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基于低共熔溶剂体系的竹纳米木质纤维素制备及性能研究

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中国科学:化学 2025年第1期55卷 267-276页

作者：苗国华葛芳含陈胜许凤林木资源高效生产全国重点实验室生物质化学北京市重点实验室北京林业大学北京100083

本研究通过构建四种基于乳酸(lactic acid,LA)的低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DES)体系(DES1:2-巯基丙酸/LA;DES2:3-巯基丙酸/LA;DES3:L-丙氨酸/LA;DES4:L-半胱氨酸/LA),系统研究了DES中官能团类型(-OH、-NH_(2)和-SH)及其位阻效应对毛竹预处理的影响以及纳米木质纤维素(lignocellulosic nanofibers,LCNF)制备的机理.结果表明,含有-SH官能团的DES1、DES2和DES4体系在预处理中表现出更优异的解构能力,显著提高了木质素和半纤维素去除率,并有效保留了纤维素.其中,DES4体系由于L-半胱氨酸中-NH_(2)和-SH官能团的协同作用,预处理效果最佳,LCNF得率最高,热稳定性最优,且LCNF悬浮液展现出良好的分散性和稳定性.相比之下,DES3体系由于-NH_(2)官能团的碱性特性降低了体系酸度,预处理能力较弱,LCNF得率低、性能较差.此外,通过分子动力学模拟揭示了DES体系的氢键性能(包括氢键数量、键角和键长)和纤维素与预处理体系间的相互作用能以及扩散系数之间的微观作用机制,进一步解释了不同DES体系预处理效果的差异.

关键词：低共熔溶剂毛竹预处理纳米木质纤维素乳酸

三元低共熔溶剂预处理对龙竹酶解糖化和乙醇发酵的影响

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林业工程学报 2025年第1期10卷 86-96页

作者：曹静刘昭明杨海艳史正军王大伟石纯杨静西南林业大学材料与化学工程学院昆明650224 云南省高校特色林木生物质资源化学利用重点实验室西南林业大学昆明650224

笔者以滇产龙竹为原料,通过对其进行三乙基苄基氯化铵/草酸(TEBAC/OA)二元低共熔溶剂(DES)和TEBAC/OA/H_(2)O三元DES预处理,以预处理底物的酶解糖化效率和乙醇发酵浓度作为预处理性能的评价指标,并对比分析预处理前后龙竹和再生木质素... 详细信息

笔者以滇产龙竹为原料,通过对其进行三乙基苄基氯化铵/草酸(TEBAC/OA)二元低共熔溶剂(DES)和TEBAC/OA/H_(2)O三元DES预处理,以预处理底物的酶解糖化效率和乙醇发酵浓度作为预处理性能的评价指标,并对比分析预处理前后龙竹和再生木质素的结构特征,探索TEBAC/OA/H_(2)O三元DES预处理的机制。试验结果表明:在TEBAC/OA和H_(2)O物质的量比为1∶5,反应温度为140℃,反应时间为6 h时,三元TEBAC/OA/H_(2)O预处理对龙竹的木质素脱除率为90.53%;底物预处理在酶用量为13 FPU/g底物的情况下,酶解得率由二元DES的54.70%增加至70.77%,相应地,发酵乙醇含量由13.25 g/L提高至18.33 g/L。X射线光电子能谱、X射线衍射和比表面积与孔径分析结果显示,三元DES与二元DES预处理相比,底物的表面木质素覆盖率和结晶度/纤维素含量比值分别降低了16.62%和28.57%,比表面积增加了16.23%;同时,底物的疏水度、聚合度分别降低了47.93%和6.72%,纤维素酶可及度增加了28.80%,表明三元DES预处理可使纤维素发生一定程度的润胀,无定型区域的部分木质素和半纤维素被去除,这能够为纤维素酶提供更多的活性位点。此外,木质素的核磁共振结果表明,与二元DES预处理相比,三元DES预处理可更好地保留再生木质素的完整性,且对木质素的缩合反应有一定的抑制作用。本研究结果为开发生物质能源、材料和化学品等提供了一定的参考价值。

