生物质基平台分子5-羟甲基糠醛制备及其高值化转化

5-羟甲基糠醛是重要的生物质平台分子之一,可以由生物质糖类催化脱水重排直接制备,是实现生物质高值化转化的重要媒介。C—O键选择性地重构是5-羟甲基糠醛制备及催化转化过程中的核心科学问题。近年来,以5-羟甲基糠醛为原料制备生物质基燃料及材料单体的研究快速发展,各种新型催化剂和催化体系被不断用于5-羟甲基糠醛的相关转化过程的研究中。对5-羟甲基糠醛的制备及其下游生物质基燃料、材料单体制备的研究进行了概述和展望。     

贮存时间对不同蜜源蜂蜜中羟甲基糠醛含量增速的影响

为了更好控制蜂蜜在贮藏和流通过程中的羟甲基糠醛含量,研究了其在贮存过程中羟甲基糠醛的增长规律。本文对192个不同蜜源的蜂蜜在常温贮存期间的羟甲基糠醛含量进行了检测,统计了贮存时间和蜜源对羟甲基糠醛增长速率的影响,并分析了组分对羟甲基糠醛增率的相关性。结果表明,贮存450d内,蜂蜜的羟甲基糠醛增率与贮存时间呈正相关;椴树蜜、洋槐蜜、紫云英蜜和百花蜜的羟甲基糠醛增率无显著差异,且极显著高于枣花蜜;羟甲基糠醛增率与葡萄糖含量呈显著相关;果葡比极显著相关于酸度。     

糠醛和5-羟甲基糠醛对大肠杆菌产丁二酸的影响

利用可再生生物质特别是木质纤维素水解液来生产平台化合物丁二酸,是目前研究的热点。虽然许多研究者相继报道了木质纤维素水解液对菌株生长和丁二酸生产存在一定抑制作用,但并没有水解液中各种抑制物对菌株影响的相关动力学研究及机理研究。我们选择了两种代表性木质纤维素水解液抑制物,即糠醛和5-羟甲基糠醛,系统研究了它们对大肠杆菌的生长和丁二酸生产的影响。结果表明：糠醛和5-羟甲基糠醛的初始抑制浓度均为0.8 g/L。当糠醛浓度大于6.4 g/L,5-羟甲基糠醛浓度大于12.8 g/L时,菌株生长完全受到抑制。在最高耐受浓度下,糠醛的存在使菌株生物量比对照菌株下降77.8%,丁二酸产量下降36.1%。5-羟甲基糠醛的存在使菌株生物量比对照菌株降低13.6%,丁二酸产量降低18.3%。糠醛和5-羟甲基糠醛具有明显的协同作用。体外酶活测定表明丁二酸生产途径中关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、苹果酸脱氢酶、富马酸还原酶均受糠醛和5-羟甲基糠醛抑制。研究结果对丁二酸生产用纤维素水解液的预处理和脱毒工艺开发具有指导作用,有利于实现丁二酸发酵生产的工业化。     

成果期女贞子炮制后5-羟甲基糠醛的含量变化

目的:测定不同生长期女贞子酒炖前后5-羟甲基糠醛的含量。方法:采收8～12月产女贞子,依据《中华人民共和国药典》(2010年版)中的方法进行炮制。采用Inertsil ODS-3 C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),色谱条件为流动相乙腈-水(10:90),检测波长285 nm,流速为1 mL.min-1,柱温为室温。结果:生女贞子中5-羟甲基糠醛的含量在幼果中(8月)最高,而酒炖后5-羟甲基糠醛的含量增加12.50～45.95倍。结论:为更有效利用女贞子中的5-羟甲基糠醛,可根据实际需要适时采收并加以炮制。     

纤维素降解产物对Kluyveromyces marxianus 1727共发酵葡萄糖和木糖的影响

研究纤维素酸水解产生的4种副产物乙酸、甲酸、糠醛、5-羟甲基糠醛及发酵产物乙醇对Kluyveromyces marxianus 1727共发酵葡萄糖和木糖的影响。结果表明:5.0 g/L乙酸和1.0 g/L甲酸对葡萄糖和木糖共发酵具有明显的抑制作用;1.0 g/L糠醛和5-羟甲基糠醛基本不影响K.marxianus 1727发酵葡萄糖,且能够被K.marxianus1727转化为毒性相对较低的物质。由于5-羟甲基糠醛的转化速率慢,对K.marxianus 1727发酵木糖的抑制程度大于糠醛。乙醇对K.marxianus 1727发酵木糖具有抑制作用,当乙醇质量浓度大于20 g/L时,生物量及木糖利用率约是对照的44%和70%。     

