[发明专利]理论计算辅助筛选三元低共熔溶剂提取水飞蓟素的方法

说明书

本发明公开了理论计算辅助筛选三元低共熔溶剂提取水飞蓟素的方法。通过量子化学计算，建立了1296组低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents,DESs)的单分子模型。以水飞蓟宾为溶质分子模型物，通过理论计算，预测其在不同DESs中的溶解能力(Solvent Power,SP)，筛选得到对水飞蓟素提取率高、粘度低的三元DESs，制备该DESs后，将脱脂后水飞蓟种壳粉与其混合，加热搅拌，离心得到水飞蓟素提取液，通过高效液相色谱对其中水飞蓟宾含量测定，并与传统有机溶剂提取进行比较。本发明采用模拟计算的方法来辅助筛选水飞蓟素提取所用DESs，在极大节省人力、物力的同时，提供了一种绿色环保、操作简便、提取率高的水飞蓟素的DESs提取方法。

技术领域

本发明涉及天然产物提取领域，更具体的说是涉及一种通过三元低共熔溶剂从水飞蓟中提取生物活性成分水飞蓟素的方法。

背景技术

2003年，Abbott等首次发现了一种由季铵盐和酰胺化合物形成的性质优良的溶剂—低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents,DESs)。这种溶剂具有和离子液体相似的性质，且无毒性，可生物降解，是一种新型的绿色溶剂。目前，低共熔溶剂已引起了世界各国研究者的广泛重视，并在分离过程、化学反应、功能材料和电化学等领域显示出良好的应用前景。

水飞蓟是菊科水飞蓟属的植物，1972年作为一种保肝药用植物在我国推广种植。水飞蓟素是水飞蓟种壳中含有的一类天然活性成分，主要为水飞蓟素，不仅具有保肝利胆、降低血糖血脂、抗癌、抗炎、抗凝结，还可以预防缺血性心脑血管疾病和糖尿病慢性并发症，具有很高的医疗价值。水飞蓟宾是其中含量最高、活性最强的一种成分。

目前，水飞蓟素的提取主要采取有机溶剂浸提法，也有尝试超声和微波来强化传质进而缩短提取周期,杨琴等(CN201610763023.7)用乙醇回流提取水飞蓟茎叶中黄酮类化合物，反复用水洗和碱洗再用大孔树脂吸附。武俊明等(CN201710677923.4)将水飞蓟壳进行溶剂提取：将处理后的水飞蓟壳条投入到提取罐中，加入2～4倍量的醋酸乙酯回流15～24h，回收醋酸乙酯得总黄酮。由于传统溶剂提取存在能耗较高，提取率低，对活性物质破坏大，毒性物质残留严重等诸多问题，研究人员逐步开始使用绿色环保的DESs进行等天然产物的提取，特别是对黄酮类化合物的提取表现出优势(CN201610827959.1)，但DESs对于水飞蓟素的提取还未见相关文献。而且由于DESs具有可设计性导致组合种类庞大，若通过实验逐一筛选，人力、物力以及时间投入成本过大且效率低，并DESs因粘性大而传质速率慢，极大的限制了其在实际生产中的应用。水除了价格低廉、绿色环保外，还具有形成氢键的良好能力，近年来相关文献表明，水可参与形成DESs并改善其理化性能，如降低粘度、调节极性。所以本发明采用水作为DESs组成成分的三元DESs进行水飞蓟素提取。

片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)是通过量子化学计算得到分子表面相互作用，并且采用统计热力学方法分析分析分子表面局部静电作用，常用于预测离子液体的溶解度、活度系数，液液平衡及气液平衡等，是一种有效的预测流体热力学性质的方法。所以结合COSMO-SAC模型进行量子化学计算辅助筛选水飞蓟素提取所用DESs，在提高其提取率的同时，可避免药品浪费、节约实验时间。

因此，如何通过计算机模拟计算筛选DESs，并将理论计算结果结合实验验证，得到一种简单、高效、绿色环保的水飞蓟素提取方案，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、效率高的理论计算辅助筛选低共熔溶剂提取水飞蓟素的方法，具有节省实验成本、提取率高且绿色环保的优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

理论计算辅助筛选三元低共熔溶剂提取水飞蓟素的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)构建模型进行优化：利用计算机软件，分别建立水飞蓟素模型物和低共熔溶剂分子模型，并进行结构优化和能量优化；