两种离子液体双水相体系萃取葛根素的比较.doc

1两种离子液体双水相体系萃取葛根素的 比较作者：曹婧，范杰平，孔涛，张璐【摘要】 目的建立[Bmim]BF4/NH4)2SO4 和[Bmim]BF4/NaH2PO4 两种基于室温离子液体/盐的双水相萃取体系，并用于对葛根素的萃取分离研究方法分别对这两个体系进行优化，考察离子液体的用量、盐的用量、葛根素的加入量、以及不同醇对葛根素在两相中的分配影响结果通过优化实验条件后，发现在最佳条件下：(NH4)2SO4 用量为 0.3～0.36 g/ml，[Bmim]BF4 的用量为 0.32～0.40 g/ml，葛根素溶液加入量为 1.5 ml，乙醇量为 2%，葛根素的萃取率可以达到 97%以上结论[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 双水相体系对葛根素有更高的萃取率，并且加入少量乙醇时，能明显增加葛根素的萃取率 【关键词】 离子液体; 双水相; 葛根素; 萃取分离Abstract：ObjectiveTwo ionic liquids aqueous two-phase systems based on [Bmim] BF4/(NH4)2SO4 and [Bmim]BF4/NaH2PO4 were investigated to obtain effective constituent, puerarin from pueraria. Methods Experimental conditions of each of these two systems were optimized, including the amount of ionic liquid, salt, puerarin and alcohol.Results After optimizing the experimental conditions, the best conditions were the amount of (NH4)2SO4 for 0.3～0.36 g/ml, [Bmim]BF4 for 0.32～0.40 g/ml, adding 1.5 ml puerarin solution, ethanol at 2%, the extraction efficiency of puerarin could be up to 97%.ConclusionThe [Bmim]BF4/(NH4)2SO4 system has a higher extraction efficiency of puerarin. When adding a little ethanol, the extraction efficiency can increase evidently.Key words： Ionic liquid; Aqueous two-phase system; Puerarin; Extraction近几十年来，离子液体逐渐成了研究的热门话题，由于具有传统有机溶剂无法比拟的优点：几乎没有蒸气压，不会挥发，具有较宽的电化学稳定电位窗口，多样2性等，使其在有机合成、天然产物有效成分分离、电化学等方面有了更广阔的应用前景[1]。

水溶性离子液体的水溶液加盐后分成上下两相,一相富含离子液体,另一相为盐水相的双水相与传统的聚合物/盐双水相体系比较，具有以下优势：使用温度及酸度范围宽、粘度相对较低、分相迅速、界面清晰、萃取过程不发生乳化现象、不使用挥发性有机溶剂以及环境友好等;另外，离子液体经过简单处理可以重复使用由于天然植物中所含的化合物众多，而离子液体双水相体系萃取技术具有较高的选择性和专一性，因此，利用这项技术有希望为从天然植物中提取有效药用成分开辟了一条崭新的思路[2]例如，杨青海等[3]研究了芦丁在[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 双水相体系的分配性能本文比较研究了两种离子液体双水相体系对葛根素萃取分离的性能，结果表明，该两种体系都可以用于葛根素的萃取，且都有较高的萃取率，其中[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 体系对葛根素有更高的萃取率1 器材PHS-2C 型酸度计(上海伟业仪器厂);UV-762 紫外/可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);KDC-160HR 高速冷冻离心机(科大创新股份有限公司中佳分公司);离子液体[Bmim]BF4 按文献[4，5]所报道的方法实验室合成，真空干燥过夜，得到无色粘稠液体，纯度达 98%以上，经红外光谱检测为[Bmim]BF4。

葛根素标准品(西安中鑫生物技术有限公司，纯度≥99%，配制葛根素水溶液(0.266 mg/ml)作为母液),B-R 缓冲溶液，所用试剂均为分析纯，实验室用水为一次蒸馏水2 方法2.1 分析方法考虑到[Bmim]BF4 在 230 nm 左右有最大吸收峰，在 250 nm 处有一定的吸收，所以采用紫外分光光度法检测时，应该扣除离子液体对葛根素吸3收的影响经优化得到标准曲线方程为 C=0.013 6×(A-A0)-0.000 03,r=0.999 1[C为葛根素的浓度(g/ml);A 为含葛根素的体系的吸光度;A0 为不含葛根素的空白体系的吸光度]2.2 双水相体系的制备在 10 ml 刻度离心管中加 1.5 g 离子液体,1.5 g 盐,1 ml葛根素母液，再用蒸馏水稀释至 5 ml，同时配制相同组成但不含葛根素的空白溶液作为参比(为消除离子液体等对测定的干扰);充分混匀，在 6 000 r/min 下离心20 min 后平衡过夜成相后分别取一定量上、下相稀释，测定吸光度，通过标准曲线求算葛根素的浓度，然后计算萃取率(E)计算公式如下：R=Vt/VbK=Ct/CbE=R×K/(1+R×K)×100%式中：R 为相比;Vt、Vb 为上下相的体积(ml);Ct、Cb 为葛根素上下相的浓度(g/ml);K 为分配系数;E 为萃取率。

