CN114456400A - 一种从中药渣提取低分子量高纯度木质素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，主要步骤为：选择以氯化胆碱为氢键受体(HBA)，以多元醇、无机酸、羧酸等为氢键供体(HBD)，按照一定的物质的量之比配置成混合液，在一定温度下形成均一溶液，即得低共熔溶剂A；将低共熔溶剂A加入到中药渣B中，进行高温预处理提取木质素。本发明采用价格低廉无毒氯化胆碱为氢键受体，在较温和的条件下得到低共熔溶剂，在获得较高的木质素提取率的同时，可以较好的保留木质素结构和化学反应活性。本发明提供的方法中，木质素提取率高、分子量低、纯度高，提取成本低廉，污染小、效率高、反应易于控制且过程简单、实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及中药固废渣资源绿色利用领域，具体为从中药渣提取低分子量高纯度木质素的方法。
背景技术
我国作为中医药大国，中草药年生产量达7000多万吨，药材加工过程中产生的废弃物可达3500多万吨，所产生的大量中药渣是当今社会不可忽视的问题。废弃的中药固废物一般为植物的根、茎、叶等部位，蕴含丰富的木质纤维素。木质纤维素是目前最大的可再生资源，其蕴藏的储量和产量十分的丰富，具有广阔的应用前景，可以转化为各种产品，如化学品、生物基材料和能源。木质纤维素主要是由纤维素、半纤维素和木质素三种复杂聚合物成分组成的复杂结构。木质纤维素直接燃烧是一种最广泛利用的方式，虽然投资小，但是燃烧效率低，且产生大量的污染物，破坏了环境。因此木质纤维素的绿色利用受到了研究人员的重视。对中药固废物的综合利用不仅可以缓解环境压力，更是避免对中药资源的一种浪费。木质纤维素通过气化处理可得到小分子的可燃气体，或通过热化学反应将固态的木质纤维素进行液化处理，可转化为更高品位的液态燃料。其次，木质纤维素还可以添加适量的煤，在减小化石燃料使用的同时还降低了二氧化碳和氮氧化物的排放。除此之外，纤维素和半纤维素可以高效解聚为低聚糖和单糖，易于通过微生物发酵产生较高附加值的产品。
木质素是自然界中最丰富的芳香族可再生资源，占木质纤维素生物质质量的15％-35％，木质素作为赋予植物结构完整性的重要粘合剂，是一种由一系列C-O和C-C键(即β-O-4、β-β、β-5和β-1)结合的复杂和非均相天然聚合物。木质素聚合物主要由三种单体组成，分别是对香豆醇、松柏醇和芥子醇。来自不同植物的木质素由不同比例的单体构成。木质素因其官能团的复杂性和多元性而备受关注，近年来，越来越多高性能材料从木质素资源中开发出来，为木质素的高值化利用以及生物炼制开辟了新的设计思路。
木质素的组成和分子量根据其来源和提取方法的不同而不同。经过生物炼制的木质素具有异质结构，分子量分布较宽，这将严重影响其在材料中的潜在应用。由于在生物炼制的过程中往往使得木质素的结构进一步被破坏以及产生其他降解产物等，最终炼制得到木质素的纯度较低，较低的分子量分布和较高的纯度限制了木质素高值化利用。因此，开发一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
发明的目的是提供一种从中药渣提取低分子量高纯度木质素的方法，本发明采用价格低廉无毒的氯化胆碱为氢键受体，在较温和的条件下制备得到低共熔溶剂。提供的从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，在获得较高的木质素提取率的同时，可以较好的保留木质素结构和化学反应活性。本发明提供的方法木质素提取率高、分子量低、纯度高，提取成本低廉，污染小、效率高、反应易于控制且过程简单、实用性强。
一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，具体的合成及处理方法如下：
(1)低共熔溶剂A的合成
在一定的温度条件下，以氯化胆碱为氢键受体(HBA)，尿素、乙二醇、丙三醇、硫酸/氯化铁酸化的丙三醇、草酸、乳酸为氢键供体(HBD)，按照氢键受体与氢键供体以不同的物质的量之比混合，磁力搅拌一定时间，直至得到无色透明均相溶液，即为低共熔溶剂(DES)A。
(2)从中药渣中提取低分子量高纯度木质素
将中药渣B与低共熔溶剂A以按照一定的质量比在圆底烧瓶中混合，在一定温度下反应；待反应结束后采用水浴降温，向圆底烧瓶中加入一定量的醇类水溶液C稀释搅拌，过滤直至过滤所得滤液变为无色；将所得到滤液在一定的温度条件下旋蒸若干时间，所得旋蒸液加入一定质量的去离子水离心；用溶液D反复洗涤离心后的沉积木质素粗提物，并离心，此步骤重复若干次；最终将洗涤、离心得到的精提木质素进行冷冻干燥。
所述的一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂的中氯化胆碱为氢键供体(HBD)及多元醇、无机酸、羧酸等为氢键受体(HBA)合成不同PH值的低共熔溶剂A。所述预处理反应中进一步优选的低共熔溶剂为氯化胆碱：乳酸，其物质的量之比为1:2-1:20；
