响应面法优化深共晶溶剂催化制备己二酸二异辛酯

深共晶溶剂作为新一代绿色溶剂,因合成纯化工艺简单、原料成本低、可再生、生物相容性好等特点而受到科技界的广泛关注。以对甲苯磺酸-甜菜碱制备的深共晶溶剂作为反应溶剂兼催化剂,催化合成增塑剂己二酸二异辛酯(DOA),解决传统催化剂的循环使用问题。采用响应面法,选取醇酸物质的量比、催化剂物质的量比和反应温度三个因素,以酯化率为响应值,利用Box-Behnken设计分析了各因素及其交互作用对酯化率的影响,得到了多项式回归方程模型。结果表明,最佳试验条件为醇酸物质的量比为3.217、催化剂物质的量比为2.310和反应温度为117.7℃。在该条件下,合成DOA的酯化率可以达到88.21%,与模型预测值(92.112%)接近。表明响应面法优化了深共晶溶剂催化合成DOA的工艺参数,具有较高的准确性和有效性。此外,该深共晶溶剂在循环测试8次后,酯化率仍保持在80%左右。经傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振氢谱仪进行结构表征分析确定产物为DOA。

深共晶溶剂协同羧甲基-β-环糊精促进美托洛尔的毛细管电泳手性分离

手性药物的对映体理化性质极其相似,而药理、毒理作用常常存在显著差异,因此探索提高对映体分离性能的创新策略对手性分离具有重要意义。以往关于毛细管电泳(CE)中β-受体阻断药美托洛尔(MET)对映体分离的研究主要集中在仅添加手性选择剂环糊精(CD)及其衍生物,而对于在CD的基础上添加辅助添加剂的研究较少。本研究将3种深共晶溶剂(DESs)氯化胆碱-葡萄糖、氯化胆碱-果糖和乳酸-葡萄糖作为辅助添加剂,用于MET的CE手性分离,推测了DES对基于CD的毛细管电泳分离MET对映体的协同作用。首先考察了CD种类、CD浓度、缓冲液pH值和缓冲液浓度对MET分离的影响,优化得到了最优条件(15 mmol/L羧甲基-β-环糊精、pH=3.0、40 mmol/L磷酸盐缓冲液)。其次制备了3种DESs作为添加剂,研究不同DESs及其质量分数对手性分离的作用,最终确定了最佳条件:采用质量分数1.5%的氯化胆碱-果糖型DES,此时MET的分离度从不添加DES时的1.30提升至2.61,实现了基线分离。最后对分离效果以及机理进行了推测。本文所建立的MET对映体手性分离分析方法不仅对提高手性药物质量、保证临床用药安全有效具有重要意义,还有助于将DES协同用于CD衍生物毛细管电泳手性分离的进一步研究与发展。

超声辅助深共晶溶剂高效提取枳实辛弗林的工艺优化及提取动力学分析

为了研究超声辅助深共晶溶剂提取枳实辛弗林的最佳工艺条件及该提取过程的传质动力学模型,本研究采用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验结合Box-Behnken响应面法对超声辅助深共晶溶剂提取枳实辛弗林的关键工艺参数进行优化,基于Fick第二定律建立超声辅助深共晶溶剂提取枳实辛弗林的提取动力学模型,通过测定在不同功率、不同提取时间下提取液中的辛弗林的质量浓度,对模型进行拟合验证,求解相应的动力学参数。结果表明,最优提取溶媒为一水甜菜碱-乳酸组成的深共晶溶剂(摩尔比1∶3,含水量50%),最佳工艺为:液料比39 mL/g,超声功率220 W,超声时间20 min,在此条件下,辛弗林得率为0.4284%,与模型预测值接近,且优于传统水回流提取法、85%乙醇回流提取法、超声辅助14%乙醇提取法、超声辅助70%甲醇提取法和超声辅助水提法。对动力学实验数据拟合得到的动力学一般方程和指数方程与动力学模型相关性良好,推算出了相应的速率常数、相对萃余率等动力学相关参数,拟合得到了半衰期和有效扩散系数回归方程,为枳实辛弗林的提取工艺优化和深入理论研究提供数据参考。

