天然产物与新型绿色溶剂

《天然产物与新型绿色溶剂》系统地介绍了当前在天然产物研究领域与离子液体和低共熔溶剂密切相关的基本概念、原理、理论、方法、工艺及其应用。主要内容包括天然产物研究现状及发展趋势、绿色化学与新型绿色溶剂概况，两种新型绿色溶剂（离子液体与低共熔溶剂）在天然产物提取、分离、分析、合成及衍生化、降解方向上的研究及应用现状、回收后处理工艺、综合开发利用实例等，基本涵盖了天然产物全部热点方向，同时对离子液体和低共熔溶剂的最新进展进行了较为全面的总结和梳理。 
本书可作为化学、（中）药学、制药、精细化工、食品、新材料等领域相关专业的高年级本科生和研究生的参考书，也适合相关领域其他科研技术人员研究、开发绿色溶剂和有关技术参考。

天然产物泛指动物、植物和微生物体内的组成成分或其代谢产物，在我国的国民经济中占据着非常重要的地位，开发方向包括食品、药品、保健品、化妆品、清洁用品、医疗器械、精细化学品、功能材料、燃料能源等，发展前景广阔，市场价值巨大。另一方面，在全世界绿色低碳可持续发展的大时代背景下，以离子液体和低共熔溶剂为代表的新型环境友好型溶剂已成为当前各国纷纷抢占的科技制高点之一，相较于传统溶剂，它们在可设计性和多功能性方面更是具有无可比拟的优势，可以胜任天然产物研究开发中的各种任务，且成功的工业化案例不断涌现。更重要的是，当前学科交叉与彼此间的融合日益凸显，将两者相结合的专著则较为缺乏。本书编写的出发点即在于此，作为主要面向多个行业技术人员和学习者推出的专业书籍，力求体现该书的系统性、全面性、实用性和先进性等特点。同时，“化学与绿色化工”是四川大学“双一流”学科群之一，本书是在作者团队近二十年科研和多年教学实践基础上撰写而成，书中的较多素材直接取自作者已发表的系列文章或公开的专利，或参考与作者研究密切相关的科技文献及其专著，因而本书具有较强的参考价值。 
本书由姚舜教授等著，四川大学宋航教授、梁冰教授、李延芳教授、黄文才副教授对本书的编写进行了指导并提出了宝贵意见；绵阳师范学院曹宇副教授，在读及已毕业的研究生唐洁、梁思薇、陈琛、李新路、江宛航、秦宇欣、李丹、刘瑞环、周高锦、冯雪婷、郭莹莹、张腾鹤、苏亚迪、高欣宇、何清、唐婧怡、郭章星、张薇、董冰、聂丽蓉、鲁晶、何艾、刘娜、汪雁、李福林、邓丽红、陈仕宇、李景行、滕娟、吴浩然、林敏、钱国飞、王丽涛、汤丹、李雪、杨莹莹、汪全义、李新盈、罗骥和留学生 Alula Yohannes、Sara Toufouki、Ali Ahmad等也先后参与了部分相关工作，在此一并表示感谢。
本书中涉及作者的研究工作受到了国家自然科学基金（82273814、81673316、81373284、81102344）的持续资助，其他资助还包括四川省科技计划重点研发项目（2021YFG0276）、成都市重点研发支撑计划（2022-YF05-00910-SN）和四川大学-泸州
科技创新平台建设项目（2022CDLZ-20）等，在本书即将付梓之际特表示衷心的感谢！
本书的出版得到了 2023年度四川大学“研究生培养教育创新改革项目”专项资助（2023JCJS022），此外，国家自然科学基金（82273814）、四川省 2018～2020年及 2021～2023年“高等教育人才培养质量和教学改革”等项目也给予了支持，在此一并表示感谢！
由于知识和水平有限，加之时间仓促，书中疏漏在所难免，恳请广大读者指正。 

著者
2024年7月

第1章 天然产物概论 1
1.1 提取技术现状及发展趋势 1
1.2 分离技术现状及发展趋势 5
1.3 化学/生物合成及转化技术现状及发展趋势 8
参考文献 10

第2章 新型绿色溶剂 12
2.1 绿色化学与新型绿色溶剂 12
2.2 离子液体 15
2.2.1 离子液体概述 15
2.2.2 离子液体的制备方法 20
2.2.3 离子液体的主要性质 24
2.2.4 固定化离子液体 39
2.3 低共熔溶剂 45
2.3.1 低共熔溶剂概述 46
2.3.2 低共熔溶剂的制备方法 51
2.3.3 低共熔溶剂的主要性质 57
2.3.4 固定化低共熔溶剂 64
参考文献 65

