C同位素标记法研究木质素与木聚糖的连接

以带13C标记的松柏醇葡萄糖苷作为木质素的前驱物,在β-葡萄糖苷酶、葡萄糖氧化酶、过氧化物酶的酶体系中,向木聚糖胶体中滴加松柏醇葡萄糖苷的溶液,得到木质素脱氢聚合物(DHP)与木聚糖的复合体,并用FT-IR、13CNMR对DHP-木聚糖复合体(DHPXC)进行分析。结果表明,DHPXC中,木质素结构单元之间主要通过β-O-4、β-β、β-5和β-1方式连接,而木质素与木聚糖之间可能通过苯甲酯键和苯甲醚键相连。     

木质素模型化合物与松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-~(13)C]的聚合反应的研究

为了探讨造纸废水中残余木质素与木质素前驱物之间的聚合反应机理,研究了β-O-4型木质素模型化合物与木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-13 C]的聚合反应方法及其反应机理.采用红外光谱、13 CNMR波谱分析聚合产物的特性及结构,并用偏光显微镜对产物进行了观察;采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定了产物的数均相对分子质量(Mn).研究表明:在漆酶的催化作用下木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷与木质素模型物能很完全的发生聚合,产物中不存在起始物的晶体,Mn也大大的增加了.松柏醇-β-D-葡萄糖苷能与木质素模型物聚合,为进一步研究木质素前驱物松柏醇葡萄糖苷用于废水处理的研究奠定了基础.     

木质素脱氢聚合物生物合成的探讨

模拟自然条件,以松柏醇葡萄糖苷为原料,在β-葡萄糖苷酶、葡萄糖氧化酶及过氧化物酶存在下,分别用混合法和滴加法,来合成木质素脱氢聚合物(DHP).通过凝胶渗透色谱(GPC)、FT-IR、13C NMR与1H NMR分析,发现混合法所得DHP中β-5结构含量略高,而滴加法所得DHP中β-O-4结构含量较高.从GPC分析可以得到,混合法DHP的相对分子质量(Mr)低于滴加法DHP的Mr.从而,说明滴加的方法优于直接混合的方法.证实了β-O-4,β-β,β-5,β-1为DHP中的主要结构单元,此外还含有大量的松柏醇结构、少量香草醛及带有亚甲基结构的苯丙烷结构和以醚键与木质素相结合的少量碳水化合物.     

半乳糖醛酸-木质素复合体结构的研究

以果胶前驱物α-D-半乳糖醛酸和木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷为起始物,在复合酶(β-葡萄糖苷酶、葡萄糖氧化酶、漆酶和辣根过氧化物酶)的协同作用下,合成出半乳糖醛酸-DHP复合体(GDHPC).通过FT-IR及13C NMR测试,发现产物中DHP的主要结构单元为β-O-4、β-β、β-5和β-1结构.另外,还含有较多的松柏醇/醛和少量的香草醛结构,以及Ar-Cα H2-和醚化5-5’结构.产物GDHPC中,木质素结构单元主要通过α碳与α-D-半乳糖醛酸以酯键、缩醛键和苯甲醚键的方式结合.     

纤维素前驱物6-~(13)C标记示踪研究纤维素与木质素连接方式

从细胞壁多糖的角度分析糖单元与木质素苯丙烷结构单元之间的共价键连接方式,合成了带6-13C标记的纤维素前驱物尿苷二磷酸葡萄糖,并将其与苯丙氨酸解氨酶(PAL)的抑制剂L-2-氨氧基-3-苯基丙酸(AOPP)及外源性木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷一起投入生长中的银杏植物体内,分析结果证明了(6-13C)尿苷二磷酸葡萄糖是对植物中纤维素进行选择性13C标记的合适的前驱物。从正常生长的银杏新生木质部组织提取木质素-碳水化合物复合体(LCC),并用纤维素酶和半纤维素酶酶解LCC得LCC酶解产物(EDLCC)。红外光谱及13C NMR检测LCC和EDLCC,分析证实了纤维素6位碳与木质素以苯甲醚键方式连接。     

