木质素 含木质素的分布(课堂精选)
第3章 木质素
研究木素的化学结构时，分离出的木素试样是否保持着 天然的状态，木素的结构是否能代表它的平均状态，时常成 为疑问。 分离方法存在的缺点 木素在分离的过程中已基本上改变了它自己的天然结构。 只能分离出全部木素量的相对未改变的一部分。
（一）植物纤维原料的准备 1. 准 备 步 骤 木材（草类原料） → 木片（草片） → 磨碎（40~60目 或100~120目） → 有机溶剂抽提 → 无抽提物试样。
2 分类 硬木木质素 软木木质素—醇羟基多 草本木质素 植物中木素：针叶材木素 阔叶材木素 禾本科木素 按结构分：愈疮木基木素 愈疮木基-紫丁香基木素（G型） 愈疮木基-紫丁香基型木素（GS型）
四、木素的生物合成
1．细胞壁中木素的堆积(木质化) 样品制备 在离地0.915 m高处的树干 （直径40 cm）上收集包含有内 皮、形成层及木质部木材的1弦 向×5径向×5高向mm试样， 用苯-乙醇（2∶1）抽提5天， 不用2 % NaOH预处理，溴化 使式样成溴化木素。
2．常用的有机溶剂 乙醚、二氧己环、苯、乙醇、苯-乙醇混合液、丙酮以 及它们的混合物等。
(二)木素的分离和精制
分离方法 分离木素的名称 化学变化程度 化学变化极少 布劳斯(Brauns)天然木素(BNL) 使用有机溶剂，在 诺德(Nard)木素 中性条件下溶出 贝克曼(Bjorkman)木素(MWL) 纤维素分解酶木素(CEL) 木素被溶 乙醇木素 解， 再沉淀 二氧已环木素 精 制 而 分 使用有机溶剂在酸 琉基乙酸木素 离 的 方 法 性条件下溶出 酚木素 (可溶 水溶助溶木素 性木素) 木素磺酸 碱木索 使用无机试剂分离 硫化木素 氯化木素 硫酸木素(Klason 木素) 木素作为残渣而分离的方法(不 盐酸木素 溶木素) 铜氨木索 过碘酸盐木素
《木质素的发现》课件
聚合反应
木质素单体在特定的酶作用下，通过聚合反应形成长链分子，这些长链分子进 一步交联形成木质素纤维。
参与木质素合成的酶类
苯丙氨酸解氨酶
催化苯丙烷途径的起始反 应，将苯丙氨酸转化为香 豆酮。
肉桂醇脱氢酶
参与木质素单体的合成， 将香豆酮转化为肉桂醇。
聚合酶
催化木质素单体的聚合反 应，形成长链分子。
木质素生物合成的调控机制
提高生物柴油的产量
木质素可以作为生物柴油生产的原料，提高生物柴油的产量和品 质。
促进生物质能利用
木质素是生物质能的重要来源，利用木质素生产生物质能有助于减 少对化石燃料的依赖。
降低碳排放
木质素作为生物燃料原料，其生长过程中能够吸收二氧化碳，有助 于降低碳排放。
木质素在环境保护领域的应用
土壤改良
木质素可以改善土壤结构，增加 土壤的透气性和保水能力，提高
木质素在自然界中的分布
分布
木质素广泛存在于植物界，尤其是木 材、稻草、麦秆等农作物废弃物中含 量丰富。
用途
作为植物细胞壁的主要成分，木质素 有助于维持植物形态，增强植物抵抗 病虫害的能力。
木质素的主要用途
01
02
03
造纸
木质素是纸张制造过程中 的重要添加剂，有助于提 高纸张的硬度和不透明度 。
建筑
木质素可用于生产建筑模 板、胶合板等建筑材料， 其耐热性和刚性使它成为 理想的建筑材料。
能源
木质素可以转化为生物燃 料，如生物柴油和生物乙 醇，是一种可持续的能源 来源。
CHAPTER 02
木质素的化学结构
木质素的基本单元
01
木质素的基本单元是苯丙烷，其 结构由三个连续的碳原子组成。
生物质材料-第七章木质素ppt课件
精选ppt
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2、高锰酸钾氧化降解
木素
KOH 共煮
甲基化 KMnO4 藜芦
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1、Klason法
常用的有72％硫酸Tappi标准法和80％硫酸法（更适合非 木材原料） （1）1g（精确到0.0001g）试样，用定性滤纸包好，用线扎 住，用索氏抽提器，苯醇混合液（2：1）抽提6小时，同时 另取一份测定水份。将式样取出风干，用洁净毛笔仔细将抽 提风干后式样刷入250ml磨口锥形瓶重，加入12～15℃的72 ％硫酸15ml，摇荡1min，将锥形瓶放入18～20℃的恒温水 浴锅中，2～2.5小时，随时摇动锥形瓶。
酸溶木素含量B以每1L中的质量（克）表示：
B A D 105
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式中： A —— 吸收值； D —— 滤液的稀释倍数； 105—— 吸光系数，L/g.cm。
