植物多酚类化合物的新用途制造技术

植物多酚类化合物在制备挥发性有机物捕捉剂中的应用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物多酚类化合物作为挥发性有机物捕捉剂以及室内有害气体等吸附剂的应用，属于日用环保材料领域。植物多酚类化合物主要的来源是森林副产物；茶属植物的株系及其杂交体；草本及植物性药材和水果、蔬菜等。其中，森林副产物包括但不限于落叶松、桉树、毛杨梅、黒荆树、山槐、槲树(皮)、黄华柳(絮)、漆树(心材)、柳杉(皮)、红根根皮、橡椀、刺梨、板栗(叶)、黄栌(叶)、栓皮栎(叶)、化香果等。其中，茶属植物的株系及其杂交体中的植物多酚类化合物可来源但不限于绿茶(如龙井、碧螺春等)、乌龙茶、青茶、白茶、红茶、黒茶等。其中，草本及植物性药材和水果、蔬菜中的植物多酚类化合物可来源但不限于大黄、芥草、贯众、方儿茶、地榆、麻黄、五倍子、桑椹、牡丹皮、仙鹤草、土茯苓、甘草、山茱萸、肉桂、槟榔(籽)、葡萄(皮、籽)、芦荟、油柑、银杏、苹果、黑加仑、蒲公英、何首乌、芒果、山楂、椰子、柿子、柠檬、梨、桃子、石榴、草莓、金橘、猕猴桃、杏、香蕉、岩白菜、胡萝卜、芹菜、黄瓜、豌豆、高粱、大麦等。人类对植物多酚的认识和利用可以追溯到远古时代，最初将其用于鞣革，使生皮变成柔软、有良好透气和折叠性能的革，另外也被用作医药和染色。近年来，由于“回归自然”理念的兴起，人们重新热衷于天然产物的开发利用，植物多酚成为很多领域科学家共同关心的研究热点。随着对其抗氧化、捕捉自由基、衍生化反应等化学行为的了解，植物多酚类化合物越来越多的被用于食品、医药、化妆品等方面，而且对其研究日益发展拓宽，更多行业的科学家将开始涉足这类天然产物的研究。植物鞣革的主要化学机理是植物多酚能在皮胶原纤维上产生多点氢键结合，在胶原纤维间产生交联，从而使胶原的热稳定性增加，生皮转变成为革。植物多酚中只有含有足够多的邻位酚羟基才能与胶原产生多点结合，其他的基团也参加反应，但不占主要地位，如羧基、醇羟基、醚氧基等。植物多酚分子结构中的邻苯二酚或邻苯三酚中的邻位酚羟基很容易被氧化成醌类结构。因此酚类结构使其对活性氧等自由基具有很强的捕捉能力，例如多酚能与氧化反应产生的脂质自由基等结合，减少或阻止组织中氧化反应过程的进行，同时它可以与不饱和脂肪酸竞争性的与活性氧结合以终止脂质过氧化反应的进行。以茶多酚为例，其在水溶液中的自由基清除能力为ECG＞EGCG＞EGC＞GA＞EC＝C；在脂中顺序为ECG＝EGCG＝EC＝C＞EGC＞GA。在植物体内植物多酚可与维生素类抗氧化剂协同作用，抑制维生素的自氧化，具有增效剂的作用。由于植物多酚上述特性，其在食品工业中有举足轻重的地位。首先植物多酚富含于茶叶、各种水果、蔬菜和谷物皮层中，具有抗诱变、抗癌、抗衰老、抗氧化和清除生物体内自由基等效果，大量食用对人类的健康非常有益；其次植物多酚作为一类天然的食品添可以加剂，不仅调节食物的味道，还可以起到一种高效、无毒、具有保健性的抗氧化和防腐作用；植物多酚已经作为营养元素和抗氧化剂在饮料、食用油、糕点、肉制品中得到广泛的应用。因此植物多酚有“第七营养素”的美誉。在化妆品工业方面，植物多酚越来越多的被添加到化妆品、洗涤用品、牙膏、香水中，其具有的多种生物活性是人工合成品无法比拟的。植物多酚分子中的苯环结构在紫外区有很强的吸收，因此在化妆品工业中作为抗紫外添加剂的应用日趋受到重视。植物多酚对形成龋齿的细菌有强烈的抑制作用，还可消炎、除臭，已有将茶多酚作为添加剂用于牙膏和漱口水中。植物多酚在上述领域的应用是其各种反应活性的综合的体现，而并非单一性质能达到的。正因为其具有多种反应活性，在一些尚未涉及的领域也有很大开发潜力。