the suitable extract and recovery process will be scientifically designed, and the various extract modes will be fully evaluated and compared with existing popular methods. The most scientific and efficient way will be developed on the basis of relevant comprehensive indexes. Then key influencing factors and mechanism about the intermolecular interactions between ionic liquids and alkaloids will be explored fundamentally through single factor experiments and other various methods. Inner rules and relationships between subject (ionic liquids) and object (similar alkaloid molecules) will be discovered and summarized systematically. Finally, the methodology system will be founded together with relative central theories and guidance principles, which can be referenced in the similar extract of other biocative compounds. The study is aimed to propel the efficient combination of green chemistry and natural medicinal chemistry, and provide a new and scientific way for the study of natural medicines with modern methods and techniques.

本课题从天然药物活性成分-离子液体的结构联系出发，充分发挥后者的可设计性，首创新型托品类相态温敏性离子液体，并利用其不同于常规试剂的特殊结构和性能优势建立对同类母核生物碱的提取方法。此类离子液体不仅可以体现对托品类生物碱的相似相溶性，尤其还具有相态温敏性，提取后无需浓缩，对目标成分结构亦无影响，可以方便地回收并多次循环使用。本课题立足实验室对已有离子液体的前期研究，拟在掌握其主要相关理化性质数据的基础上，科学、合理地设计关于其提取和回收的技术路线，考察多种提取方式效果并和现有常规方法进行比较验证，在综合指标的评价下探寻以其作为特殊介质进行相关成分提取的有效途径；进而运用多种手段对新方法操作环节中的关键影响因素以及作用机制进行系统而深入的研究，最终凝练关于本方法的核心理论和指导原则，以供类似提取研究作参考。本研究旨在促进绿色化学和天然药物化学的结合，为目前天然药物研究注入新的动力和活力。

在天然药物活性成分提取过程中被广泛运用的“相似相溶”原理，主要体现了溶剂的表观溶剂化能力多由其极性而决定，而这种极性需与被提取成分的极性相当。它是化学家经常使用的一种非常经典的表达，然而却未在溶剂和溶质的结构相似性中得到验证和拓展，溶剂的可设计性和选择性无法体现。针对这一问题，提出了本项目的研究假说：新型托品类相态温敏性离子液体具备不同于常规试剂的特殊结构和性能优势，将其作用于华山参中含有同类母核的生物碱可达到选择性提取和简化后处理环节的目的。本项目主要从相态温敏性离子液体用于提取的技术路线建立，关键影响因素和内在机制研究以及新方法的验证评估与理论构建这三个方面进行了研究；以常见的天然活性生物碱成分为模式研究对象，以绿色化学介质离子液体和天然活性成分的联系和作用为切入点，以现有的天然药物提取模式和方法为基础，建立科学合理的技术路线并探索其中包括离子液体与提取应用密切相关的理化性质、操作条件、影响因素、内在机制在内的若干关键性问题，最终在和常规溶剂的比较验证中建立具有完备核心理论和指导原则的原创性方法，以期将其推广到其它天然活性成分研究。研究结果充分验证了项目申请书中提出的假说，表明基于结构相似性的“相似相溶”完全可以通过可设计型溶剂实现，从而拓展了这一经典规律的内涵，并赋予其新的含义。本研究不仅可以推动新型功能化离子液体的问世，还可以丰富现有提取分离的技术手段；所建立的方法不仅可以满足实验室常规研究之需要，亦可为工业化大规模生产提供参考。从而最终实现绿色化学和天然药物化学的结合，为推动天然药物化学的现代化研究提供有效途径和理论依据。研究结题时本项目已培养研究生2人，发表论文14篇，授权发明专利1项。