天然萜类木脂素化学结构及药理作用研究进展

萜类木脂素是自然界中一类由萜与木脂素骈合而成的天然化学成分,主要来源于木兰科木兰属和芸香科花椒属植物,按照结构特征主要可分为半萜木脂素、单萜木脂素、倍半萜木脂素三种类型。现代研究发现,萜类木脂素具有神经保护、抗肿瘤、抗炎、抗2型糖尿病、抗菌、抗氧化和杀虫等药理作用。本文对天然萜类木脂素的植物来源、结构类型以及药理作用进行了系统综述,以期为该类成分的进一步研究开发提供有益参考。

染料分散剂的研究现状及发展趋势

介绍了木质素类分散剂、萘磺酸甲醛缩合物和聚羧酸系分散剂.简述了溶胶稳定性理论(包括经典的DLVO理论、空间稳定理论及空缺稳定理论),指出了稳定性领域存在的不确定因素,并对染料分散剂的研究开发与工业应用前景作了展望.

LaFeO3催化剂在木质素湿法氧化合成芳香醛反应中的活性与稳定性

利用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型复合氧化物LaFeO3,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和N2吸附等表征手段考察了所制备样品的结构、形貌、表面物种和比表面积,并将其作为催化剂用于木质素湿法氧化合成芳香醛的反应中.结果表明,该催化剂具有较高的活性和稳定性.在适当的反应条件下,LaFeO3催化剂能显著提高木质素的转化率以及各芳香醛的产率,紫丁香醛的产率提高幅度大于香草醛和对羟基苯甲醛,紫丁香醛的最大产率是无催化剂反应时的1.85倍.催化剂连续使用5次后仍能保持较高的活性,且体相结构没有发生明显的变化.

5-5′型木质素二聚体高温热解微观化学反应机理研究

选用5-5′键型连接的木质素二聚体为研究对象,基于B3LYP/6-31g基组和密度泛函理论(DFT)对其进行了高温热解微观化学反应机理研究,设计了5-5′型木质素二聚体高温热解反应的5条初反应路径,并在分析初反应结果的基础上设计了7条次反应路径,对每条路径的反应物及其产物进行了结构优化,计算了1500K温度下每条反应路径的热力学及动力学参数。结果表明,5-5′型木质素苯环位上的甲氧基具有很强的活性,甲氧基中O-CH3键以及Caromatic-OCH3键较易断裂;通过计算得出初反应的R3、R4反应焓变较小,分别为192.7kJ/mol和270.5kJ/mol,认为该热解反应的主反应路径以R3及R4为主;该热解反应得到的最终产物有3-4,二羟基甲苯、对羟基甲苯、2-乙烯-4-甲基-3,5-二烯环己酮、甲烷、甲醇及甲醛。

木质素模型化合物热解机理的理论研究

采用密度泛函理论方法 B3LYP/6-31G(d,p),对β-O-4型木质素二聚体模化物的热解反应机理进行了量子化学理论研究.提出了三种可能的热解反应途径:Cβ-O键均裂的后续反应、Cα-Cβ键均裂的后续反应以及协同反应.计算了各热解反应途径的标准动力学参数,分析了各种主要热解产物的形成演化机理.计算结果表明,β-O-4型模化物中Cβ-O的键离解能最低,其次是Cα-Cβ的.Cβ-O键均裂的后续反应和协同反应路径(3)是主要的反应路径,而Cα-Cβ键均裂的后续和协同反应路径(1)和(2)是热解过程中主要的竞争反应路径.

β-1型木质素二聚体高温蒸汽气化机理的理论研究

以β-1型木质素二聚体为研究对象,采用以密度泛函理论B3LYP/6-31G(d,p)为基础的Gaussian工具包对该木质素二聚体的高温纯蒸汽气化反应过程进行了分子动力学模拟研究。结果表明,在木质素二聚体高温蒸汽气化的初反应中,R4和R5的反应焓变较小分别为243.9和323.2 kJ/mol,Cα-Cβ键和Cβ-C1键较易断裂。通过计算次反应路径的势垒,发现R4-1和R5-1反应的势垒较小分别为4.4和24.0 kJ/mol,因此,在该气化过程中会优先选择R4-1和R5-1路径。该反应路径最后得到的产物有甲醇、乙醇、苯酚、对羟基甲苯和对羟基苯甲醛,与实验产物吻合。

碱木素-大豆蛋白胶黏剂在胶合板中的应用研究

探讨了一种新型木素基无醛胶黏剂在三层杨木胶合板中的应用。为了探究经活化还原处理后的碱木素与大豆蛋白共混制备生物质胶黏剂的工艺,以胶合板的胶合强度为性能指标.采用单因素实验,对漆酶加入量、碱木素,大豆蛋白共混比例、热压温度和热压时间等因素对其影响进行了研究。结果表明.最优工艺参数为:漆酶加入量为木质素的3/5,碱木素一大豆蛋白共混比例1:1,热压温度130℃,热压时间10 min,且此碱木素一大豆蛋白胶合体系的胶合强度达到并超过国家Ⅱ类胶合板的要求。

