Co-salen型仿酶体系降解β-O-4型木素模型化合物的研究

为了研究Co-salen型仿酶体系对木素的降解机理,采用由Co-salen、吡啶、H2O2、O2组成的Co-salen型仿酶体系对β-O-4型木素模型化合物——愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚进行仿酶降解的研究,并采用GC-MS等方法分析了该β-O-4型木素模型化合物在降解过程中的结构变化,在此基础上对这种仿酶体系降解的机理进行了初步探讨。研究表明:Co-salen型仿酶体系对β-O-4型木素模型化合物有较强的降解能力,降解后产生一系列含羟基、醛基和羧基的芳香族低分子化合物,根据反应产物的结构可以说明β-O-4型木素模型化合物的主要降解途径为:β-O-4醚键断裂、Cα-Cβ键断裂、烷基-芳基键的断裂和苯环开环反应等。本研究为该仿酶降解体系在无污染漂白工业上的应用提供理论依据。

木质素模型化合物在Co-salen型仿酶降解体系中的结构变化

用由Co-salen、吡啶、H2O2、O2组成的Co-salen型仿酶体系对β-O-4型木质素模型化合物——愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚进行仿酶降解,并用GC-MS等方法分析β-O-4型木质素模型化合物在降解过程中的结构变化,并在此基础上初步探讨了Co-salen型仿酶体系对木质素的降解机理。结果表明:Co-salen型仿酶体系对β-O-4型木质素模型化合物有较强的降解能力,降解后产生一系列含羟基、醛基和羧基的芳香族低分子化合物,根据反应产物的结构可以说明β-O-4型木质素模型化合物的主要降解途径为β-O-4醚键、Cα-Cβ键、烷基-芳基键的断裂和苯环开环反应等。

棉织物的Co-salen仿酶体系一步法前处理

采用Co-salen配合物作为漂白活化剂,应用于棉织物一浴一步法前处理。通过探讨不同工艺条件对织物白度、毛效和断裂强力的影响,得到优化的工艺条件为:Co-salen配合物浓度2μmol/L(吡啶与Co-salen摩尔比1:1),30%H2O215 g/L,NaOH 2 g/L,Na2SiO32 g/L,JFC 1 g/L,70℃处理60 min,浴比1:30。

磨木木素在Cu-salen型仿酶降解体系中的变化

采用由Cu-salen、吡啶等组成的Cu-salen型仿酶体系对β-O-4型木素模型化合物和三倍体毛白杨磨木木素(MWL)进行仿酶降解的研究,并采用GC-MS等方法分析了该β-O-4型木素模型化合物和磨木木素(MWL)在降解过程中的结构变化。研究表明:Cu-salen型仿酶体系对β-O-4型木素模型化合物和磨木木素(MWL)有较强的降解能力,产生一系列含羟基、醛基和羧基的芳香族低分子化合物。根据反应产物的结构可以说明β-O-4型木素模型化合物的主要降解途径为β-O-4醚键断裂、Cα-Cβ键断裂、烷基-芳基键的断裂和苯环开环反应等。还有一部分MWL成为香草醛和香草酸等低分子化合物,这说明木素在侧链上受到氧化作用,使结构单元之间的连接键断裂。

质谱、红外和核磁研究木质素模型物在Co-salen仿酶体系中的降解反应

根据GC-MS、FT-IR和13C-NMR对降解产物与结构变化的分析,可得出紫丁香基木质素模型物在Co-salen仿酶反应体系中的降解机理。质谱、红外光谱和核磁检测结果表明,反应过程中,木质素模型物β-O-4、Cα-Ar、Cα-Cβ连接断裂,苯环开环,同时发生酚羟基醚化和甲氧基脱甲基反应,产生4-羟基-3,5-二甲氧基苯乙酮、4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲醛、4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲酸、3-羟基-4,5-二甲氧基苯甲酸。

β-O-4型木质素模型化合物的合成及其在GIF型仿酶降解体系中的变化(Ⅱ)

深入研究了β-O-4型木质素模型化合物———愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚的合成新路线,并利用红外光谱和核磁共振谱对其化学结构进行了分析。采用由Cu2+/吡啶/过氧化氢组成的GIF(GIF sur YVETTE)型仿酶体系对这一木质素模型物进行了仿酶降解的研究,并采用GC-MS、13CNMR等方法分析了该β-O-4型木质素模型化合物在降解过程中的结构变化,在此基础上对这种仿酶降解的机理进行了探讨。研究结果表明:利用溴化铜对4-乙酰基愈创木酚进行溴化后很容易得到4-(α-溴化乙酰基)-愈创木酚中间体,从而提高了合成愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚的效率。GIF仿酶降解体系对β-O-4型木质素模型物有较强的碎解能力,降解后产生一系列含羟基、醛基和羧基的芳香族低分子化合物,根据反应产物的结构可以说明β-O-4型木质素模型化合物的主要降解途径为:β-O-4醚键断裂、Cα—Cβ键断裂、Cβ—Cγ键断裂。本研究为该仿酶降解体系在无污染漂白工业上的应用提供理论依据。