X BV 100 1000W0
原料中酸溶木素含量X，以质量百分数表示： 式中：V —— 滤液总体积，ml；
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二）、木素的分离方法
一般可将木素的分离方法分两类 ： 1、溶解碳水化合物，残渣就是木素。
（性。72%H2SO4法）——木素往往已被改 2、溶解木素，剩余物是碳水化合物。
（工业制浆法）——不能得到全部木素。
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三）、不溶木素的分离方法
4）木质素的化学结构中某些组分和结构与高聚 糖的相似性，因此在不改变木质素化学结构的 前提下，难以将具有相似结构的高聚糖与木质 素完全分离开。
木质素化学PPT课件
二、 木质素的化学反应
（2）自由基反应，需要引发剂。 常 用 引 发 剂 ： 铈 盐 （ Se(NO3)2）、
H钾2O)2及-Fγe(射II线)、照高射锰等酸。钾、过硫酸盐(铵或
（3）共聚与均聚反应有竞争
共聚：木质素与乙烯基类单体； 均聚：乙烯基类单体之间聚合。
（4）苯酚抑制共聚反应，一般先甲基化，再接 枝共聚。 甲基化：重氮甲基化，硫酸二甲酯
二、 木质素的化学反应
木质素氧化还原引发共聚机理
二、 木质素的化学反应
木质素接枝共聚反应（环上反应为主）
二、 木质素的化学反应
木质素的物理性质各种分离木质素的玱璃态转化温度t木质素的物理性质树种分离木质素玻璃态转化温度干燥状态吸湿状态水云杉云杉云杉云杉桦木杨木针叶树高碘酸盐木质素高碘酸盐木质素二氧六环木质素相对低分子量二氧六环木质素相对低分子量高碘酸盐木质素二氧六环木质素相对低分子量木质素磺酸盐19312714617913423511512690271727192721281227872118212高聚物的玱璃态转化温度t不植物种类分离方法相对分子量有关玱璃态转化温度不木质素分子量之间成正比
二、 木质素的化学反应
（4）臭氧：能与酚型和非酚型木质素发生亲电取代反应。 （5） H2O2：在碱性介质中不能氧化木质素苯环，但能氧化
侧链的羰基和醌型结构，破坏发色基团，达到漂白的目 的。过氧化氢对木钙的聚合或降解作用均较弱, （6）过硫酸铵：可使木钙发生聚合反应。过硫酸铵氧化木 钙时,条件：过硫酸铵的用量为4%～6%,温度为80～90℃, pH=8～10 过硫酸铵在碱性条件下使木钙酚型物发生离子化脱氢,产 生了游离基,提高了木钙的反应活性,促进了木钙分子游 离基之间的聚合反应。
第二章-4 木质素的分类和分布
如山毛榉 G：S：H=56：40：4
大部分温带阔叶材木质素为GS木质素（少数例外）； 热带阔叶材木质素介于G和GS之间，更接近于G。
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禾本科：GSH木质素（S占10~65%，H半数以上为酯键 结合） ，不稳定，所以也称为 GS木质素
总木质素绝大部分在次生壁：
早材 晚材
S1+ S2 + S3 = 12%+44%+9% = 65% S1+ S2 + S3 = 6%+63%+6% = 75%
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阔叶材木质素分布（p68，表2-12）：
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（1）各形态区域木质素的浓度 MLCC>ML>S（S1、S2、S3分布较均匀）
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按结构可分两大类：愈疮木基木质素（G木质素） 愈疮木基-紫丁香基木质素（GS木质素）
G木质素：主要由G单元构成，S单元<1.5%，H单元约5%。
GS木质素：主要由G、S单元构成，S单元20~60%，H单元 很少（小于G木质素中的H%）
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（2）各细胞次生壁木质素浓度 导管分子>木纤维>射线薄壁细胞
（3）木纤维次生壁体积占总组织体积的70%以上 木质素主要存在于木纤维的次生壁。
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三、木质素的不均一性
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不同原料木质素结构不一样；同一原料不同部位，木质 素的结构也不同。
