以離子液體為介質(zhì)萃取分離甾醇類物質(zhì)的研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)相似化合物的分離始終是化工領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。甾醇類天然活性物質(zhì)具有重要的生理功能，因此，實現(xiàn)它們的分離提純具有很大的應(yīng)用價值。膽固醇和24-去氫膽固醇，維生素D3和速甾醇T3是分子量中等而且結(jié)構(gòu)極為相近的兩組天然活性物質(zhì)，它們分子結(jié)構(gòu)中唯一的區(qū)別是雙鍵的位置或側(cè)鏈中雙鍵的個數(shù)。這類物質(zhì)的分離通常采用色譜方法，但具有溶劑消耗量大、成本高的缺點。近年來，以離子液體為介質(zhì)的液-液萃取以其經(jīng)濟(jì)高效的優(yōu)點得到了越來越廣泛的關(guān)注。本文首先研究了甾

2、醇類天然活性物質(zhì)的溶解平衡，并在此基礎(chǔ)上研究膽固醇和24-去氫膽固醇，維生素D3和速甾醇T3兩組物質(zhì)在以有機溶劑、離子液體或有機溶劑-離子液體二元混合溶劑為萃取劑時的液-液分配行為，并用COSMO-RS預(yù)測它們的溶解度以及萃取過程中的分配系數(shù)和選擇性系數(shù)。
　　溶解度是物質(zhì)的重要性質(zhì)之一，也與物質(zhì)的分離、提純等環(huán)節(jié)息息相關(guān)。液-液萃取平衡的建立首先也是個溶解的過程。本文搜集了膽固醇和24-去氫膽固醇在有機溶劑中的溶解度，測定了24

3、8.2K到273.2K溫度下，維生素D3在甲醇、乙腈、乙酸乙酯、乙醇、丙酮和正丙醇6中常規(guī)溶劑中的溶解度，并在文獻(xiàn)數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上用COSMO-RS計算膽固醇、24-去氫膽固醇和維生素D3在有機溶劑和離子液體中的溶解度，預(yù)測所得結(jié)果與實驗值趨勢基本相符，可用于溶劑的篩選。
　　本文研究了膽固醇和24-去氫膽固醇，維生素D3和速甾醇T3兩組物質(zhì)在有機溶劑和離子液體中的萃取行為。對于膽固醇和24-去氫膽固醇，離子液體[bmim]

4、[SCN]對兩者的選擇性最大，達(dá)到2.45，而在[bmim][OAc]中，膽固醇達(dá)到最大的分配系數(shù)5.935，這在普通溶劑中很難實現(xiàn)。對于維生素D3和速甾醇T3，有機溶劑萃取劑中分離效果最好的環(huán)丁砜僅能達(dá)到1.44的選擇性系數(shù)，而具有不飽和鍵的離子液體因能和維生素D3和速甾醇T3中不同位置的雙鍵產(chǎn)生不同的π-π相互作用，從而得到較高的選擇性。其中[bmpr][NTf2]對兩者的選擇性在各溶劑中最大，達(dá)到1.77。除此之外，實驗還考察了原

5、料液初始濃度，離子液體陰離子大小，陽離子上取代烷基長度、功能性基團(tuán)等對萃取分配系數(shù)和選擇性系數(shù)的影響，深入研究這兩個體系的萃取作用機理。離子液體-有機溶劑二元混合溶劑能發(fā)揮離子液體和有機溶劑各自的優(yōu)勢，同時保證較高的選擇性和合適的分配系數(shù)。
　　同時，本文用COSMO-RS預(yù)測正己烷-離子液體兩相體系中膽固醇和24-去氫膽固醇的萃取平衡。預(yù)測所得的分配系數(shù)與實驗值趨勢相符，選擇性系數(shù)與實驗值接近，為離子液體的設(shè)計和篩選提供必要的理