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Short-Time Hydrothermal Treatment of Poplar Wood for the Production of a Lignin-Derived Polyphenol Antioxidant.
ChemSusChem ( IF 7.5 ) Pub Date : 2020-03-23 , DOI: 10.1002/cssc.202000534 Tongtong Zhang 1 , Hao Zhou 1 , Yingjuan Fu 1 , Yingjie Zhao 2 , Zaiwu Yuan 1 , Zhiyong Shao 1 , Zhaojiang Wang 1 , Menghua Qin 3
ChemSusChem ( IF 7.5 ) Pub Date : 2020-03-23 , DOI: 10.1002/cssc.202000534 Tongtong Zhang 1 , Hao Zhou 1 , Yingjuan Fu 1 , Yingjie Zhao 2 , Zaiwu Yuan 1 , Zhiyong Shao 1 , Zhaojiang Wang 1 , Menghua Qin 3
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Artificial antioxidants are synthesized from fossil sources and are now widely used in the polymer, food, and cosmetics industries. The gradual depletion of fossil resources makes it practically significant and necessary to produce green antioxidants from renewable lignocellulosic resources. Herein, short‐time hydrothermal (STH) treatment was developed for production of lignin‐derived polyphenol antioxidants (LPAs) from poplar wood under conditions of high temperature and high pressure. LPA yields from 21.5 to 37.6 % on the basis of lignin in untreated wood were obtained by STH treatments as result of lignin depolymerization at 190–200 °C and 10 MPa in 5–8 min. Depolymerization reactions were confirmed by the much lower molecular weight of LPA (1076 g mol−1) than that of native lignin (4094 g mol−1). NMR spectroscopy revealed the structural features of lignin in the isolated LPA, namely syringyl and guaiacyl units with well‐preserved interunit linkages. A Folin–Ciocalteu assay indicated that each LPA molecule contained 5.4 phenolic hydroxyl groups on average, much more than other technical lignins. The remarkable antioxidant ability of LPA was verified by the radical‐scavenging index of 53.5–67.3, much higher than 0.2–11.1 of the commercial antioxidants butylated hydroxytoluene (BHT) and butylated hydroxyanisole (BHA). STH treatment only requires water and heat for production of high‐value antioxidant, which provides a green and sustainable method for the utilization of lignocelluloses.
中文翻译：
杨木的短时间水热处理，用于生产木质素衍生的多酚抗氧化剂。
人造抗氧化剂是从化石来源合成的，现已广泛用于聚合物，食品和化妆品行业。化石资源的逐渐枯竭使得从可再生木质纤维素资源生产绿色抗氧化剂具有实际意义和必要性。本文中，开发了短时水热处理（STH），用于在高温和高压条件下从杨木中生产木质素衍生的多酚抗氧化剂（LPA）。由于木质素在190–200°C和10 MPa下在5–8分钟内解聚，因此通过STH处理，未处理木材中LPA的收率为21.5％至37.6％。LPA的分子量（1076 g mol -1）比天然木质素（4094 g mol）低得多，从而证实了解聚反应-1）。NMR光谱显示分离的LPA中木质素的结构特征，即具有良好保留的单元间连接的丁香基和愈创木基单元。Folin–Ciocalteu分析表明，每个LPA分子平均含有5.4个酚羟基，比其他工业木质素要多得多。LPA具有出色的抗氧化能力，其自由基清除指数为53.5–67.3，远远高于商业化的抗氧化剂丁基化羟基甲苯（BHT）和丁基化羟基茴香醚（BHA）的0.2–11.1。STH处理仅需水和热量即可生产出高价值的抗氧化剂，这为利用木质纤维素提供了一种绿色且可持续的方法。
更新日期：2020-03-23
中文翻译：
杨木的短时间水热处理，用于生产木质素衍生的多酚抗氧化剂。
人造抗氧化剂是从化石来源合成的，现已广泛用于聚合物，食品和化妆品行业。化石资源的逐渐枯竭使得从可再生木质纤维素资源生产绿色抗氧化剂具有实际意义和必要性。本文中，开发了短时水热处理（STH），用于在高温和高压条件下从杨木中生产木质素衍生的多酚抗氧化剂（LPA）。由于木质素在190–200°C和10 MPa下在5–8分钟内解聚，因此通过STH处理，未处理木材中LPA的收率为21.5％至37.6％。LPA的分子量（1076 g mol -1）比天然木质素（4094 g mol）低得多，从而证实了解聚反应-1）。NMR光谱显示分离的LPA中木质素的结构特征，即具有良好保留的单元间连接的丁香基和愈创木基单元。Folin–Ciocalteu分析表明，每个LPA分子平均含有5.4个酚羟基，比其他工业木质素要多得多。LPA具有出色的抗氧化能力，其自由基清除指数为53.5–67.3，远远高于商业化的抗氧化剂丁基化羟基甲苯（BHT）和丁基化羟基茴香醚（BHA）的0.2–11.1。STH处理仅需水和热量即可生产出高价值的抗氧化剂，这为利用木质纤维素提供了一种绿色且可持续的方法。
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