[發明專利]理論計算輔助篩選三元低共熔溶劑提取水飛薊素的方法

有效

• 申請號: 202110287922.5
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113045555B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 崔志芳;姚金昊;肖磊
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: C07D407/04
• 分類號: C07D407/04;G16C10/00;G16C20/10;G16C20/50
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本發明公開了理論計算輔助篩選三元低共熔溶劑提取水飛薊素的方法。通過量子化學計算，建立了1296組低共熔溶劑(Deep?Eutectic?Solvents,DESs)的單分子模型。以水飛薊賓為溶質分子模型物，通過理論計算，預測其在不同DESs中的溶解能力(Solvent?Power,SP)，篩選得到對水飛薊素提取率高、粘度低的三元DESs，制備該DESs后，將脫脂后水飛薊種殼粉與其混合，加熱攪拌，離心得到水飛薊素提取液，通過高效液相色譜對其中水飛薊賓含量測定，并與傳統有機溶劑提取進行比較。本發明采用模擬計算的方法來輔助篩選水飛薊素提取所用DESs，在極大節省人力、物力的同時，提供了一種綠色環保、操作簡便、提取率高的水飛薊素的DESs提取方法。

技術領域

本發明涉及天然產物提取領域，更具體的說是涉及一種通過三元低共熔溶劑從水飛薊中提取生物活性成分水飛薊素的方法。

背景技術

2003年，Abbott等首次發現了一種由季銨鹽和酰胺化合物形成的性質優良的溶劑—低共熔溶劑(Deep?Eutectic?Solvents,DESs)。這種溶劑具有和離子液體相似的性質，且無毒性，可生物降解，是一種新型的綠色溶劑。目前，低共熔溶劑已引起了世界各國研究者的廣泛重視，并在分離過程、化學反應、功能材料和電化學等領域顯示出良好的應用前景。

水飛薊是菊科水飛薊屬的植物，1972年作為一種保肝藥用植物在我國推廣種植。水飛薊素是水飛薊種殼中含有的一類天然活性成分，主要為水飛薊素，不僅具有保肝利膽、降低血糖血脂、抗癌、抗炎、抗凝結，還可以預防缺血性心腦血管疾病和糖尿病慢性并發癥，具有很高的醫療價值。水飛薊賓是其中含量最高、活性最強的一種成分。

目前，水飛薊素的提取主要采取有機溶劑浸提法，也有嘗試超聲和微波來強化傳質進而縮短提取周期,楊琴等(CN201610763023.7)用乙醇回流提取水飛薊莖葉中黃酮類化合物，反復用水洗和堿洗再用大孔樹脂吸附。武俊明等(CN201710677923.4)將水飛薊殼進行溶劑提取：將處理后的水飛薊殼條投入到提取罐中，加入2～4倍量的醋酸乙酯回流15～24h，回收醋酸乙酯得總黃酮。由于傳統溶劑提取存在能耗較高，提取率低，對活性物質破壞大，毒性物質殘留嚴重等諸多問題，研究人員逐步開始使用綠色環保的DESs進行等天然產物的提取，特別是對黃酮類化合物的提取表現出優勢(CN201610827959.1)，但DESs對于水飛薊素的提取還未見相關文獻。而且由于DESs具有可設計性導致組合種類龐大，若通過實驗逐一篩選，人力、物力以及時間投入成本過大且效率低，并DESs因粘性大而傳質速率慢，極大的限制了其在實際生產中的應用。水除了價格低廉、綠色環保外，還具有形成氫鍵的良好能力，近年來相關文獻表明，水可參與形成DESs并改善其理化性能，如降低粘度、調節極性。所以本發明采用水作為DESs組成成分的三元DESs進行水飛薊素提取。

片段活度系數類導體屏蔽模型(COSMO-SAC)是通過量子化學計算得到分子表面相互作用，并且采用統計熱力學方法分析分析分子表面局部靜電作用，常用于預測離子液體的溶解度、活度系數，液液平衡及氣液平衡等，是一種有效的預測流體熱力學性質的方法。所以結合COSMO-SAC模型進行量子化學計算輔助篩選水飛薊素提取所用DESs，在提高其提取率的同時，可避免藥品浪費、節約實驗時間。

因此，如何通過計算機模擬計算篩選DESs，并將理論計算結果結合實驗驗證，得到一種簡單、高效、綠色環保的水飛薊素提取方案，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種操作簡單、效率高的理論計算輔助篩選低共熔溶劑提取水飛薊素的方法，具有節省實驗成本、提取率高且綠色環保的優點。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

理論計算輔助篩選三元低共熔溶劑提取水飛薊素的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)構建模型進行優化：利用計算機軟件，分別建立水飛薊素模型物和低共熔溶劑分子模型，并進行結構優化和能量優化；