離子液體在中藥化學(xué)成分提取中的研究進(jìn)展*

焦傲傲，金 爽，李慧玲，劉維麗，程玉鵬

（黑龍江中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

近年來(lái)，我國(guó)在中藥成分的提取方面多采用溶劑提取法，傳統(tǒng)的提取溶劑主要有水、乙醇和石油醚等，這些溶劑具有提取率低、消耗能源、污染環(huán)境、揮發(fā)性高及毒性大等缺點(diǎn)。隨著綠色化學(xué)所涉及的范圍越來(lái)越廣，符合可持續(xù)發(fā)展的新型綠色溶劑得到了越來(lái)越多的關(guān)注，其中離子液體（Ionic liquids）成為了研究最多的中藥傳統(tǒng)提取溶劑的替代溶劑之一[ 1 ]。

離子液體是一種由離子組成的液體，通常由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子組成，在低于100℃時(shí)以液體形式存在[2]，離子液體可以通過(guò)一步合成法和兩步合成法合成[3]。離子液體提取中藥化學(xué)成分具有以下優(yōu)點(diǎn):（1）離子液體具有很強(qiáng)的熱穩(wěn)定性；（2）離子液體具有較高的選擇性；（3）離子液體具有低揮發(fā)性；（4）離子液體具有較強(qiáng)的可回收性；（5）離子液體具有較大的極性，有優(yōu)異的溶解能力[4-7]。本文通過(guò)文獻(xiàn)分析，總結(jié)了離子液體在中藥化學(xué)成分提取方面的研究進(jìn)展，為新型綠色溶劑提取中藥提供一定的參考。

1 離子液體在中藥化學(xué)成分提取中的應(yīng)用

1.1 黃酮類化合物

Fan[8]等通過(guò)合成1-丙基-3-甲基咪唑氯鹽（［C3mim］Cl）離子液體接枝修飾SiO2形成吸附體系［C3mim］Cl@SiO2，對(duì)黃芩根中的黃芩苷進(jìn)行吸附純化，發(fā)現(xiàn)［C3mim］Cl@SiO2具有良好的吸附能力和解吸能力，且至少可以重復(fù)使用7 次而不損失其吸附效率。在吸附純化能力比較實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的黃芩苷吸附劑商用HPD-100 大孔樹(shù)脂和聚酰胺樹(shù)脂吸附時(shí)間分別為180min 和20min，吸附純化后的黃芩苷純度分別為58.3%和33.86%，而［C3mim］Cl@SiO2的吸附時(shí)間僅為10min，吸附純化后的黃芩苷純度達(dá)到了96.5%。這些結(jié)果表明，離子液體是制備硅基材料的理想介質(zhì)，在中藥有效成分的吸附純化方面也具有巨大的潛力。郝翠[9]等通過(guò)8 種咪唑類離子液體對(duì)黃芩中6 種黃酮類化合物進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)1-丁基-3-甲基咪唑碘鹽（［Bmim］I）提取效率最佳，并采用Box-Behnken 響應(yīng)面法優(yōu)化了提取工藝，還通過(guò)MTT 法和Griess 法測(cè)定了離子液體提取的黃芩總黃酮對(duì)RAW264.7 細(xì)胞體外抗炎活性，結(jié)果顯示，離子液體提取的黃芩總黃酮具有良好的抗炎活性。張華[10]等以9 種咪唑類離子液體作為提取溶劑，通過(guò)超聲輔助的方法提取荷葉中的黃酮，發(fā)現(xiàn)1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（［C6mim］BF4）對(duì)荷葉中黃酮提取效率最佳，通過(guò)Box-Behnken 中心組合設(shè)計(jì)進(jìn)行了響應(yīng)面優(yōu)化，離子液體濃度為0.9mol·L-1，固液比為1∶25（g∶mL），超聲功率為186W，超聲時(shí)間為24min，提取溫度70℃。以此優(yōu)化工藝荷葉黃酮提取率為4.65%，并測(cè)得其提取物具有良好的抗氧化活性。張彥[11]等用4 種咪唑類離子液體的醇溶液對(duì)貓眼草中的黃酮化合物進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽（［BMIM］Br）提取效率最佳，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化最佳工藝，當(dāng)離子液體與醇的體積比為1∶6、固液比為1∶50（g∶mL）、提取溫度為40℃、超聲時(shí)間為60min，貓眼草黃酮提取率為（15.8±0.9）%，與相同條件下的乙醇溶液提取相比，黃酮提取量提高了兩倍多，為離子液體進(jìn)一步完全取代有機(jī)溶劑的提取工藝研發(fā)提供參考依據(jù)。

