基于温控双水相萃取体系在芦荟活性成份与手性化合物分离纯化中的研究

论文摘要

论文以tritonX-114温度诱导双水相体系为基础,系统的开展了双水相体系在芦荟活性成分分离、手性分子识别等方面的研究工作。首先,以芦荟多糖、蛋白质为目标分离物质,研究了其在tritonX-114双水相体系中的分配行为,探讨了tritonX-114、pH值、温度、添加剂等因素的影响。结果表明,当tritonX-114浓度为4%,pH=3,温度50℃,NaCl含量0.3mol/L时,能有效的对芦荟多糖、蛋白质进行一次性分离,并制备得芦荟多糖粉末,IR、UV检测结果确定所得物质为芦荟多糖,且不含蛋白质；多糖抗氧化性研究结果显示,双水相体系制备所得芦荟多糖对·OH、超氧自由基均具有良好的清除率,与醇沉淀法所得芦荟多糖相比差异性显著。其次,以芦荟大黄素为研究对象,研究了其在双水相体系中的分配行为,并考察了tritonX-114浓度、温度、pH、电解质添加剂等因素的影响,当tritonX-114浓度为10%,温度40℃,pH=3,无机盐添加剂为0.2mmol/L时,芦荟大黄素在tritonX-114相的回收率达到最大。另外,试验采用溶液聚合法合成了poly（NIPAAM-co-AA）/EAA-β-CD温敏性离子聚合物,采用红外、核磁共振等手段对其进行表征,并以此聚合物为添加剂,从双水相体系中回收芦荟蒽醌类物质,分离得芦荟蒽醌产品,产品HPLC色谱图对比显示,采用功能性添加剂纯化后产品的纯度远远高于蒽醌提取粗品和双水相体系初步纯化产品。第三,系统的研究了扁桃酸在异丙醇/硫酸铵、异丙醇/磷酸氢二钾、tritonX-114双水相体中的分配行为,确定tritonX-114温度诱导双水相体系适合作为手性识别体系；以tritonX-114/L-酒石酸正戊酯、tritonX-114/L-酒石酸正戊酯/茶皂素、tritonX-114/β-环糊精三个识别体系对扁桃酸进行手性识别,结果显示tritonX-114/L-酒石酸正戊酯/茶皂素体系手性识别效果明显,实验考察了体系中茶皂素含量、温度、pH值等因素对体系手性分离因子的影响,确定最佳分离体系为茶皂素含量0.51mmol、L-酒石酸正戊酯含量1.4mmol、pH=3、温度55℃，最大分离因子达到1.29。第四,以溶剂法合成了环糊精—铜配合物,采用IR、UV、XRD等手段对其结构进行了表征,结果显示环糊精-铜离子形成2:1的配合物；以环糊精—铜配合物为手性识别剂,在tritonX-114双水相体系中对扁桃酸消旋体进行手性识别与分离,考察了环糊精-铜配合浓度、pH、tritonX-114浓度、温度、盐添加剂等因素对分离因子的影响。结果显示：随着pH、tritonX-114浓度、温度、Cu2-β-CD浓度的增加,分离因子增大,当Cu2-β-CD浓度为10mmol/L,温度55℃时,体系分离因子达到5.05:NaCl、Na2SO4的加入对体系分离因子的影响随着NaCl含量的增加,分离因子呈减小的趋势,当添加量为0.15mmol/L时,体系对扁桃酸几乎已经没有了手性识别能力；Na2SO4的加入改变了扁桃酸在体系中的分配行为,并破坏了CU2-β-CD与扁桃酸之间的配位作用,使得体系没有识别能力。第五,以p-CD及其衍生物为手性识别剂,探讨了离子液体作用下体系对扁桃酸消旋体的手性识别。循环伏安法研究结果表明,在HP-β-CD和tritonX-114溶液介质中添加一定量的离子液体,能有效的降低HP-β-CD对tritonX-114的包结作用,试验详细的考察了识别剂浓度、tritonX-114浓度、pH、离子液浓度、温度等因素对分离因子的影响,当tritonX-114浓度为6%时,分离因子随着离子液浓度增加而增大,当离子液浓度为0.3mmol/L时达到最大；手性识别体系的pH、温度两个因素对分离因子的影响很大,随着pH、温度的增加分离因子逐渐减小,且随着温度的增加体系手性识别机理没有发生改变。