深共晶溶剂抑制页岩水化的应用与展望

钻井过程中页岩水化常会诱发严重的井下安全事故,提高页岩井壁稳定性将极大地提高钻井成功率。深共晶溶剂(Deep eutectic solvent,DES)作为一种新型的绿色试剂,其性质与离子液体相类似,用途较为广泛。然而其作为水基钻井液添加剂在抑制页岩水化上的应用潜力尚未引起足够重视。相较于其他水基钻井液添加剂,DES具有不易燃、不易爆、无毒、易降解、电化学和热稳定性好等优点,并且DES价格便宜,来源广泛。在全面归纳总结DES的物理化学性质的基础上,讨论了DES作为水基钻井液添加剂抑制页岩水化的机理,并通过对DES的成本、对钻井液性能的影响进行分析,阐明了DES作为水化抑制剂在水基钻井液中的应用潜力。研究结果对DES在抑制页岩水化上的应用及其推广具有重要意义。

深共晶溶剂在生态地质样品分析中的应用研究

新型绿色溶剂的开发和利用是当前的研究热点。将绿色溶剂替代传统溶剂用于生态地质样品前处理过程,可以减少对实验人员及环境的危害。深共晶溶剂因其具有可生物降解性、低环境影响、低成本和易于合成等优点,逐渐被应用于生态地质样品中分析物的提取和分离。文章在介绍深共晶溶剂的概念、制备方法和主要理化特性的基础上,综述了该技术在水、土壤和生物样品检测中的最新研究进展,并对其应用前景进行了展望,认为深共晶溶剂是一类有望替代传统有毒有害溶剂的新型绿色溶剂,但仍需要解决其高黏度的缺点,同时要加强提取机理研究和与多种检测方法联用技术的研究。

雷帕霉素-深共晶溶剂滴眼液对小鼠同种异体角膜移植排斥反应的抑制作用及其机制

目的探讨雷帕霉素(RAPA)-深共晶溶剂(DES)滴眼液对小鼠同种异体角膜移植免疫排斥反应的抑制作用及其机制。方法采用CCK-8实验检测10种DES对人角膜上皮细胞系(HCECs)细胞活性的影响,选择细胞活性显著高于对照组的DES检测其表征,筛选最适宜DES,并通过BALB/c小鼠和新西兰大白兔对最适宜DES进行生物相容性评价。将小鼠随机分为正常组、磷酸盐溶液(PBS)组、DES组和RAPA-DES组。正常组正常饲养小鼠,PBS组、DES组和RAPA-DES组小鼠右眼行角膜移植术,术后小鼠右眼分别滴加PBS、DES和RAPA-DES溶液,隔天通过裂隙灯观察角膜移植物的存活状况,评估角膜移植物的生存百分比并绘制角膜移植物生存曲线。于移植术后第7、16天,取小鼠眼球,苏木素-伊红(HE)染色,于显微镜下观察角膜水肿和炎症浸润情况。于移植术后第16天,经实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组小鼠角膜组织中TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10、IL-12α和IL-17αmRNA的表达水平。并通过蛋白质免疫印迹试验(WB)检测各组小鼠角膜组织中IL-6和IL-17α蛋白表达水平。结果CCK-8实验显示,与对照组比较,DES-1和DES-2组细胞的细胞活性显著升高(P<0.05),DES-1组细胞的细胞活性较DES-2组高(P<0.05),且DES-1的黏度低于DES-2,pH值更接近于7.4,因此DES-1为最适宜DES,应用于后续实验。生物相容性评价结果显示,DES-1对小鼠和新西兰大白兔眼球和角膜均无任何刺激。相比PBS组,RAPA-DES组的角膜植片在术后第7、16天更透明,无明显水肿和新生血管现象。RAPA-DES组与PBS组、RAPA-DES组与DES组相比,角膜移植物的生存百分比显著升高(P<0.05)。PBS组、DES组和RAPA-DES组小鼠角膜移植物的中位生存时间分别为16、16和22 d。HE染色结果显示,PBS组和DES组小鼠角膜移植物明显水肿,有大量炎症细胞浸润。RAPA-DES组的角膜移植物中无明显水肿,只有少量炎症细胞积累。RT-qPCR结果显示,RAPA-DES组小鼠角膜组织中TNF-αmRNA表达水平与PBS组无明显差异(P>0.05),RAPA-DES组IL-1β、IL-6、IL-10 mRNA表达水平明显低于PBS组和DES组(P<0.05),RAPA-DES组小鼠角膜组织中IL-12α和IL-17αmRNA表达水平低于PBS组(P<0.05)。WB结果显示,RAPA-DES组的IL-6和IL-17α蛋白的表达水平明显低于PBS组(P<0.05)。结论RAPA-DES滴眼液能显著延长角膜移植物生存时间,其可以通过降低角膜组织中促炎因子水平,抑制术后角膜移植物炎症反应,从而起到抑制免疫排斥反应的作用。

