多酚抗氧化劑是一種高價值化學品，在食品、化妝品、醫藥、材料等領域均有重要應用。其傳統合成方法存在污染大或提取效率低等問題，亟需開發綠色高效的制備路線。自然界中，木質素是可直接提供大量芳香結構的可再生資源。由于含有大量酚類單元，木質素是制備生物基多酚抗氧化劑的潛在選擇。工業木質素主要源于制漿造紙行業的副產物，年產量高達5000萬噸，但有效利用率低于5%。木質素制備高性能抗氧化劑具有重要研究意義。
近日，省科學院化工所環境化學研究中心陳佳志博士團隊以溶劑解木質素、堿木質素和酶解木質素等三種工業木質素為原料，通過化學脫甲基制備了高抗氧化性的木質素多酚（LPA），抗氧化性能顯著優于商業抗氧化劑。在1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除中，LPA的抗氧化指標IC50值比商業抗氧化劑2,6-二叔丁基對甲酚BHT低0.56倍。
結構演化表明，在碘代環己烷作用下，脫甲基和部分解聚同時發生。甲氧基（CAr-OCH3）和碳氧鍵（Calkyl-O）可分別轉化為酚羥基（CAr-OH）和碳氫鍵（Calkyl-H），導致酚羥基含量顯著增加，分子量略有下降。構效關系指出，木質素多酚抗氧化性與酚羥基含量呈準線性關系，并受其分子量影響；木質素H/G/S結構單元的比例可作為高效抗氧化劑的篩選指標。相比商業抗氧化劑，利用脫甲基策略制備的工業木質素多酚極具經濟優勢，有望用于生物基抗氧化劑市場。該工作為生物基抗氧化劑工業應用提供理論依據。
圖 脫甲基反應路徑和IC50與酚羥基準線性關系
相關成果發表于International Journal of Biological Macromolecules（化學1區top期刊，IF = 8.025）。省科學院化工所朱國志博士為論文第一作者，陳佳志博士為共同通訊作者。該研究得到廣東省自然科學基金、廣東省科學院科技發展專項資金等資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124030
