木質(zhì)素鄰醌模型物的合成研究及其與過氧化氫反應(yīng)的初探.pdf

1、木質(zhì)素與纖維素和半纖維素是構(gòu)成植物骨架的主要成分，它是針葉木、闊葉木和草類植物的基本化學(xué)組成之一。木質(zhì)素是一種無(wú)定型的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子聚合物。在制漿造紙工業(yè)中，制漿階段主要是為脫除木質(zhì)素，而漂白階段除了進(jìn)一步脫除木質(zhì)素外，還要將木質(zhì)素中的一些發(fā)色基團(tuán)變?yōu)闊o(wú)色基團(tuán)。所以研究木質(zhì)素對(duì)于制漿造紙工業(yè)，特別是對(duì)高得率漿質(zhì)量的提高有很大幫助。而由于木質(zhì)素大分子結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，分離出來的磨木木質(zhì)素(MWL)等高分子物質(zhì)作為反應(yīng)物時(shí)得到的產(chǎn)物很復(fù)雜，故

2、很難掌握反應(yīng)過程中化學(xué)鍵的主要斷裂方式。為了從分子水平上研究一些重要的木質(zhì)素化學(xué)反應(yīng)結(jié)構(gòu)，必須采用低分子的木質(zhì)素模型物作為研究的對(duì)象。本文就是在前人研究的基礎(chǔ)上，研究了β-0-4型木質(zhì)素模型化合物的合成，以及利用這種模型化合物制備鄰醌型模型物，并初探了鄰醌型模型物及木質(zhì)素與過氧化氫反應(yīng)的機(jī)理。 在合成β-0-4型木質(zhì)素模型化合物時(shí)，進(jìn)一步完善了反應(yīng)過程，并確定了最佳的合成條件，并對(duì)合成路線進(jìn)行改進(jìn)。在溴化時(shí)使用溴化銅進(jìn)行選擇性溴

3、化，提高了反應(yīng)產(chǎn)物的得率。而且在分離產(chǎn)物時(shí)使用了柱層析法，介紹了在使用柱層析時(shí)的一些技巧，并用正己烷/乙酸乙酯混合液(4∶1)作為洗脫劑分離產(chǎn)物中的雜質(zhì)。還利用紅外光譜、核磁共振氫譜和元素分析等手段對(duì)合成的產(chǎn)物進(jìn)行分析，確定了β-0-4型木質(zhì)素模型化合物。 在制備鄰醌型模型物時(shí)，使用酶化法和化學(xué)法生成鄰醌結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)用酶化法的得率低于化學(xué)法的得率，這主要是由于生成的鄰苯醌與酶本身發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)，破壞了酶的活性，導(dǎo)致催化效果

4、降低。并且用酶化法時(shí)制備固定化多酚氧化酶比較復(fù)雜，不如化學(xué)法簡(jiǎn)便。所以認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中使用化學(xué)法生成木質(zhì)素鄰醌結(jié)構(gòu)模型物應(yīng)該優(yōu)于酶化法。反應(yīng)的產(chǎn)物通過顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀、紅外光譜和元素分析確定結(jié)構(gòu)。在紅外光譜中可以看到在1649cm-1處有特征峰，根據(jù)資料表明在1640cm-1-1650cm-1之間表示的是鄰醌結(jié)構(gòu)，因此可以確定合成出來的物質(zhì)具有鄰醌結(jié)構(gòu)。再通過對(duì)C、H、O的元素分析最終確定產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。 本實(shí)驗(yàn)還提取了馬尾松CTMP二氧六

5、環(huán)木質(zhì)素，介紹了惰性有機(jī)溶劑二氧六環(huán)反復(fù)提純木質(zhì)素的方法。它主要是用各種低濃度HCl的二氧六環(huán)—水(9∶1)溶液反復(fù)提純，以達(dá)到提高提取率的目的。 文章最后用木質(zhì)素鄰醌型模型物及馬尾松CTMP二氧六環(huán)木質(zhì)素與過氧化氫發(fā)生降解反應(yīng)，并通過GC-MS分析確定反應(yīng)產(chǎn)物，再通過分析產(chǎn)物提出過氧化氫對(duì)木質(zhì)素鄰醌型模型物氧化降解主要有幾種類型：β-O-4醚鍵斷裂、烷基-芳基鍵斷裂以及鄰醌氧化成羧酸，以及通過產(chǎn)物提出了馬尾松CTMP二氧六環(huán)木