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工业木质素脱甲基制备生物基多酚抗氧化剂取得进展

发布时间：2023年05月19日

　　多酚抗氧化剂是一种高价值化学品，在食品、化妆品、医药、材料等领域均有重要应用。其传统合成方法存在污染大或提取效率低等问题，亟需开发绿色高效的制备路线。自然界中，木质素是可直接提供大量芳香结构的可再生资源。由于含有大量酚类单元，木质素是制备生物基多酚抗氧化剂的潜在选择。工业木质素主要源于制浆造纸行业的副产物，年产量高达5000万吨，但有效利用率低于5%。木质素制备高性能抗氧化剂具有重要研究意义。

　　近日，省科学院太阳城导航环境化学研究中心陈佳志博士团队以溶剂解木质素、碱木质素和酶解木质素等三种工业木质素为原料，通过化学脱甲基制备了高抗氧化性的木质素多酚（LPA），抗氧化性能显著优于商业抗氧化剂。在1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除中，LPA的抗氧化指标IC50值比商业抗氧化剂2,6-二叔丁基对甲酚BHT低0.56倍。

　　结构演化表明，在碘代环己烷作用下，脱甲基和部分解聚同时发生。甲氧基（CAr-OCH3）和碳氧键（Calkyl-O）可分别转化为酚羟基（CAr-OH）和碳氢键（Calkyl-H），导致酚羟基含量显著增加，分子量略有下降。构效关系指出，木质素多酚抗氧化性与酚羟基含量呈准线性关系，并受其分子量影响；木质素H/G/S结构单元的比例可作为高效抗氧化剂的筛选指标。相比商业抗氧化剂，利用脱甲基策略制备的工业木质素多酚极具经济优势，有望用于生物基抗氧化剂市场。该工作为生物基抗氧化剂工业应用提供理论依据。

　　图脱甲基反应路径和IC50与酚羟基准线性关系

　　相关成果发表于International Journal of Biological Macromolecules（化学1区top期刊，IF = 8.025）。省科学院太阳城导航朱国志博士为论文第一编辑，陈佳志博士为共同通讯编辑。该研究得到广东省自然科学基金、广东省科学院科技发展专项资金等资助。

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124030

　　（环境化学研究中心）

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