多糖存在下异丁香酚的脱氢聚合及LCC的形成

以异丁香酚为木质素生物合成的前驱物,采用混合法合成了木质素脱氢聚合物(DHP)和木质素-碳水化合物复合体(LCC),同时采用红外光谱、13C NMR波谱分析聚合产物的结构,探讨了漆酶催化脱氢聚合过程中形成的DHP与多糖(阿拉伯半乳聚糖)的聚合反应机理。结果表明:在漆酶的催化作用下,异丁香酚与阿拉伯半乳聚糖发生聚合形成了DHP与LCC,13C NMR波谱结果证实DHP中以β-O-4,β-β,β-5和β-1等结构为主,而LCC的13C NMR谱图中既有来自木质素的芳香族碳原子的信息,也有来自阿拉伯半乳聚糖的共振信号。     

异丁香酚脱氢聚合产物的合成及其抗氧化性能研究

以木质素前驱物异丁香酚为原料,漆酶催化合成得到木质素脱氢聚合物(DHP),利用凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)和核磁共振(~(13)C NMR)对DHP的结构进行表征,并通过考察产物对二苯基苦基苯肼自由基(DPPH·)的半数抑制质量浓度(IC_(50)),以及对延缓β-胡萝卜素氧化的效果来探讨DHP的抗氧化性能。研究表明:在漆酶的催化作用下异丁香酚脱氢聚合形成的DHP在主要化学结构上与银杏磨木木质素(MWL)非常相似,~(13)C NMR谱表明DHP中存在β-5、β-O-4、β-1、β-β等典型木质素结构。DHP中游离酚羟基含量随相对分子质量增加而降低,分级后发现溶于乙醚的DHP组分(DHP(1))的抗氧化性能最好,其半数抑制质量浓度(IC_(50))仅为0.12g/L,增加DHP溶液的体积或浓度都能提高其对β-胡萝卜素氧化的抑制效果。     

植物细胞壁中甘露糖单元与木质素间化学键连接的研究

从甘露糖单元的角度分析半纤维素中糖单元与木质素苯丙烷结构单元之间的连接方式,从而阐明裸子植物中木质素-碳水化合物复合体(LCC)的木质素与半纤维素之间的相互关系。为了使生长中的植物细胞壁甘露糖单元上的碳原子被13C同位素示踪并抑制甘露糖向木质素转化,将带D-13C6-甘露糖、外源性木质素前驱物松伯醇-β-D-葡萄糖苷以及苯丙氨酸解氨酶的抑制剂AOPP一起投入到银杏(Ginkgo biloba L.)植株中。结果表明,新生木质部的LCC中甘露糖单元被13C同位素标记,而且对银杏的正常代谢没有明显的影响。从带13C标记的新生木质部组织提取LCC,并用纤维素酶和半纤维素酶酶解LCC得酶解LCC(EDLCC)。用FT-IR及13C NMR分析LCC和EDLCC,结果证明半纤维素中的甘露糖C-6位与木质素侧链的α-C以苯甲醚键方式连接。     

“I-214杨”心材、边材木质素的红外光谱、质子和碳-13核磁共振波谱特征研究

对从杨树心、边材提取的磨木木质素进行了元素分析和红外光谱（FTIR）质子和碳－13核磁共振波谱（^1H,^13C NMR)等化学特征研究。研究结果表明：杨树心、边材木质素的经验式分别为C9H7．16O2．38（OCH3）1．99和C9H8．61O2．73（OCH3）1．33。心材木质素甲氧基含量28．16％,比边材高8．73％。两种木质素均具有典型阔叶材的特征,化学结构类型基本一致,碳骨架结构基本相同,但化学官能团和键型的组成上存在差异。     

β-O-4型木质素模型化合物的合成及其在GIF型仿酶降解体系中的变化(Ⅱ)

