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木素—碳水化合物复合体的生物形成机理及结构研究

邹进芳

  木素-碳水化合物复合体(Lignin-carbohydrate complexes,简称LCC)是纤维原料的重要组分,它的存在影响制浆过程中木质素的脱除。LCC结构中复杂的共价连接键(简称LC键)一直是造纸领域具有争议的话题,迄今为止人们对LCC结构已做了部分研究,确认了LC键的主要类型,然而对LC键的形成机理、比例等认识并不全面,不能完全阐明LCC大分子的化学结构。本文首先采用一般化学方法合成了阻碍木素合成的阻聚剂-L-2-氨氧基-3-苯基丙酸(AOPP)和纤维素前驱物尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-glucose-6-~(13)C),并用FT-IR、液体~(13)C-NMR等测试技术对其结构进行了确认。本文还对植物中LCC的连接情况做了研究,用生物法合成了木素脱氢聚合物与葡萄糖的复合体(DHP-Glucose Complexes,DHP-GC),间接分析了植物中LC键的连接形式。上述工作为研究植物细胞壁中多糖的生物合成机理及LCC化学结构提供了准备和理论支持。 本文以D-苯丙氨酸,氯甲酸苄酯和氯化羟氨为原料,通过四步反应合成了L-2氨氧基-3-苯基丙酸(AOPP),并利用FT-IR、液体~(13)C-NMR及EA分析对目标产物进行了分析确证。 本文利用葡萄糖与木素前驱物松柏醇葡萄糖苷为起始物,在实验室条件下模拟植物体中木素的生成环境,松柏醇葡萄糖苷在酶的作用下脱氢聚合生成了木素脱氢聚合物(DHP),同时中间体亚甲基醌结构会与糖单元、H_2O及木素结构单元之间发生加成反应,最后生成DHP-葡萄糖的复合体(DHP-GC)。对反应生成的复合体进行红外及液体核磁分析,证实了合成的复合体中木素结构以β-O-4、β-β和β-5连接方式为主,同时还包括少量松柏醛,而且证实了DHP与葡萄糖间以苯甲醚连接为主,但参与形成DHP-GC的葡萄糖只占起始原料的极少部分。 为了进一步探讨植物体中LCC的生物形成机理及连接键的准确信息,本文拟从多糖的角度来分析解决问题。以D-葡萄糖为原料首先通过乙酰化、磷酯化得到葡萄糖-1-磷酸酯,后与核苷单磷酸衍生物耦合反应得到最终产物,即常规的和带同位素标记的UDP-glucose-6-~(13)C,并通过FT-IR、UV及高分辨率1H-NMR、13C-NMR技术对产物进行了分析确认。……   
[关键词]:多糖;木素-碳水化合物复合体;木素;同位素标记
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:湖北工业大学2012年