导　　师： 谢益民

学科专业： H2201

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 植物中相当一部分的木素大分子是通过化学键与多糖结合在一起以木素-碳水化合物复合体的形式存在于植物细胞壁中，这给制浆和漂白带来极大的难度。对于lcc结构的研究有很多，但是用化学处理和生物处理的方法都不可能完全无破坏地把lcc从植物细胞壁中分离出来，因此至今，还缺少直接的证据证明lcc的结构中的键连接情况。本论文采用同位素<'13>c技术，结合现代测试技术红外光谱、紫外光谱及<'13>c-nmr来检测分析，得出木素侧链与碳水化合物的连接情况，进而指导造纸工业中的制浆和漂白工艺，为开发新的制浆漂白方法提供理论支持。 本论文首先合成木素的前驱物之一——松柏醇葡萄糖苷和松柏醇葡萄糖苷-[α[-<'13>c]，通过红外光谱、紫外分析及液体<'13>c-nmr检测验证了产物的结构。模拟自然条件，用混合法和滴加法分别来合成木素的模型物——脱氢聚合物(dhp)。用ft-ir、<'1>h-nmr及bc-nmr分析滴加法和混合法所得dhp，发现两种方法所得的dhp的谱图十分相近，说明了这两种dhp结构基本相同。从而，说明滴加法和混合法对本研究中dhp的合成影响不大。并证实了β-o-4、β-β、β-5和β-1为dhp中的主要结构单元。 为了探讨实验室条件下的生物合成反应中木素与纤维素的连接情况，本文模拟天然植物体中木素合成条件，在β-葡萄糖苷酶、葡萄糖氧化酶及过氧化物酶存在下，向被润胀处理后的微晶纤维素中滴入松柏醇葡萄糖苷，得到dhp-纤维素的复合体(dhpcc)。用红外谱图和液态<'13>c-nmr分析常规的dhpcc和侧链α位被同位素<'13>c标记的dhpcc，我们发现dhpcc中的木素结构单元主要以β-o-4、β-β、β-5和β-1为主。另外，还发现dhpcc中dhp与纤维素之间主要以苯甲醚键和缩醛键的形式连接。 为了解析天然植物中lcc的结构，采用在生长中的植物体内合成带同位素标记的lcc的方法，向天然植物稻秆中投入带<'13>c同位素标记的松柏醇葡萄糖苷，用bjorkman的方法将磨木木素和木素．碳水化合物复合体从稻秆粉末中分离出来，结合红外光谱和高分辨率的液态<'13>c-nmr检测分析发现木素与糖类主要是通过苯甲醚键连接的，可能会通过酯键和缩醛键连接。生成的木素结构主要以β-o-4、β-β、β-5、β-1为主，其中含有少量的松柏醇结构。为了进一步了解稻秆中lcc的结构，将所得l,cc先用纤维素酶和半纤维素酶处理以除去物质中大量的碳水化合物，以减少碳水化合物的强信号对木素与碳水化合物结合信息的干扰。通过红外光谱和高分辨率的液态<'13>c-nmr分析发现天然植物稻秆中木素与碳水化合物之间有一部分是以苯甲醚键、酯键和缩醛键结合。 为了阐述在制浆过程中木素与碳水化合物之间连接键被降解的情况，本文对被同位素标记的稻秆和从稻秆中分离出来的带标记的lcc及纤维素与带标记的稻秆磨木木素混合物分别模拟硫酸盐法进行蒸煮。对所得的硫酸盐木素用红外光谱和液态<'13>c-nmr检测分析发现产物中存在少量以缩醛键和苯甲醚键连接的lc结构。所得硫酸盐木素中，木素主要以β-o-4结构为主，还含有少量β-β、β-5和β-1结构。

关 键 词： 木素 聚糖 化学键连接 脱氢聚合物 制浆 漂白

分 类 号： [TS713]

领　　域： [轻工技术与工程]