[发明专利]一种高生物活性木质素及其制备方法

说明书

本发明提供了一种以纳米木质素(LNP)为原料制备胺化改性高生物活性木质素的方法。所述原料中纳米木质素10～50份，胺基化合物10～50份，醛基化合物10～50份，二氧化钛(TiO₂)0.1～2份。该方法将木质素和胺基化合物按一定比例混合，常温下磁力搅拌，然后将醛基化合物与TiO₂/水分散以滴加的方式混合均匀，在60～100℃和惰性气体保护等条件下进行曼尼希反应；本方法工艺简单、制备周期短、产率高。本发明使用木质素制备得到的胺化改性高活性木质素，与商业抗氧化剂相比，其清除自由基性能得到显著提升，且兼具优异的协同紫外屏蔽性能和抗菌活性，可应用于在化妆品、个人护理用品、生物制药、聚合物复合材料等领域。

技术领域

本发明属于环境友好天然高分子材料领域，涉及一种高抗氧化、广谱抗菌、抗紫外木质素及其制备方法。

背景技术

随着生活质量的提高，抗氧化剂在人类饮食起居中发挥着愈加重要的作用。抗氧化功能性物质的添加，如二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对羟基茴香醚(BHA)等，可以延缓身体的衰老速度，保健身体。医学研究表明，人类慢性疾病的初步产生是由细胞电子被抢夺引起的，而自由基进入人体后极易抢夺细胞电子，导致细胞的抵抗力降低，身体易受病菌感染，甚至形成致癌物质。因此，抗氧化清除自由基一直以来都是国内外的研究热点。

随着人们健康意识的逐渐增强，一些天然抗氧化剂的使用正在逐渐代替商业抗氧化剂，这对于降低成本和高效使用抗氧化剂具有重要意义。木质素作为一种具有三维网状结构的天然聚多酚，其性能十分多样化：如抗氧化、抗菌、无毒、抗紫外等特点。然而，目前大部分的木质素都是作为工业废料或者燃料处理掉的；并且木质素作为天然抗氧化剂应用时，其抗氧化、抗菌活性低，紫外屏蔽效率不够高。因此，提高木质素的综合生物活性对于拓展木质素的应用、促进资源的可持续利用具有重大意义。文献Ind.Crops Prod.2019,128,177–185、ACS Sustainable Chem.Eng.2018,6(2),2591–2595和Ind.Crops Prod.2017,95,512–520分别通过水热法解聚、漆霉以及离子液体改性提高木质素的抗氧化性能，但紫外屏蔽性能与抗菌活性并未得到实质性提高；文献Green Chem.,2020,22,6357-6371报道了将精胺酸、组胺酸和赖胺酸嫁接到木质素表面，提高了木质素的抗菌活性，改性木质素产物对革兰氏阳性细菌和阴性细菌虽然具有选择性抑菌效果，但不具有广谱抗菌功能，且木质素的抗氧化能力和紫外屏蔽能力未得到实质性改善。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提出了一种利用木质素两步法制备优异抗氧化、抗菌、抗紫外功能的木质素的新方法。本发明可以提高木质素的比表面积，增加抗氧化活性基团。所制备的抗氧化纳米木质素具有优异的抗氧化、协同广谱抗菌以及紫外屏蔽等功能。本发明的方法合成工艺简单、原料易得、绿色环保。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明的第一个目的为一种改性木质素及其制备方法，其特征在于，所述改性木质素由包括以下组分的原料制备而得：

在本发明的一种实施方式中，所述改性过程中各组分，按照重量份数配比，包括纳米木质素50～100份，胺基化合物10～50份，醛类化合物10～50份，TiO₂ 0.1～2份。

在本发明的一种实施方式中，所述一种改性木质素及其制备方法将0.1～5w/v％纳米木质素分散液和胺基化合物按一定比例混匀，然后添加醛类化合物与TiO₂分散液、混匀，在惰性气体保护下进行反应，反应结束后，透析，得到改性木质素。

在本发明的一种实施方式中，所述的纳米木质素为碱木质素、有机溶剂型木质素、木质素磺酸盐、硫酸盐木质素中的一种或多种。

在本发明的一种实施方式中，所述的醛类为甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、糠醛、二醛、不饱和醛中的一种。