《植物細胞壁半纖維素核磁共振表征的研究》是依託華南理工大學，由劉傳富擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：植物細胞壁半纖維素核磁共振表征的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉傳富
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
半纖維素是植物細胞壁主要組分之一，在生物製藥、化學化工、能源、食品等諸多工業領域具有廣闊的套用前景，但核磁共振資料庫的缺失已嚴重影響了半纖維素的結構表征，阻礙了其高效分離和轉化利用。本項目擬對植物細胞壁半纖維素的核磁共振表征進行深入研究，建立半纖維素全乙醯化新方法，採用1H-NMR、13C-NMR 、HSQC、HMBC、COSY、HSQC-TOCSY等多種NMR分析技術相結合分析全乙醯化前後單糖、低聚糖和多糖，直接解析反映半纖維素內在關聯的核磁信號，闡明糖單元間不同連線方式、糖單元上不同取代基團和取代位置以及溶劑不同極性對半纖維素核磁信號化學位移的影響規律，建立植物細胞壁中半纖維素的核磁共振資料庫。本項目完成後，將為半纖維素結構鑑定、高效分離及工業套用提供理論依據和科學導向，有利於促進生物質綜合利用、提高可再生資源的利用價值、推動工農業可持續健康發展，具有重要的科學意義和重大的現實意義。
結題摘要
本研究針對木質纖維半纖維素多糖核磁共振表征展開研究，從葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等半纖維素特徵單糖做起，經過低聚糖和半纖維素和纖維素多糖對比研究，闡明了半纖維素多糖核磁共振特徵、表征路徑及其套用。通過不同體系中單糖、低聚糖和多糖乙醯化研究，建立了一種基於轉酯化反應的多糖全乙醯化方法，該方法以DMSO為介質、IPA為醯化試劑、DBU為催化劑，可在溫和條件下實現多糖全乙醯化，最佳化了催化條件，闡明了催化劑催化機理；通過多糖同步乙醯化和降解，分離提純後獲得了純度較高的系列乙醯化低聚糖；通過單糖、低聚糖和多糖遞進式核磁共振表征研究，建立了半纖維素核磁共振表征體系及其在1H-NMR、13C-NMR、1H-13C HSQC、1H-13C HMBC、1H-1H COSY、HSQC-TOCSY等譜圖中各糖單元結構的特徵信號和相互關聯，為半纖維素結構表征奠定了基礎；通過建立的表征方法體系和特徵信號關聯，對半纖維素接枝環狀單體共聚物等半纖維素衍生物及木質纖維全組分衍生物的表征進行了研究，闡明了衍生物的結構特徵和衍生化機理，為生物質高值化利用提供了理論依據和科學導向。 通過四年的努力探索，研究成果已發表（含錄用）學術論文23篇，其中在國際SCI 期刊發表（含錄用）學術論文17篇（全部發表在JCR 三區以上期刊，其中JCR 一區Top Journal 論文5 篇，二區論文3 篇，三區論文9篇），EI 收錄5篇，核心期刊論文收錄1 篇。申請發明專利5 項，目前已獲授權1 項。此外，還被國外學者邀請參與編寫英文專著章節2 部。相關研究成果獲得了高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）自然科學獎一等獎一項（排名第4）、二等獎1項（排名第1），項目負責人還獲中國造紙學會青年科技獎1 項。另外，在項目執行期間，負責人還入選中組部特支計畫（萬人計畫）首批青年拔尖人才（工程材料組）、教育部新世紀優秀人才（NCET-11-0154）、廣東省高等學校千百十工程省級培養對象、華南理工大學傑出人才培養計畫培養對象（優秀青年學者）。此外，項目負責人在此期間還晉升教授，並受聘學院副院長及國家重點實驗室副主任。
