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。

针叶木硫酸盐浆GIF仿酶漂白研究

采用Cu2+/吡啶/H2O2构成的GIF有机仿酶降解体系进行了针叶木硫酸盐浆的漂白研究,并探讨了漂白过程中纸浆卡伯值、粘度和白度的变化规律。研究结果表明,GIF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。GIF型仿酶体系对碳水化合物也有一定的氧化降解作用,纸浆粘度有明显降低,说明该反应体系中存在着自由基反应。