第二章第一节木素的存在及木素的生物合成
高分子木素的形成及其多样性和调节性
高分子木素的形成及其多样性和调节性
课堂练习
1. 木素的三种基本结构单元
2. 针叶木、阔叶木和禾本科原料中木素的主
要类型及含量
松伯醇 芥子醇 香பைடு நூலகம்醇
G S H
（ 紫丁香基丙烯醇） （对羟基苯基丙烯醇）
木质素先体以葡萄糖苷的形式存在于植物体内，经β -葡萄糖苷酶的 水解作用，脱葡萄糖生产相应的醇。例如：
CH=CHCH2OH β -葡萄糖苷酶 OMe O-Glc 松柏醇葡萄糖苷酶 OMe R O
CH=CHCH2OH
OMe OH 过氧化物酶 葡萄糖氧化酶 CHCH2OH CH
禾本科：15%～25%
木素的分布：复合胞间层浓度最高，而次生壁的 含 量最多
不同植物原料中木素结构单元的比例(100个C9结构) Contents of lignin structural units in lignin from different raw materials （in 100 structural units of C9）
木素—由苯丙烷结构单元通过醚键、碳碳键联接而成
的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物
苯丙烷单元或C9单元
木质素在植物体内的作用：
ﻼ粘接作用 ﻼ加固作用 ﻼ防止水分散失
无毒，性能优良，应用广泛 木素磺酸盐广泛应用于制革、燃料、食品、建筑、
工业和农业等
木素的基本特征
1. 广泛存在于木本植物中 2. 对紫外线有较强的吸收 3. 木素大分子化学性质极不稳定 4. 不溶于水和一般的有机溶剂 5. 与半纤维素之间存在化学键联接，构成 LCC，填充在纤维及微细纤维之间 6. 木素的存在，使植物挺立，不易腐朽
木质素的物理和化学性质
木质素的物理和化学性质参考资料：中国环保网（/trade/supply/index--1000100610001015--.htm）不同制浆工艺和提取方法获得的木质素主要物理和化学性质包括以下方面：1、木质素的颜色原本木质素是一种白色或接近无色的物质．我们见到的木质素的颜色，是在分离、制备过程中造成的。
随着分离、制备方法的不同，呈现出深浅不同的颜色。
酸木质素、酮胺木质素、过碘酸盐木质素的颜色较深，在浅黄褐色到深褐色之间，出Brayns分离的并以其名字命名的云杉木质素是浅奶油色。
2、木质素的分子量分布通常的高分子化合物，相对分子质量一般是几十万、几百万，甚至上千万，木质素虽然也是高分子化合物，但分离木质紊的相对分子质量要低得多，一般是几干到几万，只有原本木质素才能达到几十万。
相对分子质量的高低与分离方法有关。
高分子的一个重要特征是分子具有多分散性，即相对分子质量大小有一定范围。
高聚物的分子量具有统计平均意义，采用不同的测试办法测得的结果不同。
常常测定重均分子量和数均分子量，以重均分子量和数均分子量的比值表示分散性。
木质紊是天然高分子聚合物，其分子量也呈多分散性。
针叶木磨木木质素的重均分子量为2000，阔叶木磨木木质素的稍低；用硫酸从黑液中沉淀出的木树木质素分子量在330—63000之间，其中65％—80％的木质素分子量在500—50000之间。
草浆木质素的分子量也呈现出多分散性，其分散系数一般大于2.3、木质素的溶解性高聚物的溶解过程实质上是溶剂分子进入高聚物中，克服大分子的作用力，达到大分子和溶剂分子相互混合的过程。
同低分子物质相比较，高聚物的溶解过程一般有二个阶段—溶胀和溶解，整个溶解过程比较复杂和缓慢。
木质素是一种聚集体，结构中存在许多极性基团，尤其是较多的羟基，木质素具有很强的分子内能和分子间的氢键，因此原本木质素是不溶于任何溶剂的。
分离木质素时，因为发生了缩合成降解，许多物理性质改变了，溶解度也阻之改变。
木材学(6.4.5)--木材化学
第1章木材的化学性质重点介绍了木材三大成分——木质素、纤维素、半纤维素的结构、物理性质和化学性质。
并简要介绍了多种存在于木材中的抽提物。
另外简述了木材的酸碱性质。
1.1木材的化学组成无机物（灰分）少量组分有机物（芳香族、萜烯类、脂肪族化合物）木材 纤维素（水解单糖——D-葡萄糖）碳水化合物 半纤维素（水解单糖 —— D-葡萄糖 、D-半乳糖、主要组分 D-甘露糖、D-木糖、L-阿拉伯糖）木质素1.1.1木材的主要化学成分木材的主要化学成分是构成木材细胞壁和胞间层的物质，由纤维素、半纤维素和木质素三种高分子化合物组成，一般总量占木材的90％以上，热带木材中高聚物含量略低，在高聚物中纤维素和半纤维素组成的多糖含量居多，占木材的65％～75％。