深共晶溶剂-分散液液微萃取在食品及环境污染物检测中的应用

深共晶溶剂因具有蒸汽压低、毒性低、可设计性好、可回收性好、环保和制备廉价等优点而深受科研工作者的青睐,并逐渐应用于萃取分离领域。文章介绍了深共晶溶剂的性质和深共晶溶剂-分散液液微萃取方式,综述了该技术在食品和环境污染物检测中的最新研究进展,并对其应用前景进行了展望。

基于深共晶溶剂的液-液微萃取法结合液相色谱-串联质谱法检测枸杞中的10种农药残留

目的建立基于深共晶溶剂的液-液微萃取结合液相色谱-串联质谱法检测枸杞中10种农药多残留的分析方法。方法通过氢键供体和受体的组成及合成比例、深共晶溶剂的密度、粘度和傅里叶红外光谱分析对深共晶溶剂进行优化表征。在50℃恒温条件下,分别以深共晶溶剂为萃取剂,四氢呋喃为乳化剂,通过涡旋和超声进行提取。离心后实现两相分离,下层深共晶溶剂相用甲醇-水(50:50, V:V)稀释上样。结果目标物在0.01~50.0μg/kg范围内线性关系良好,线性相关系数均大于0.9997,方法的检出限和定量限分别为0.0088~0.5952μg/kg和0.0294~1.9814μg/kg。在3个加标水平(0.2、2.0、20.0μg/kg)下, 10种农药的回收率分别为79.8%~99.4%, 82.3%~101.8%和88.5%~102.4%,相对标准偏差均小于15.0%,符合多农药残留检测要求。结论该方法操作简单、准确度高,适用于枸杞中农药残留等污染物的检测。

基于深共晶溶剂溶解的虾青素及其乳液包埋体系制备与调控

虾青素(astaxanthin,AXT)特殊的化学结构导致其稳定性和溶解性差,极大地限制了其应用。采用麝草香酚和月桂酸为原料制备深共晶溶剂(deep eutectic solvent,DES)用于溶解AXT,再以AXT-DES溶液为油相、明胶和阿拉伯胶为水相,制备水包油型乳液,并探究乳液的形貌、稳定性、流变学特性和生物可及性。结果表明:当明胶/阿拉伯胶质量比为5、乳化剂质量分数为1.5%时,乳液稳定性较好,呈3.09μm的鲜红色球形乳滴,具有剪切变稀行为及类凝胶特性。AXT在DES中的溶解性良好,且在80℃时溶解度达到5.0%。储存20 d后,包埋组中AXT的保留率为83%,优于对照组的AXT保留率(78%)和已报道的包埋体系保留率(50.4%~79.25%)。包埋组的AXT生物可及性为83%,比对照组提升约37%。上述基于DES溶解AXT的乳液包埋体系为AXT的溶解与包埋提供了新策略。

深共晶溶剂的制备及其在Morita-Baylis-Hillman反应中的应用

深共晶溶剂,因其廉价易得、低毒性、不易燃、可生物降解、可设计等优点,作为一种绿色溶剂和催化剂受到广泛关注。将1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)及六次甲基四胺(HMTA)分别与4种卤代烃反应合成了8种离子盐。将离子盐与甘油按一定摩尔比混合,制得24种深共晶溶剂。将系列深共晶溶剂用于DABCO催化的各种醛与丙烯腈的Morita-Baylis-Hillman反应,发现离子盐溴化N-2-羟乙基DABCO与甘油制得的深共晶溶剂可高效促进Morita-Baylis-Hillman反应,不仅反应速度快、反应产率高,最重要的是反应后处理非常简单,只需简单的过滤、洗涤就得到纯净的目标产物。深共晶溶剂对特定有机反应展现出的优异效果,将为合成化学的发展提供思路和方法。