第3章 新型绿色溶剂参与下的天然产物提取 68
3.1 概述 68
3.2 离子液体应用于天然产物提取 70
3.2.1 离子液体常规提取 70
3.2.2 离子液体超声辅助提取 88
3.2.3 离子液体微波辅助提取 96
3.2.4 离子液体其他提取方法 101
3.3 低共熔溶剂应用于天然产物提取 106
3.3.1 低共熔溶剂常规提取 106
3.3.2 低共熔溶剂超声辅助提取 115
3.3.3 低共熔溶剂微波辅助提取 123
3.3.4 低共熔溶剂其他提取方法 128
参考文献 134

第４章 新型绿色溶剂参与下的天然产物分离 142
4.1 吸附 142
4.1.1 静态吸附 143
4.1.2 动态吸附 165
4.2 液-液萃取 174
4.2.1 离子液体参与的液-液萃取技术 175
4.2.2 低共熔溶剂参与的液-液萃取技术 181
4.3 双水相萃取 185
4.3.1 离子液体参与的双水相体系 187
4.3.2 低共熔溶剂参与的双水相体系 191
4.4 高速逆流色谱 194
4.5 制备型柱色谱 204
4.6 结晶、沉淀 215
参考文献 219

第5章 新型绿色溶剂参与下的天然产物分析 224
5.1 分析前处理 225
5.1.1 固相（微）萃取 225
5.1.2 液相（微）萃取 244
5.1.3 其他萃取方法 259
5.2 液相色谱 268
5.2.1 液相色谱固定相 268
5.2.2 液相色谱流动相添加剂 275
5.3 电泳及电色谱 280
5.3.1 毛细管区带电泳 281
5.3.2 胶束电动色谱和微乳液电动色谱 284
5.3.3 毛细管凝胶电泳 286
5.3.4 非水毛细管电泳 287
5.3.5 毛细管电色谱 287
5.4 气相色谱 288
5.5 薄层色谱 299
5.6 波谱分析 304
5.7 电化学分析 307
参考文献 309

第6章 新型绿色溶剂参与下的天然产物合成及衍生化 318
6.1 成苷反应（糖苷化反应） 319
6.1.1 新型绿色溶剂作为催化剂和溶剂参与的糖苷化反应 320
6.1.2 新型绿色溶剂支载的糖苷化反应 325
6.1.3 新型绿色溶剂参与的酶促糖苷化反应 328
6.2 还原反应 329
6.2.1 碳碳双键还原 329
6.2.2 碳氧双键还原 331
6.2.3 碳氮双键还原 333
6.3 缩合反应 337
6.4 酯化与酯交换反应 343
6.4.1 酚类酯化反应 344
6.4.2 有机酸酯化反应 346
6.4.3 其他成分酯化反应 351
6.4.4 酯交换反应 351
6.5 酰化反应 355
6.5.1 黄酮酰化反应 355
6.5.2 糖类酰化反应 355
6.6 其他反应（缩醛/聚合/脱水/氧化/环化/脱羧等） 358
参考文献 365

第7章 新型绿色溶剂与天然产物降解 370
7.1 苷类 370
7.2 动植物蛋白 381
7.2.1 动物蛋白 381
7.2.2 植物蛋白 390
7.3 糖类化合物 403
7.4 木质素 410
参考文献 416

第8章 新型绿色溶剂的回收与后处理工艺 418
8.1 离子液体回收方法 419
8.1.1 蒸馏 420
8.1.2 萃取 422
8.1.3 洗涤 425
8.1.4 吸附 426
8.1.5 膜分离 429
8.1.6 特殊回收方法 433
8.2 低共熔溶剂回收方法 438
8.2.1 减压蒸馏 438
8.2.2 萃取 439
8.2.3 膜分离和电渗析 440
8.2.4 双水相 442
8.2.5 特殊回收方法 442
8.3 残余离子液体及低共熔溶剂的分析 444
8.3.1 残余离子液体的分析 444
8.3.2 残余低共熔溶剂的分析 456
8.4 新型绿色溶剂环境-健康-安全（EHS）分析与对策 460
8.4.1 离子液体的 EHS 风险分析 461
8.4.2 低共熔溶剂的 EHS 风险分析 464
8.4.3 新型绿色溶剂及相关工艺生命周期分析 465
8.4.4 残留绿色溶剂的降解与土壤吸附 470
参考文献 472

第9章 新型绿色溶剂参与下的天然产物综合开发利用实例 477
9.1 概述 477
9.2 甘蔗中的黄酮与花青素 478
9.2.1 各部位定性定量分析结果. 479
9.2.2 综合利用开发研究 482
9.3 竹汁、竹叶绿素、竹粉和竹炭 484
9.3.1 主要产物的绿色制备工艺研究 484
9.3.2 整合相关竹产物的新型外用贴膜研发 486
9.4 酿造产业废弃物中的纤维素、半纤维素和木质素 488
9.4.1 脱脂酱油渣中半纤维素和纤维素的提取分离纯化工序 490
9.4.2 半纤维素和纤维素的衍生化工序 492
9.5 开发策略与展望 493
参考文献 495