纤维素在细胞壁中为骨架物质；半纤维素是无定形物质，分布在微纤维之中，称为填充物质；木质素是结壳物质。
1.1.2木材的少量化学成分木材的少量化学成分是一组不构成细胞壁、胞间层的游离的低分子化合物，可被极性和非极性有机溶剂、水蒸气、和水提取，所以称为抽提物或浸出物。
木材抽提物包括的化学成分组成复杂，主要包括以下几类化合物。
a.脂肪族化合物：包括饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、脂肪、蜡、低聚糖、果胶质、淀粉、蛋白质。
b.萜烯及萜烯类化合物：包括单萜（松节油等）、倍半萜、树脂酸等c.芳香族化合物：包括黄酮类化合物、单宁等。
1.1.3树木的化学组成1.1.3.1木质部的化学组成树种与产地：由于树种不同，木材的化学组成有很大区别，如针叶树材与阔叶树材。
同一种树木，产地和生长环境不同，化学组成也有差异。
边材与心材：在针叶树材中，心材比边材含有较多的有机溶剂抽提物、较少的木质素和纤维素。
早材与晚材：由于晚材管胞的细胞壁厚度大于早材的细胞壁，并且晚材胞间层占的比例较少，细胞壁成分的大多数为纤维素，胞间层物质大多数为木质素，所以，晚材比早材常含有较高的纤维素与较低的木质素。
1.1.3.2树干与树枝化学组成的区别树干与树枝化学组成差别较大，不论是针叶树材还是阔叶树材，树枝的纤维素含量较少，木质素含量较多，聚戊糖、聚甘露糖较少，热水抽提物含量较多。
木质素PPT课件
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3.1 木质素概述
➢ 各类细胞中木质素的组成与分布
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4
3.1 木质素概述
（2）分类
➢ 习惯分法：针叶材木质素、阔叶材木质素、禾本科木质素
➢ 按结构分为：愈疮木基木质素(G木质素)、愈疮木基-紫丁 香基木质素(GS木质素)
愈疮木基木质素：松柏醇脱氢聚合而成（大多数针叶材）
愈疮木基-紫丁香基木质素：松柏醇和芥子醇脱氢共聚而
CH2OH
CH2OH
成（大部分阔叶材及禾本科）
4
4
2
2
-
3
-
1
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总木质素（%）
黑云杉 花旗松
72
58
16
18
木质素浓度（g/g）
黑云杉 花旗松
0.23
0.25
0.5
0.56
12
11
0.85
0.83
-
10
-
0.40
-
8
-
0.28
82
78
0.22
0.23
10
10
0.60
0.60
8
6
1.00
0.90
-
4
-
-
-
2
-
-
8
3.1 木质素概述
愈疮木基和紫丁香基在白桦中的分布
CH
CH
CH
CH
第三节 木质素类
5、骈双四氢呋喃类(furofurans) 四氢呋喃型木质素中脂肪烃链上羟基的缩合形成了 骈双四氢呋喃类木质素的结构。 双四氢呋喃环结构骨架也只有一种结构类型，即7O-7`型和9-O-9`型四氢呋喃环通过C-8/C-8`位骈 合。 这类木质素结构骨架在化学系统命名中为 2,6-二芳基-3,7-二氧杂双环[3.3.0]辛烷（2,6diaryl-3,7-dioxabicyclo[3.3.0]octane）
3、芳基萘类（arylnaphthalenes） 芳基萘类木质素有芳基萘、芳基二氢萘、芳基四氢 萘等基本结构骨架。
芳基萘类型木质素结构骨架：
4、四氢呋喃型（tetrahyofurans） 根据连氧位置不同，其结构骨架有7-O-7`型和9-O9`型。 这些结构中苯环上各种连氧取代基种类和位置的变 化、脂肪烃上连氧取代基种类和位置的不同，及 其立体构型的差异，构成了一系列数量众多的四 氢呋喃型木质素。
（五）、核磁共振碳谱 碳谱不仅用于确定木质素的碳架和平面结构，对于 构型及构象的阐明也很有用。 （六）、质谱 木质素分子大都具有环状结构，因此质谱通常能给 出丰度较高的 分子离子峰，可以得到化合物的分 子量。木质素分子中的苯环和环烃基结构则有利 于在质谱中得到一系列分子碎片峰信息。
五、木质素的生物活性
组成木质素的单体有四种：
①肉桂醇（cinnamyl alcohol） ②桂皮酸（cinnamic acid） ③丙烯基酚（propenylphenol） ④烯丙基酚（allylphenol）
一、木质素类化合物的主要结构类型 （一）木质素类 由两个桂皮酸或桂皮醇分别通过侧链β碳原子 连接而成。 C-8—C-8`连接而成。 分子中连氧活性基团往往形成一个或两个四氢呋喃 环或内酯环构成不同的亚类型结构。
