《新型木質素模型物平台構建及其調控機制研究》是依託北京林業大學，由張學銘擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型木質素模型物平台構建及其調控機制研究
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：張學銘
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
木質素是僅次於纖維素的天然高分子化合物，由苯丙烷單元愈創木基、紫丁香基和對羥苯基主要以β-O-4, β-5和5-5等鍵連線的網狀結構大分子，它可以轉化為生物燃料及化工原料。但由於對木質素生物合成途徑及其單元間鍵合機制仍不明確，限制了木質素高值轉化及利用。本項目擬開展新型木質素模型物平台構建及其調控機制的研究。以木質素單體松柏醇及阿魏酸為起始物，模擬細胞壁生長環境並結合化學合成法，合成不同結構的木質素多聚體模型化合物。基於GC-MS、HPLC、XRD、1H-NMR，13C-NMR，2D-HSQC和2D-HMBC等分析手段解譯合成模型物結構，揭示木質素多聚體的合成途徑與機理，闡明其調控反應機制。利用合成的木質素模型化合物，結合全溶二維核磁分析技術，探索天然木質素大分子結構性質及鍵合機制，解譯木質素-碳水化合物單元間連線鍵類型及數量，建立半纖維素與木質素鍵合模型，為木質素高值化利用奠定理論基礎。
結題摘要
木質素是自然界中儲量最豐富的芳香族化合物，其可轉化為多種化學品及功能材料，具有重要的套用價值。但由於木質素結構複雜，其由苯丙烷單元愈創木基、紫丁香基和對羥苯基主要以β-O-4，β-5 和5-5 等鍵型連線的網狀結構大分子，同時，木質素和半纖維素之間有著化學鍵連線，使得木質素的生物合成過程及其結構表征方面仍有諸多問題未能解決。本項目針對木質素研究存在的瓶頸，本著複雜問題簡單化的研究思路，開展了木質素新型多聚體模型物合成及純化研究，同時，由於木質素模型物可以更好解譯反應過程及機理，對新型溶劑木質素分離、木質素模型物的抗菌及其催化轉化也進行研究。此外，在細胞壁天然木質素大分子原位法分析也進行了探索。經過系統研究木質素模型物合成及其轉化，實現了高效、定向合成木質素多聚體模型物，闡明木質素單體交聯聚合機理，創立新型木質素多聚體模型物合成方法及路線，構建了新型木質纖維素全溶體系及分析方法；在國際和國內期刊發表論文5篇，其中SCI收錄論文4篇（含1篇接收論文），1篇中文核心論文，獲得教育部自然科學二等獎1項（排名第二），研究結果對木質纖維素組分結構解譯及其高值轉化及利用具有重要的理論意義。
