毕业设计(论文)开题报告
学生姓名： 朱 晓 枫 学 号：P1303110528 所在学院： 药 学 院 专 业： 药 物 制 剂 设计(论文)题目： 木质素的修饰及其酶促反应 指导教师： 周 华
一、文献综述
1.木质素
木质素又称作木素,是自然界唯一能提供可再生芳基化合物的非石油资源,且数量仅次于纤维素,为第二多天然高分子材料[1,2]。木质素主要源于工业制浆的副废物,由于其自然降解时间较长,排放掉对环境有不利影响。随环境、资源问题的日益突出,对木质素的充分利用越来越受到人们的重视。利用木质素的方式概括起来有两种:一是通过化学或生物方法将木质素降解为小分子后用作化工原料;一是以大分子形式直接利用,这是目前木质素的主要利用方式。 木质素广泛存在于植物体中,是复杂的天然芳香族聚合物。在提取和分离过程中木质素原有结构可能会被破坏,因此确定木质素的准确结构较困难。通过对木质素碎片的结构研究并结合生物化学解释,认为木质素由多个苯丙烷结构单元组成,结构相似的对羟基肉桂醇、松柏醇或芥子醇的苯氧基偶合,形成一种异质多晶天然高分子聚合物。研究发现,木质素结构单元之间的联接方式较多且不一致,并且提取木质素的标本不同,其组成与结构也不同。天然结构中,单元间主要联接方式是β-Ｏ-4和α-Ｏ-4,约占50%左右;其他有代表性键型是β-5、β-1、5-5等。 木质素的应用
1.1在土木工程中的应用
国内和前苏联等国开展了此方面的研究。源于非木本植物的工业木质素衍生物分子量相对较低,其中木糖成分含量高,适于用作水泥缓凝剂。卢今怡,郁维新等开展了将木素磺酸盐用于解决混凝土工程中
水泥的水化热问题的研究。
1.2在树脂粘合剂合成中的应用
木质素可用于制备酚—醛粘合剂,替代部分酚醛,同时改善粘合剂的性能。木质素用于酚—醛树脂粘合剂制备的方法可分为两类:直接法和改性法。直接法反应简单,但木质素取代酚醛量较少;而改性法中因改性木质素和其它树脂成分有较好的化学亲合性,木质素取代的酚醛量则增加,制得的木质素胶有较强的交联固化性。刘启明、徐长妍、卫民等将木质素直接用于酚—醛粘合剂的制备反应。木质素的改性方法有化学法和非化学法。化学改性方法主要有羟甲基化、酚羟基化、脱烷基化等;非化学法包括物理法(以超滤法为主),生物发酵等方法。王春鹏、赵临五等对比了木质素经羟甲基化和酚羟基化后再与酚醛反应制胶两条工艺路线,结果表明两种方法都可以增加木质素的替代量并改善了树脂粘合剂的性能,但后者效果更明显。国外开展了木质素经生物发酵处理后再用于粘合剂制备与应用的研究。木质素还作为甲醛捕捉剂直接掺入用于降低未反应甲醛的散发量。
1.3在分散剂和表面活性剂中的应用
木质素及其改性产品具有良好的分散性和表面活性并且无毒,可用于多个工业领域[14-17]:木素磺酸盐用作染料溶液的稳定剂、除虫杀菌剂的分散剂、粘土或固体燃料水悬浮液稳定剂、循环冷凝水的缓蚀阻垢剂等;在石油钻探中木素磺酸盐及改性产品被用于改善泥浆的流度和流变学性质;木素磺酸盐在石油三次开采中是常用的牺牲剂[18];木素磺酸盐还可用作石油、沥青、蜡等的乳化剂。 改善木素磺
酸盐表面活性常用的化学方法是在酸性介质中用空气氧化。与其它表面活性物质混配使用也是常用的改善木素磺酸盐表面活性的方法。
1.4在皮革鞣剂制备中的应用
木质素磺酸盐直接用于皮革鞣制效果不好。要经化学改性使木素改性产物具有合适的粒子半径分布、较好的水溶性并带上能与皮胶原蛋白活性基团反应的官能团,即可用于皮革的鞣制或复鞣。改性适宜的木素磺酸盐(复)鞣剂处理后的成革性能可以满足市场需求,并有助于减少制革污水中铬离子对环境的污染。主要改性方法有:木素磺酸与苯酚、甲醛缩合;木素磺酸与二羟甲基脲—酚磺酸缩合;木素磺酸与4,4’—二羟基二苯砜缩合;木素磺酸与双氰胺、甲醛缩合;木素磺酸与铝盐或铬盐形成铬合物后与磺化酚醛缩合。代表性产品有:拜耳公司的ＲｅｔｉｎｇａｎＲ6、前苏联的ддＡＭ-2-Ｃ、ＣпＣ、四川大学[19-21]研制的焦油酚—木素磺酸缩合物、橡碗改性木素磺酸盐鞣剂等。木素磺酸也可用于树脂的喷雾干燥以改善产品的电性和分散性。
1.5木质素的其它应用
碱木素能吸收紫外线,对光敏及氧敏农药有稳定作用,且具有无毒、能够生化降解、不残留污染物等优点,可用作农药缓释剂;改性木素可用作啤酒的非生物稳定剂;硫酸盐木素可用于制备优质粉状活性炭。木质素及其改性物还有其它用途:用于防晒护肤品生产、有机饲料生产、苗木促长、土壤改良、公路除尘、陶瓷加工、黑色金属冶炼等领域。 木质素分子结构、化学修饰、生化降解等研究是今后木质素利用研究的重要内容。随着基础理论研究的深入,应用技术的进步,
木质素必将得到充分利用。
2.酶促反应 2.1 普遍性
2.1.1、酶与一般催化剂一样，只催化热力学允许的化学反应； 2.1.2、可以加快化学反应的速度，而不改变反应的平衡点，即不改变反应的平衡常数；
2.1.3、作用机理都是降低反应的活化能；
2.1.4、在反应前后，酶没有质和量的改变，且微量的酶便可发挥巨大的催化作用。
2.2 特殊性
但是酶也具有不同于其他催化剂的特殊性。
在酶促反应中，酶作为高效催化剂，使得反应以极快的速度或在一般情况无法反应的条件下进行。
酶是生物体内进行各种化学反应最重要的物质。
2.3 特点
2.3.1酶促反应具有极高的效率 2.3.2酶促反应具有高度的特异性 2.3.3酶活性的可调节性 2.3.4酶活性的不稳定性
2.4 因素
温度、酸碱度、酶的浓度、被催化物质的浓度、抑制剂、激活剂、反应产物