近日，中国中医科学院中医药健康产业研究所李慧/邓文文研究组与江西中医药大学、湖北工业大学等合作，在黄酮苷绿色高效转化领域取得重要进展，研究成果发表于《Separation and Purification Technology》（中科院一区，IF=9），题为“A hydrolysis-enhanced deglycosylation strategy for flavonoids using a metal ternary deep eutectic solvent: Application to quercetin extraction from Euphorbia humifusa”。该研究巧妙地利用金属盐设计了金属三元低共熔溶剂（MTDES），首次系统解析了MTDES对不同结构中药黄酮苷的一步脱糖转化效果与水解机理，并成功应用于地锦草中槲皮素的绿色制备与定量分析。
被“糖衣”包裹的潜力：中药黄酮苷元的绿色制备难题
黄酮类化合物是植物中广泛存在的天然活性成分，具有抗氧化、抗炎、抗癌等多种健康功效，已经被广泛用于药品、保健品、食品、化妆品、日化品等领域。然而，天然植物中的黄酮多以糖苷形式存在，脂溶性差、生物利用度低，转化为苷元可显著提高其生物利用度和活性。天然苷元传统的制备方法包括“有机溶剂提取黄酮糖苷+盐酸水解转化为苷元”两步，步骤繁琐、耗时长、溶剂消耗大，且使用腐蚀性酸，对工业设备以及操作人带来安全隐患。
设计一种既高效提取黄酮糖苷又具催化水解活性的绿色溶剂，取代传统有机溶剂提取与强酸水解，一步工艺实现黄酮苷萃取及朝向苷元转化，对黄酮苷元的工业化高效、绿色生产具有重要意义。
MTDES水解苷元“糖衣”机理：过渡金属提升酸性与靶向催化
团队前期研究发现绿色溶剂DES对黄酮具有优异的萃取效果，将DES萃取与盐酸水解联合实现了虎杖苷的一步提取与转化（Food Chemistry, 2021）。但由于传统DES酸性不足，导致糖苷水解仍需借助盐酸等强酸驱动。如何在保持DES优异的提取性能的前提下，提升DES水解效率已成为黄酮糖苷一步绿色萃取与水解的关键。针对这一需求，研究团队聚焦于金属盐的Lewis酸催化特性，将其引入到了DES设计中，利用Lewis提供的酸催化中心，以及与糖苷键发生配位作用，显著降低水解能垒，进而实现黄酮糖苷的一步萃取与水解。
注释：左图：展示芦丁、虎杖苷、根皮苷、杨梅苷4种黄酮苷在MTDES体系中的水解反应路径、水解前后色谱对比，以及温度和时间对水解效率的影响规律。
右图：通过密度泛函理论（DFT）计算，揭示了MTDES与底物间的静电作用、非共价相互作用及过渡态特征，从分子层面阐明了体系高效催化黄酮苷键水解的微观机制。
研究团队以氯化胆碱（ChCl）为氢键受体，以草酸（Oa）等有机酸为氢键给体，分别引入AlCl₃、FeCl₃、ZnCl₂、CuCl₂等金属盐，合成了20种MTDES。对不同结构黄酮糖苷水解效率研究显示，引入金属盐显著提高了黄酮糖苷的水解效率，其中ChCl–Oa–Al体系对芦丁的脱糖效率最高（78.9%），较二元DES提高0.43-1.68倍，且对虎杖苷、根皮苷、杨梅苷等不同黄酮糖苷显示了相同的水解效果。理化结果，引入金属盐显著提高了DES的酸性，ChCl–Oa体系pH从0.87降至0.80–0.7，且黄酮水解效率与MTDES的pH呈现显著的负相关，表明过渡金属盐提供的酸性强化了DES的黄酮糖苷水解效率；为了进一步探究水解机理，以ChCl–Oa–Al³⁺作为代表探究了MTDES对芦丁水解活性能，结果发现引入Al³⁺后，MTDES中芦丁水解活化能为90.19 kJ/mol，明显低于ChCl-Oa二元DES（110.26 kJ/mol），甚至低于传统HCl体系（100.95 kJ/mol），该结果证实了过渡金属盐的水解催化作用；通过DFT计算和分子动力学模拟探究MTDES水解黄酮糖苷分析机制，结果发现即过渡金属（Al³⁺）靶向与糖苷键氧形成配位，该配位作用直接削弱C–O键键能，从而降低了水解能垒，促进糖苷水解。
注释：上图：单因素与响应面法优化制备工艺；
下图：微观结构表征、不同有机溶剂循环回收及抗氧化活性验证。
MTDES苷元制备与分析的绿色优势：细胞壁破壁、循环复用及低溶剂消耗
团队通过向DES中引入AlCl₃构建了MTDES，实现黄酮苷的一步脱糖转化，并将该技术用于地锦草中槲皮素的制备。结果显示，经过响应面法优化后（64°C, 44 min, 液固比55 mL/g），地锦草中槲皮素得率高达2.425 mg/g；扫描电镜显示MTDES处理后的地锦草粉末表面崩解、孔洞丰富，远强于甲醇处理，说明其能有效破坏植物细胞壁，促进活性成分释放。对DES中的槲皮素回收研究发现，利用溶剂反萃取可以有效回收的DES中的槲皮素，回收率高达87%以上；回收的槲皮素对DPPH和ABTS自由基清除能力与标准品接近，抗氧化活性良好，且残留的Al³⁺符合国标。此外，回收的DES循环使用4次后对地锦草中槲皮素萃取效率仍保83.4%，表明MTDES具有良好的重复利用效率。
将本研究方法用于地锦草中槲皮素含量分析，结果显示所测得20批不同产地地锦草槲皮素含量与《中国药典》2025版方法结果无显著差异（p>0.05），但有机溶剂消耗量从40 mL降至0 mL，且避免了挥发性盐酸使用以及回流等高能耗操作，绿色指数（ComplexGAPI）显著优于药典法。该研究为黄酮苷元的绿色制备与含量检测提供了新策略。
研究团队与支持：健康产业研究所与江西中医药大学联合培养硕士研究生杨娟娟以及健康产业所博士研究生彭晶为该论文的共同第一作者，李慧研究员、邓文文副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（82560853）、江西省“赣鄱英才”创新领军青年类人才项目（gpyc20240027）、江西省自然科学基金（20232BAB216138、20252BAC240468）、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（JSZJ-2025003, ZZ17-YQ-052, ZZ18- ND-12）、中国中医科学院人才引进启动基金（QD-2024002B）等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2026.138143
