木质素木材抽提物 - 木质素木材抽提物
木质素提取方法
木质素提取方法
相对简易方法
方法一酶水解法：
1,丙酮抽提干燥,研磨；2 10g物料，500ml锥形瓶中加入200ml 醋酸/醋酸钠缓冲液和5g纤维素酶，40度恒温水浴震荡48h；3 酶水解后，离心分离，pH为2.0的酸性去离子水冲洗酶解粗木素，离心分离，如此重复2-3次，洗涤后真空冷冻，获得粗木质素；4 准确称取5g(绝干)干燥后的酶解粗木素，放入250ml三口烧瓶中，加入100ml 酸性二氧六环/水混合液，充分振荡使其混合均匀。
在80-90度环境（油浴）氮气气氛回流和抽提2h；5 静置过滤，用二氧六环/水混合液洗涤，收集滤液；6 滤液中和，旋转蒸发浓缩；7 浓缩液加入大量酸性去离子水（ph=2）；8 沉淀的木质素，洗涤，干燥，最后正己烷洗涤去除残留抽出物。
方法二磨木质素
1、室温脱脂(用体积比为2:1的苯一乙醇提取7h)后干燥;
2、将木粉放在振动球磨中,在干燥状态或者悬浮于甲苯一类的非润涨性溶媒中,磨
碎48h或更长时间,以破坏木材的细胞构造;
3、用二氧己环和水(9:l)提取数次(48h),抽提液(加入少量苯,使含糖物质沉淀)
经浓缩(旋转蒸发器),再40度干燥,可得占原料中木质素50一70%的粗磨木木质素;
4、将粗磨木木质素溶于90%的醋酸中,再注入水中沉淀,经干燥而制得磨木木质素;
5、为了进一步精制,将其溶解于l,2一二氯乙烷和乙醇(2:l)的混合液中,再注入乙
醚中使其沉淀,之后洗涤、干燥。
最终磨木木质素的得率为原料木质素的20一25%。
一种从桉木中分离提取木质素的方法
一种从桉木中分离提取木质素的方法
桉木质素提取方法：
1. 将桉木原料经切片、粉碎等步骤预处理后，放入搅拌机进行混合，
调入足量的水分和酸碱溶液。
2. 用高压水触发机将木材经加压、湿热的方式淬灭，使木材中细胞壁
受挤压、溶解，释放质素。
3. 将淬灭后的木材放入酶液中，采用酶分解法进行木质素提取，利用
一定程度的酸性和酶分解有机物中的木质素，并分离提取。
4. 将提取的木质素进行沉淀，利用沉淀水中清除形成的杂质，使木质
素获得高纯度。
5. 将木质素提取物经过织布过滤、滤压等方法去掉杂质，对其中的有
机物进行大量消除，经烘乾处理后可直接使用。
以上就是从桉木中提取木质素的方法，以提取高纯度的木质素为目的，可协助生物降解建筑垃圾，是现在很流行的一种常见的环保材料。
除
了木材淬灭、酶分解技术之外，还可采用溶剂萃取法淬灭材料，为木
质素的提取提供新的技术支持，提升绿色环保能力。
生物质材料-第七章木质素
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六）、磨木木素（MWL）
1、特点：最接近原本木素
2、制备：无酯试料振动球磨机（48h以上）→离心机离心分
离→有机溶剂（二氧六环/水=9/1）抽提→粗木素溶于醋酸中 木素沉淀→ 离心分离→干燥→有机溶剂（二氯乙烷/乙醇 =2/1）抽提→溶液部分加入乙醚→木素沉淀（MWL）
这种方法可以作为一种无污染制浆方法来研究，其中 溶剂进行回收，一般采用的有机溶剂有：甲醇、 乙醇、 己二胺
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②水溶助溶木素 原理：木素本不溶于水，在水中加入适量的助溶剂使木素 可溶于水 烷基磺酸盐 助溶剂 苯甲酸盐 木素沉淀 40-50% 与原料共煮 稀释
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2、酸溶木素的测定
根据国标GB/T 10337-89测定。收集Klason法G3玻沙漏斗 过滤后的滤液，用3%的H2SO4定容至250mL，将试验样品溶 液放入吸收池中，以3%的硫酸溶液作参比，用紫外分光光 计在波长205nm处测量其吸收值。如果试验样品溶液的吸收 值大于0.7，则用3%的硫酸溶液稀释滤液，以便得到0.2～0.7 吸收值，并用此稀释后的滤液作为试验样品溶液进行吸收值 测定。 酸溶木素含量B以每1L中的质量（克）表示：