木质素
Hale Waihona Puke 制备方法不同的木质素,相对密度也不同,如松木乙二醇木质素是 1.362,而松木盐酸木质素是1.348。
光学性质：木质素具有高折光系数（1.61）且有特殊的紫外吸收 光谱，它说明木质素具芳香族的性质。
燃烧热
素除去，则细胞之间失去结合力。稍施外力，木材细胞将相分离，
以介电测定方法，无损测定木材中的木素含量。
③与木材导热性：据研究，木材的热导率为木质素含量的函数， 似乎存在木质素含量越高，热导率越低的现象。
6.木质素的化学性质
（1）显色反应 因为木质素中含有一些特殊基团，如乙烯基、羰基、苯基 等具有共轭双键的发色基团；以及羟基、羧基等助色基团，会使 木材产生颜色。同时木质素可和许多有机化合物，无机化合物发 生特殊的颜色反应，这对研究木材的颜色及其变化，细胞壁木质 化程度确定木质素在细胞壁中的分布和木质素大分子的功能基者 很重要，同时，还可作为区分针、阔叶树材及木材染色的依据。 用苯酚与盐酸处理木材时，木质素产生蓝绿色；用盐酸苯胺处理， 木质素产生黄色；用间苯三酚与盐酸处理，木质素产生红紫色， 具体见下表：
（2）氧化反应：如果用臭氧或过氧化氢作用木材， 木质素就生成各种有机酸，木质素较纤维素，半纤 维素易于氧化，如木质素漂白，就是如此。 木质素的光氧化颜色：木材中的木质素，在日 光和空气作用下，吸收光能然后木质素分子与氧发 生化学反应，形成发色团，使木材材色变深。 （3）水解反应(磺化)：木质素与亚硫酸盐在高温下 蒸煮，发生磺化反应。木质素经磺化，形成含有或 多或少硫的固态木素磺酸。 固态木素磺酸渐渐转为水溶性的木质素磺酸， 这过程受H+浓度的左右，故可认为这就是一种水解 过程。
最新木质素综述教案资料
木质素综述木素是芳香族的高分子化合物，也是一类性质相似的物质的总称。
不同的原料木素分子的化学组成及结构都有差异。
它们是一种无定形结构的物质，存在物的木化组织中，是细胞之间的粘接物，在细胞壁中叶含有，棉花、亚麻等纤维则不含木素。
木素作为具有三维立体结构的天然高分子聚合物，广泛存在于较高等的维管束植物门（被子植物、裸子植物、羊齿植物）中。
特别在目本植物中，木素是木质部细胞壁的主要成分之一，在木材中木素作为一种填充和粘结物质，在木材细胞壁中能以物理或化学的方式是纤维素纤维之间粘结和加固，增加木材的机械强度和抵抗微生物侵蚀的能力，是木化植物直立挺拔和不易腐蚀。
木素在不同植物中的分布见下表：这些木素具有苯基丙烷单位的基本骨架，但其芳香核部分有所不同，大致有如下三种：原始的陆生植物和针叶木的木素主要是愈疮木酚基丙烷（1）；进一步进化的阔叶木木素含有（1）和紫丁香基丙烷（2）；最进化的稻科，除（1）和（2）之外还有对—羟基苯基丙烷（3）构造单元。
总之与植物进化的同时，木素的构造单元也变得复杂化。
虽然木质素只有三种基本结构，但是不同科植物，其木质素基本结构单元的数量比例差别很大。
阔叶木木质素的结构中存在大量的紫丁香结构单元。
如尾叶桉木质素紫外光降解产物中，w （丁香基型化合物）=58%，w （愈创木基型化合物）=18.75%.与桉木木质素相比，硫酸盐浆木质素降解产物中愈创木酚和紫丁香酚，在硫酸盐浆木质素中，m （紫丁香基）：m （愈创木基）=4.3：1，而在桉木木质素中，该比例为 6.4:1，针叶木木质素的结构单元与愈创木基型结构单元为主，其余为少量对羟苯基型。
麦草木质素主要由非缩聚愈创木基单元、非缩聚紫丁香基单元组成，其聚合度n 比例为1.44:1:3.24。
竹类木质素中—OCH3基含量与阔叶木质素相近。
木质素的理化性质及其对应的亲电亲核反应 化学性质木质素的化学性质包括发生在苯环上卤化、硝化和氧化反应；发生在侧链的苯甲醛基、芳醚键和烷醚键上的反应；木质素的改性和显色反应等。
9讲第三章：木素之生物合成、分离与利用学习资料
CH3 O
OC H 3 OH
紫丁香基丙稀醇—芥17子醇
3 高分子木素的形成及其多样性和调节
木素结构单元通过自由基聚合高分子化的
第一步：木素结构单元在酶的作用下，脱氢生成自由基
第二步：5种游离基两两发生游离基聚合，形成新二聚体。 二聚体进一步脱氢生成自由基，该自由基再与别的基聚合， 发生末端聚合，使木素分子变大。
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2.木素结构单元的生物合成
木素母体：苯基丙烷的葡萄糖甙
纤维素、 半纤维素
酶
(O5C6H11) O
CH=CH CH2OH
OCH3
松柏甙
(O5C6H11) O OCH3
CH=CH CH2OH
若干结构单 元聚合成木 素大分子