响应面法优化稀酸水解处理麸皮的条件

麸皮是一种产量大的食品工业副产品。本文研究酸处理麸皮生成糖液,为麸皮再利用提供可行性。首先,通过单因素实验确定酸处理麸皮过程中温度、处理时间和麸皮浓度为主效应因素,进而通过响应面方法优化了酸处理麸皮的条件。采用Box-Behnken设计的3因素3水平的响应面实验得到回归模型。产糖率最高时的条件:112.37℃、处理时间50 min、麸皮质量浓度60 g/L。同时分析了酸水解液中糠醛和5-羟甲基糠醛的浓度。在最优酸水解条件下,糠醛和5-羟甲基糠醛的质量浓度分别为14.40 mg/L和73.59 mg/L。以猛烈度代表酸处理过程中温度和处理时间,建立了猛烈度与糠醛和5-羟甲基糠醛产生量之间的关系。     

成果期女贞子炮制后5-羟甲基糠醛的含量变化

目的:测定不同生长期女贞子酒炖前后5-羟甲基糠醛的含量.方法:采收8～l2月产女贞子,依据《中华人民共和国药典》(2010年版)中的方法进行炮制.采用Inertsil ODS-3 C18色谱柱(4.6 mm x 250mm,5 μm),色谱条件为流动相乙腈-水(10∶90),检测波长285 nm,流速为1mL?min-1,柱温为室温.结果:生女贞子中5-羟甲基糠醛的含量在幼果中(8月)最高,而酒炖后5-羟甲基糠醛的含量增加12.50～45.95倍.结论:为更有效利用女贞子中的5-羟甲基糠醛,可根据实际需要适时采收并加以炮制.     

玉米秸秆酸解副产物对重组酿酒酵母6508-127发酵的影响

将木质纤维素类生物质如玉米秸秆等用稀酸水解预处理,在半纤维素水解为单糖的同时,水解液中还会产生一些可能对后续发酵有影响的副产物。本实验分别考查了在玉米秸秆稀酸水解液中检测出的乙酸、甲酸、香草醛、糠醛和羟甲基糠醛对重组木糖发酵菌株S. cerevisiae 6508-127生长和发酵的影响。结果表明,甲酸和乙酸对菌体生长的抑制强于乙醇生成,且甲酸的抑制程度远大于乙酸;2g/L香草醛可使菌体生长延滞期明显延长,而在较低浓度（≤1.2g/L）此现象不明显。糠醛在0.5-1.5g/L范围内对菌体生长有抑制作用,但使乙醇得率提高;羟甲基糠醛在0.2g/L浓度存在就使乙醇得率有明显降低,但使生物量得率提高;研究中还发现,糠醛、羟甲基糠醛和香草醛可被S. cerevisiae 6508-127代谢。     

5-羟甲基糠醛的生物催化氧化研究进展

5-羟甲基糠醛HMF是重要的生物基平台化合物,将HMF氧化成呋喃类化合物是生物质转化的重要发展方向。生物催化具有选择性高、反应条件温和,环境友好等优势。近年来生物催化氧化HMF广受关注。从HMF生物转化过程的发现、HMF在微生物的代谢过程以及全细胞转化和酶法催化HMF氧化3个方面对该领域的研究进行综述,并对HMF的生物催化氧化过程发展方向进行展望,以期为绿色高效催化5-羟甲基糠醛制备呋喃类大宗化学品奠定理论基础。     

木质纤维素酸解副产物对D-乳酸生产菌Sporolactobacillus sp.Y2-8生长及发酵的影响

选择乙酸根、糠醛、5-羟甲基糠醛、苯酚、香草酸和丁香醛等6种典型木质纤维素酸解副产物,考察它们对D-乳酸生产菌Sporolactobacillus sp.Y2-8生长及发酵的影响。实验结果表明:酚类物质抑制作用最强烈,0.25 g/L丁香醛已经完全抑制了菌体的生长和D-乳酸的发酵;苯酚和香草酸在低浓度(≤1.0 g/L)时抑制作用较小,但质量浓度达到3 g/L时对D-乳酸产量的抑制率分别为99%和70%;3 g/L糠醛和5-羟甲基糠醛对产物的抑制率分别为60%与20%,抑制作用小于酚类;乙酸根的影响最小,10 g/L的乙酸钠对菌体的生长和发酵几乎无抑制作用;当抑制物混合时,存在着相互促进作用,抑制作用更强烈。     

