一种高生物活性木质素及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种以纳米木质素(LNP)为原料制备胺化改性高生物活性木质素的方法。所述原料中纳米木质素10～50份，胺基化合物10～50份，醛基化合物10～50份，二氧化钛(TiO2)0.1～2份。该方法将木质素和胺基化合物按一定比例混合，常温下磁力搅拌，然后将醛基化合物与TiO2/水分散以滴加的方式混合均匀，在60～100℃和惰性气体保护等条件下进行曼尼希反应；本方法工艺简单、制备周期短、产率高。本发明专利技术使用木质素制备得到的胺化改性高活性木质素，与商业抗氧化剂相比，其清除自由基性能得到显著提升，且兼具优异的协同紫外屏蔽性能和抗菌活性，可应用于在化妆品、个人护理用品、生物制药、聚合物复合材料等领域。聚合物复合材料等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高生物活性木质素及其制备方法


[0001]本专利技术属于环境友好天然高分子材料领域，涉及一种高抗氧化、广谱抗菌、抗紫外木质素及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着生活质量的提高，抗氧化剂在人类饮食起居中发挥着愈加重要的作用。抗氧化功能性物质的添加，如二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对羟基茴香醚(BHA)等，可以延缓身体的衰老速度，保健身体。医学研究表明，人类慢性疾病的初步产生是由细胞电子被抢夺引起的，而自由基进入人体后极易抢夺细胞电子，导致细胞的抵抗力降低，身体易受病菌感染，甚至形成致癌物质。因此，抗氧化清除自由基一直以来都是国内外的研究热点。
[0003]随着人们健康意识的逐渐增强，一些天然抗氧化剂的使用正在逐渐代替商业抗氧化剂，这对于降低成本和高效使用抗氧化剂具有重要意义。木质素作为一种具有三维网状结构的天然聚多酚，其性能十分多样化：如抗氧化、抗菌、无毒、抗紫外等特点。然而，目前大部分的木质素都是作为工业废料或者燃料处理掉的；并且木质素作为天然抗氧化剂应用时，其抗氧化、抗菌活性低，紫外屏蔽效率不够高。因此，提高木质素的综合生物活性对于拓展木质素的应用、促进资源的可持续利用具有重大意义。文献Ind.Crops Prod.2019,128,177
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185、ACS Sustainable Chem.Eng.2018,6(2),2591
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2595和Ind.Crops Prod.2017,95,512
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520分别通过水热法解聚、漆霉以及离子液体改性提高木质素的抗氧化性能，但紫外屏蔽性能与抗菌活性并未得到实质性提高；文献Green Chem.,2020,22,6357
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6371报道了将精胺酸、组胺酸和赖胺酸嫁接到木质素表面，提高了木质素的抗菌活性，改性木质素产物对革兰氏阳性细菌和阴性细菌虽然具有选择性抑菌效果，但不具有广谱抗菌功能，且木质素的抗氧化能力和紫外屏蔽能力未得到实质性改善。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术提出了一种利用木质素两步法制备优异抗氧化、抗菌、抗紫外功能的木质素的新方法。本专利技术可以提高木质素的比表面积，增加抗氧化活性基团。所制备的抗氧化纳米木质素具有优异的抗氧化、协同广谱抗菌以及紫外屏蔽等功能。本专利技术的方法合成工艺简单、原料易得、绿色环保。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术的第一个目的为一种改性木质素及其制备方法，其特征在于，所述改性木质素由包括以下组分的原料制备而得：
[0007]在本专利技术的一种实施方式中，所述改性过程中各组分，按照重量份数配比，包括纳米木质素50～100份，胺基化合物10～50份，醛类化合物10～50份，TiO
2 0.1～2份。
[0008]在本专利技术的一种实施方式中，所述一种改性木质素及其制备方法将0.1～5w/v％纳米木质素分散液和胺基化合物按一定比例混匀，然后添加醛类化合物与TiO2分散液、混匀，在惰性气体保护下进行反应，反应结束后，透析，得到改性木质素。
[0009]在本专利技术的一种实施方式中，所述的纳米木质素为碱木质素、有机溶剂型木质素、木质素磺酸盐、硫酸盐木质素中的一种或多种。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，所述的醛类为甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、糠醛、二醛、不饱和醛中的一种。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中，所述直链或支链烷基胺的碳数量为1～8。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，所述的胺类为直链或支链烷基胺、环状胺、多胺、羟烷基胺、氨基酸中的一种。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，在60～100℃下缓慢滴加醛类化合物与TiO2分散液。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，所述的纳米木质素分散液和TiO2分散液的溶剂为水。在本专利技术的一种实施方式中，所述的TiO2用量为0.1～2份