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1、木素的碱性硝基苯氧化
分离木素
硝基苯 180℃ 2MNaOH 2h 溶解 色谱法 针：香草醛 少量对羟基苯甲醛 少量苯甲醛 对羟基苯甲醛
木质素提取及应用
可建造优良的混凝土结构。目前国内用黑液木质素制减水剂的方法有3种： (1)·化学改性法，即在木质素中引人或改变其活性基团，使其与单体接枝共聚； (2)·复配法，即通过机械混合方法，将不同的物质或外加剂均匀地混合为一整 体； (3)·联合法，即采用化学改性和复配相结合的方法。通过这些方法制得的减水 剂均具有较高的减水性和良好的透气度，且对水泥的凝固无不良影响。
青衣2011.08.29
3.4 木质素在高分子材料中的应用
3.4.1 橡胶补强剂 木质素由于分子间存在着较强的氢键，在橡胶中可以以类似于炭黑的颗粒
存在，木质素中的羟基可与橡胶中的电子云形成氢键，从而表现出良好的补强 能力。目前，通过适当的改性方法和加工工艺，木质素在丁腈橡胶、天然橡胶 等许多橡胶中都已达到或明显超过了炭黑的补强水平。在实际应用中也证明由 木质素补强的外胎其耐磨性能比用碳黑补强的标准轮胎提高了15％，且能增加 轮胎中帘线与橡胶之间粘合的稳定性。 3.4.2 聚烯烃及橡胶的填料
将碱法造纸黑液浓缩至固体含量(质量分数)为35％左右，与甲醛、苯酚 和亚硫酸钠按一定质量比混合，在一定温度下反应一定时间后，以低于60*(2 的温度干燥、研磨，可制得通用型钻井泥浆降滤失剂，再与适量六次甲基四胺 复配，制得性能较优的降滤失剂，具有抗钙、抗盐和耐高温盼I生能。
青衣2011.08.29
3.3 木质素在水泥及混凝土工业中的应用
来自制浆黑液的硫酸盐木质素含有少量的糖类、蛋白质、脂肪及钙、铁、 锌、锰等为动物代谢所必须的营养元素，因此可用作动物饲料添加剂。培养食 用菌时其生长过程中需要碳源，在化学制浆过程中木质素的一些化学键被打开， 因此黑液中的木质素有利于食用菌的吸收。
南林考研木材学名词解释
1.显心材树种：木材心、边材材色有明显区别的。
2.隐心材树种：木材心、边材材色无明显区别，但心、边材含水率有差异的。
3.辐射孔材：早晚材管孔大小无显著差异（散孔材），管孔分布不均匀，呈辐射状排列。
4.径列复管孔：2至数个管孔相邻形成径向排列，除两端的管孔呈圆形外，中间一部分的管孔呈扁平状。
5.纹孔室：邻近纹孔膜较宽部分的纹孔腔称纹孔室。
6.纹孔腔：纹孔中纹孔膜至细胞腔的全部空间。
7.纹孔缘：具缘纹孔处的次生壁凸出呈拱形的部分称为纹孔缘。
8.纹孔口内含：纹孔内口的外缘不超过纹孔环，称纹孔口内含。
9.胞间道：指不定长的细胞间隙，通常储藏着由泌脂细胞和泌胶细胞分泌的树脂或树胶。
10.胞间隙：木材细胞不能紧密排列时，形成的细胞间隙。
11.树脂管胞：细胞腔内含有树脂的管胞。
12.树脂细胞：针叶材中的轴向薄壁细胞。
13.胶质木纤维：木纤维壁层结构中均具有未木质化的胶质层，故称为胶质木纤维。
14.受压木管胞：管胞断面呈圆形，胞间隙增加，胞壁具螺纹裂隙。
15.射线管胞：针叶材松科某些属中的厚壁射线细胞。
16.环管管胞：阔叶材中形状不规则而短小的管胞，侧壁有具缘纹孔。
常围绕于大导管的周围与木纤维之间。
17.导管状管胞：阔叶材中其形状，排列很像一种比较原始而构造不完全的导管。
但它不具穿孔，侧壁常有具缘纹孔，螺纹加厚。
18.聚合木射线：在多列木射线中夹杂木纤维或导管的木射线。
19.栎木型木射线：具单列木射线和极宽木射线，且两者区分明显。
20.表面束缚水：是以氢键力束缚在木材吸着位置上的，含水率0~6%。
21.被束缚水：是在表面束缚水上通过分子吸引力承接着的吸着水，含水率6~15%。
22.木材蠕变：在恒定应力下，木材应变随时间增长而增加的现象。
23.应力松驰：木材承受静荷载后，在应变为常数的情况下，应力随时间增长而递减的现象。
