一种微波协同深共溶试剂降解川陈皮素制备去甲基川陈皮素的方法与流程

1.本发明涉及去甲基川陈皮素制备技术领域，尤其涉及一种微波协同深共溶试剂降解川陈皮素制备去甲基川陈皮素的方法。


背景技术：

2.去甲基川陈皮素是一种类黄酮，具有比川陈皮素更强的多种活性功能，如抗氧化、抗炎、抗癌细胞增殖、抗神经退行性疾病和预防肝纤维化等功效。然而，在自然条件下川陈皮素去甲基化的转化率很低，并且会受到储存温度、湿度和微生物分布等因素的影响，大大限制了去甲基川陈皮素在功能性食品和药物中的使用。
3.目前，降解川陈皮素制备去甲基川陈皮素的方法主要是酸解法。罗世坤等人研究发现在浓盐酸与无水乙醇体积比为1:9条件下，将川陈皮素加热回流反应24h可以制得去甲基川陈皮素(罗世坤,王家欢,徐兰英,龙涛,&李士明.陈皮中川陈皮素的提取分离及改性.食品科学,2014(24),20-23.)；chu等人用三溴化硼、三氯化硼、三氯化铝和浓盐酸制备去甲基川陈皮素(chu h w,wu h t,lee y j.regioselective hydroxylation of 2-hydroxychalcones by dimethyldioxirane towards polymethoxylated flavonoids.tetrahedron,2004,60(11):2647-2655.)。然而，盐酸是一种挥发性酸，其可操作性差，并且使用盐酸和有机试剂容易腐蚀生产设备，产生不可降解的酸性废液从而污染环境，不利于工业生产。huang等人用磷酸、乳酸和柠檬酸等可食用性酸代替强腐蚀性酸，但需要在175℃高温条件才发生转化(huang x,koux,wang l,et al.effective hydroxylation oftangeretin from citrus peel(chenpi)by edible acids and its improvement in antioxidant and anti-lipase activities.lwt,2019,116:108469.)，且这一方法需要长时间高温加热过程，能耗成本高且安全性较差。因此，急需一种高效节能且绿色环保的方法来降解川陈皮素制备去甲基川陈皮素。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种微波协同深共溶试剂降解川陈皮素制备去甲基川陈皮素的方法，实现了高效和绿色环保且过程中无有机和酸性废液产生。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种微波协同深共溶试剂降解川陈皮素制备去甲基川陈皮素的方法，包括以下步骤：
7.将川陈皮素和深共溶试剂混合，将所得混合物在微波条件下进行降解，分离后，得到去甲基川陈皮素；所述深共溶试剂为氯化胆碱和草酸。
8.优选的，所述氯化胆碱和草酸的摩尔比为1:1。
9.优选的，所述川陈皮素在深共溶试剂中的浓度为1～2mg/ml。
10.优选的，所述微波的功率为750～850w，温度为100～105℃。
11.优选的，所述降解的时间为15～20min。
12.优选的，所述分离包括将降解所得降解产物与水混合，依次进行冷藏和离心分离。
13.优选的，所述水与深共溶试剂的体积比为(10～12):1。
14.优选的，所述冷藏的温度为4℃，时间为3～5h。
15.优选的，所述分离后，还包括将所得液体进行旋蒸，得到深共溶试剂。
16.优选的，所述旋蒸的温度为45℃。
17.本发明提供了一种微波协同深共溶试剂降解川陈皮素制备去甲基川陈皮素的方法，包括以下步骤：将川陈皮素和深共溶试剂混合，将所得混合物在微波条件下进行降解，分离后，得到去甲基川陈皮素。本发明所用氯化胆碱和草酸形成的深共溶试剂不仅具有有机溶剂的溶解性，而且其氢离子浓度高于盐酸和硫酸等强酸，因此该深共溶试剂具有有机溶剂和酸性试剂的双重功能。川陈皮素5位甲氧基和c环羰基的氧原子存在孤立的氧原子对，在深共溶试剂形成的强酸环境下，容易形成质子-氢和电子-供体-氧配位的六元环结构，而六元环会继续水解变成羟基，从而使川陈皮素脱掉5-位甲氧基转化为去甲基川陈皮素。本发明利用微波进行降解，微波能量的穿透性可以快速、均匀地加热反应物，并提高反应物的孔隙率，使整个反应体系能够在短时间内升温至100℃左右，增加了体系中极性分子碰撞的机率，同时也增强了体系内分子间作用力，便于氢离子进攻川陈皮素，从而在短时间内制备出去甲基川陈皮素。相较于传统酸解法，本发明的方法转化效率高，能够将反应时间控制在20min左右。