关键词：龙竹低共熔溶剂预处理酶水解乙醇发酵

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溴化锂类低共熔溶剂对羊毛的溶解及机制分析

功能高分子学报 2025年

作者：李瑞鹏宋凯利秦大恩浙江理工大学纺织科学与工程学院绍兴文理学院浙江省清洁生产重点实验室

利用溴化锂类低共熔溶剂中锂-溴离子协同配位机制定向解构羊毛内部复杂的氢键网络，以溴化锂和有机醇设计合成六种不同的低共熔溶剂（DES）体系。通过考察溶剂种类、还原剂β-巯基乙醇（β-ME）用量（还原剂质量与羊毛质量比，下同）、... 详细信息

利用溴化锂类低共熔溶剂中锂-溴离子协同配位机制定向解构羊毛内部复杂的氢键网络，以溴化锂和有机醇设计合成六种不同的低共熔溶剂（DES）体系。通过考察溶剂种类、还原剂β-巯基乙醇（β-ME）用量（还原剂质量与羊毛质量比，下同）、温度、固液比对羊毛再生角蛋白提取率和分子量的影响，找到适合羊毛高效溶解的DES体系。通过溶剂化显色参数实验结合明尼苏达泛函理论计算理论的方式分析溴化锂类低共熔溶剂体系内部的弱相互作用力对羊毛的溶解机制。结果表明，溴化锂（LiBr）-乙二醇（EG）体系能在最大程度上保持羊毛角蛋白内部结构的完整性，打破羊毛内部的氢键网络，实现羊毛的弱损解构。在n（LiBr）：n（EG）=1：4、β-ME用量6%、温度85 ℃、固液比1：20（g:mL)、溶解时间为0.5 h的最优条件下，羊毛再生角蛋白提取率为58.58%，分子量集中在45.0-66.2 kDa。

关键词：金属盐分子模拟废物处理蛋白质低共熔溶剂

绿色低共熔溶剂的生化特性及其多功效应用进展

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食品与发酵工业 2025年第5期51卷 361-370页

作者：叶彤彤林淑琼张俊雷家炽覃红玉钟浩渝朱青盛余强广东海洋大学食品科技学院广东省水产品加工与安全重点实验室广东省海洋生物制品工程实验室广东省海洋食品工程技术研究中心广东省水产预制食品加工与品质控制工程技术研究中心广东湛江524088 中国科学院广州能源研究所广东广州510640 华南农业大学生物质工程研究院广东广州510640

低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)作为新一代绿色溶剂,因其制备过程简便、毒性较低、可生物降解等特性,可克服传统有机试剂的不足,使其成为有机溶剂的良好替代品。该文综述DES研究领域最新成果,具体涵盖DES的组成分类、制备方法... 详细信息

低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)作为新一代绿色溶剂,因其制备过程简便、毒性较低、可生物降解等特性,可克服传统有机试剂的不足,使其成为有机溶剂的良好替代品。该文综述DES研究领域最新成果,具体涵盖DES的组成分类、制备方法、影响因素及其应用于天然产物提取、食品检测分析和催化反应介质等方面的进展,并对当前该领域存在的核心问题和解决途径进行归纳概括及对未来用途作出展望,为深入理解绿色溶剂体系的生化特性及其实践应用提供参考依据。

关键词：低共熔溶剂生化特性组成制备绿色化学功效应用

超声波辅助低共熔溶剂提取淫羊藿总黄酮的工艺优化及其降糖活性研究

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中国医院药学杂志 2025年第2期45卷 135-140页

作者：肖咪罗蓉赵红玉苏彦奇李丹蔡旭余涛华中科技大学协和江北医院/武汉蔡甸区人民医院药学部湖北武汉430100 武汉大学人民医院药学部湖北武汉430060 华中科技大学同济医学院附属武汉中心医院中西医结合肿瘤科湖北武汉430014

目的:考察低共熔溶剂提取淫羊藿总黄酮的效果并优化其提取工艺。方法:以淫羊藿总黄酮得率为指标,制备10种低共熔溶剂,从中筛选提取率最佳溶剂。在单因素试验(液料比、超声时间、提取温度)基础上,利用响应面法优化低共熔溶剂提取淫羊藿... 详细信息