24.闭塞纹孔：针叶材的具缘纹孔，由于相邻细胞不均衡的压力，致使纹孔塞侧向位移，从而将一个纹孔口堵住，呈闭塞状态的纹孔称为闭塞纹孔。
木材学(6.4.2)--木材化学
第六章 木材化学木材的主要化学成分：木材主要化学成分是构成木材细胞壁和胞间层的物质，由纤维素、半纤维素和木质素三种高分子化合物组成，一般占木材总量的90%以上。
纤维素：纤维素是由环式吡喃型D—葡萄糖基在1,4位置通过β—苷键联结而成的一种链状高分子化合物。
木材的抽提物：木材的少量化学成分是一组不构成细胞壁、胞间层的游离的低分子化合物，可被极性和非极性有机溶剂、水蒸汽或水提取，所以称抽提物或浸出物。
纤维素：不溶于水的均一聚糖。
它是由D-葡萄糖基构成的直链状高分子化合物。
以微纤维的形态存在于木材细胞壁中，有较高的结晶度，使其具有较高的强度，因此被称为细胞壁的骨架结构半纤维素：除纤维素和果 胶以外的植物细胞壁聚糖，半纤维素是两种或两种以上单糖组成的不均一聚糖，分子量较低，聚合度小，大多数有支链。
半纤维素是无定形物质，分布在微纤维之中，称为填充物质。
木质素：一种天然的高分子聚合物，由苯基丙烷结构单元通过醚键和碳碳—键连接而成、具有三维结构的芳香族高分子化合物。
木质素是无定形物质，包围在微纤维之间，是纤维与纤维之间形成胞间层的主要物质，称为结壳物质。
抽提物：木材的少量化学成分是一组不构成细胞壁、胞间层的游离的低分子化合物，可被极性和非极性有机溶剂、水蒸汽或水提取，所以称抽提物或浸出物木质素的分离方法：将植物中木质素以外的成分溶解除去，而木质素作为不溶性成分被过滤分离出来；将木质素作为可溶性成分溶解，纤维素等其他成分不溶解进行分离。
木质素的结构单元：苯丙烷作为木质素的主体结构单元，共有三种基本结构，即愈疮木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构。
木质素的官能团：甲氧基；羟基；羰基；羧基。
纤维素的化学结构：纤维素是由环式吡喃型D-葡萄糖基在1,4位置通过β-苷键联结而成的链状高分子化合物。
纤维素的物理结构：纤维素大分子链之间的结合：包括分子间力（范德瓦耳斯力）和氢键力两种结合形式。
吸湿机理：纤维素在无定形区(非结晶区)分子链的游离态羟基为极性基团，易于吸附极性水分子，与其形成氢键结合，这是纤维素具有吸湿性的内在原因。
3.木材抽提物
3.2生物活性与药用价值
松香酸广泛存在于松稿等植物的松脂 中 松香酸和四氢松香酸及其盐类均有 很强的抗菌性．可有效批制链球属细 菌的活性。对皮肤无刺激，本身有表 面活性．在皮肤上附着力强。脂肪酸 中亚油酸．亚麻酸等不饱和脂肪酸具 有降压作用．是很多中、西药的有效 成分。
3.2生物活性与药用价值
桦皮脑(betulin)和桦皮酸(betulinic acid) 是羽扇烷在术材中的代表性成分。拌 皮脑及拌皮酸甲酯等分布于自桦六材 中，桦皮酸分布于桦科、仙人掌科、 柿科、杜鹃花科、金丝桃科、悬铃木 科、玄参科等。能够驱赶虫害。
完
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3.2.1生物活性 是指能引起细胞正常机理发生改变的 能力。木材抽提物就是含有生物活性 的一类物质。它使木材具有较高的天 然耐久性，对腐菌、白蚁等危害木材 的生物具有抵抗能力。
3.2生物活性与药用价值
3.2.2药用价值 药物成分崮醇为甾类(steroid)化合物的 一种，可以从松木浮油和松针等不皂 化物丰分离和提取 谷甾醇、二氢谷甾 醇是重要的药物原料．有明显的消炎 性，可用于治疗皮肤溃疡和艮肤肿 瘤．有抗氧性．与维生素类营养物质 配伍用入护肤品中．有调理作用。
3.2生物活性与药用价值
高良姜黄素为5．7二羟基黄酮醇．在 红松木材中少量存在 体外试验表 明．高良姜黄素对溶血性链球菌、炭 疽杆菌、金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌 均有抑制作用．可用作食品、药品和 化妆品中的抗氧化自由基。
木质素来源及其性质
剂抽提。如：Brauns木素、纤维素分解酶木素、
