木質素是自然界中含量豐富的可再生芳香族聚合物,其結構復雜并與碳水化合物之間存在致密連接,這使得木質素難以高效分離。低共熔溶劑（DES）是一種新型綠色離子液體,憑借著獨特的物化性質已被成功應用于木質素的溶解和分離。本文從低共熔溶劑溶解木質素及其相關機理出發(fā),綜述了低共熔溶劑分離提取木質素的研究進展,重點闡述了木質素在分離提取過程中受DES的組成、配比、酸堿度、官能團,體系的水含量,原料,反應時間、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提取分離所得木質素產物低共熔溶劑木質素（DESL）的結構特征,最后對DES在木質素分離提取方面的研究工作進行了總結與展望。 

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

【文章頁數】：11 頁

【部分圖文】：

典型的氫鍵供體結構

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

木質素的溶解度從根本上取決于溶劑的物理化學性質。Francisco等[27]首次較系統(tǒng)地研究了木質素、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:由羧酸和季銨鹽組成的低共熔溶劑對木質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)對木質素的溶解效果更好。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-乳酸對纖維素、半纖維素和木質素進行溶解實驗,研究進一步證實了低共熔溶劑對木質素可以進行選擇性溶解。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、多元醇類等有機物為主。典型的氫鍵受體和氫鍵供體結構如圖1和圖2所示。圖2 典型的氫鍵供體結構

【參考文獻】：
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素提取改性和降解研究[D]. 李利芬.東北林業(yè)大學 2015



本文編號：3538682