【科研進(jìn)展】科研團(tuán)隊(duì)利用工業(yè)木質(zhì)素脫甲基制備生物基多酚抗氧化劑
來源：廣東省科學(xué)院
時間：2023-05-26
多酚抗氧化劑是一種高價值化學(xué)品，在食品、化妝品、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用，然而其傳統(tǒng)合成方法存在污染大或提取效率低等問題，亟需開發(fā)綠色高效的制備路線。木質(zhì)素含有大量酚類單元，是制備生物基多酚抗氧化劑的潛在選擇。在自然界中，木質(zhì)素是可直接提供大量芳香結(jié)構(gòu)的可再生資源。工業(yè)木質(zhì)素主要源于制漿造紙行業(yè)的副產(chǎn)物，年產(chǎn)量高達(dá)5000萬噸，但有效利用率低于5%。若能用木質(zhì)素等天然多酚部分取代目前的酚類抗氧劑，不僅能大幅降低材料成本，有助于資源的可持續(xù)利用，同時還將解決制漿造紙產(chǎn)業(yè)的廢液污染問題。因此，木質(zhì)素制備高性能抗氧化劑具有重要研究意義和廣闊應(yīng)用前景。
近日，廣東省科學(xué)院化工研究所（以下簡稱省科學(xué)院化工所）環(huán)境化學(xué)研究中心陳佳志博士團(tuán)隊(duì)以溶劑解木質(zhì)素、堿木質(zhì)素和酶解木質(zhì)素等三種工業(yè)木質(zhì)素為原料，通過化學(xué)脫甲基制備了高抗氧化性的木質(zhì)素多酚（LPA），抗氧化性能顯著優(yōu)于商業(yè)抗氧化劑。在1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除中，LPA的抗氧化指標(biāo)IC50值比商業(yè)抗氧化劑2,6-二叔丁基對甲酚BHT低0.56倍。
結(jié)構(gòu)演化表明，在碘代環(huán)己烷作用下，脫甲基和部分解聚同時發(fā)生。甲氧基（CAr-OCH3）和碳氧鍵（Calkyl-O）可分別轉(zhuǎn)化為酚羥基（CAr-OH）和碳?xì)滏I（Calkyl-H），導(dǎo)致酚羥基含量顯著增加，分子量略有下降。構(gòu)效關(guān)系指出，木質(zhì)素多酚抗氧化性與酚羥基含量呈準(zhǔn)線性關(guān)系，并受其分子量影響；木質(zhì)素H/G/S結(jié)構(gòu)單元的比例可作為高效抗氧化劑的篩選指標(biāo)。相比商業(yè)抗氧化劑，利用脫甲基策略制備的工業(yè)木質(zhì)素多酚極具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，有望用于生物基抗氧化劑市場。該工作為生物基抗氧化劑工業(yè)應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
脫甲基反應(yīng)路徑和IC50與酚羥基準(zhǔn)線性關(guān)系
相關(guān)成果發(fā)表于International Journal of Biological Macromolecules（化學(xué)1區(qū)top期刊，IF=8.025）。省科學(xué)院化工所朱國志博士為論文第一作者，陳佳志博士為共同通訊作者。該研究得到廣東省自然科學(xué)基金、廣東省科學(xué)院科技發(fā)展專項(xiàng)資金等資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124030
（省科學(xué)院化工所/供稿）
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