Björkman木素、二氧六环木素等。这种方法往往
不能得到木素量的全部。
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• 制备过程：
1. Klason木素（硫酸木素 ）
剂抽提物，然后将木粉在72%H2SO4、温度18~20℃条件
• 木粉首先用苯-醇混合液抽提6h，以除去木粉中的有机溶
• Brauns木素可被苯-醇溶液抽提出来，所以Klason木素中
不含Brauns木素。
3. Björkman—磨木木素
• 20目的木粉经有机溶剂抽提后，放在Lampén磨中磨 48hr、再在振动球磨中磨48hr，磨料介质采用甲苯（因 木素、纤维素和半纤维素在甲苯中不发生润胀），经细磨 后，用含少量水的二氧六环进行抽提，然后把溶剂蒸发， 把木素溶于醋酸水溶液中，再在水中沉淀、干燥，又溶于 二氯乙烷-乙醇（体积比2:1）中，在乙醚中沉淀、洗涤、 干燥，这样分离出的木素称为“磨木木素”。
• 根据制浆工艺中使用的蒸煮剂不同可以分为两大
类：
1 碱木素
• 来自于烧碱法或硫酸盐化学制浆过程。木素通过 强碱处理，醚键断裂产生较小的碎片，溶解在碱 性溶液中，由于在反应过程中产生了大量的酚羟 基，在碱性条件下这些基团又以阴离子形式存在， 因而增加了副反应，黑液中碱木素的结构变化较
大。碱木素可水溶于碱性介质，具有较低的硫含
木质素的来源及其性质
一、木素的实验室分离方法
• 可分为两类 • 第一类：木素作为残渣而分离 将无抽提物木材经水解除去聚糖（纤维素 、半纤维素），木素则以不溶性残渣分离
出来。如：硫酸木素、盐酸木素。这种方
法分离的木素其结构已发生了变化。
• 第二类：木素被溶解而分离 选用与木素不起反应溶剂将木材中的木素抽提出 来或将木素转变成可溶性的衍生物，再用适当溶
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5.4 木质素
（5）木质素的化学性质
➢接枝共聚反应:木质素的酚羟基能与环氧烷烃或 氯乙醇反应，产物具有较高的胶合强度和优良的 耐水煮沸性能。
➢木质素与烯类单体在催化剂作用下发生接枝共聚 反应，已经研究了木质素或木质素磺酸盐与丙烯 酰胺、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯 睛的接枝共聚反应。
5.4 木质素
（2）木质素的分离
②木质素被溶出而分离的方法
➢采用有机溶剂和无机溶剂进行。 ➢用乙醇、醋酸、二氧六环和酚等有机溶剂在酸性条件
下分离木质素； ➢用氢氧化钠、硫化钠、亚硫酸钠等无机溶剂分离木质
素，典型例子是造纸的制浆过程。
5.4 木质素
（4）木质素的物理性质
➢颜色:原本白色或近无色；分离、制备过程呈现颜色， 通常浅黄褐色到深褐色
5.4 木质素
（5）木质素的化学性质
➢光降解反应:木材表面的光降解引起木材品质的 劣化。当用波长小于385nm的光线照射时，木 质素的颜色会变深。木材随时间而颜色变深，主 要是木质素造成的。
5.4 木质素
（5）木质素的化学性质
➢氯化反应:氯易与木质素反应，木质素氯化后， 易溶于碱液中。生产中用氯化法生产纸浆和氯 化漂白纸浆，在实验室可制备综纤维素。
➢软化→热磨纤维分离、木材弯曲和人造板胶合
5.4 木质素
（5）木质素的化学性质
➢显色反应:发色基团(与苯环共轭的羰基、羧基和烯) 助色基团(酚羟基和醇羟基)
❖颜色反应可作为鉴定木材组织中或机械纸浆中有无木质 素存在的依据。
❖用摩尔氏反应来区别针、阔叶树材：1%高锰酸钾溶液 处理5min，水洗后3%盐酸处理，再水洗，最后放入浓 氨溶液中观察，针叶树材显黄色，阔叶树材显红色。
5.5 木材的抽提物
（1）木材抽提物的化学组成
木材抽提物化学组成复杂，经鉴定，有近800种化 合物存在于木材抽提物中，主要有：
1）脂肪族化合物 包括饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸 、脂肪、蜡、低聚糖、果胶质、淀粉、蛋白质。