玉米秸秆酶解木质素及麦草甲酸木质素在钙钛矿催化体系下催化活性比较

考察了玉米秸秆高温爆破法制浆酶解木质素(EL)以及麦草甲酸木质素(SL)在LaMn0.8Cu0.2O3催化体系下催化湿法氧化为芳香醛反应中的活性差异。结果表明:该催化剂对麦草甲酸木质素的对羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛的最大得率分别提高33%、65%、48%,最大得率分别达到0.56%、2.97%、4.91%;而玉米秸秆酶解木质素分别相应提高85%、57%、208%,最大得率分别达到2.90%、5.07%、14.6%。同时发现麦草甲酸木质素无论在无催化反应还是该催化体系下各芳香醛的得率均远低于玉米秸秆酶解木质素,其原因是麦草甲酸木质素发生了严重缩合,而玉米秸秆酶解木质素接近原始木质素,未发生缩合反应。

木素及β-O-4型邻醌木素模型物与过氧化氢反应的初步研究

对二氧六环木素及β-O-4型邻醌木素模型物与过氧化氢的反应进行了初步研究。结果表明,二氧六环木素与过氧化氢反应后的降解产物中羰基明显增多,而且生成了醌型物质。二聚体β-O-4型邻醌木素模型物与过氧化氢反应的降解产物要比二氧六环木素与过氧化氢反应的降解产物简单得多,是较为理想的研究高得率浆木素邻醌发色基团与过氧化氢反应机理的简单模型化合物。

β-O-4型木质素二聚体高温蒸汽气化机理的理论研究

以β-O-4型木质素为研究对象,将密度泛函理论B3LYP/6-31++G(d,p)运用到Gaussian09中对该木质素二聚体高温蒸汽气化反应进行分子动力学模拟。研究显示,木质素二聚体高温蒸汽气化初反应中,R6和R7的反应焓变较小,分别为237.9kJ/mol和225.5kJ/mol,Cα-Cβ键和β-O-4键较易断开。对于次反应路径,R6-2a和R7-4a的焓变较小,分别为-602.3kJ/mol和-606.3kJ/mol,所以气化中优先发生R6-2a和R7-4a反应。气化反应生成物是苯酚、乙醇、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛。

酚型木素模型物硫酸盐法蒸煮过程中LCC形成的研究

合成了带13C同位素标记的酚型木素模型物——愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-[α-13C],模拟了硫酸盐法蒸煮过程,将合成的木素模型物和典型的半纤维素组成部分——木糖进行蒸煮,然后利用酸析沉淀木素、乙酸乙酯抽提等方法将蒸煮后的产物分级,并利用13C-NMR(13C-核磁共振波谱)和二维HMQC(异核多量子相干谱)对分级后的各个部分进行分析,研究传统硫酸盐法蒸煮过程中LCC的形成情况。研究发现:酚型木素模型物的中间产物和木糖衍生物(糖醛酸等)形成了少量苯甲醚键型LCC结构,这些新形成的LCC结构主要存在于乙酸乙酯抽提物中。

大九湖泥炭柱样的木质素特征

根据大九湖泥炭柱样的木质素特征,结合C/N、δ13C和δ15N数据,分析了有机物的来源和降解特征。结果表明,陆地C3高等植物是有机物的主要来源。木质素的S/V和C/V参数指示该泥沼的主要维管植物是草本被子植物。有机碳含量(OC)的变化与这些植被参数具有良好的对应关系,说明植被变化是控制有机碳含量的重要因素。(Ad/Al)v和(Ad/Al)s参数表明泥炭中的木质素经历了中等程度的氧化降解,而棕腐菌的去甲基/去甲氧基过程是控制木质素含量的主要降解途径。木质素在埋藏后的降解很小,其降解程度更多地受对应年代的环境条件的控制,例如,在温暖湿润的全新世气候最适宜期,木质素降解程度显著高于之前的寒冷干燥时期。

β-O-4型邻醌木素模型物的合成及结构分析

以-βO-4型木素模型物——愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚为起始物,采用酶氧化法和化学氧化法分别制备出了-βO-4型邻醌木素模型物.结果表明,化学氧化法制备-βO-4型邻醌木素模型物的得率高于酶氧化法的得率,而且化学氧化法比酶氧化法简便.所制备的-βO-4型邻醌木素模型物是研究高得率浆木素发色基团与过氧化氢反应机理较为理想的简单模型化合物.

