[發明專利]一種堿木素乙酰化的改良方法

在審

• 申請號: 202010133010.8
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111333860A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 劉壯;李友明;侯軼
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;馮振寧

本發明公開了一種堿木素乙酰化的改良方法。該方法包括以下步驟：a、將乳酸與氯化膽堿混合放入燒杯中，水浴加熱攪拌至溶液澄清透明制得低共熔溶劑（DES），并放入試劑瓶中常溫儲存；b、取一定量的純化堿木素溶于步驟a所制DES/醋酸酐混合溶液中，同時向容器中通入氮氣并密封，在避光條件下常溫攪拌一段時間后，停止反應；c、向步驟b中反應容器中加入一定體積酸水，靜置沉淀后離心分離沉淀，并用去離子水：乙醇洗滌沉淀。冷凍干燥即可得乙酰化木素。該乙酰化方法步驟簡單，相比于傳統乙酰化所用溶劑吡啶及沉淀木素的反溶劑乙醚來說，本方法所用試劑具有綠色無毒、環境友好且成本低廉等優點，且乙酰化得率高。

技術領域

本發明屬于生物質資源利用領域，具體涉及一種堿木素乙酰化的改良方法。

背景技術

木質纖維素生物質是自然界中最豐富的可再生生物質資源，而作為木質纖維素生物質三大主要組成成分之一的木質素的分離及分離后的利用是一項促進生物質資源利用發展的重大課題。在木質素的分離方面，目前已經發展出了很多生物質預處理的方法，如化學法、物理法、生物法、物理化學法等。近年來興起的低共熔溶劑應用于生物質預處理來分離木質素上，具有巨大潛力。低共熔溶劑(DES)是被設計出來有氫鍵供體和氫鍵受體的新型的綠色溶劑。其中以有機酸做氫鍵供體的DES已被證實在木質素的溶解及從木質纖維素生物質中分離提取木質素上具有良好性能。相較于傳統木質素有機溶劑如吡啶、甲酚、四氫呋喃、DMF及DMSO而言，DES具有不易揮發、熱穩定性好、綠色無毒、成本低廉、容易制備等優點，故DES是一種很好的木質素溶劑。在木質素的分離及利用的研究中，研究木質素在反應時結構、分子量的變化以及反應產生的各種產物等時，使用各種分析儀器和手段是必要的。但由于木質素特別是堿木素的難溶性，在使用凝膠滲透色譜(GPC)分析木質素分子量變化及二維核磁(NMR)來分析木質素官能團和連接鍵變化時，都需要先將木質素乙酰化提升其在四氫呋喃和DMSO里的溶解性能。

傳統的堿木素乙酰化的方法是利用吡啶做木質素溶劑和敷酸劑，乙酸酐做為乙酰化試劑來進行堿木素的乙酰化，并用乙醚做為反溶劑來沉淀并洗滌溶解于反應體系中的木質素(文甲龍.生物質木質素結構解析及其預處理解離機制研究[D].北京林業大學,2014.)。但是吡啶毒性大、價格高且難生物降解，乙醚也非廉價藥品。故而尋找更加廉價綠色的堿木素乙酰化方法是很有必要的。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種堿木素乙酰化的改良方法。

本發明旨在提供一種工藝簡單、綠色無毒、環境友好、價格低廉且得率高的堿木素乙酰化方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現。

本發明以一定摩爾比的乳酸：氯化膽堿配制而成的DES在溶解堿木素時，常溫下2gDES能溶解超過200mg的堿木素，說明所配DES對堿木素的溶解性能良好，且所配DES中的乳酸和氯化膽堿均可與乙酰化過程中產生的乙酸通過氫鍵作用形成DES溶液，故所配DES可以做為堿木素乙酰化過程中的溶劑和縛酸劑從而取代吡啶。溶于DES中的堿木素以酸水做反溶劑來沉淀，以去離子水和乙醇混合液來洗滌，即可代替乙醚做反溶劑及洗滌劑。

本發明提供的一種堿木素乙酰化的改良方法，包括以下步驟：

(1)將乳酸和氯化膽堿混合，然后在攪拌狀態下進行水浴加熱處理，使得溶液澄清透明，得到低共熔溶劑(DES)，放入試劑瓶中常溫儲存；將低共熔溶劑和醋酸酐混合均勻，得到DES/醋酸酐混合溶液；

(2)將純化堿木素與步驟(1)所述DES/醋酸酐混合溶液在容器中混合，然后往容器中通入氮氣并密封，在避光條件下常溫攪拌反應，得到混合液；

(3)往步驟(2)所述混合液中加入酸水，靜置沉淀后，離心取沉淀，用去離子水和乙醇洗滌(沉淀要洗滌至中性)，冷凍干燥，得到乙酰化木素。

進一步地，步驟(1)所述乳酸和氯化膽堿的摩爾比為1:1～3:1。