2）萜烯及萜烯类化合物 包括单萜(松节油)、倍半萜 、树脂酸、植物甾醇等。
3）芳香族化合物 包括黄酮类化合物、单宁、芪。
➢相对密度:1.35-1.50g/cm3 ➢燃烧热:燃烧热值较高，约110kJ/g ➢溶解度:酚羟基和醇羟基的存在，使木质素能在浓的强
碱溶液中溶解；碱木质素可溶于稀碱或中性的极性溶 剂中；木质素磺酸盐可溶于水中，形成胶体溶液
5.4 木质素
（4）木质素的物理性质
➢玻璃态转变温度:干燥状态,130~190℃；吸湿 状态,70~130℃
OCH3 OH
紫丁香基丙烷 （S）
OH
对羟苯基丙烷 （H）
5.4 木质素
（1）木质素的结构
➢ 木质素的结构单元（木质素的先驱体）按照连 续脱氢聚合作用机理，用几种形式相互无规则地 连接起来，形成一个三维网状的聚酚化合物。 ➢ 木质素不能像纤维素等有规则天然聚合物可用 化学式来表示，木质素的结构是按测定结果平均 出来的假定分子结构模型。
5.4 木质素
（2）木质素的分离
①木质素作为不溶性成分而分离的方法
➢木材的纤维素和半纤维素的酸水解、氧化降解或络合 溶解，木质素作为水解残渣被分离。 ➢所得的硫酸木质素、盐酸木质素、铜氨木质素和高碘 酸盐木质素与天然木质素相比，结构已发生了很大的变 化，因为分离过程中发生高分子的解聚和缩合反应。 ➢硫酸木质素（Klason木质素）是测定木质素含量的直 接可靠方法。
5.4 木质素(lignin)
在木本植物中，木质素含量为20%~35%，在 草本植物中为15%~25%。
木质素是一种天然的高分子聚合物，主要存在于 木质化植物的细胞壁中，强化植物组织，其化学结 构是苯丙烷类结构单元组成的复杂多酚类高分子化 合物，含有多种活性官能团。
5.4 木质素
（1）木质素的结构
（2）木材抽提物的影响
➢ 对木材气味、滋味的影响
挥发物质→气味 未挥发物质→滋味 香味：檀香木可作檀香扇(白檀精) 樟脑味：香樟木，防腐、防虫蛀 臭味：少数热带材，如爪哇吉贝树 苦味：苦木(苦木素) 辣味：檫木
➢木质素的基本结构单元是苯丙烷，苯环上具有 甲氧基。 如云杉C9H8.82O2.27(OCH3)0.95 桦木C9H9.05O2.77(OCH3)1.58
5.4 木质素
（1）木质素的结构
➢ 苯丙烷作为木质素的主体结构单元，有三种基
本结构：
C
C
C
OH
愈疮木基丙烷 （G）
H3CO
5.4 木质素
（5）木质素的化学性质
➢氧化反应:在空气中与氧发生化学反应，形成发 色基团，使木材材色变深。在碱性介质中， H2O2能够氧化木质素侧链的羰基结构和醌型结 构，破坏木质素的发色基团，达到漂白目的。
5.4 木质素
（5）木质素的化学性质
➢水解反应:木质素的水解在造纸制浆过程中是一 个重要的反应，通过各种方式的碱性水解，使 木质素结构单元之间的连接断裂并使之溶解出 来，从而可以与纤维素分离。
5.5 木材的抽提物
抽提物：是一组不构成细胞壁、胞间层的游离的 低分子化合物，可被极性和非极性有机溶剂、水蒸 汽或水提取，所以称抽提物或浸出物。一般约占绝 干木材的2%~5%。
木材抽提物种类繁多，因树木的种类不同而差异 很大，有些抽提物是各科、属、亚属等特有的化学 成分，可作为某一特定树种分类的化学依据。
云 杉 木 质 素 的 结 构 示 意 图
水 青 冈 木 质 素 的 结 构 示 意 图
5.4 木质素
（1）木质素的结构 ➢针叶树木质素以愈疮木基结构单元为主，紫丁香 基结构单元和对羟苯基结构单元极少。 ➢阔叶树木质素以紫丁香基结构单元和愈创木基结 构单元为主，含有少量的对羟苯基结构单元。 ➢草类木质素与阔叶树木质素结构单元组成相似。 ➢结构单元之间的连接方式主要是醚键。
5.5 木材的抽提物
（2）木材抽提物的影响
➢ 对木材颜色的影响
木材颜色与细胞腔、细胞壁内填充或沉积的多种 抽提物有关。
心材颜色往往比边材深，在于分布于心材中的抽 提物明显高于边材的缘故。 ➢ 紫檀心材中含有紫檀香色素，其心材显红色 ➢ 红木中含有洋红色的苏木精色素，使红木呈红色
5.5 木材的抽提物