深度共熔溶剂提取木质素及其构效关系研究进展

安艳霞，洪元芳，董艳梅，张剑，李梦琴

(河南农业大学食品科学技术学院 农业部大宗粮食加工重点实验室，河南 郑州 450002)

木质素是自然界中唯一含芳香基的可再生生物资源，分布广泛，含量丰富，数量上仅次于纤维素，与纤维素、半纤维素共存于植物细胞壁中。木质素由苯丙烷单元通过醚键和碳碳单键等形成的复杂三维无定形聚合物，含有独特的芳环结构且具有较高的热稳定性，在用于制备生物基材料及化工产品时具有显著优势[1-2]。目前，木质素提取方法日渐成熟，常见的有碱法、亚硫酸盐法、生物法和溶剂法，这些方法可将纤维素和木质素进行有效分离[3-4]。与溶剂法相比，碱法和亚硫酸盐法需要高温、高压等条件，产生的副产物对环境有一定污染，而生物法常常受温度及微生物本身活性的限制，存在生产周期长、得率不稳定等问题。但是，木质素结构具有不均一、难降解等特性，不溶于大多数溶剂，阻碍了溶剂法提取木质素的进一步开发与利用[5]。因此，寻找有效的溶剂成为木质素高值化利用的关键。常规溶剂包括稀酸、碱和有机溶剂(γ-戊内酯、四氢呋喃和甲醇等)，然而这些溶剂中有些会对设备产生腐蚀，有些反应条件苛刻，有些易挥发并产生毒性[6-7]。随着研究的深入，离子液体(ionic liquid, IL)被发现可高效溶解木质素[8]，但IL制备过程复杂、成本高以及重复利用性差等缺点限制了其大规模应用[9]。因此，许多学者开始着手于新型溶剂的开发，ABBOTT等[10]于2003年首次报道了1种新型绿色溶剂，即深度共熔溶剂(deep eutectic solvent，DES)。……