近日，山东科技大学化工学院王博教授课题组崔志芳副教授在天然酚类化合物的绿色分离及相关机理探讨领域取得了新进展。相关成果以“Multiscale mechanism exploration and experimental optimization for rosmarinic acid extraction from Rosmarinus officinalis using natural deep eutectic solvents”为题发表在国际知名学术期刊Industrial Crops & Products上（Top期刊，中科院分区1区）。

背景介绍：

迷迭香（Rosmarinus officinalis）是一种药食同源植物，原产于地中海沿岸，目前在国内大部分地区广泛种植，富含桉叶油素（芳香油的一种）及多种天然活性成分。迷迭香酸（Rosmarinic Acid，RA）为其中的一种天然酚类化合物，具有多种生物活性，是很多种功能性食品、药品以及营养保健品中的重要成分。因其市场需求量大，制药以及功能性食品行业一直在探索其高效、绿色提取工艺。近年来，天然低共熔溶剂（Natural deep eutectic solvents，NADESs）作为一种新型绿色溶剂日益引起广泛关注，但相关研究多集中在通过实验手段来探索其对于各类产物的提取潜能，过程耗时耗力且效率较低。本研究通过COSMO-SAC模型计算以及分子动力学模拟结合实验的方法，对于RA的NADESs高效提取所涉及溶剂选择、提取条件及相关机理进行研究。

成果简介：

本研究以迷迭香为原料，对三种基于氯化胆碱的NADESs以及传统溶剂乙醇提取RA进行研究，旨在寻求RA的NADES高效提取溶剂及最优条件。采用基于COSMO-SAC模型的量子化学计算及分子动力学模拟等手段，对绿色NADESs固-液提取RA的机理进行研究，进一步结合提取实验确定RA提取所用较优溶剂。在所考察的四组溶剂中，RA在体系中无限稀释活度系数 (γ∞)越小、总的非键相互作用能越强、氢键数越多，以及体系各组分间的自扩散系数偏差越小等，均与溶剂提取RA的效果呈正相关。结合实验确定氯化胆碱/乳酸（ChCl/LA）为提取RA的最优溶剂，进一步对其提取条件进行响应面法优化，所得RA提取率可显著提高至6.10%。本研究表明NADESs作为一种高效提取RA的新型绿色溶剂，可替代传统的有机溶剂。结合分子模拟与实验的多尺度机理探讨，可为其它提取过程的研究提供参考，进而促进各类天然产物提取溶剂的高通量筛选及设计、推进NADESs作为一种高效溶剂用于我国丰富的药材资源中各类天然活性成分的提取。后续拟对NADESs的回收再利用、RA的进一步分离纯化及药效评价等展开深入研究。

图文导读：

图1 (a-c) RA的 (a)化学结构式；(b) 表面电荷密度（σ-surface）；(c) 表面电荷分布图（σ-profile）；(d) 不同溶剂与RA的表面电荷分布图

图4. 不同变量对RA提取率的影响：三维图 (左) 以及等高面图 (右). (a), (b) 提取温度与时间；(c), (d) 温度与液料比；(e), (f) 温度与水含量；(g), (h) 时间与液料比；(i), (j) 时间与水含量

论文第一作者为Given Chisha （来自赞比亚的2019级化学工程与技术硕士研究生）以及李春露（讲师，共一），崔志芳为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目21868011，广西植物功能物质与资源持续利用重点实验室开放基金（FPRU2020-2）和山东科技大学人才计划项目“山海英才”的资助。文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669022011207，文章DOI：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115637。