竹子主要组分的分离及结构鉴定

论文摘要

竹子作为重要的生物质资源之一,具有分布广、生长快和用途多等特点,在生物质基能源和材料方面拥有较高的利用价值。竹子的化学成分主要为纤维素、半纤维素、木质素和类脂物,研究这些化学成分将对于替代化石资源、节能减排、发展低碳经济和促进农民增收都具有重要意义。本研究（1）采用中等长度高温毛细管柱气相色谱技术对四种竹子（慈竹、硬头黄竹、寿竹和红壳雷竹）甲醇-氯仿（1:1,v/v）抽提物中的脂肪酸、甾醇、蜡、甾醇酯和甘油酸酯等五大组分一步分离出54种化合物,并对其结构进行了表征,同时测定了类脂物中的酚类化合物。（2）采用水、0.5%、1%、1%含60%乙醇、3%、5%和8%NaOH在料液比1:20 g/ml温度60 oC下连续提取脱蜡后红壳雷竹的木质素,对其化学组成进行了研究并表征了结构特征。（3）对研究内容（2）同时提取出来的半纤维素的化学组成和结构进行了研究。该系列研究结果如下:1.类脂物:四种竹子类脂物的主要化学成分为游离脂肪酸（6.49-29.15%）、甘油一酯（0.83-10.50%）、蜡（0.25-4.72%）和甾醇（1.03-3.92%）,此外,还含有一些非酯类化合物:酚类化合物（0.86-4.77%）、杜鹃花酸（0.90-5.95%）和马来酸（0.67-3.12%）以及少量多糖。硬头黄竹的抽提物得率最高（5.98%）,慈竹的得率最低（4.22%）,而寿竹抽提物中类脂物的含量却最高（54.79%）。2.木质素:连续抽提出的木质素总和占原木质素的62.26%,七种木质素组分含有非常低的中性糖（0.01-1.11%）和少量的酯化对香豆酸（0.08-2.37%）和阿魏酸（0-1.69%）以及醚化的对香豆酸（0.02-0.65%）和阿魏酸（0.01-0.27%）,分子量范围在970-3430 g/mol之间。其次,竹子木质素中主要是紫丁香单元,并伴随一定量的愈疮木基单元和少量的对羟基苯基丙烷,单元之间主要以β-O-4键连接,少量的以β-β和β-5连接。3.半纤维素:连续抽提所得半纤维素的总和占原半纤维素的80.1%,分子量在3760-36000 g/mol之间。糖分析研究表明水溶性半纤维素主要成分是葡萄糖而碱溶性半纤维素主要成分是木糖、阿拉伯糖和葡萄糖醛酸。1H、13C NMR和2D-HSQC技术研究表明3%和8%NaOH溶液提取的半纤维素为聚O-乙酰基-4-O-甲基葡萄糖醛酸-阿拉伯糖木糖,并首次鉴定出红壳雷竹碱溶性半纤维素的结构为:→4)[4-O-甲基-α-D-葡萄糖醛酸-（1→2）][2-O-乙酰基][2,3-二-O-乙酰基][α-L-阿拉伯糖-（1→2）] [α-L-阿拉伯糖- （1→3）]-β-D-木糖-(1→。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 竹子木质素的研究
• 1.1.1 竹木质素在细胞中的分布特点
• 1.1.2 竹子木质素的提取分离及提纯
• 1.1.3 竹子中木质素的结构
• 1.2 竹子半纤维素的研究
• 1.2.1 竹子中半纤维素的提取分离
• 1.2.2 半纤维素的纯化
• 1.2.3 竹子中半纤维素的结构
• 1.3 竹纤维的研究
• 1.3.1 竹纤维的形态及结构特征
• 1.3.2 纤维素分子量大小及分布
• 1.4 研究目的和意义
• 1.5 研究内容
• 第二章 慈竹、硬头黄竹、红壳雷竹和寿竹类脂物
• 2.1 实验
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 试剂与仪器
• 2.1.3 实验方案及方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 产率与化学组成
• 2.2.2 酚类化合物
• 2.2.3 FT-IR 光谱
• 2.2.4 1H 和13C NMR
• 2.3 结论
• 第三章 红壳雷竹木质素
• 3.1 实验
• 3.1.1 原料
• 3.1.2 试剂和仪器
• 3.1.3 实验方案及方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 木质素、阿魏酸和对香豆酸得率
• 3.2.2 紫外吸收
• 3.2.3 FT-IR 光谱
• 3.2.4 木质素中半纤维素的含量
• 3.2.5 木质素中酚酸和酚醛的含量
• 3.2.6 分子量
• 3.2.7 1H 和13C NMR
• 3.2.8 热分析
• 3.3 结论
• 第四章 红壳雷竹半纤维素
• 4.1 实验
• 4.1.1 原料
• 4.1.2 试剂与仪器
• 4.1.3 实验方案及方法
• 4.2 结果和讨论
• 4.2.1 得率和化学组成
• 4.2.2 分子量
• 4.2.3 FT-IR 光谱
• 4.2.4 1H、13C 和2D NMR
• 4.2.5 热重分析
• 4.3 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介