以TOPO为基础的深共晶溶剂综合回收废SmCo磁体的研究

三辛基氧化磷(TOP O)可以与一些环保分子结合,形成疏水深共晶溶剂,用于从废SmCo磁体中提取稀土元素钐(Sm)。由于共晶溶剂的形成,水溶液中TOPO的损失明显减少。本文通过开展试验,研究了不同振动时间、盐酸浓度、氯化钠浓度和溴化钠浓度下的Sm^(3+)萃取行为。结果发现,在所有制备的共晶溶剂中,Sn^(3+)浓度为5.6 mol/L时,TOPO/十二醇具有最佳的Sm^(3+)提取率(98.9%)。在多金属选择性萃取试验中,共晶溶剂对Sm^(3+)表现出良好的选择性。加入3 mL氢氧化钠溶液(浓度0.5 mol/L)后,萃取的Sm^(3+)易于完全反萃,经过4个周期的提取试验,回收的提取剂提取能力保持不变。此外,通过使用响应面法(RSM)优化,盐酸浓度控制在1.27 mol/L,氯化钠浓度控制在2.65 mol/L,在最佳试验条件下,Sm^(3+)提取率进一步提高。

深共晶溶剂液液微萃取测定痕量苯系物的研究

本文以新型的疏水型深共晶溶剂(DES)作为萃取剂,建立了漩涡辅助液液微萃取-气相色谱法(VALLME-GC)的新方法,并应用于环境水样中6种痕量苯系物(苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯)的高灵敏度分析检测.实验还对DES的单体配比、萃取剂的用量、旋涡时间等影响因素进行了探讨和优化,结果表明,本法最佳条件为:DES单体摩尔比1∶1,萃取剂用量1.00 mL,旋涡时间3.00 min.在最佳条件下,本法测定6种苯系物的线性范围0.500~500μg/L,相关系数r^(2)≥0.997,检出限(LOD)为1.80μg/L,相对标准偏差(RSD)为0.12%~7.73%.最后,本法成功应用于实际环境水样(福建省九龙江水,漳州市学校内湖湖水)6种痕量苯系物的分析检测,加标回收率为78.9%~93.7%.

含铀共晶溶剂制备UO2燃料微球

通过将六水合硝酸铀酰(UNH)与尿素(urea)以1:4的摩尔比混合,得到了一种由二者形成的室温下为液态的共晶溶剂(1:4DES),并以之作为制备UO燃料微球的前驱体。含铀的共晶溶剂通过微流控系统分散成大小均一、尺寸可控的含铀微液滴球,之后使用氨水饱和的辛醇溶液作为固化介质,最终得到了固态的重铀酸铵(ADU)小球。实验过程中使用光学显微镜得到了固体微球的形貌特征,并借助拉曼光谱,分析了铀酰在不同阶段的化学状态,同时确定固体微球的成分为重铀酸铵。

碱性深共晶溶剂催化醇解乙烯-醋酸乙烯共聚物研究

截至目前,工业化生产乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)主要通过乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的醇解反应。然而,EVOH生产过程中伴随大量废水的产生,不可避免地会引起环境问题。本文合成了一系列的碱性深共晶溶剂,并将其用于催化醇解EVA。系统研究了深共晶溶剂结构与催化性能的关系,以及醇解反应参数、EVA结构组成和氮气流辅助对醇解效率的影响。研究表明,碱性越强的深共晶溶剂,EVA的醇解效率越高。其中,1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯/苯甲醇(DBU-BA)表现出了优异的催化活性,在极低的催化剂用量下,即可得到醇解度接近100%的EVOH产物。此外,DBU-BA可以重复使用至少5次,催化活性没有明显降低,表现出优异的可重复使用性。基于核磁共振氢谱(1H-NMR)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析,本文揭示了深共晶溶剂在EVA醇解体系中可能的催化机理。

深共晶溶剂处理对HDPE/改性甘蔗渣复合材料性能的影响

采用深共晶溶剂(DES)改性处理甘蔗渣,将高密度聚乙烯(HDPE)与改性甘蔗渣混合,使用注塑成型法制备HDPE/改性甘蔗渣复合材料。结果表明:DES处理能够部分溶解甘蔗渣中半纤维素和木质素。与未改性处理甘蔗渣(UT-BS)相比,CC-LA改性处理甘蔗渣(LA-BS)和CC-U改性处理甘蔗渣(U-BS)的结晶度分别增加43.4%和15.1%;CC-G改性处理甘蔗渣(G-BS)结晶度降低13.2%。CC-LA、CC-G和CC-U改性甘蔗渣复合材料相比未处理材料,断裂伸长率分别增加11.5%、11.0%和12.8%,冲击强度分别增强14.1%、22.4%和22.4%。CC-LA改性甘蔗渣复合材料的拉伸强度(30.5 MPa)和弯曲强度(32.58 MPa),优于CC-U和CC-G改性处理的复合材料。