针叶木硫酸盐浆中残留木素的GIF体系仿酶降解机理的研究

由于针叶木硫酸盐浆中的残留木素含有大量难降解的LCC结构及其它缩合型木素结构,所以硫酸盐浆的分离木素可以用作难降解型木素大分子的一种结构模型。文章采用Cu2+/吡啶/过氧化氢组成的GIF仿酶体系对马尾松硫酸盐未漂浆的纤维素酶酶解木素(CEL)进行了仿酶降解,并对降解产物进行了分离和化学组成分析。通过FT-IR以及GC-MS测定,解析了CEL在降解过程中的结构变化,并对CEL的仿酶降解机理进行了探讨。研究结果表明:这种仿酶降解方法对浆中残留木素有较强的降解能力,一部分木素大分子被氧化降解为香草醛和香草酸等低分子化合物,使得降解后的产物中羰基和羟基增多。研究发现木素在仿酶体系中存在苯环及其侧链上C-H键的破坏、木素结构中Ca-Cb连接键的断裂、苯环的开环等反应。因此,该项研究可以为开发纸浆的仿酶漂白技术提供理论依据。

应用气相色谱-质谱分析竹浆Co-salen仿酶漂白机理

根据气相色谱-质谱检出产物分析了Co-salen催化漂白竹浆机理。Co-salen催化漂白使残余木素进一步氧化降解,降解的主要方式有脱甲基作用、醌型结构的产生和开环、烷基-芳基醚键和侧链碳-碳联接的氧化断裂。检测产物中,含羰基的化合物居多,这是Co-salen选择性催化氧化的结果,有利于木素大分子的碎片化溶出。

针叶木CTMP浆Co-salen仿酶漂白的研究

采用由Co-salen、吡啶、H2O2、O2组成的Co-salen型仿酶体系进行了针叶木CTMP浆的漂白研究,并探讨了漂白过程中纸浆白度的变化规律。研究结果表明,Co-salen型仿酶系统对针叶木CTMP浆预处理有较好的效果,实验研究了NaOH用量、H2O2用量、Co-salen用量等对纸浆白度的影响。

Cu-salen型仿酶预漂针叶木CTMP浆的研究

采用由Cu-salen、吡啶、H2O2、O2组成的Cu-salen型仿酶体系进行了针叶木CTMP浆的漂白研究,并探讨了Cu-salen、NaOH、反应温度,反应时间等对预处理和漂白后纸浆白度的影响。研究结果表明,Cu-salen型仿酶系统对针叶木CTMP浆预处理有较好的效果。

仿酶体系处理烟草薄片的研究

利用Fe-CA仿酶体系处理烟草物质(烟梗和烟碎),抄造烟草薄片,通过正交实验,确定仿酶体系的最佳处理条件为:处理温度45℃,处理时间30 min,仿酶用量20 mmol/kg,H2O2用量1%。最佳条件下烟草薄片的柔软度和抗张指数与空白样品相比,分别提高了11.4%、5.2%;对仿酶体系处理后的烟草薄片进行评吸,结果表明,烟草薄片经仿酶处理后,其香气、杂气和谐调程度有一定的改善,木质杂气减少,刺激性较小,品质提高,达到了提高烟草薄片物理性能(抗张强度、柔软度)与品质的双重效果。

仿酶絮凝法处理制浆造纸综合废水

采用铁系仿酶体系处理造纸厂综合废水CODCr有较好的效果。通过对比铁系仿酶、铜-胺仿酶和铜-吡啶仿酶3种不同的仿酶体系,发现铁系仿酶(Fe-CA)体系处理效果最佳。铁-羧酸和H2O2组成的仿木素过氧化物酶酶体系能使部分木素发生自由基聚合,从而使木素分子量增大,亲水性降低,易絮凝而除去。通过研究发现,Fe-CA体系处理废水的最佳条件为:用量10g·m-3废水,原水pH值需调至中性,废水温度不低于30℃,H2O2的最佳用量为200mg·L-1。

漆酶与Fe-CA/H_2O_2仿酶作用下麦草浆中多糖组分的降解

酶与仿酶漂白是近年来发展起来的环境友好型漂白技术,但是人们对酶与仿酶体系对纸浆中多糖以及木素-碳水化合物复合体(LCC)的降解作用尚缺乏系统的研究。本文对漆酶/ABTS体系和铁-羧酸(Fe-CA)/H2O2仿酶体系处理前后废水中多糖组分进行了定量分析,进一步了解漆酶与仿酶体系作用下麦草浆中多糖组分及LCC降解机理。研究发现,经漆酶处理后的麦草浆废水中存在葡萄糖和以水溶性低聚阿拉伯糖,说明漆酶/ABTS体系对浆中纤维素作用较强,对半纤维素或LCC支链上的水溶性低聚阿拉伯糖降解能力较弱。而经仿酶处理后的麦草浆废水中能检测出阿拉伯糖和水溶性低聚葡萄糖和低聚木糖,说明Fe-CA/H2O2仿酶体系对浆中的半纤维素或LCC支链的聚阿拉伯糖的降解能力较强。

Co-salen仿酶的合成及其漂白性能

采用由Co-salen、吡啶、H2O2、O2组成的Co-salen型仿酶体系进行了针叶木CTMP浆的漂白研究,并讨论了漂白过程中纸浆卡伯值、白度和黏度的变化规律。结果表明,Co-salen仿酶漂白在溶出木素大分子方面能力并不强,主要通过将木素氧化为含羰基的产物,使其在后续碱抽提和H2O2漂白中容易降解或溶出。