目的:考察低共熔溶剂提取淫羊藿总黄酮的效果并优化其提取工艺。方法:以淫羊藿总黄酮得率为指标,制备10种低共熔溶剂,从中筛选提取率最佳溶剂。在单因素试验(液料比、超声时间、提取温度)基础上,利用响应面法优化低共熔溶剂提取淫羊藿总黄酮的液料比(mL·g^(-1))、提取温度(℃)及超声时间(min),获得最佳提取工艺。同时,通过降糖活性,验证最佳提取工艺。结果:含质量分数为40%水的1,3-丙二醇/氯化胆碱(摩尔比2∶1)低共熔溶剂作为提取淫羊藿总黄酮的提取溶剂,其最佳提取工艺为超声时间27 min、液料比44 mL·g^(–1),提取温度为72℃。在此条件下,淫羊藿总黄酮提取率为8.26%,降糖活性IC50为0.31 mg·mL^(-1),均显著高于甲醇提取组。结论:氯化胆碱/1,3-丙二醇是提取淫羊藿总黄酮的良好溶剂,可有效提升淫羊藿总黄酮提取率,为淫羊藿的开发利用提供科学依据。

关键词：低共熔溶剂淫羊藿总黄酮

四丁基氯化铵-聚乙二醇低共熔溶剂摩擦学性能研究

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摩擦学学报 2025年第02期45卷 253-264页

作者：李卓成马瑞张恩惠董均阳李维民刘海超中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室中国科学院大学材料与光电研究中心淄博高端合成润滑材料创新中心

低共熔溶剂低毒性、合成工艺简单、低成本、低饱和蒸汽压和结构多样且可设计等特点，使其具有成为新型润滑材料的潜力.本文中以3种不同分子量的聚乙二醇(分子量200、400和600)作为氢键供体，以四丁基氯化铵作为氢键受体，成功合成了3种... 详细信息

低共熔溶剂低毒性、合成工艺简单、低成本、低饱和蒸汽压和结构多样且可设计等特点，使其具有成为新型润滑材料的潜力.本文中以3种不同分子量的聚乙二醇(分子量200、400和600)作为氢键供体，以四丁基氯化铵作为氢键受体，成功合成了3种低共熔溶剂(TP2、TP4和TP6)，并对其理化性能和摩擦学性能进行了测试.最后使用多种技术对摩擦表面进行分析，以探究所合成低共熔溶剂的润滑机理.研究表明：合成的低共熔溶剂倾点低、热稳定性好；在25℃和100 N (2.17 GPa)往复滑动摩擦条件下具有优异的抗磨减摩性能.通过摩擦表面分析发现，低共熔溶剂优异的摩擦学性能归因于其在润滑界面形成的吸附膜和摩擦作用生成的摩擦化学反应膜.

关键词：低共熔溶剂润滑剂边界润滑摩擦学性能

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微波辅助低共熔溶剂合成3,5-二苯基吡啶

化学与生物工程 2025年第03期 33-36页

作者：闫浩胡梦周小强田杨锴王新颜陕西中医药大学药学院北京中医药大学中药学院渭南师范学院化学与材料学院

以苯乙醛为原料、乙酸铵为氮源，采用微波辅助低共熔溶剂法合成了3,5-二苯基吡啶，对其合成条件进行了优化，并通过1HNMR、13CNMR、EI-MS对其结构进行了表征。结果表明，3,5-二苯基吡啶的最优合成条件如下：苯乙醛用量为1.0 mmol、乙酸... 详细信息

以苯乙醛为原料、乙酸铵为氮源，采用微波辅助低共熔溶剂法合成了3,5-二苯基吡啶，对其合成条件进行了优化，并通过1HNMR、13CNMR、EI-MS对其结构进行了表征。结果表明，3,5-二苯基吡啶的最优合成条件如下：苯乙醛用量为1.0 mmol、乙酸铵用量为1.2 mmol、以氯化胆碱-乙二醇（物质的量比1∶1）为低共熔溶剂、反应时间为90 s、微波功率为240 W,在此条件下，3,5-二苯基吡啶收率可达80.61%。