灵芝—共生真菌的发酵液化学成分研究

从灵芝一共生真菌(Calcarisporium arbuscula Preuss)的发酵液中分离得到7个化合物,经波谱分析确定其结构分别为zythiostromic acid A(1),zythiostromolide(2),7,8-二甲基苯并[g]蝶啶-2,4(1H,3H)-二酮(7,8-dimethylbenzo[g]pteridine-2,4(1H,3H)-dione,3),麦角甾醇(ergosterol,4),琥珀酸(butane-dioic acid,5),狼毒甲素(5,5'-[oxybis(methylene)]bis-2-furancarboxaldehyde,6),5-羟甲基糠醛(5-hydrox-ylmethyl-2-furancarboxaldehyde,7).1,2,3首次从齿梗孢属真菌中分离得到.     

北五味子的水溶性化学成分

从北五味子（Schisandra chinensis）果实的水溶性部位得到8个已知化合物,经波谱分析确定其结构分别为：原儿茶酸（protocatechuic acid 1）,奎尼酸（quinic acid）,柠檬酸单甲酯（2－methyl citrate,3),5－羟甲基－2－糠醛（5-hydroxymethyl-2-furancarboxaldehyde 4),4-(3′－甲氮基－4′－羟基－苯基）－2－丁酮－4′-O-β-D0吡喃葡萄糖甙(zingerone glucoside 5),2－异丙基－5－甲基－1,4－苯二酚1－O－β－D－吡喃葡萄糖甙（thymoquinol 2-glu-coside 6),2－甲基－5－异丙基－1,4－苯二酚1－O－β－D－吡喃葡萄糖甙（thymoquinol 5-glu-coside 7)和胡萝卜甙（daucosterol 8）。     

木质纤维素水解液副产物对东方伊萨酵母乙醇发酵的影响

为了客观评判耐高温东方伊萨酵母HN-1利用木质纤维素水解液生产燃料乙醇的潜力,本文采用单因素试验和响应面中心组合试验研究了木质纤维素水解液有毒副产物甲酸钠(1.0-5.0 g/L)、乙酸钠(2.5-8.0 g/L)、糠醛(0.2-2.0 g/L)、5-羟甲基糠醛(0.1-1.0 g/L)和香草醛(0.5-2.0 g/L)对其乙醇发酵的影响。结果表明,木质纤维素水解液有毒副产物对东方伊萨酵母HN-1乙醇发酵的影响较小,除添加2 g/L香草醛或添加1 g/L 5-羟甲基糠醛可使乙醇产量分别降低20.38%和11.2%外,其他抑制物的添加对乙醇的生成未有显著影响。但是,当副产物浓度较高时,可以显著抑制菌体生长,添加1-5 g/L甲酸钠、2.5-8.0 g/L乙酸钠、0.4-2 g/L糠醛或0.5-2 g/L香草醛,发酵36 h时菌体细胞干重分别较对照下降了25.04%-37.02%、28.83%-43.82%、20.06%-37.60%和26.39%-52.64%。中心组合试验结果表明各抑制物交互作用对乙醇的生成影响不显著。该研究表明木质纤维素水解液副产物对东方伊萨酵母HN-1乙醇发酵的影响较小,适合用于纤维乙醇发酵。     

何首乌炮制后化学成分的研究

为探讨何首乌炮制前后功效改变的物质基础,对何首乌炮制品的化学成分进行了研究.经提取分离,从中得到14个化合物,通过波谱数据分析分别鉴定为2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4氢-吡喃-4-酮(1),3,5-二羟基-2-甲基-4氢-吡喃-4-酮(2),5-羟甲基糠醛(3),琥珀酸(4),对苯二酚(5),对羟基苯甲醛(6),没食子酸(7),2,3,5,4′-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷(8),ω-羟基大黄素(9),大黄素-8-甲醚(10),ω-羟基大黄素-8-甲醚(11),2-甲氧基-6-乙酰基-7-甲基胡桃醌(12),大黄素(13),大黄素甲醚(14),其中化合物1～5为首次从该植物中分离得到,化合物1～4为炮制过程中产生的糖的麦拉德反应(Maillard Reaction)产物.     