1.2 多酚類化合物

王佳[12]等通過(guò)對(duì)比乙醇和離子液體醇溶液提取姜黃中多酚類化合物姜黃素的最佳工藝和提取率，得到乙醇提取最佳工藝為：提取溫度為65℃,乙醇濃度為85%, 料液比為1∶40（g∶mL）, 提取時(shí)間為90min，姜黃素的提取率為0.98%；離子液體提取最佳工藝為：提取溫度為65℃,乙醇濃度為75%,料液比為1∶60（g∶mL）, 提取時(shí)間60min，姜黃素的提取率為1.296%。結(jié)果證明，離子液體可以縮短提取時(shí)間，減少了乙醇的使用量，并且提取率高于乙醇。譚索[13]等在此基礎(chǔ)上通過(guò)離子液體輔助酶法從姜黃中提取姜黃素，通過(guò)離子液體和纖維素酶破壞姜黃的細(xì)胞壁，且離子液體可以提高纖維素酶的活性，經(jīng)Design-Expert 10.0 分析優(yōu)化提取工藝，姜黃素最佳提取率為5.882%，而同等條件下50%乙醇的提取率4.595%。結(jié)果表明，離子液體有效縮短了酶解時(shí)間，提高了姜黃素的提取率，且減少了有機(jī)試劑的使用，為姜黃素的資源開(kāi)發(fā)利用提供了新思路。我國(guó)玉米須資源豐富，但由于其生物活性成分復(fù)雜，提取純化工藝不完善造成其利用度極低。陳洪玉[14]等通過(guò)對(duì)比酶解回流輔助超聲法、直接超聲提取法和離子液體輔助提取法對(duì)玉米須中多酚的提取率，發(fā)現(xiàn)離子液體1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（［Emim］BF4）對(duì)多酚的提取率最高，達(dá)到了30.26μg·mL-1，推測(cè)離子液體對(duì)玉米須細(xì)胞壁的破壞能力要強(qiáng)于纖維素酶的酶解能力，這為玉米須中藥用成分的提取提供了參考。

1.3 多糖類化合物

Yang P[15]等通過(guò)選用廉價(jià)易獲得的離子液體1-丁基3-甲基咪唑氯鹽（［C4mim］Cl）分別和K3PO4、KH2PO4、Na2CO3和KOH 的水溶液形成雙水相系統(tǒng)，用于提取分離霍山石斛莖中的蛋白質(zhì)和多糖，結(jié)果顯示，1-丁基3-甲基咪唑氯鹽和K3PO4形成的雙水相系統(tǒng)分離純化效果最佳。在此雙水相系統(tǒng)中，由于多糖和水分子之間的氫鍵作用和離子液體和蛋白質(zhì)之間的靜電疏水作用導(dǎo)致分層，多糖提取率高達(dá)93.4%，為多糖化合物的提取分離提供了新的方向。黃冬婷[16]等用4 種咪唑類離子液體對(duì)人參多糖進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)1-己基-3-甲基咪唑溴鹽（［C6mim］Br）的提取效率最高，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化，得到最佳提取工藝：離子液體水溶液濃度為8g·L-1、料液比為1∶40（g∶mL）、提取溫度為80℃、超聲時(shí)間為30min，人參多糖提取量達(dá)到了172.89mg·g-1，并驗(yàn)證了其多糖提取物具有良好的抗氧化性。粟敏[17]等通過(guò)離子液體-微波輔助法提取多花黃精中多糖，測(cè)得離子液體對(duì)多糖的平均提取率為12.79%。