深共晶凝胶聚合物电解质在锂金属电池中的研究进展

锂金属负极因具有高理论容量和低电化学势而备受青睐。电解质作为锂金属电池(Lithium Metal Battery,LMB)不可或缺的组成部分,其性能直接影响锂金属电池的使用寿命。近年来,深共晶溶剂(Deep Eutectic Solvent,DES)凭借其低成本、高离子电导率以及热稳定性等优势在锂金属电池领域引起广泛关注。然而,其液态属性使其存在电解质泄漏的安全风险,深共晶凝胶聚合物电解质的出现解决了这一问题。本文概述了深共晶溶剂的基本概念和性质,综述了深共晶凝胶聚合物电解质,特别是腈类、酰胺类深共晶凝胶聚合物电解质在锂金属电池中的研究进展,最后展望了深共晶凝胶聚合物电解质的发展前景,以期为应用于锂金属电池的下一代深共晶凝胶聚合物电解质的设计和研究提供参考。

DES+CTAB复配驱油剂体系提高低渗致密砂岩油藏采收率机理

针对低渗致密油藏注水困难、采收率低等问题,利用尿素基深共晶溶剂(DES)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配的驱油剂体系,对驱油剂在低渗致密油藏中的降压增注和提高采收率机理进行了研究。研究结果表明:①驱油剂体系可以将油水界面张力降低至10^(-3)mN/m以下,大大提高了洗油效率;②驱油剂体系可有效抑制黏土矿物水化,避免了低渗致密砂岩中黏土矿物水化膨胀带来的流体敏感性损害;③驱油剂体系可对砂岩表面进行界面修饰,驱油剂溶液浸泡后样品的油相接触角由25.8°增加至61.4°,亲水性增强,亲油性减弱,有助于吸附在岩石孔隙壁面的油膜脱落;④超前注入驱油剂的注入压力降低率平均为79.64%,采收率平均为50.96%,远大于常规水驱(一次注水→注驱油剂驱→二次注水)的采收率。

胆碱基DES在EOR及CCUS中的应用与展望

深共晶溶剂(Deep Eutectic Solvent,DES)具有低饱和蒸气压、不易燃、不易爆、无毒、易降解、电化学和热稳定性好等优点。DES具有很好的表面活性,DES中的氢键网络与阴、阳离子表面活性剂具有很好的协同驱油作用。关于DES与常用表面活性剂的协同作用研究尚处于起步阶段,二者复配体系提高采收率(Enhanced Oil Recovery,EOR)机理尚不明确。在全面分析归纳总结胆碱基DES物理化学性质的基础上,探究了DES及其与阴或阳离子表面活性剂复配体系EOR机理,揭示了DES吸收二氧化碳机理,提出了DES在稠油油藏、低渗透油藏EOR以及碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)中的应用建议。研究结果对DES在EOR和CCUS的应用推广具有重要的指导意义。

左旋氨氯地平分子印迹聚合物的合成及性能研究

采用烯丙基DESs和有机-无机杂化纳米材料POSS作为功能单体,利用两者的协同作用成功制备了氨氯地平分子印迹聚合物。通过优化DESs和POSS的比例,对S-AML的吸附量达到12.8μg/mg,以及印迹因子为6.95。并分别使用Langmuir模型和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合,发现MIP的吸附过程更符合Langmuir模型。评价了MIP对血浆加标样品的固相萃取性能,对S-AML的最高回收率可达92.9%。实验结果表明,DESs和POSS的联合使用提高了印迹聚合物对S-AML的选择性和吸附性能。

山药多糖药理作用及提取技术研究进展

山药是传统的药食两用物质,在我国具有悠久的食用历史,被广泛应用于食品、医药、畜牧等行业。山药多糖作为山药的主要化学成分,因具有多种生物活性,如免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗氧化、抗炎等而受到广泛关注。基于此,总结了山药多糖的结构及其种类,从免疫调节活性、抗肿瘤活性、降血糖和降血脂活性、抗氧化活性、抗炎和抗菌活性等方面对近些年关于山药多糖药理活性的研究进行综述,并对山药多糖的提取技术进行汇总,最后从提取纯化技术、结构表征技术、临床应用试验等方面进行了展望,为山药多糖组分的未来研究与应用提供参考。