第34卷，第8期 2014年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
傅里叶变换拉曼光谱对芦竹碱木质素的研究
游婷婷，马建锋，郭思勤，许凤* 北京林业大学材料科学与技术学院，北京100083
Vol. 34,No., 8,pp2112-2116
August, 2014
摘要芦竹作为一种多年生的能源植物，具有广阔的开发利用前景。以傅里叶变换拉曼光谱技术对苯醇抽提前后芦竹原料、磨木本质素以及不同碱处理时间获得的碱本质素进行了无损分析。研究结果表明，原料中苯醇抽出物的存在会降低芦竹拉曼特征峰的强度，但不产生新的拉曼特征峰。芦竹磨木本质素的拉曼光
更强：通过对羟基肉桂酸标准物的拉曼光谱分析，进一
-步证实了该特征峰可能由草类原料申的羟基肉桂酸
引起。此外，碱木质素拉曼光谱分析结果表明，碱处理40min获得的质素中羟基肉桂酸特征峰最强，松柏醛/芥子醛特征峰最弱，而松柏醇/芥子醇的特征峰几乎消失。可见，该碱木质素中酚酸含量最高，潜在的抗氧化性最好，利用价值最高。二维异核单量子碳氢相关谱进一步验证了所得结果，证实了傅里叶变换拉曼光
谱技术可作为一种安全、快速、准确、无损的分析手段鉴定本质系结构，关键词芦竹；傅里叶变换拉曼光谱；碱木质素；羟基肉桂酸
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 10000593(2014)08211205
生产化工原料和能源产品的生物质来源之一，可实现经济和环境的双重效益。此外，芦竹的纤维素含量高，纤维较长，浆料滤水性能好，是一种很好的造纸原料3，汀。然面，木质
植物纤维原料主要包括纤维素、半纤维素和本质素三种主要组分，其中本质素是自然界中除纤维素和半纤维素外最丰富的可再生天然高分子聚合物，据估计，地球上本质素的总量是3000亿吨，每年生物合成200亿吨，作为细胞壁的主要成分，本质系的生理作用是使植钩挺硬，并起到运输植物体内部水分及营养物质的作用，同时还能抵抗微生物的政击。在裸子植物(针叶类)和被子植物（阔叶木和禾本科类)中，木质素的含量约为15%36%。木质素经香豆醇、松伯醇和芥子醇三种前驱物质生物合成，由愈创木基苯基丙烷(G)、紫丁香基苯基丙烷(S)和对羟基苯基丙烷(H)基本单元构成。针叶木本质素主要含有G单元，阔叶本木质素同时含有G和S单元，面禾本科植物质素则含有不同比例的H， G，S单元。在未本科植物申，本质素和半纤维系之间通过对羟基肉桂酸(对香豆酸和阿魏酸)以酯键和醚键连接起来形成木素碳水化合物复合体（lignincarbohydratecompound， LCC)
随着石油价格的上涨和全球变暖出现，开发利用可再生原料如本质纤维素势在必行。芦竹（Arumdodona.zLinn.）是收稿日期：2013-09-24，修订日期：2014-01-26
系的存在会影响纸浆的白度，并且影响其他化学转化过程，如在生物乙醇的制备中影响酶解效率。为了更好地脱除木质素，或将其转化为高值产品，研究本质素的组成及化学结构十分重要。
傅里叶变换拉曼光谱技术（fouriertransformRamman spectroscopy，FTRaman)采用1064nm的近红外激光照射样品，大大减弱了样品发色基团的荧光背景，除了低光谱背景干扰外，FTRaman技术还具有高光谱分辨率、分析时间短、对样品要求不高的优点。植物中化学成分的不同导致拉曼基团振动颠率的差异，从面可区分纤维素（半纤维素）、本质素以及羟基肉桂酸的变化。Agarwal等利用FTRaman 技术研究了黑松等木材原料的本质素结构，而对禾本科原料本质素的报道则很少。本工作以FTRaman结合二维异核单量子碳氢相关谱（Two dimensional heteronuclear singlequan tum coherence nuclear magnetic resonance, 2D HSQC NMR) 技术研究了能源植物芦竹原料及不同碱处理时间下获得质系（alkalinelignin，AL)的结构特征，并与磨本本质系（milled wood lignin，MWL)进行对比分析，
基金项目：国家"十二五"科技支撑计划项目（2012BAD32B06），国家杰出青年基金项目（3225005)和教育部科学研究项目（113014A)资助
作者简介：游婷婷，女，1988年生，北京林业大学材料科学与技术学院硕博连读研究生
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