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木素母体的生物合成
光合作用
CO2
C6H12O6
COOH
COOH
HO
OH
summerwood 复合胞间层
4.1
9.7
60.0
细胞角隅
2.2
8.6
100
复合胞间层
composite middle lamella
9
表2-2 白桦各种细胞中木素分布
木材中的部位
木纤维 次生壁 复合胞间层 细胞角隅
导管 次生壁 复合胞间层
射线薄壁细胞次生壁
木素类型 S
部位 占总木素的 木素
体积 比例/% 含量
/%
/%
73.4 59.9 16-19
S-G(1:1) 5.2
8.9
34-40
S-G(1:1) 2.4
8.8
72-85
G
8.2
9.4
22-27
G
木质素——精选推荐
一、项目简介1、项目概况：北五味子(Schisandra Chinensis(Turcz)Baill),是木兰科五味子属植物五味子的果实。
性味甘酸温，具有益气生津，滋肾养心，收敛固涩的功能。
北五味子含有挥发油、有机酸、木脂素类、蛋白质、氨基酸、维生素C、E、B1、B2、尼克酸、胡萝卜素；还含有K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、Na等矿物质元素；近年又分析出原木脂素苯甲酰基脂素H、当归酰基木脂素H和顺芷酰基木脂素H。
随着近代对五味子化学成分的研究不断深入，五味子的食疗价值和科学价值愈来愈受到人们的重视。
本项目依托吉林农业大学先进成熟的科学技术，利用临江市优质丰富的五味子资源，开发出五味子营养液、五味子粉粒、五味子含片等系列五味子产品。
五味子为木兰科植物五味子S ch isand rach inensis(T u rcz.)B a ill的干燥成熟果实,具有敛肺生津,益胃养心,收敛固涩,滋补强壮等功效,是常用中药之一,可与多种中药配伍组方.本文综述五味子为木兰科植物五味子.具有收敛固涩,益气生津,补肾宁心的作用.用于久嗽虚喘,梦遗滑精,遗尿,尿频,久泄不止,自汗,盗汗,津伤口渴,短气脉虚,内热消渴,心悸失眠等症〔1〕.近代药理学证明,五味子具有镇静催眠,保肝降酶,促进肝糖原的生成的作用,具有抑制胃酸,治疗胃溃疡的作用;具有加强和调节心肌细胞和心脏,肾脏小动脉的能量代谢,改善心肌的营养和功能的作用.主要用于治疗肝炎和神经衰弱等症〔2〕.五味子乙素在五味子中含量较高,同其他木质素类成分一起具有护肝,抗氧化等作用.本实验采用2次回归正交组合设计对五味子中五味子乙素的提取工艺进行优化.1 仪器,试剂和样品111 仪器Waters高效液相色谱仪(Waters2695型泵,2996型二极管阵列检测器), Empower工作站;电子天平METTLERAE240.112 试剂五味子乙素对照品由中国药品生物制品检验所提供;甲醇为美国Dikma公司产品,色谱纯;水为自制重蒸水;其他试剂均为分析纯.113 样品挥发油0.89%有机酸9.11%(柠檬酸,苹果酸,琥珀酸,酒石酸)木脂素:5% 有效成分:五味子素(Schizandrin),五味子甲素(Deoxyschzandrin), 五味子乙素(γ—Schizandrin)等.南五味子含五味子甲素,五味子酯甲等.五味子素R1=OH五味子甲素R1=HO五味子乙素R2 次甲二氧基O五味子素(schizandrin) γ-五味子素(γ-schizandrin)schizandrin五味子醇甲,五味子素,五味子醇A【理化】TLC鉴别:五味子:以五味子甲素, 五味子对照药材为对照品;南五味子:以五味子甲素,南五味子为对照品.(原:以五味子甲素,五味子乙素为对照品,溶于氯仿,1mg/ml)石油醚(30~60℃)—甲酸乙酯—甲酸15:5:1上层展开,紫外254nm下检视.)【含量】五味子含含五味子醇甲(C24H32O7)不得少于0.40%.南五味子含五味子酯甲(C 30 H 32 O 9 ) 不得少于0.12% .【附注】浸提五味子如何(用理化方法鉴别)五味子和南五味子如何获得南五味子标准品五味子的显微鉴别五味子木质素成分的结构.五味子乙素是从五味子中提取出来的活性物质。
木质素
木质素(Lignin)是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。
木质素是一种含许多负电集团的多环高分子有机物。
木质素完全取材于植物，无任何化学添加剂。
对环境无任何副作用。
木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。
在植物组织中具有增强细胞壁及黏合纤维的作用。
