疏水性低共熔溶剂对麻黄生物碱的提取方法及提取原理研究

A green and efficient extraction method using hydrophobicity deep eutectic solvents (DES) as extraction solvent will be developed for extracting the ephedrine alkaloids（ major active compounds）from Ephedrae Herba, a traditional Chinese medicine. In such a framework, different kinds of DESs will be tailored to examine their extraction ability by mixing different hydrogen‐bond acceptors and hydrogen‐bond donors. After an initial screening, the most suitable extraction solvent will be determined. Following that, to achieve the best extraction yield, the primary factors affecting the extraction efficiency, such as hydrogen‐bond acceptor/hydrogen‐bond donor ratio, extraction methods, extraction temperature, solid/liquid ratio and extraction time, will be investigated. Finally, researches on the extraction principle and relationship between structure of DES, physical property of DES and the extraction efficiency for ephedrine alkaloids will also be taken. The project will provide theoretical and practical support for guiding the design and choose of DES as the extraction solvent for alkaloids, as well as will be proved that the hydrophobicity deep eutectic solvents could be promising green and efficient solvents for extraction of the alkaloids ingredients from traditional Chinese medicine.

目前常用的生物碱类成分的提取溶剂是三氯甲烷、乙醚、石油醚等有机溶剂，这些溶剂的挥发性及毒性较大，存在着操作不便和对环境污染较大的缺陷，不能满足绿色化学的需求。本研究以富含生物碱成分的中药麻黄为研究对象，采用安全、无毒、可降解的疏水性低共熔溶剂代替传统有机溶剂对其中生物碱类成分进行提取方法及提取原理研究。首先，合成不同种类的疏水性低共熔溶剂，并对其物理性质进行测定；其次，以麻黄中的所含有的麻黄碱、伪麻黄碱等生物碱的提取率为指标，筛选最佳提取低共熔溶剂种类及提取条件，建立疏水性低共熔溶剂对麻黄中生物碱的提取方法；最后，研究低共熔溶剂对麻黄类生物碱的提取原理，寻找低共熔溶剂组成、低共熔溶剂性质，生物碱提取率三者之间的关系，探讨疏水性低共熔溶剂作为生物碱类成分的提取分离溶剂的潜力，为今后更好地发展安全、绿色低共熔溶剂在生物碱类成分提取分离中的应用提供坚实的理论基础和实验参考。

本研究以富含生物碱成分的中药麻黄为研究对象，采用安全、无毒、可降解的低共熔溶剂代替传统有机溶剂对麻黄中的生物碱类成分进行了提取方法及提取原理研究。首先，合成不同种类的低共熔溶剂，并对其物理性质进行测定；其次，以麻黄中麻黄碱、伪麻黄碱的提取率为指标，筛选最佳提取低共熔溶剂种类及提取条件，建立疏水性低共熔溶剂对麻黄中生物碱的提取方法；最后，对低共熔溶剂对麻黄类生物碱的提取原理和提取规律进行了研究。. 实验结果表明，低共熔溶剂提取麻黄中生物碱类成分的最佳工艺为：以含水量为20%的氯化胆碱/木糖醇（1:5）为提取溶剂，采用超声提取法，液料比1:250 g/mL、超声时间30min。在此最佳条件下，得到的麻黄中麻黄碱、伪麻黄碱的提取率分别为14.24mg/g和4.32mg/g，高于以甲醇为提取溶剂所得的提取率（分别为11.5mg/g和2.67mg/g）。通过对提取规律的分析，发现HBD的氢受体数目多、pH越小的低共熔溶剂越适合提取麻黄类生物碱，而低共熔溶剂的极性、粘度、电导率则对麻黄类生物碱的提取并无明显的影响。通过计算机分子模拟结合核磁共振氢谱，初步探讨了低共熔溶剂对麻黄生物碱的提取动力，发现低共熔溶剂各原子（氯化胆碱的Cl，O原子和木糖醇的O原子）与麻黄碱的O，N原子之间发生了氢键作用，进而实现对麻黄碱的提取，其中，氯化胆碱中的Cl原子和麻黄碱的N、O原子发生了较强的氢键作用，起到了主导作用。此外，低共熔溶剂与麻黄碱之间的范德华力也是DES对麻黄碱提取的驱动力。. 本研究探讨了低共熔溶剂作为生物碱类成分的提取分离溶剂的潜力，为今后更好地发展安全、绿色低共熔溶剂在生物碱类成分提取分离中的应用提供坚实的理论基础和实验参考。