天然低共熔溶剂提取水飞蓟宾工艺优化及基于COSMO-SAC机理探讨

水飞蓟素是水飞蓟种子提取出的黄酮类生物活性成分,具有保肝利胆等多种药理功能,其中水飞蓟宾活性及含量最高,本研究利用天然低共熔溶剂(Natural Deep Eutectic Solvent,NADES),对水飞蓟宾的高效提取工艺与机理进行研究。以粉碎脱脂后的水飞蓟种壳粉为原料,用初步筛选所得较优NADES,即:氯化胆碱+1,4-丁二醇进行提取,HPLC法测定水飞蓟宾含量,在单因素实验基础上,采用响应面法对该NADES提取水飞蓟宾工艺进行优化。结果表明:料液比1:20 g/mL,提取温度77.0℃、时间5.6 h,模型预测水飞蓟宾得率可达4.29%,与实验值4.30%基本一致。基于片段活度系数类导体屏蔽模型(Conductor-like Screening Model for Segment Activity Coefficient,COSMO-SAC),分别对水飞蓟宾和溶剂分子(NADES与传统溶剂乙醇)进行结构与能量优化,通过量子化学计算,得到水飞蓟宾在两种溶剂中的无限稀释活度系数的对数分别为-6.922和-6.043,分子间相互作用能分别为-51.62和-25.47 kJ/mol,以探讨不同溶剂提取水飞蓟宾效果差异机理。

4种有机萃取剂萃取柴油中偏三甲苯的分离性能

以正癸烷模拟柴油中的烷烃,偏三甲苯模拟柴油中的芳烃,实验测定了303.15~343.15 K及常压下正癸烷+偏三甲苯+有机萃取剂液-液相平衡数据,借助分配系数和选择性系数,系统评价了环丁砜、二甲亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲酰吗啉(NFM)对偏三甲苯的萃取效果。结果表明:相同温度下,不同萃取剂对偏三甲苯的摩尔分配系数从大到小顺序为DMF、NFM、DMSO、环丁砜,选择性从大到小依次为环丁砜、DMSO、NFM、DMF。采用NRTL和UNIQUAC热力学模型成功关联了实验数据,获得了新的二元相互作用参数。借助片段活度系数类导体屏蔽(COSMO-SAC)模型预测了环丁砜、NFM和DMSO 3种萃取剂对偏三甲苯的脱除效果,预测结果与实验结果趋势基本一致。研究结果可为柴油脱重芳烃萃取剂筛选和过程设计提供基础数据和理论支撑。

计算机辅助高纯2-巯基苯并噻唑结晶溶剂设计方法

2-巯基苯并噻唑作为一种重要的硫化促进剂,广泛应用于橡胶行业。对于溶剂法制备高纯2-巯基苯并噻唑,选择合适的结晶溶剂至关重要。传统溶剂的筛选方法为实验试错,需要耗费大量的时间和金钱。该文提出了一种基于计算机辅助分子设计的结晶溶剂设计方法。计算机辅助分子设计问题可以表示为混合整数非线性规划模型,该模型包括目标函数、结构约束、性质约束和过程约束,目标函数为产品纯度和收率,同时对熔点、沸点、闪点、溶解度系数和固液相平衡进行约束。其中与过程约束相关的活度系数采用基于片段活度系数的类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)进行预测。采用分步求解法对混合整数非线性规划模型进行求解,得到10种候选溶剂,其中8种溶剂所得产品的性能优于目前工业水平。对部分候选溶剂进行实验验证,结果显示所得产品的性能与模拟结果较为一致,从而证明了模型的有效性。