最后,采用研磨法制备得HP-β-CD扁桃酸消旋体包结物,并通过IR、DSC等手段对其进行表征,结果表明包结物的形成不是两种单体的简单混合,而是扁桃酸消旋体中的苯环进入了HP-β-CD的疏水空腔；R、S-扁桃酸在HP-β-CD介质中的紫外光谱扫描图显示,R、S扁桃酸的紫外吸收出现了规律性的红移,且R-扁桃酸的红移幅度要比S-扁桃酸大,说明R-扁桃酸分子与HP-β-CD之间的作用力强于S-扁桃酸与HP-β-CD之间的作用力。根据Hildebrand-Benes计算得R、S-扁桃酸与HP-β-CD的稳定常数分别为140和103,计算得立体选择性为1.36,说明主客之间包结作用的强弱是双水相体系手性识别的根本原因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 双水相体系及其理论模型
• 1.1.1 聚合物/盐与聚合物/聚合物双水相体系
• 1.1.2 表面活性剂双水相体系
• 1.1.3 智能型双水相体系
• 1.1.4 离子液双水相萃取体系
• 1.2 双水相分离理论模型
• 1.3 手性分离技术及其研究进展
• 1.3.1 手性分子识别剂及手性识别机理
• 1.3.2 膜拆分法
• 1.3.3 液-液萃取拆分法
• 2萃取拆分法'>1.3.4 超临界流体CO₂萃取拆分法
• 1.3.5 光学活性水凝胶拆分法
• 1.3.6 手性金属表面拆分法
• 1.4 论文研究内容
• 第二章 温度诱导双水相萃取分离芦荟多糖
• 2.1 前言
• 2.2 实验主要试剂与仪器
• 2.3 芦荟多糖标准曲线的绘制和含量测定
• 2.3.1 标准曲线的绘制
• 2.3.2 芦荟粗多糖溶液的配制及含量测定
• 2.4 蛋白质标准曲线的绘制和含量测定
• 2.4.1 蛋白质标准曲线的绘制
• 2.5 triton X-114双水相体系中芦荟多糖与蛋白质分配行为研究
• 2.5.1 triton X-114浓度对芦荟多糖与蛋白质分配行为的影响
• 2.5.2 pH值对芦荟多糖与蛋白质分配行为的影响
• 2.5.3 温度对芦荟多糖与蛋白质分配行为的影响
• 2.5.4 氯化钠对芦荟多糖与蛋白质分配行为的影响
• 2.5.5 硫酸铵对芦荟多糖与蛋白质分配行为的影响
• 2.6 triton X-114双水相体系分离纯化芦荟多糖
• 2.6.1 芦荟原凝胶汁的制备
• 2.6.2 双水相萃取体系制备芦荟多糖
• 2.7 芦荟多糖的表征及抗氧化性研究
• 2.7.1 红外光谱分析
• 2.7.2 紫外光谱分析
• 2.7.3 芦荟多糖对羟基自由基的清除
• 2.7.4 多糖对超氧阴离子的清除
• 2.8 结果与讨论
• 2.8.1 甘露糖标准曲线
• 2.8.2 蛋白质标准曲线
• 2.8.3 triton X-114浓度的影响
• 2.8.4 pH的影响
• 2.8.5 温度的影响
• 2.8.6 添加剂的影响
• 2.8.7 芦荟多糖的红外分析
• 2.8.8 芦荟多糖的紫外分析
• 2.8.9 芦荟多糖抗氧化性
• 2.9 本章小结
• 第三章 双水相体系分离纯化芦荟蒽醌类活性成分
• 3.1 前言
• 3.2 实验主要试剂与仪器
• 3.3 功能聚合物的合成与表征
• 3.3.1 PNIPAAM的合成
• 3.3.2 poly（NIPAAM-co-AA）/EAA-β-CD的合成
• 3.3.3 功能聚合物的结构表征
• 3.4 芦荟大黄素分配行为及芦荟葸醌类物质分离纯化研究
• 3.4.1 芦荟大黄素标准曲线绘制及含量测定
• 3.4.2 双水相体系中芦荟大黄素分配行为的研究
• 3.5 Triton X-114/功能聚合物体系纯化芦荟蒽醌类物质
• 3.5.1 pH值对芦荟大黄素吸附行为的影响
• 3.5.2 poly（NIPAAM-co-AA）/EAA-β-CD浓度对大黄素吸附行为的影响
• 3.5.3 吸附时间对芦荟大黄素吸附行为的影响
• 3.5.4 蒽醌提取液中芦荟大黄素的纯化
• 3.6 结果与讨论
• 3.6.1 poly（NIPAAM-co-AA）/EAA-β-CD聚合物结构表征
• 3.6.2 tritonX-114浓度对芦荟大黄素回收率的影响
• 3.6.3 温度对芦荟大黄素回收率的影响
• 3.6.4 pH值对芦荟大黄素回收率的影响
• 3.6.5 无机盐添加剂的影响