当今，全世界涂料和粘结剂年产量约为2500万吨，并以3％的速度增加，按平均含溶剂40％计，全世界每年排放到大气中的溶剂约1000万吨，因此涂料和粘结剂中释放的挥发性有机物是大气中VOC的主要来源，并且有机物的释放也造成了资源的浪费。涂料和粘结剂中的挥发性有机物(VOC)包括碳氢化合物、羰基化合物、有机酸、有机过氧化物、有机硫化物和有机卤化物等等，在光作用下能够与大气中氧化氮、硫化物发生光化学反应，形成难以散除、毒性很强的光化学烟雾；含氯的溶剂有可能释放出氯，破坏臭氧层，严重时臭氧产生空洞，导致高能紫外线过量到达地球表面，对人类的健康构成威胁。挥发性有机物对人类肌体的影响主要可分为如下三种a.气味和感官效应。包括感觉刺激和感觉干燥(如甲醛、甲苯二异氰酸酯等)；b.粘膜刺激和其他系统毒性导致的病态。刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼吸道和皮肤等；还对中枢神经系统有抑制作用(如甲醛、甲苯二异氰酸酯等)；c.基因毒性和致癌性。目前很多挥发性有机物被证明是致癌物或可疑致癌物(如甲醛、苯系物、四氯乙烯、三氯乙烷、三氯乙烯等)。当总挥发性有机化合物(TVOC)浓度小于0.2mg/m3时，不会产生刺激反应；大于3mg/m3时人体不适，产生病态反应；大于25mg/m3时，呈毒性反应。另外，在现代办公和家居等室内环境中，臭氧(O3)污染愈来愈不容忽视。其一部分来自于汽车尾气污染导致的室外光化学反应；随着静电复印机、激光打印机、静电除尘器和臭氧杀菌消毒柜等产品的普及，它们引发的室内臭氧污染日益增加甚至超过前一污染源。作为强氧化剂，臭氧可强烈刺激机体粘膜组织，引起支气管和肺部组织发炎甚至水肿等病变，出现许多呼吸道疾病。持续暴露于被臭氧污染空气中，会损害肺部保护组织，导致肺结构不可恢复性病变，使人体对呼吸道感染和肺炎的免疫能力降低，严重时可导致死亡。此外，臭氧还可能与VOC、微生物和颗粒物等污染物联合作用，加重室内污染程度；臭氧会对室内纺织品、艺术品产生氧化腐蚀作用，导致其老化或褪色。因此，净化室内空气时，臭氧也是一项不容忽视的污染物。目前，人们广泛关注的是涂料和粘结剂中甲醛的有效控制方法，市面上也较多的是针对甲醛的捕捉产品，这些产品采用过滤吸附的方法只能缓解一时的危害，不能有效遏制VOC的长期残留。本专利技术针对植物多酚独特的化学活性和生理活性，首次提出了将植物多酚类化合物作为挥发性有机物捕捉剂的应用和在制备室内有害气体吸附剂中的应用。植物多酚化学反应特性主要有一下两方面1)大量酚羟基的存在，显示出很强的酚的特性和还原性。另外多酚与较之苯酚与甲醛的反应，植物多酚与甲醛反应的速度要快得多，其多个酚羟基的存在使羟基的邻位比多酚羟基的邻位活泼的多；酚的还原性使其很容易通过酚羟基的离解和自由基的途径被氧化。这种性质用作VOC捕捉剂，快速、高效，在环保领域有很好的应用前景。2)生物多酚与蛋白质的结合反应是多酚最重要的化学性质，多酚的收敛性和对病毒、多种细菌、真菌、酵母菌的抑制能力，都与多酚-蛋白质结合有关，因此其对于室内空气中的细菌有一定抑制作用。植物多酚对于挥发性有机物中的大多有毒物以及臭氧、氨气等有快速反应的性能，将其转化为无害物。如果将植物多酚填加到涂料和粘结剂中，即对涂料和粘结剂的功效有增效作用，又有效控制了游离状态的甲醛、甲苯二异氰酸酯、苯系物等有毒的挥发性物质。植物多酚本身无毒、无害，是一种理想的捕捉剂材料。各种不同植物提取的多酚类化合物均可用作VOC捕捉剂的原料，其功效视酚羟基等化学活性和生理活性基团的多少稍有差别。另外，植物多酚对空气中的臭氧、氨气等有害气体以及病毒、多种细菌、真菌、酵母菌等都有吸附作用，可以给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何国荣，王晓琳，王锐，温富，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：