18.本发明所用深共熔试剂是由氢键供体和氢键受体形成的新一代离子液体，具有低成本、低毒性和可生物降解性等优良性能。
19.本发明利用微波协同深共溶试剂的方法降解川陈皮素制备去甲基川陈皮素，相较于传统酸解法，无需长时间高温加热处理，操作安全且能耗成本较低，无需使用乙醇等有机溶剂，也无需使用浓盐酸等强腐蚀性无机酸和有机溶剂，所使用的深共溶试剂可通过分离后回收再利用，实现全过程无酸性和有机废液产生，方法绿色环保，为去甲基川陈皮素等其他去甲基多甲氧基黄酮的制备提供了指导。
20.进一步的，本发明利用水析出去甲基川陈皮素，由于水既是氢键的受体也是氢键的供体，水的加入会破坏深共溶试剂的稳定性使其溶解性下降，而去甲基川陈皮素水溶性较差，在体系稳定性被破坏的情况下会析出沉淀，收集沉淀的去甲基川陈皮素后，将溶液旋蒸除去水分后又可对深共溶试剂回收再利用，从而实现整个反应过程无酸性废液产生。
附图说明
21.图1为川陈皮素和去甲基川陈皮素的标准品液相色谱图；
22.图2为实施例1中川陈皮素和去甲基川陈皮素的液相色谱图；
23.图3为实施例2中川陈皮素和去甲基川陈皮素的液相色谱图；
24.图4为实施例3中川陈皮素和去甲基川陈皮素的液相色谱图；
25.图5为对比例1中川陈皮素和去甲基川陈皮素的液相色谱图。
具体实施方式
26.本发明提供了一种微波协同深共溶试剂降解川陈皮素制备去甲基川陈皮素的方
法，包括以下步骤：
27.将川陈皮素和深共溶试剂混合，将所得混合物在微波条件下进行降解，分离后，得到去甲基川陈皮素；所述深共溶试剂优选包括氯化胆碱和草酸。
28.在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
29.本发明将川陈皮素和深共溶试剂混合。本发明对所述川陈皮素的来源没有特殊的限定，本领域熟知的市售商品即均可。
30.在本发明中，所述深共溶试剂为氯化胆碱和草酸；所述氯化胆碱和草酸的摩尔比优选为1:1；所述深共溶试剂的制备方法优选为将氯化胆碱和草酸混合，置于100℃水浴中搅拌，直至形成澄清透明的深共溶试剂；本发明对所述搅拌的速率没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程能够将物料混合均匀即可。
31.在本发明中，所述川陈皮素在深共溶试剂中的浓度优选为1～2mg/ml。
32.本发明对所述川陈皮素和深共溶试剂混合的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程将物料混合均匀即可。
33.完成所述混合后，本发明将所得混合物在微波条件下进行降解。在本发明中，所述微波的功率优选为750～850w，更优选为800w，温度优选为100～105℃，更优选为102℃；所述降解的时间优选为15～20min，更优选为17min。
34.在本发明中，所述微波所用微波消解仪优选为美国cem公司的mars 6240/50型微波消解仪。
35.完成所述降解后，本发明将所得产物分离；所述分离优选包括将降解所得降解产物与水混合，依次进行冷藏和离心分离；所述水优选为超纯水；所述水与深共溶试剂的体积比优选为(10～12):1，更优选为11:1。本发明对所述降解产物与水混合的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。本发明利用超纯水使去甲基川陈皮素析出。
36.在本发明中，所述冷藏的温度优选为4℃，时间优选为3～5h。
37.本发明对所述离心分离的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
38.完成所述离心分离后，本发明优选将所得沉淀用超纯水洗涤至中性后，冻干，得到去甲基川陈皮素。本发明对所述洗涤和冻干的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