• 3.6.6 pH值对poly（NIPAAM-co-AA）/EAA-β-CD吸附率的影响
• 3.6.7 poly（NIPAAM-co-AA）/EAA-β-CD浓度对吸附率的影响
• 3.6.8 吸附时间对吸附率的影响
• 3.6.9 双水相萃取分离纯化效果液相色谱分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 酒石酸酯-温度诱导双水相体系萃取拆分扁桃酸对映体
• 4.1 前言
• 4.2 实验主要试剂与仪器
• 4.3 双水相体系中扁桃酸分配行为的研究
• 4.3.1 扁桃酸标准曲线的绘制
• 2SO₄体系中pH值对扁桃酸分配行为的影响'>4.3.2 异丙醇/（NH4）₂SO₄体系中pH值对扁桃酸分配行为的影响
• 2SO₄体系中含盐量对扁桃酸分配行为的影响'>4.3.3 异丙醇/（NH4）₂SO₄体系中含盐量对扁桃酸分配行为的影响
• 2HPO₄体系中pH值对扁桃酸分配行为的影响'>4.3.4 异丙醇/K₂HPO₄体系中pH值对扁桃酸分配行为的影响
• 2HPO₄体系中含盐量对扁桃酸分配行为的影响'>4.3.5 异丙醇/K₂HPO₄体系中含盐量对扁桃酸分配行为的影响
• 4.3.6 温度诱导体系中tritonX-114浓度对扁桃酸分配行为的影响
• 4.3.7 温度诱导体系中pH值对扁桃酸分配行为的影响
• 4.4 双水相体系中扁桃酸手性分子识别研究
• 4.4.1 L-酒石酸正戊酯的合成
• 4.4.2 手性识别体系的筛选
• 4.4.3 温度对手性识别的影响
• 4.4.4 pH值对手性识别效果的影响
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 扁桃酸标准曲线的绘制
• 4.5.2 pH值对不同体系中扁桃酸分配行为的影响
• 4.5.3 分相剂种类及浓度对扁桃酸分配行为的影响
• 4.5.4 不同温度诱导双水相体系对扁桃酸的手性识别
• 4.5.5 温度的影响
• 4.5.6 pH的影响
• 4.6 本章小结
• 第五章 环糊精铜配合物—温度诱导双水相体系拆分扁桃酸
• 5.1 前言
• 5.2 试验主要试剂与仪器
• 5.3 环糊精-铜配合物的合成
• 5.4 环糊精-铜配合物的结构表征
• 5.4.1 环糊精-铜配合物红外光谱
• 5.4.2 环糊精-铜配合物的紫外光谱
• 5.4.3 环糊精-铜配物XRD分析
• 5.5 环糊精-铜配合物/温度诱导双水体系对扁桃酸的手性分子识别
• 5.5.1 环糊精铜配合物含量对手性识别效果的影响
• 5.5.2 TritonX-114浓度对手性识别效果的影响
• 5.5.3 温度对手性识别效果的影响
• 5.5.4 pH对手性识别效果的影响
• 5.5.5 体系离子强度对手性识别效果的影响
• 5.6 结果与讨论
• 5.6.1 环糊精铜配合物的表征
• 5.6.2 手性识别体系的筛选
• 5.6.3 pH的影响
• 5.6.4 手性识别剂浓度的影响
• 5.6.5 tritonX-114含量的影响
• 5.6.6 温度的影响
• 5.6.7 无机盐添加剂的影响
• 5.7 本章小结
• 第六章 HP-β-CD-温度诱导双水相体系手性识别扁桃酸
• 6.1 前言
• 6.2 主要试剂与仪器
• 6.3 双水相体系对扁桃酸的手性识别
• 6.3.1 β-环糊精及其衍物浓度对手性分离因子的影响
• 6.3.2 添加剂种类及浓度对分离因子的影响
• 6.3.3 pH值对手性分离因子的影响
• 6.3.4 温度对手性分离因子的影响
• 6.3.5 羟丙基-β-环糊精与扁桃酸包结物的制备及表征
• 6.3.6 循环伏安测试
• 6.4 结果与讨论
• 6.4.1 手性识别剂浓度及添加剂类型的影响
• 6.4.2 离子液体浓度的影响
• 6.4.3 pH的影响
• 6.4.4 温度的影响
• 6.4.5 包结物红外光谱分析
• 6.4.6 包结物DSC分析
• 6.4.7 扁桃酸在HP-β-CD介质中的紫外光谱分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士期间主要成果