其组成与性质比较复杂，并具有极强的活性。
不能被动物所消化，在土壤中能转化成腐殖质。
如果简单定义木质素的话，可以认为木质素是对羟基肉桂醇类的酶脱氢聚合物。
它含有一定量的甲氧基，并有某些特性反应。
1838年，法国化学家和植物学家A.Payen用硝酸和碱交替处理木材，并用酒精和乙醚洗涤，在分离出纤维素的同时得到了一种比纤维素含碳量更高的化合物，也就是最初级的木质素。
1857年，F.Schulze仔细分离出这种化合物，并称之为"lignin"。
Lignin是从木材的拉丁文"lignum"衍生而来，中文译为“木质素”，也叫“木素”。
木质素的分子结构因单由于木质素的结构复杂，目前完整的结论还没有最终得出，但对其基本的结构框架众多科研工作者已达成共识。
一般认为木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子芳香族化合物，其中醚键约占60．75％，碳键约占25．30％。
在植物体内，苯丙烷单元先组装成三种基本结构一一愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构。
体不同，可将木质素分为3种类型：由紫丁香基丙烷结构单体聚合而成的紫丁香基木质素（syringyl lignin，S-木质素），由愈创木基丙烷结构单体聚合而成的愈创木基木质素（guajacyl lignin，G-木质素）和由对-羟基苯基丙烷结构单体聚合而成的对-羟基苯基木质素（hydroxy-phenyl lignin，H-木质素）；裸子植物主要为愈创木基木质素（G），双子叶植物主要含愈创木基-紫丁香基木质素（G-S），单子叶植物则为愈创木基-紫丁香基-对-羟基苯基木质素（G-S-H）。
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6.木质素的化学性质
（1）显色反应
因为木质素中含有一些特殊基团，如乙烯基、羰基、苯基 等具有共轭双键的发色基团；以及羟基、羧基等助色基团，会使 木材产生颜色。同时木质素可和许多有机化合物，无机化合物发 生特殊的颜色反应，这对研究木材的颜色及其变化，细胞壁木质 化程度确定木质素在细胞壁中的分布和木质素大分子的功能基者 很重要，同时，还可作为区分针、阔叶树材及木材染色的依据。 用苯酚与盐酸处理木材时，木质素产生蓝绿色；用盐酸苯胺处理， 木质素产生黄色；用间苯三酚与盐酸处理，木质素产生红紫色， 具体见下表：
和分离过程的差异，出自不同文献，同一种木质素的元素
组成有差异。
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木质素的结构
（ 1 ）木质素为天然高分子化 合物，具有三维空间结构；木 素的超分子结构形式借电子显 微镜观察，为球形小粒，并且 集聚成为球形聚集体。
（ 2 ）为芳香族化合物；
（ 3 ）非结晶性；
（ 4 ）结构单元为苯丙烷基
(三种)；结构单元之间以醚键
分离木质素因发生了缩合或降解，许多物理性质改变了， 溶解性质也随之改变，从而有可溶性木质素和不溶性木质 素之分。酚羟基和醇羟基的存在，使木质素能在浓的强碱 溶液中溶解。碱木质素可溶于稀碱或中性的极性溶剂中， 木质素磺酸盐可溶于水中，形成胶体溶液。
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（2）热性质
•
除了酸木质素和铜
氨木质素外，原本木质
云杉二氧六环木质素用水作比重液,在20℃时测定为1.38,用二氧 六环作比重液测定为1.391。
制备方法不同的木质素,相对密度也不同,如松木乙二醇木质素是 1.362,而松木盐酸木质素是1.348。
光学性质：木质素具有高折光系数（1.61）且有特殊的紫外吸收
光谱，它说明木质素具芳香族行的业学性习 质。
素和大多数分离木质素
是一种热塑性高分子物
质，无确定的熔点，具
有玻璃态转化温度（Tg）
或转化点，而且较高。
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（3）木质素的分子质量 分离木质素分子质量很低，一般是几千到
几万，只有原本木质素才能达到几十万。 分子量的高低与分离方法有关。
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木质素与木材物理性质