1.4 木脂素類化合物

Wu[18]等通過(guò)對(duì)純中藥制劑蘇黃止咳膠囊中木脂素進(jìn)行定性定量分析，以期作為檢測(cè)蘇黃止咳膠囊的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，采用3 種離子液體的乙醇溶液、乙醇和離子液體的單一溶液對(duì)蘇黃止咳膠囊的木脂素進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽（［Amim］Cl）∶1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽（［Emim］OAC）∶1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（［Emim］BF4）為1∶5∶5 時(shí)提取效率最佳，相比乙醇和離子液體的單一溶液，15種木脂素提取率明顯提高，其中7 種木脂素的提取效率提高了20%以上，總木脂素提取率提高了47%。李瓊婕[19]等用4 種咪唑類離子液體作為萃取劑，分別和MgSO4、Na2CO3形成離子液體/鹽雙水相，并通過(guò)漩渦輔助此雙水相對(duì)五味子中的7 種木酯素類化合物進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)由親水性離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（［C4mim］BF4）和MgSO4組成的雙水相體系提取效果最佳，較傳統(tǒng)提取方法具有快速提取、萃取劑用量少和高提取率等優(yōu)點(diǎn)，為離子液體提取木脂素類化合物提供了可行性。

1.5 脂類化合物

李曉嚴(yán)[20]等通過(guò)超聲輔助6 種咪唑類離子液體的乙醇溶液提取梔子中的西紅花苷，發(fā)現(xiàn)1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（［Bmim］BF4）提取效率最佳，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化提取工藝為：離子液體濃度為0.8mol·L-1、超聲時(shí)間為40min、料液比為1∶20（g∶mL），提取率達(dá)到了1.13%，在同等條件下70%乙醇溶液作為溶劑時(shí)提取率為0.85%，證明離子液體對(duì)西紅花苷的提取效率要優(yōu)于乙醇。

1.6 其他

Fan[21]等采用微波輔助6 種咪唑類離子液體對(duì)大黃中的大黃酸和大黃素進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)1-丁基-3-咪唑甲磺酸鹽（［BHim］MeSO3）在濃度80%、液固比1∶40（g∶mL）、微波輻照時(shí)間50s、微波輻照功率280W 的工藝下提取效率最佳，對(duì)大黃酸和大黃素的提取率分別為7.8mg·g-1和4.0mg·g-1，高于同等條件下的甲醇、三氯甲烷和低共熔溶劑。王崑侖[22]等用16 種離子液體輔助超聲對(duì)大麻葉中的大麻二酚進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)1-甲基-3-辛基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽（［C8mim］NTF2）提取效果最佳，并且高于同等條件下甲醇和乙醇對(duì)大麻二酚的提取率。由于大麻二酚屬于親脂性化合物，根據(jù)相似相溶的原理，推斷出不同類型離子液體對(duì)大麻二酚的提取效率由離子液體陰離子親脂性和陽(yáng)離子碳鏈長(zhǎng)度決定。Luo[23]等用微波輔助4 種咪唑類離子液體提取砂仁中的精油成分，發(fā)現(xiàn)1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽（［C4mim］Cl）提取效率最佳，在最佳提取工藝條件下提取率為（3.753±0.119）%，并探討了離子液體高效率提取砂仁中精油的兩種機(jī)制：（1）離子液體促進(jìn)了纖維素鏈的裂解；（2）離子液體通過(guò)非共價(jià)相互作用破壞了纖維素的網(wǎng)狀氫鍵結(jié)構(gòu)。Shi[24]等通過(guò)傳統(tǒng)的水蒸餾法提取茴香中精油成分耗時(shí)2.89h 才得到0.0193mL·g-1的精油，而微波輔助離子液體提取只需要更短的時(shí)間便提取到了0.0363mL·g-1的精油，且精油成分更加豐富。

2 結(jié)語(yǔ)

將離子液體應(yīng)用于中藥有效成分提取有很多優(yōu)點(diǎn)：提取效率更高，提取條件溫和，操作簡(jiǎn)便，而且不燃爆、不揮發(fā)、損耗小、耗能低。離子液體作為一種綠色新型溶劑，在中藥提取領(lǐng)域以其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)逐漸得到了廣泛應(yīng)用。離子液體提取中藥化學(xué)成分的研究將進(jìn)一步推動(dòng)中藥的發(fā)展，為保護(hù)和發(fā)掘中藥資源提供了一種新的方法。相信在未來(lái)，離子液體提取將更加進(jìn)一步地應(yīng)用于中藥研究領(lǐng)域，讓我們拭目以待。