进一步优选的，以甘草渣和人参渣为例其优选的物质的量之比：1:6；
进一步优选的，以杜仲渣为例其优选的物质的量之比为1:10；
所述的一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述的中药渣为甘草渣、厚朴渣、杜仲渣、连翘渣、人参渣、黄芪渣、地黄渣、五味子渣、合欢渣、杜仲渣；所述的中药渣原料的颗粒均为20—60目；
所述的一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，采用机械搅拌器搅拌速度为50r/min-1000r/min；预处理反应的温度为60℃-200℃；水浴降温并最终降温到30℃-80℃；在进行预处理反应中药渣与低共熔溶剂的固液质量比为1:4-1:20，即加入2g的中药渣、8g-40g的低共熔溶剂；
所述的一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述预处理反应的时间为3h-36h；
进一步优选的，以甘草渣和人参渣为例其优选的最佳反应时间为15h；
进一步优选的，以杜仲渣为例其优选的最佳反应时间为24h；
所述的一种低共熔溶剂从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述在抽滤洗涤的过程中所用溶液C采用无水乙醇：去离子水(v乙醇:v去离子水)＝1:1-1:10直至得到的滤液无色澄清为止，用量为60mL-300mL；
所述的一种低共熔溶剂从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述在旋蒸过程中温度为20℃-60℃；所述在旋蒸过程中时间为5min-50min；预处理液：去离子水(m预处理液:m去离子水)＝1:6-1:20，即每支离心管需加入3g的预处理液，18g-60g的去离子水；
所述的一种低共熔溶剂从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述在离心过程中所用的离心速度为6000r/min-14000r/min，离心温度为4℃-25℃；
所述的一种低共熔溶剂从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述在离心洗涤木质素粗提物过程中所用的溶液D为无水乙醇：去离子水(v乙醇:v去离子水)＝1:2-1:12,每次洗涤用20-100mL,洗涤3-5次。
本发明具有以下优点：
(1)通过低共熔溶剂对木质素-碳水化合物(L-CC)化学键准确切割，不对纤维素和半纤维素本身的化学结构破坏，低共熔溶剂对木质素具有选择性溶解进而使预处理提取的木质素纯度高。
(2)通过条件控制(物质的量之比、反应时间)可以实现木质素醚键的断裂，降低木质素的分子量分布，有利于木质素的高值化利用。
(3)由于氯化胆碱：乳酸体系是水溶性和醇溶性物质，在木质素的洗涤、离心过程中，氯化胆碱和乳酸完全溶解在上层清液中，得到的木质素样品盐含量低。
附图说明
构成本公开一部分的说明书附图用来提供本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是通过实施例1的预处理实验得到的氯化胆碱：乳酸不同物质的量之比木质素提取率示意图。
图2是通过实施例2的预处理实验得到的三种不同中药渣分别在其对应的最适宜低共熔溶剂在不同反应时间木质素提取率示意图。
表1通过实施例2提取得到的木质素的纯度和分子量分布示意表
以下实施例中所采用的分析方法如下：
木质素的提取率：
E1——木质素的提取率，％
mL——低共熔溶剂提取中药渣中木质素的质量，g
α——中药渣中木质素的含量，％
m0——预处理取用中药渣的绝干质量，g
低共熔溶剂提取木质素的纯度：
E2——低共熔溶剂提取木质素的纯度，％
mL——低共熔溶剂提取木质素的质量，g
m1——低共熔溶剂提取木质素中酸不溶性木质素的质量，g
m2——低共熔溶剂提取木质素中酸溶性木质素的质量，g
具体实施方式
为了进一步阐述本发明，下面通过一些具体的实施例进行描述，并结合具体的操作过程来说明本发明的一些实现方法。
实施例1
低共熔溶剂的制备：在一定的温度条件下，将作为氢键受体(HBA)的氯化胆碱与作为氢键供体(HBD)的尿素、乙二醇、丙三醇、硫酸/氯化铁酸化的丙三醇、草酸、乳酸，按照氢键受体：氢键供体不同的物质的量比混合，磁力搅拌一定时间，直至得到无色透明均相溶液，即为低共熔溶剂(DES)。
从中药渣中提取低分子量高纯度木质素：将2g的甘草渣和20g的低共熔溶剂加入到100mL单口圆底烧瓶中，在常温下机械搅拌30min使得药渣与低共熔溶剂充分接触随后把搅拌搅拌速度调节到150r/min在120℃的条件下预处理3h。反应结束后冷水浴降温；先加入90mL乙醇水溶液(v:v＝1:1)搅拌，用100mL的G3砂芯漏斗进行抽滤实现固液分离；固液分离过程中继续加入乙醇和水的混合溶液洗涤(v:v＝1:1)直至滤液无色澄清为止；将得到的滤液在50℃的温度条件下旋蒸30min，在50mL的离心管中滴加3g预处理液之后加入24g的去离子水在14000r/min的转速下25℃的条件下离心10min；收集得到的木质素加入20mL的乙醇水溶液(v:v＝1:9)洗涤10min并重复三次；收集洗涤好的木质素进行冷冻干燥。
