[发明专利]一种制备毛竹木质素单酚化合物的方法

说明书

本发明公开了一种高效低污染制备毛竹木质素单酚化合物的方法。采用方法的要点是将天然毛竹首先用酶解/温和酸解法分离出木质素，然后选用乙酸酐为乙酰化剂，对分离的木质素进行乙酰化处理，最后以过氧乙酸为降解剂，对乙酰化后的木质素进行降解处理，得到毛竹木质素单酚化合物。该方法制备了高得率、结构保留完整的毛竹木质素，并进行了该木质素的低污染法降解，得到了高得率、保留芳环结构、以单酚化合物为主的木质素低分子降解产物，使毛竹木质素资源能得到合理利用，具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及一种制备毛竹木质素降解小分子化合物的方法，特别涉及一种制备毛竹木质素单酚化合物的方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

木质素是一种以苯丙烷结构为单体，通过碳碳键和醚键连接而成的天然高分子化合物。之前一直以造纸废液的形式进行处理，造成了资源的大量浪费和环境污染。当今，随着降低木质素分子量的工艺不断发展，目前已可以通过氧化降解的方式将木质素大分子降解为单酚类和脂肪族小分子化合物而进行利用。其中，通过降低木质素分子量的手段获得香兰素已经有了广泛的应用，但对不同降解剂的木质素降解效果和木质素小分子产物分析仍需要进一步探索。

不同氧化剂对木质素降解过程的机理不同，如二氧化氯，臭氧等强氧化剂会破坏木质素大分子的芳香环结构，并获得低分子量的酸，但不利于木质素原本的结构分析和应用；而像硝基苯等温和氧化剂，则主要是破坏苯丙烷单体间的醚键连接，主要用途是解聚木质素大分子。但多数降解氧化剂都会有一些对环境污染较大的产物生成，如氯、亚硝酸化合物等。因此，寻找一种既能高效降低木质素分子量，又能做到整个过程清洁无污染的降解剂是至关重要的。

然而目前，在制备木质素降解小分子化合物领域，过程污染较重，获得的木质素单酚化合物得率低，导致其应用受到限制。在木质素降解小分子化合物的制备领域，中国专利(CN201510252203.4)“一种降解木素制备芳香单体产物的方法”以硫酸盐浆木素为原料，离子液体为反应介质，氧气为氧化剂，采用下列生产工序：包括木素在离子液体中溶解、氧气氧化降解、有机溶剂萃取、浓缩得到芳香族单体产物。氧化产物是芳香化合物单体主要包含芳香醛、酸及酮；中国专利(CN201510278306.8)“木质素降解液及制备方法以及用其降解木质素的方法”所述木质素降解液由漆酶和锰过氧化物酶，以10:1-1:5的酶负荷比例，溶于pH4-6的醋酸-醋酸钠缓冲液中，使得漆酶和锰过氧化物酶酶负荷分别为1-50U/mL和1-50U/mL，然后加入1-10mM MnSO₄和0.1-1mM H₂O₂；所述漆酶和锰过氧化物酶分别由白腐菌发酵获取胞外粗酶液，再经分离纯化后得到，实现结构多样性丰富的大分子木质素协同氧化降解，与单一木质素酶降解反应体系相比，显著提高降解转化效率；美国专利(US 9487549)“Preparation of lignin”公开了一种通过用醇、水和碱在低于100℃的温度下制浆从木质纤维素材料制备木质素的方法，其特征在于每100份待制浆的干木质纤维素材料使用3-12份碱。截至目前为止，还未见到以毛竹作为原料，通过酶解、乙酰化及过氧乙酸氧化降解高效制备毛竹木质素单酚化合物的相关工艺技术出现。

本发明提供的制备毛竹木质素单酚化合物的方法，是将天然毛竹首先用酶解/温和酸解法分离出木质素，然后选用乙酸酐为乙酰化剂，对分离的木质素进行乙酰化处理，最后以过氧乙酸为降解剂，对乙酰化后的木质素进行降解处理，得到毛竹木质素降解小分子化合物。该方法制备了高得率、保留芳环结构的毛竹木质素单酚化合物，具有低污染的特点，有助于木质素的结构分析，同时也可使木质素资源得到合理利用，具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服目前提纯木质素存在的纯度低、得率低、木质素分子结构不完整及过程污染较重等问题，同时合理化利用木质素资源，分析木质素结构，制备出高得率、芳环结构保留完整的毛竹木质素降解小分子化合物，本发明的目的是提供一种制备毛竹木质素单酚化合物的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用以下步骤：