结构相似化合物的分离始终是化工领域的巨大挑战。甾醇类天然活性物质具有重要的生理功能,因此,实现它们的分离提纯具有很大的应用价值。胆固醇和24-去氢胆固醇,维生素D3和速甾醇T3是分子量中等而且结构极为相近的两组天然活性物质,它们分子结构中唯一的区别是双键的位置或侧链中双键的个数。这类物质的分离通常采用色谱方法,但具有溶剂消耗量大、成本高的缺点。近年来,以离子液体为介质的液-液萃取以其经济高效的优点得到了越来越广泛的关注。本文首先研究了甾醇类天然活性物质的溶解平衡,并在此基础上研究胆固醇和24-去氢胆固醇,维生素D3和速甾醇T3两组物质在以有机溶剂、离子液体或有机溶剂-离子液体二元混合溶剂为萃取剂时的液-液分配行为,并用COSMO-RS预测它们的溶解度以及萃取过程中的分配系数和选择性系数。溶解度是物质的重要性质之一,也与物质的分离、提纯等环节息息相关。液-液萃取平衡的建立首先也是个溶解的过程。本文搜集了胆固醇和24-去氢胆固醇在有机溶剂中的溶解度,测定了248.2K到273.2K温度下,维生素D3在甲醇、乙腈、乙酸乙酯、乙醇、丙酮和正丙醇6中常规溶剂中的溶解度,并在文献数据和实验数据的基础上用COSMO-RS计算胆固醇、24-去氢胆固醇和维生素D3在有机溶剂和离子液体中的溶解度,预测所得结果与实验值趋势基本相符,可用于溶剂的筛选。本文研究了胆固醇和24-去氢胆固醇,维生素D3和速甾醇T3两组物质在有机溶剂和离子液体中的萃取行为。对于胆固醇和24-去氢胆固醇,离子液体[bmim][SCN]对两者的选择性最大,达到2.45,而在[bmim][OAc]中,胆固醇达到最大的分配系数5.935,这在普通溶剂中很难实现。对于维生素D3和速甾醇T3,有机溶剂萃取剂中分离效果最好的环丁砜仅能达到1.44的选择性系数,而具有不饱和键的离子液体因能和维生素D3和速甾醇T3中不同位置的双键产生不同的π-π相互作用,从而得到较高的选择性。其中[bmpr][NTf2]对两者的选择性在各溶剂中最大,达到1.77。除此之外,实验还考察了原料液初始浓度,离子液体阴离子大小,阳离子上取代烷基长度、功能性基团等对萃取分配系数和选择性系数的影响,深入研究这两个体系的萃取作用机理。离子液体-有机溶剂二元混合溶剂能发挥离子液体和有机溶剂各自的优势,同时保证较高的选择性和合适的分配系数。同时,本文用COSMO-RS预测正己烷-离子液体两相体系中胆固醇和24-去氢胆固醇的萃取平衡。预测所得的分配系数与实验值趋势相符,选择性系数与实验值接近,为离子液体的设计和筛选提供必要的理论依据。除此之外,本文通过模拟的方法计算多级分馏萃取所得产物的纯度和回收率,验证萃取分离的实际可行性,以及基于离子液体的萃取剂的优势。