3 结果与讨论3.1 盐用量对萃取率的影响按照实验方法“2.2”项,保持离子液体 0.3 g/ml 和葛根素母液 1.0 ml 用量不变,改变盐的用量,结果如图 1，在盐含量 0.20～0.40 g/ml之间，随着盐的增加，两个体系的萃取率都是逐渐增大的，但[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 体系对葛根素的萃取率增长的更快且更大，在 0.24～0.34 g/ml 之间，萃取率变化平缓在大于 0.34 g/ml 时，可能由于盐浓度过大，造成萃取率略有下降;对于[Bmim]BF4/NaH2PO4 体系来说，当盐含量小于 0.16 g/ml 时，不能形成双水相体系，大于 0.40 g/ml 时，有部分盐析出可能是(NH4)2SO4 的盐析能力比 NaH2PO44更大，导致分相能力更强所以，两个双水相体系的盐用量都选取 0.30 g/ml 作为萃取葛根素的实验条件图 1 盐含量对萃取率的影响3.2 离子液体用量对萃取率的影响固定葛根素母液加入量为 1.0 ml 和盐加入量为 0.30 g/ml，改变离子液体的用量,结果如图 2，在 0.20 ～0.36 g/ml 之间，随着离子液体的增加，萃取率一直增大，而且两个体系的增长趋势相似，但[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 体系对葛根素的萃取率明显更大。

当低于 0.20 g/ml 时，上相体积太小，不方便操作且萃取率低当离子液体用量为 0.32 g/ml 时，[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 体系的萃取率达到 90.57%，[Bmim]BF4/NaH2PO4 体系的萃取率达到 82.43%当离子液体用量超过 0.36 g/ml 时，下相体积太小，同样不方便操作考虑到离子液体的成本问题，两个双水相体系的离子液体用量都选取 0.32 g/ml 作为萃取葛根素的实验条件图 2 离子液体含量对萃取率的影响3.3 葛根素加入量对萃取率的影响选取 0.32 g/ml 离子液体，0.30 g/ml 盐，改变葛根素的加入量,结果如图 3,两种体系的葛根素萃取率变化都不是很大对于[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 体系，萃取率增长的比较平缓，在 1.5 ml 时，萃取率达到最大值 92.62%，之后萃取率略有下降，这可能是葛根素在离子液体相溶解已经达到饱和，从而增加了在盐相溶解的量，所以导致萃取率下降;对于[Bmim]BF4/NaH2PO4 体系，在 1.0 ml 时，达到最大萃取率 87.21%，大于 1.0 ml 后就呈下降的趋势5图 3 葛根素量对萃取率的影响总体来说，通过优化[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 和[Bmim]BF4/NaH2PO4 体系后，我们发现[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 体系对葛根素具有更好萃取效率，所以我们最终选择这个体系对葛根素进行萃取研究，进一步考察加入醇对萃取率的影响。

3.4 低级醇的加入对萃取率的影响就[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 体系，在离子液体 0.32 g/ml、葛根素 1.5 ml、(NH4)2SO4 0.30 g/ml 双水相体系中，分别加入体积分数 2%的甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇，与不加醇比较，发现醇的加入对相比和分配系数影响较大，且萃取率有所增加，这可能是由于低级醇的加入，取代了体系中的一部分水，使相间界面张力及电位差发生了变化，从而改变了葛根素在两相间的分配由图 4 可知，乙醇的加入有着最高的萃取率，可达到 97.03%，萃取率得到了明显的提高图 4 低级醇对萃取率的影响3.5 乙醇的加入量对萃取率的影响就[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 体系，在离子液体 0.32 g/ml、葛根素 1.5 ml、(NH4)2SO4 0.30 g/ml 双水相体系中，加入不同体积分数的乙醇，发现在 2%～5%之间，乙醇的加入量对萃取率的影响不大，呈平稳趋势，萃取率都在 96%以上所以，加入 2%乙醇即可见图 5图 5 乙醇量对萃取率的影响4 结论离子液体双水相体系可以用来萃取葛根素，且萃取效果较好通过本实验对这6两种双水相体系的比较，发现[Bmim]BF4/(NH4)2SO4 体系对葛根素具在更高的萃取率，并且当加入少量乙醇时，能明显增加葛根素的萃取率。

通过优化实验条件后，发现在最佳条件下：(NH4)2SO4 用量为 0.3～0.36 g/ml，[Bmim]BF4 的用量为0.32～0.40 g/ml，葛根素加入量为 1.5 ml，乙醇量为 2%，这时葛根素的萃取率可以达到 97%以上参考文献】[1] Liu W, Cheng L, Zhang Y,et al.The physical properties of aqueous solution of room-temperature ionic liquids based on imidazolium: Database and evaluation[J]. Journal of Molecular Liquids，2008，140(1):68.[2] Earle MJ , Seddon K R.Ionic liquids, Green solvents for the future[J]. Pure and Applied Chemistry ，2000，72 (7):1391.[3] 杨青海，那 吉，段利平，等.离子液体双水相萃取分离芦丁的研究[J].云南中医中药杂志,2008,29(5):44.[4] 方 东， 施群荣，巩 凯，等.咪唑型室温离子液体的绿色合成研究[J].化学试剂，2007，29(1):4.[5] 章 靖，祝艳琳，李万博，等.烷基咪唑类离子液体的合成及其性质[J].南京工业大学学报(自然科学版)，2008，30(4):29.。