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，透析时间为1～12h。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，将纳米木质素和胺基化合物加入到瓶中，N2作为保护气体，在60～100℃下缓慢滴加醛类化合物与TiO2复合进行曼尼希反应，1
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12h反应结束后进行透析，即可得到胺化改性木质素。得到产物兼具优异抗氧化、抗菌与紫外屏蔽功能的改性纳米木质素
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，所述曼尼希反应在加热条件下进行，优选为50～100℃无水条件下进行。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，所需的醛类与胺类物质的量，以CHO与NH摩尔比计，为1:0.4～2.5。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，所述的醛类可为但不限于所述的醛类可以是但不限于甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、糠醛、二醛(如戊二醛、乙二醛等)、不饱和醛(如丙烯醛、丁烯醛等)中的一种。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中，所述的胺类所述的胺类为直链或支链烷基胺、环状胺、多胺(如乙二胺、己二胺、二乙基三胺、三乙基四胺、四乙基五胺等)、羟烷基胺(如羟乙基伯胺、二羟乙基胺、三羟乙基胺、胺乙基乙醇胺等)、氨基酸(如赖胺酸、肌胺酸、甘胺酸、亚胺基二乙酸、酪胺酸、天冬胺酸等)中的一种。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，所述的溶剂可为水、丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、四氢呋喃(THF)、二氧六环中的至少一种。
[0022]本专利技术利用上述的方法还提供了一种改性木质素。
[0023]本专利技术的第二个目的是提供上述的改性木质素在化妆品、个人护理用品、生物制药、涂料、聚合物复合材料领域中的应用。
[0024]本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0025]1、本专利技术所述的木质素原料来源广泛、可再生，具有环境友好性和生物降解性，且成本较低。同时，纳米木质素表面高活性，相比于商业抗氧化剂，本专利技术的胺化改性纳米木质素具有更优的环境友好性；且具有优异的抗氧化性能，6h后清除二苯基苦基苯肼(DPPH)自由基能力达到98.0％，效果优于商业抗氧化剂二丁基羟基甲苯(BHT)。
[0026]2、本专利技术所述的胺化木质素安全无毒，具有优异的抗菌性能，其中革兰氏阳性菌和阴性菌的抑菌效率均超过50％，超过木质素本身的抑菌效率(<20％)。
[0027]3、本专利技术所述的T
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LNP具有更优异的紫外屏蔽功能，比木质素相比，紫外屏蔽性能
提高了35％以上。
[0028]4、本专利技术所述的改性T
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LNP可用于化妆品、个人护理用品、生物制药、聚合物复合材料等领域。
具体实施方式
[0029]尽管上述对本专利技术做了详细说明，但本专利技术不限于此，本
的技术人员可以根据本专利技术的原理进行修改，因此，凡按照本专利技术的原理进行的各种修改都应当理解为落入本专利技术的保护范围。
[0030]抗氧化活性测试：取待测样品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备改性木质素的方法，其特征在于，所述方法是通过胺基化合物、醛类化合物和TiO2对纳米木质素进行改性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，改性过程中各组分，按照重量份数配比，包括50～100份纳米木质素、10～50份胺基化合物、10～50份醛类化合物、0.1～2份TiO2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法是将0.1～5w/v％纳米木质素分散液和胺基化合物混匀，然后添加醛类化合物与TiO2分散液、混匀，在惰性气体保护下进行反应，反应结束后，透析，得到改性木质素。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米木质素为碱木质素、有机溶剂型木质素、木质素磺酸盐、硫酸盐木质素中的一种或多种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟军，齐国闯，马丕明，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：