多酚抗氧化剂是一种高价值化学品，在食品、化妆品、医药、材料等领域均有重要应用。其传统合成方法存在污染大或提取效率低等问题，亟需开发绿色高效的制备路线。自然界中，木质素是可直接提供大量芳香结构的可再生资源。由于含有大量酚类单元，木质素是制备生物基多酚抗氧化剂的潜在选择。工业木质素主要源于制浆造纸行业的副产物，年产量高达5000万吨，但有效利用率低于5%。木质素制备高性能抗氧化剂具有重要研究意义。
近日，省科学院化工所环境化学研究中心陈佳志博士团队以溶剂解木质素、碱木质素和酶解木质素等三种工业木质素为原料，通过化学脱甲基制备了高抗氧化性的木质素多酚（LPA），抗氧化性能显著优于商业抗氧化剂。在1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除中，LPA的抗氧化指标IC50值比商业抗氧化剂2,6-二叔丁基对甲酚BHT低0.56倍。
结构演化表明，在碘代环己烷作用下，脱甲基和部分解聚同时发生。甲氧基（CAr-OCH3）和碳氧键（Calkyl-O）可分别转化为酚羟基（CAr-OH）和碳氢键（Calkyl-H），导致酚羟基含量显著增加，分子量略有下降。构效关系指出，木质素多酚抗氧化性与酚羟基含量呈准线性关系，并受其分子量影响；木质素H/G/S结构单元的比例可作为高效抗氧化剂的筛选指标。相比商业抗氧化剂，利用脱甲基策略制备的工业木质素多酚极具经济优势，有望用于生物基抗氧化剂市场。该工作为生物基抗氧化剂工业应用提供理论依据。
图 脱甲基反应路径和IC50与酚羟基准线性关系
相关成果发表于International Journal of Biological Macromolecules（化学1区top期刊，IF = 8.025）。省科学院化工所朱国志博士为论文第一作者，陈佳志博士为共同通讯作者。该研究得到广东省自然科学基金、广东省科学院科技发展专项资金等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124030