深入研究β-O-4型木质素模型化合物——愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚的合成新路线，并利用红外光谱和核磁共振谱对其化学结构进行了分析。采用由Cu^2 吡啶／过氧化氢组成的GIF(GIF-sur-YVETTE)型仿酶体系对这一木质素模型物进行了仿酶降解的研究，并采用GC-MS、^13C NMR等方法分析了该β-O-4型木质素模型化合物在降解过程中的结构变化，在此基础上对这种仿酶降解的机理进行了探讨。研究结果表明：利用溴化铜对4-乙酰基愈创木酚进行溴化后很容易得到4-(α-溴化乙酰基)-愈创木酚中间体，从而提高了合成愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚的效率。GIF仿酶降解体系对β-O-4型木质素模型物有较强的碎解能力，降解后产生一系列含羟基、醛基和羧基的芳香族低分子化合物，根据反应产物的结构可以说明β-O-4型木质素模型化合物的主要降解途径为：β-O-4醚键断裂、Cα-Cβ键断裂、Cβ-Cγ键断裂。本研究为该仿酶降解体系在无污染漂白工业上的应用提供理论依据。     

C化学位移特点研究

由诺卜醇和丙酸酐合成了丙酸诺卜酯，用MS，IR，^1HNMR及^13CNMR分析进行了结构表征，利用^13C化学位移分析出其构象是：C-1-C-2-C-3-C-4-C-5部分处于同一平面，整个6，6-二甲基双环[3.1.1]庚-2-烯部分呈“Y”形。丙酸诺卜酯可以看成是阿朴蒎烯在C-2发生取代的衍生物，取代基对^13C化学位移的影响主要集中在C-2，C-1和C-3，对其它碳原子的影响比较小。     

尿素与甲醛加成及缩聚产物~(13)C NMR研究

合成并研究了几种尿素与甲醛的加成、缩聚产物结构，使用高分辨１３Ｃ核磁共振仪（ＤＲＸ－５００）确定了几种典型结构的化学位移并对化学位移的变化规律展开讨论；研究了一种脲醛树脂合成中间产物及最终液体树脂的结构，指定了各吸收峰的归属；结合模型化合物研究结果并参考文献，给出了脲醛树脂各结构单元的化学位移。     

脲醛树脂结构研究进展

在过去的２０余年里,为获得结构更合理、性能更优异的脲醛树脂,人们使用近代分析手段对脲醛树脂结构进行了广泛的研究,付立叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）和１３Ｃ核磁共振（１３ＣＮＭＲ）是目前脲醛树脂结构研究的最主要方法,其中１３ＣＮＭＲ是在分子水平描述脲醛树脂结构的最完善、最有效的工具。本文综述近２０年脲醛树脂结构研究进展,内容包括结构研究方法、内容和结果。     

多元羧酸与木材酯化反应的固体核磁共振谱CPMAS~(13)CNMR的表征

本研究要用以多元羧酸为酯化剂 ,以无机盐为催化剂的交联体系。这一体系是新型的、水溶的、无毒害、无污染的非甲醛系试剂并联体系。本文采用固体核磁共振谱CP MAS1 3 CNMR ,测定木材主要组分酯化反应的CP MAS1 3 CNMR波谱 ,归属主要谱线 ,分析了多元羧酸与木材交联反应过程中主要组分的化学结构变化。结果表明 :酯化反应后 ,羧基碳的比率增加 ;芳香族碳和羟基碳的比率减少 ;烷基碳的变化随着羧基碳的变化而改变。这一变化趋势与采用FTIR和ESCA得到的变化趋势一致     

固体核磁共振法对低甲醛释放脲醛树脂化学结构的研究

在采用液体核磁对3种低甲醛释放脲醛树脂化学构造进行分析的基础上,利用13CCP/MASNMR对脲醛树脂固化产物的化学结构进行了研究.结果表明,不同固化体系下,3种低甲醛释放脲醛树脂胶黏剂的固化历程不同,固化后树脂的结构有所差别.不添加固化剂时,脲醛树脂的固化交联反应程度低,固化产物中羟甲基含量高,甲醛释放量也随之增加.加入固化剂后,促进了羟甲基的固化交联反应,脲醛树脂固化产物中羟甲基含量普遍降低.3种固化体系下,UF-3羟甲基含量最高;在氯化铵为固化剂的条件下,UF-2羟甲基含量最低,为0.0582;不添加固化剂和复合固化体系条件下,UF-1羟甲基含量最低,分别为0.0784和0.0713.不同固化体系对不同种类脲醛树脂的固化效果不同,固化后树脂的结构不同,其力学性能和甲醛释放能力也不同.     

