【摘要】：木質素是構成植物骨架的主要成分之一,也是自然界中儲量最豐富的含芳香環(huán)天然高分子聚合物,約占植物組分含量的15%～30%。木質素可轉化為化學品及功能材料,具有具大的應用潛力,但木質素自身結構的復雜性和多樣性使得木質素的高值轉化及利用存在較大困難,因此基于木質素模型化合物合成解譯木質素大分子結構對其高值轉化及利用具有重要的研究意義。以單體化合物4-羥基-3-甲氧基苯乙酮為原料經多步化學反應合成了木質素大分子中含量最多的β-O-4型二聚體木質素模型物,并對其結構進行了表征。紫外光譜(UV)的最大特征吸收峰出現在280 nm,而紅外光譜(FT-IR)證明了模型物中醚鍵的生成,一維及二維核磁共振光譜(NMR)確定合成產物的結構與目標化合物-致。采用化學/生物法合成了具有代表意義的β-5型二聚體木質素模型物,酯化后阿魏酸經過氧化物酶催化自由基反應得到該模型物。紫外光譜(UV)的最大特征吸收峰在330 nm,表明阿魏酸(酯)存在該模型物中,利用核磁共振光譜(NMR)確定合成產物的結構與目標化合物一致。為了對比模型物與真實木質素大分子結構上的差異,利用乙醇自催化法提取了落葉松和楊木的有機溶劑木質素,并對其結構進行了表征。紫外光譜(UV)表明楊木有機溶劑木質素特征吸收峰出現在274nm,而落葉松有機溶劑木質素特征吸收峰出現在280和330 nm處,274/280 nm處的吸收源自愈創(chuàng)木基(G型)或是紫丁香基(S型)木質素結構非共軛的芳環(huán)吸收,而330 nm位置的吸收峰來自于阿魏酸結構。紅外光譜(FT-IR)表明闊葉木主要含愈創(chuàng)木基(G型)和紫丁香基(S型)木質素,針葉木主要含愈創(chuàng)木基(G型)木質素。核磁共振光譜(NMR)結果表明所合成的β-O-4型和β-5型木質素模型物均存在于有機溶劑木質素中,說明木質素模型物可以幫助解譯木質素大分子真實結構。
[Abstract]:Lignin is one of the main components of plant skeleton, and it is also the most abundant natural polymer containing aromatic ring in nature, accounting for about 15% of plant component. Lignin can be converted into chemicals and functional materials, which has great potential for application. However, the complexity and diversity of lignin structure make it difficult to convert and utilize lignin at high value. Therefore, the synthesis and interpretation of lignin macromolecular structures based on lignin model compounds are of great significance for their high value conversion and utilization. The 尾 -O-4 type lignin model compound with the largest content in lignin macromolecule was synthesized from the monomer compound 4-hydroxy-3-methoxyacetophenone by multi-step chemical reaction, and its structure was characterized. The maximum characteristic absorption peak of UV (UV) appears at 280nm, and the formation of ether bond in the model is proved by infrared spectroscopy (FT-IR). The structure and target compound of the synthesized product are determined by 1D and 2D NMR (NMR). The 尾 -5 dimer lignin model material was synthesized by chemical / biological method. The model was prepared by peroxidase catalyzed free radical reaction of ferulic acid after esterification. The maximum characteristic absorption peak of UV (UV) is 330nm, indicating that ferulic acid (ester) exists in the model, and the structure of the synthesized product is consistent with the target compound determined by NMR (NMR). In order to compare the structural differences between the model and the real lignin, the organic solvent lignin of Larix gmelini and poplar was extracted by ethanol autocatalytic method, and its structure was characterized. UV (UV) showed that the characteristic absorption peak of lignin in poplar organic solvent appeared at 274nm, while that of larch organic solvent lignin appeared at 280nm and 330nm from guaiacyl group (G type) or lilac group. (S-type) absorption of aromatic rings with (S-type) lignin structure unconjugated, The absorption peak at 330 nm is derived from ferulic acid structure. Infrared spectroscopy (FT-IR) showed that broad leaved wood mainly contained guaiacol (G type) and syringe (S type) lignin, and coniferous wood mainly contained guaiacol (G type) lignin. The (NMR) results showed that both 尾 -O-4 and 尾 -5 lignin models existed in the organic solvent lignin, indicating that the lignin model compounds could help to interpret the real structure of lignin macromolecules.
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O636.2

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本文編號：2194406