GC-MS法研究Co-salen催化氧化愈创木基木素模型物的机理

利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法研究了多聚体β-O-4愈创木基木素模型物在Co-salen仿酶处理中的降解产物,探讨这种仿酶系统对木素模型聚合物的降解机制。结果显示,愈创木基木素模型聚合物在Co-salen仿酶处理中主要发生β-O-4、Cα-Cβ连接的断裂、醌型结构的产生和开环、侧链位氧化反应等。

铁皮石斛茎多糖、木质素积累规律及木质素单体类型鉴定

以不同年份铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)的茎为材料,对其进行多糖、单糖以及木质素含量的测定以及多元线性回归分析,同时对铁皮石斛的茎进行番红-固绿和Mäule染色,并利用FTIR、1H-NMR技术对铁皮石斛茎中木质素单体的类型进行鉴定。结果显示,铁皮石斛茎木质素的积累与葡萄糖含量呈显著正相关,与多糖含量、甘露糖含量及甘露糖和葡萄糖的比值呈显著负相关,说明木质素的沉积对多糖的积累有一定影响。铁皮石斛茎维管束的木质部和鞘均含有木质素。随着年份的增加,铁皮石斛茎的维管束鞘厚壁细胞厚度增加,维管束鞘的发达程度增大。Mäule染色及FTIR和1H-NMR分析结果显示,铁皮石斛的茎主要含有愈创木基型(G型)和紫丁香基型(S型)木质素,同时含有微量的对羟基苯基型(H型)木质素。G型木质素主要分布在维管束的木质部,S型木质素主要分布在维管束鞘厚壁细胞中。铁皮石斛茎S/G比值随年份增加呈上升趋势。

研究型实验“木质素/Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的制备”的综合设计

以木质素、铁盐、亚铁盐为原料,首先将木质素胺化,然后调节溶液pH值,以共沉淀法制备木质素/Fe_(3)O_(4)纳米颗粒。实验结果表明,该方法操作简单,所制备的纳米颗粒粒径均匀、孔隙率高,可进一步用于吸附领域。该实验从内容设计、方案开发、结果分析等方面提高了学生的创新能力和实践能力。

氙灯加速老化对沥青混合料性能的影响

为考察沥青混合料的性能受光照的影响,对三种级配类型及四种沥青的沥青混合料进行氙灯加速老化试验。用马歇尔稳定度和流值、紫外光老化前后马歇尔稳定度和流值的变化分别评价沥青混合料的高温稳定性和抗紫外光老化能力。结果表明木质素纤维能够有效改善沥青混合料的高温稳定性及抗紫外光老化性能。不同级配类型的沥青混合料的高温稳定性和抗紫外光老化性能各有差异:密级配受影响程度最小,半开级配次之,开级配最差。这些特点可以为沥青混合料紫外光老化的研究提供有益的参考,也为紫外线辐射强烈的西部地区沥青混合料的评价与选择提供依据。

用于木质素催化湿式氧化反应的纳米空心球钙钛矿催化剂(英文)

利用尿素辅助溶剂热法合成了一系列LaFex Mn1-x O3和La0.9Sr0.1MnO3纳米空心球材料,并采用X射线衍射、透射电子显微镜和物理吸附等方法对其晶相、形貌和比表面积进行了表征.在木质素的催化湿式氧化反应(CWAO)中,该催化剂表现出比传统的柠檬酸溶胶-凝胶法制备的钙钛矿材料更高的催化活性.这主要是由于空心球结构所致.当T=120oC,p(O2)=0.2 MPa时,CWAO反应1 h后木质素转化率超过80%.反应后组分离子溶出量很低,表明由于钙钛矿相结构的存在,催化剂在该反应条件下非常稳定.

α-O-4型木质素二聚体裂解机理的研究

以α-O-4型木质素二聚体为研究对象,以密度泛函理论B3LYP/6-31G（d,p）为基础,对该木质素二聚体的裂解反应过程进行了分子动力学模拟研究.提出了5种可能的热解反应途径,对各种反应的反应物、产物、中间体和过渡态的结构进行了能量梯度全优化.计算了各热解反应途径的标准动力学参数,分析了主要热解产物的形成演化机理.结果表明：在木质素二聚体的初反应中,R4和R5的反应焓变较小,分别为1.65×10^5、1.36×10^5J/mol,因此C_a-O和C_4-O键也较易断裂.通过计算次反应路径的势垒,发现R4-3和R5-3反应的势垒较小,因此在该裂解过程中会优先选择R4-3和R5-3路径.该反应路径最后得到的产物有苯、苯酚、邻苯二酚、对甲基苯甲醚、甲烷,与实验结果一致.

四川盆地西缘不同功能型树种凋落叶功能性状特征

【目的】为了解华西雨屏区亚热带不同植物功能型树种凋落叶功能性状特征,探讨不同植物功能型树种对环境的适应策略。【方法】以四川盆地西缘都江堰灵岩山亚热带森林群落为研究对象,采集了18种树种凋落叶,分为常绿阔叶、落叶阔叶和针叶3个植物功能型,比较分析碳(C)、氮(N)、磷(P)、木质素和纤维素及其化学计量比在不同功能型树种间的变异。【结果】常绿阔叶和落叶阔叶树种凋落叶N含量显著低于针叶树种,C∶N比显著高于针叶树种;常绿阔叶树种凋落叶P含量显著低于落叶阔叶和针叶树种;不同功能型树种间凋落叶C含量、C∶P和N∶P比无显著差异;落叶阔叶树种木质素含量显著低于常绿阔叶和针叶树种,常绿阔叶和落叶阔叶树种凋落叶纤维素:N比显著高于针叶树种;而纤维素含量和木质素:N比在不同功能型树种间无显著差异。【结论】四川盆地西缘不同植物功能型树种之间凋落叶功能性状差异显著,这可能影响区域森林群落养分循环机制。