实施例2
低共熔溶剂的制备：将作为氢键受体(HBA)的氯化胆碱与作为氢键供体(HBD)的乳酸，按照氢键受体：氢键供体不同的物质的量比(1:2-1:10)混合，磁力搅拌一定时间，直至得到无色透明均相溶液，即为低共熔溶剂(DES)。
从中药渣中提取低分子量高纯度木质素：将2g的人参渣和20g的低共熔溶剂加入到100mL单口圆底烧瓶中，在常温下机械搅拌30min使得药渣与低共熔溶剂充分接触，随后把搅拌搅拌速度调节到150r/min在120℃的条件下预处理3h，反应结束后冷水浴降温；先加入90mL乙醇水溶液(v:v＝1:1)搅拌，用100mL的G3砂芯漏斗进行抽滤实现固液分离；固液分离过程中继续加入乙醇和水的混合溶液洗涤(v:v＝1:1)直至滤液无色澄清为止；将得到的滤液在50℃的温度条件下旋蒸30min，在50mL的离心管中滴加3g预处理液之后加入24g的去离子水在14000r/min的转速、25℃的温度条件下离心10min；收集得到的木质素加入20mL的乙醇水溶液(v:v＝1:9)洗涤10min后离心，该步骤重复三次；收集洗涤好的木质素进行冷冻干燥。
图1是通过实施例1的预处理实验得到的氯化胆碱：乳酸不同物质的量之比木质素提取率示意图。
实施例3
低共熔溶剂的制备：将作为氢键受体(HBA)的氯化胆碱与作为氢键供体(HBD)的乳酸，按照氢键受体：氢键供体分别以不同的物质的量比(1:2、1:10)混合，磁力搅拌一定时间，直至得到无色透明均相溶液，即为低共熔溶剂(DES)。
从中药渣中提取低分子量高纯度木质素：将2g的杜仲渣和20g的低共熔溶剂加入到100mL单口圆底烧瓶中，在常温下机械搅拌30min使得药渣与低共熔溶剂充分接触，随后把搅拌搅拌速度调节到150r/min在120℃的条件下预处理3h-36h，反应结束后冷水浴降温；先加入90mL溶液C(v无水乙醇:v去离子水＝1:1)搅拌，用100mL的G3砂芯漏斗进行抽滤实现固液分离；固液分离过程中继续加入溶液C洗涤(v无水乙醇:v去离子水＝1:1)直至滤液无色澄清为止；将得到的滤液在50℃的温度条件下旋蒸30min，在50mL的离心管中滴加3g预处理液、24g的去离子水在14000r/min的转速、25℃的温度条件下离心10min；收集得到的木质素加入20mL的溶液D(v无水乙醇:v去离子水＝1:9)洗涤10min后离心，该步骤重复三次；收集洗涤好的木质素进行冷冻干燥。
图2是通过实施例2的预处理实验得到的三种不同中药渣分别在其对应的最适宜的低共熔溶剂在不同反应时间木质素提取率示意图。
Claims (9)
1.一种从中药渣提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，具体的合成及处理方法如下：
(1)低共熔溶剂A的合成
在一定的温度条件下，以氯化胆碱为氢键受体(HBA)，尿素、乙二醇、丙三醇、硫酸/氯化铁酸化的丙三醇、草酸、乳酸为氢键供体(HBD)，按照氢键受体与氢键供体以不同的物质的量之比混合，磁力搅拌一定时间，直至得到无色透明均相溶液，即为低共熔溶剂(DES)A。
(2)从中药渣中提取低分子量高纯度木质素
将中药渣B与低共熔溶剂A以按照一定的质量比在圆底烧瓶中混合，在一定温度下反应；待反应结束后采用水浴降温，向圆底烧瓶中加入一定量的醇类水溶液C稀释搅拌，过滤直至过滤所得滤液变为无色；将所得到滤液在一定的温度条件下旋蒸若干时间，所得旋蒸液加入一定质量的去离子水离心；用溶液D反复洗涤离心后的沉积木质素粗提物，并离心，此步骤重复若干次；最终将洗涤、离心得到的精提木质素进行冷冻干燥。
2.如权利要求1所述的一种从中药渣提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂的中氯化胆碱为氢键供体(HBD)及多元醇、无机酸、羧酸等为氢键受体(HBA)合成不同PH值的低共熔溶剂A。所述预处理反应中进一步优选的低共熔溶剂为氯化胆碱：乳酸，其物质的量之比为1:2-1:20；
进一步优选的，以甘草渣和人参渣为例其优选的物质的量之比为1:6；
进一步优选的，以杜仲渣为例其优选的物质的量之比为1:10。
3.如权利要求1所述的一种从中药渣提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述的中药渣为甘草渣、厚朴渣、杜仲渣、连翘渣、人参渣、黄芪渣、地黄渣、五味子渣、合欢渣、杜仲渣；所述的中药渣原料的颗粒均为20—60目。