Analysis of the structure of lignin-carbohydrate complexes by the specific13C tracer method

In the present study the specifically¹³C-enriched lignin precursors of biosynthesis (i.e., coniferin-[side chain–¹³C], coniferin-[side chain-–¹³C] and coniferin-[side chain-–¹³C]) were synthesized and administered exogeneously to ginkgo shoots (Ginkgo biloba L.) to obtain¹³C-enriched lignin-carbohydrate complexes (LCCs). The specifically¹³C-enriched LCCs were isolated from the newly formed xylem of ginkgo shoots administered with the¹³C-enriched precursors and degraded by enzymes. Lignin-rich fractions, so called enzyme-degraded LCCs (EDLCCs), were obtained. By determining their¹³C-NMR spectra, information related to the chemical structure of lignin building units and linkages between phenylpropane units of lignin and carbohydrates were obtained. It was found that these precursors were incorporated in natural lignin successfully. Three lignin-carbohydrates linkages (i.e., ether type, ester type, ketal type) were found at the C -position of the side chain of phenylpropane units in ginkgo LCC. No lignin-carbohydrate bond at the C- or C-position of the lignin side chain was observed in the¹³C-NMR spectra of the¹³C-enriched LCCs. This fact indicates that a specific¹³C tracer technique can be useful in NMR study of the chemical structure of LCCs.Part of this paper was presented at the 5th Pacific Polymer Conference, Kyongju, Korea, October 1997     

蜡梅CpWOX13基因的表达及功能

【目的】WOX13基因属于WOX(WUSCHEL related homeobox)转录因子家族中古老进化支成员之一,主要参与成花转化与根的发育过程。本文通过对蜡梅 CpWOX13 基因表达模式的分析和过表达拟南芥植株表型的观察,分析 CpWOX13 在蜡梅生长发育中的作用,为了解进化地位极低的物种中 WOX 13 基因的作用机制奠定基础。【方法】基于前期‘罄口’蜡梅露瓣、盛开和衰败3个时期转录组数据,克隆蜡梅 CpWOX13 基因并通过邻接法构建系统进化树。利用实时定量RT-PCR (qRT-PCR)技术分析 CpWOX13 基因在4月、5月、7月和9月花芽(4FB、5FB、7FB、9FB)中的相对表达量;对 35S ∷ CpWOX13 / Columbia-0拟南芥植株和对照植株的莲座叶、不定根和株高等进行形态观察和生长指标测定,并通过qRT-PCR检测过表达拟南芥株系内源开花相关基因的表达差异,分析过表达 CpWOX13 对拟南芥开花时间、不定根发育和株高的影响。【结果】蜡梅CpWOX13与葡萄和拟南芥的WOX13聚在一起,同属于WOX家族古老进化支。qRT-PCR结果表明 CpWOX13 基因在4FB、5FB、7FB和9FB中均有表达,在5FB时期表达量最高,是4FB中表达量的6.5倍,分别是7FB和9FB的3.8倍和3.3倍。 35S ∷ CpWOX13 / Columbia-0 过表达T 2代拟南芥株系,莲座叶数量少于野生型,开花较野生型提前;根长明显长于野生型,且侧根分支明显增多,株高远高于野生型,最大相差可达12 cm。【结论】蜡梅WOX家族同源基因 CpWOX13 在不同花发育阶段均有表达,在5月份雌雄蕊原基分化阶段的花芽中表达量最高,过表达 CpWOX13 会促进拟南芥早花并促进其侧根的发育。     

E1级MDF用三聚氰胺改性脲醛树脂的定量13C-NMR结构研究

采用13C-核磁共振定量分析了由选定碱-酸-碱工艺所合成的E1级MDF用三聚氰胺改性脲醛树脂。结果表明:在初始碱性阶段有70％的甲醛分子转化成了羟甲基脲,25％的甲醛分子转化成了亚甲基醚键。三聚氰胺全部发生羟甲基化,65％的羟甲基三聚氰胺缩聚成亚甲基醚键的结构。亚甲基醚键在最后的碱性保温阶段发生分解。三聚氰胺对缩聚反应的参与提高了亚甲基键的含量。