39.完成所述离心分离后，优选还包括将所得液体进行旋蒸，收集高黏度组分，得到深共溶试剂。在本发明中，所述旋蒸的温度优选为45℃。本发明通过旋蒸除去液体中水分；本发明对所述旋蒸的时间没有特殊的限定，能够将液体中水分全部除去即可。
40.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.以下实施例中，所用微波设备为美国cem公司的mars 6240/50型微波消解仪。
42.实施例1
43.将氯化胆碱和草酸按照摩尔比1:1混合，置于100℃水浴中搅拌，直至形成澄清透明的深共溶试剂；
44.将20mg川陈皮素纯品溶于20ml配制好的深共溶试剂中混合均匀，将所得混合物放入微波消解仪中，处理条件为微波功率750w，微波温度100℃，处理时间15min，得到降解产物；
45.向所述降解产物中加入10倍体积的超纯水，将所得混合物在4℃冷藏5h后，离心分离，将所得沉淀用超纯水洗涤至中性后，冻干，得到去甲基川陈皮素。
46.实施例2
47.将氯化胆碱和草酸按照摩尔比1:1混合，置于100℃水浴中搅拌，直至形成澄清透明的深共溶试剂；
48.将40mg川陈皮素纯品溶于20ml配制好的深共溶试剂中混合均匀，将所得混合物放入微波消解仪中，处理条件为微波功率800w，微波温度102℃，处理时间17min，得到降解产物；
49.向所述降解产物中加入11倍体积的超纯水，将所得混合物在4℃冷藏5后，离心分离，将所得沉淀用超纯水洗涤至中性后，冻干，得到去甲基川陈皮素。
50.实施例3
51.将氯化胆碱和草酸按照摩尔比1:1混合，置于100℃水浴中搅拌，直至形成澄清透明的深共溶试剂；
52.将20mg川陈皮素纯品溶于20ml配制好的深共溶试剂中混合均匀，将所得混合物放入微波消解仪中，处理条件为微波功率800w，微波温度105℃，处理时间20min，得到降解产物；
53.向所述降解产物中加入12倍体积的超纯水，将所得混合物在4℃冷藏5后，离心分离，将所得沉淀用超纯水洗涤至中性后，冻干，得到去甲基川陈皮素。
54.对比例1
55.传统酸解法：将20mg川陈皮素在20ml质量百分比为37％的浓盐酸中催化12h，反应温度始终保持在90℃，得到降解产物。
56.结果检测
57.1)将1mg川陈皮素标准品和1mg去甲基川陈皮素标准品混合于1ml甲醇中，将所得混合液作为标准样品，取500μl标准样品，进行高效液相色谱检测，高效液相色谱检测过程包括：
58.吸取样品500μl，加入500μl色谱级甲醇，混匀后过0.45μm尼龙膜备用；
59.检测设备为安捷伦1260infinity高效液相色谱仪，色谱柱型号为waters atlantis t3柱(2.1
×
50mm，1μm)，流动相a为0.1％(v/v)的冰醋酸，流动相b为乙腈，流速为0.8ml/min；
60.洗脱程序如下：0～2min，5～5％b；2～10min，5～30％b；10～12min，30～100％b；12～18min，100％～100％b；18～20min，100～5％b；20.00～25.00min，5～5％；
61.柱温保持在25℃，紫外检测波长为210nm；所得结果见图1；图1为川陈皮素标准品和去甲基川陈皮素标准品的色谱图；图1中可明显看出川陈皮素和去甲基川陈皮素的出峰时间。
62.2)采用上述1)的高效液相色谱法，检测实施例1～3中川陈皮素的转化情况和去甲基川陈皮素的生成情况：分别以实施例1～3中川陈皮素-深共溶试剂混合物以及川陈皮素
降解后深共溶试剂混合液(即降解产物)作为检测样品，所得结果见图2～4；同时对对比例1的降解产物进行高效液相色谱检测，所得结果见图5，结果分析如下：
63.如图2所示，实施例1中川陈皮素几乎全部转化为去甲基川陈皮素，转化率为99.62％，且处理时间为15min，效率高。如图3所示，实施例2中川陈皮素几乎全部转化为去甲基川陈皮素，转化率为99.57％，且处理时间为17min，效率高。如图4所示，实施例3中川陈皮素几乎全部转化为去甲基川陈皮素，转化率为99.65％，且处理时间为20min，效率高。而对比例1使用传统酸解法反应12h，转化率仅达到23.52％，说明本发明的方法能够显著降低处理时间并提高转化率。
64.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。