4.如权利要求1所述的一种从中药渣提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，采用机械搅拌器搅拌速度为50r/min-1000r/min；预处理反应的温度为60℃-200℃；水浴降温并最终降温到30℃-80℃；在进行预处理反应中，药渣与低共熔溶剂的固液质量比为1:4-1:20，即加入2g的中药渣、8g-40g的低共熔溶剂。
5.如权利要求1所述的一种从中药渣提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述预处理反应的时间为3h-36h；
进一步优选的，以甘草渣和人参渣为例其优选的最佳反应时间为15h；
进一步优选的，以杜仲渣为例其优选的最佳反应时间为24h。
6.如权利要求1所述的一种低共熔溶剂从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述在抽滤洗涤的过程中所用溶液C采用无水乙醇：去离子水(v乙醇:v去离子水)＝1:1-1:10直至得到的滤液无色澄清为止，用量为60mL-300mL。
7.如权利要求1所述的一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述在旋蒸过程中温度为20℃-60℃；所述在旋蒸过程中时间为5min-50min；预处理液：去离子水(m预处理液:m去离子水)＝1:6-1:20，即每支离心管需加入3g的预处理液，18g-60g的去离子水。
8.如权利要求1所述的一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述在离心过程中所用的离心速度为6000r/min-14000r/min，离心温度为4℃-25℃。
9.如权利要求1所述的一种从中药渣中提取低分子量高纯度木质素的方法，其特征在于，所述在离心洗涤木质素粗提物过程中所用的溶液D为无水乙醇：去离子水(v乙醇:v去离子水)＝1:2-1:12,每次洗涤用20-100mL,洗涤3-5次。
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|---|---|---|---|---|
| CN115232176A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-25 | 华南理工大学 | 一种利用三元低共熔溶剂提取木质素的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108299517A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-20 | 齐鲁工业大学 | 一种从生物质中提取低分子量木质素的方法 |
| CN112144309A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-12-29 | 北京林业大学 | 一种木质纤维主要组分清洁分离的方法 |
| CN112851977A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 大连工业大学 | 一种木质素纳米颗粒及其制备方法和应用 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108299517A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-20 | 齐鲁工业大学 | 一种从生物质中提取低分子量木质素的方法 |
| CN112144309A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-12-29 | 北京林业大学 | 一种木质纤维主要组分清洁分离的方法 |
| CN112851977A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 大连工业大学 | 一种木质素纳米颗粒及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| XINQUAN LIANG 等: ""Structure-property-performance relationships of lactic acid-based deep"", 《BIORESOURCE TECHNOLOGY 》 * |
| 宋振龙 等: ""氯化胆碱/对香豆酸低共熔溶剂预处理中药渣"", 《太阳能学报》 * |
| 王继龙等: "低共熔溶剂在中药领域的应用研究进展", 《中草药》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115232176A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-25 | 华南理工大学 | 一种利用三元低共熔溶剂提取木质素的方法 |
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