关键词：低共熔溶剂苯乙醛乙酸铵微波辅助 3,5-二苯基吡啶

低共熔溶剂液-液微萃取-高效液相色谱法检测辣椒粉中6种苏丹红色素含量

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食品安全质量检测学报 2025年第5期16卷 215-221页

作者：冉宗勤余文琴蔡琼姚莉莉田小艳肖昭竞重庆市计量质量检测研究院重庆401123

目的建立一种基于低共熔溶剂(deep eutectic solvent, DES)萃取结合高效液相色谱法快速检测辣椒粉中6种苏丹红的方法。方法利用液-液微萃取方法提取辣椒粉中的苏丹红Ⅰ、苏丹红Ⅱ、苏丹红Ⅲ、苏丹红Ⅳ、苏丹红7B、苏丹红G。将提取液... 详细信息

目的建立一种基于低共熔溶剂(deep eutectic solvent, DES)萃取结合高效液相色谱法快速检测辣椒粉中6种苏丹红的方法。方法利用液-液微萃取方法提取辣椒粉中的苏丹红Ⅰ、苏丹红Ⅱ、苏丹红Ⅲ、苏丹红Ⅳ、苏丹红7B、苏丹红G。将提取液通过微孔滤膜过滤后进行高效液相色谱法测定,外标法定量。考察DES稀释倍数、DES摩尔比、DES用量、萃取时间和萃取方式对6种苏丹红色素萃取效果的影响。结果最优方法条件为DES稀释倍数为5倍、DES摩尔比1:2.5、DES用量600μL、萃取时间50 s、萃取方式为涡旋萃取,在此条件下,建立的方程在质量浓度0.1~50.0 mg/L范围内,线性关系良好,相关系数均大于0.999,检出限为0.03~0.20 mg/L,定量限为0.10~1.00 mg/L。其中苏丹红G、苏丹红Ⅰ和苏丹红Ⅱ的回收率较高,为71.6%~117.5%,相对标准偏差为0.6%~4.7%。结论本研究建立的方法操作简便、高效、绿色环保,可对辣椒粉中6种苏丹红进行快速检测。

关键词：低共熔溶剂液-液微萃取高效液相色谱法苏丹红辣椒粉

低共熔溶剂-水热联合预处理对龙竹结构及生物转化效率的影响

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生物质化学工程 2025年第1期59卷 51-60页

作者：金思成王大伟杨静史正军杨海艳西南林业大学材料与化学工程学院云南昆明650224

为提高龙竹木质纤维的综合利用效率,采用低共熔溶剂协同水热预处理龙竹以提高龙竹中纤维素生物转化效率并分离收集了木质素。对比甲酸、乙酸、乳酸、脲4种氢键供体与氯化胆碱(物质的量比2∶1)合成的低共熔溶剂处理(120℃,6 h)以及低共... 详细信息

为提高龙竹木质纤维的综合利用效率,采用低共熔溶剂协同水热预处理龙竹以提高龙竹中纤维素生物转化效率并分离收集了木质素。对比甲酸、乙酸、乳酸、脲4种氢键供体与氯化胆碱(物质的量比2∶1)合成的低共熔溶剂处理(120℃,6 h)以及低共熔溶剂联合水热预处理(160℃,1 h)的处理效率,发现:采用氯化胆碱-甲酸低共熔溶剂处理(120℃,6 h)联合水热处理(160℃,1 h)有利于提高纤维素酶水解效率,该条件处理后的样品CFA-LHW得率56.1%,底物中半纤维素和木质素脱除率分别为71.9%和72.7%。随着处理后样品中组分的变化,C_(FA-LHW)疏水度和聚合度减小,分别为11.4 mL/g和1723,结晶度为65.4%,酶可及度增加至231.6 mg/g;随着处理后物料结构的变化,龙竹中纤维素生物转化效率提高,经酶水解和发酵后样品酶水解效率和乙醇得率分别为64.3%和75.1%(相对于理论值)。对比分析4种低共熔溶剂溶出的木质素二维核磁谱图,发现:酸性较强的氯化胆碱-甲酸低共熔溶剂联合水热处理溶出的木质素β-O-4链含量降低。此外,LHW-DES处理导致了木质素γ位碳的酰化。

关键词：预处理发酵酶水解木质纤维低共熔溶剂木质素结构

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