木質(zhì)素是自然界中含量豐富的可再生芳香族聚合物,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜并與碳水化合物之間存在致密連接,這使得木質(zhì)素難以高效分離。低共熔溶劑（DES）是一種新型綠色離子液體,憑借著獨(dú)特的物化性質(zhì)已被成功應(yīng)用于木質(zhì)素的溶解和分離。本文從低共熔溶劑溶解木質(zhì)素及其相關(guān)機(jī)理出發(fā),綜述了低共熔溶劑分離提取木質(zhì)素的研究進(jìn)展,重點(diǎn)闡述了木質(zhì)素在分離提取過程中受DES的組成、配比、酸堿度、官能團(tuán),體系的水含量,原料,反應(yīng)時(shí)間、溫度,外加催化劑、共熔劑及其他輔助方式的影響,并介紹了DES提取分離所得木質(zhì)素產(chǎn)物低共熔溶劑木質(zhì)素（DESL）的結(jié)構(gòu)特征,最后對(duì)DES在木質(zhì)素分離提取方面的研究工作進(jìn)行了總結(jié)與展望。 

【文章來源】：林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2020,40(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

典型的氫鍵供體結(jié)構(gòu)

此外,低共熔溶劑可以提供一個(gè)溫和的酸堿催化體系,通過斷裂木質(zhì)素苯環(huán)側(cè)鏈上的碳碳鍵、醚鍵實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)組分分離或者木質(zhì)素解聚的目的。Alvarez-Vasco等[37]利用ChCl-乳酸預(yù)處理木質(zhì)素二聚體模型化合物發(fā)現(xiàn),β-O- 4鍵連接的愈創(chuàng)木基丙三醇-β-愈創(chuàng)木基醚幾乎全部轉(zhuǎn)化為愈創(chuàng)木酚、希伯特氏酮類化合物及其中間體,該反應(yīng)機(jī)理類似于酸解木質(zhì)素,但與酸解相比,低共熔溶劑處理過程中得到較少的副產(chǎn)物或酚類再縮合產(chǎn)物。在處理由C—C鍵連接的羥羅漢脂素過程中并沒有檢測(cè)到解聚產(chǎn)物,說明低共熔溶劑對(duì)于C—C鍵僅有很弱甚至沒有有效的作用,Hiltunen等[38]在對(duì)ChCl-硼酸的研究中也報(bào)道了類似的脫木質(zhì)素機(jī)理。另一方面,中性低共熔溶劑(如ChCl-ZnCl2)傾向于木質(zhì)素芳香環(huán)上甲氧基(而不是β-O- 4鍵)的裂解,這也導(dǎo)致了酚羥基的顯著增加,而處理后木質(zhì)素的相對(duì)分子質(zhì)量卻沒有明顯下降[39]。2.2 低共熔溶劑分離提取木質(zhì)素的研究

木質(zhì)素的溶解度從根本上取決于溶劑的物理化學(xué)性質(zhì)。Francisco等[27]首次較系統(tǒng)地研究了木質(zhì)素、纖維素和淀粉(多糖)在26種低共熔溶劑中的溶解特性,研究發(fā)現(xiàn):由羧酸和季銨鹽組成的低共熔溶劑對(duì)木質(zhì)素具有很好的溶解性能(60 ℃,14.9 mg/g)。通常,單羧酸基低共熔溶劑(如氯化膽堿-乳酸)比多羧酸基低共熔溶劑(如氯化膽堿-蘋果酸)對(duì)木質(zhì)素的溶解效果更好。Kroon和Lynam等[30-31]使用氯化膽堿-甲酸/乳酸/乙酸、甜菜堿-乳酸和脯氨酸-乳酸對(duì)纖維素、半纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行溶解實(shí)驗(yàn),研究進(jìn)一步證實(shí)了低共熔溶劑對(duì)木質(zhì)素可以進(jìn)行選擇性溶解。此后,眾多研究者合成并利用一系列低共熔溶劑溶解木質(zhì)素,這些低共熔溶劑的氫鍵受體(HBAs)主要為季銨鹽、季鏻鹽等有機(jī)鹽,以氯化膽堿(ChCl)居多;典型的氫鍵供體(HBDs)以羧酸、酰胺、多元醇類等有機(jī)物為主。典型的氫鍵受體和氫鍵供體結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。圖2 典型的氫鍵供體結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于氯化膽堿低共熔溶劑的木質(zhì)素提取改性和降解研究[D]. 李利芬.東北林業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3538682