细花线纹香茶菜的化学成分研究

用色谱技术对细花线纹香茶菜(Isodon lophanthoides var.graciliflora)全草水提物进行分离纯化,获得了11种单体化合物。通过光谱分析及与文献数据对照,分别鉴定为牡荆素(vitexin,1)、藿香黄酮醇(pachypodol,2)、猫眼草黄素(chrysoplenetin,3)、9-羟基-5,7-豆甾二烯-4-酮(9-hydroxy-5,7-megastigmadien-4-one,4)、3,9-二羟基-5,7-豆甾二烯-4-酮(3,9-dihydroxy-5,7-megastigmadien-4-one,5)、黑麦草内酯(loliolide,6)、4-乙酰-5-甲基二氢呋喃-2-酮(4-acetyl-5-methyldihydrofuran-2-one,7)、5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfuraldehyde,8)、5-甲氧甲基-1H-吡咯-2-甲醛(5-methoxymethyl-1H-pyrrole-2-carbaldehyde,9)、3-吲哚甲醛(indole-3-aldehyde,10)和丁二酸单丁酯(succini cacid monobutyl ester,11)。这些化合物均为首次从线纹香茶菜中分离得到。     

加工工艺因素对黑蒜营养素与功效成分的影响

综述了黑蒜中的水分、蛋白质、氨基酸、糖类、5-羟甲基糠醛、酚类、黄酮类、生物碱、阿霍烯等营养成分和功效,介绍了时间、预处理、温度等工艺因素对上述成分的影响,为黑蒜的生产工艺优化与品质研究提供了参考。     

鹿蹄草化学成分研究

从鹿蹄草(Pyrola callianthaH.Andres)中分离得到11个化合物,经光谱分析确定其结构为(4R)-1-四氢萘酮(1),(4S)-1-四氢萘酮(2),夹竹桃麻素(3),没食子酸(4),3,4-二羟基苯甲酸(5),鹿蹄草素(6),5-羟甲基糠醛(7),金丝桃苷(8),2″-O-没食子酰基金丝桃苷(9),鹿蹄草苷B(10),4-羟基-2,7-二甲基萘基-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(11)。其中化合物1,2,3,5,6,11为首次从该植物中分离得到,化合物7为首次从该属中分离得到。     

木质纤维素水热解聚制备能源化工平台化合物

木质纤维素是制备生物液体燃料和化工品的理想原料。介绍了近年来木质纤维素通过水热解聚途径制备能源化工平台化合物和平台化合物碳链增长途径的研究进展,重点讨论了制备5-羟甲基糠醛(HMF)平台化合物的途径、介质、催化剂,分析了水热解聚技术的优势及困难,并对该领域的研究进行了展望。     

抗肿瘤活性化合物谷氨酰胺衍生物研究 Ⅰ.3-(p-甲基苯磺酰)氨基-2,6-哌啶二酮的合成及其晶体结构和分子结构研究

将谷氨酰胺与对甲苯磺酰氯缩合,经加热脱水环合,合成了抗瘤酮A10的类似物3—(p-甲基苯磺酰)氨基-2,6-哌啶二酮。采用X-射线单晶衍射研究了它的晶体和分子结构。     

灵芝一共生真菌的发酵液化学成分研究

从灵芝一共生真菌 (CalcarisporiumarbusculaPreuss)的发酵液中分离得到 7个化合物 ,经波谱分析确定其结构分别为 :zythiostromicacidA(1) ,zythiostromolide(2 ) ,7,8 二甲基苯并 [g]蝶啶 2 ,4 (1H ,3H) 二酮 (7,8 dimethylbenzo[g]pteridine 2 ,4 (1H ,3H) dione ,3) ,麦角甾醇 (ergosterol,4 ) ,琥珀酸 (butane dioicacid ,5 ) ,狼毒甲素 (5 ,5’ [oxybis(methylene) ]bis 2 furancarboxaldehyde ,6 ) ,5 羟甲基糠醛 (5 hydrox ylmethyl 2 furancarboxaldehyde ,7)。 1,2 ,3首次从齿梗孢属真菌中分离得到。