因木质素在木材中的含量为20～30%。故木质素与木材物理性 质密切相关。 ①与木材强度，木材细胞由胞间层联结。如用药剂将胞间层的木 素除去，则细胞之间失去结合力。稍施外力，木材细胞将相分离， 木材失去了强度。 ②与木材电学性质：有人对15种木材做实验，发现酸不溶木素与 电容率和直流电导率成直线相关（沿木纹方向）。由此可见，可 以介电测定方法，无损测定木材中的木素含量。 ③与木材导热性：据研究，木材的热导率为木质素含量的函数， 似乎存在木质素含量越高，热导率越低的现象。
因此它不能象纤维素等有规则天然聚合物可用化学式来表 示，木质素的结构是一种物质的结构的模型，是按测定结 果平均出来的假定分子结构。
这些测定包括：元素组成、结构单元和比例、官能团、连
接方式，从而推得结构模型。
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木质素的元素组成
木质素中含C为60—66%，H含量为5—6%，两者之比为12： 1。恰好与苯（苯类）的碳氢之比相同。木质素的基本结构 单元是苯丙烷，苯环上具有甲氧基。因此，表示元素分析结 果以构成苯丙烷结构单元的碳架C6-C3（即C9）作为基本的单 位来表示。木质素的元素组成随植物品种、产地和分离方法 的不同而不同。
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针叶树木质素以愈疮木基结构单元为主，紫丁香基结构 单元和对羟苯基结构单元极少。
阔叶树木质素以紫丁香基结构单元和愈疮木基结构单元 为主，含有少量的对羟苯基结构单元，草类木质素与阔 叶树木质素的结构单元组成相似。
结构单元之间的连接方式主要是醚键，约占2/3-3/4， 还有碳碳键约占1/4-1/3。
木质素中结构单元的主要键型行业学习
在植物结构中分布有规律。
木质素在木材细胞壁复合胞
间层中浓度最高约占3/4，在
纤维素
次生壁中约占1/4，但大量的
木质素仍分布在次生壁。
行业学习 图5-2 管胞壁中的化学成分分布
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4.木质素的结构
木质素是非常复杂的天然聚合物，其化学结构与纤维素和 蛋白质相比，缺少重复单元间的规律性和有序性。
研究表明，木质素是由木质素的结构单元（木质素的先驱 体）按照连续脱氢聚合作用机理，用几种形式相互无规则 地连接起来，形成一个三维网状的聚酚化合物。
5.2 木质素 lignin
1.木质素的存在：
存在于高等植物中。 主要是在木质化植物的 细胞壁中。
木质素可分为三种:阔
叶树木质素、针叶树木
质素和草类木质素。
在木本植物中,木质素
含量为20％－35％,在
草本植物中为15％-25
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图5－1 云杉木质素的结构示意图
木质素
2.木质素的分布
半纤维素
在木材中分布不均，通常采 集部位越高，木质素含量越 低。
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（5）木素的主要官能 团为：甲氧基(-OCH3， 存在于苯环上)、羟基(OH，酚羟基和脂肪族羟 基)和羰基(-C=O，主要
存在于侧链上)；
（6）木质素与糖类连 接：糖苷键连接、缩醛 键连接、酯键连接和醚 键连接。
（7）木质素的结构模 型：木素的结构复杂， 通常所说的木素结构是 指木素的基本结构单元 的形式以及它们之间的 联结方式等。
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燃烧热 木质素的燃烧热值是比较高的，如无灰份的云杉盐酸 木 质 素 的 燃 烧 热 是 110kJ/g ， 硫 酸 木 质 素 的 燃 烧 热 是 109.6kJ/g。
溶解度 木质素是一种聚集体，结构中存在许多极性基团，尤 其是较多的羟基，造成了很强的分子内和分子间的氢键， 因此原本木质素是不溶于任何溶剂的。
三个树种磨木木质素（MWL）的元素组成
磨木木质 素
云杉
山毛榉
桦木
元素组成
C9H8.82O2.27(OCH 3)0.95
C9H7.10O2.41(OCH 3)1.36
C9H9.05O2.77(OCH 3)1.58
由于甲氧基是木质素结构中特征官能团之一，并且比
较稳定，在表示木质素的元素组成时往往列出。不同产地
(C-O-C) 和碳－碳键(C-C)连结.
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苯丙烷作为木质素的主体结构单元，共有三种基本结构，即 愈疮木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构。
C C C
OCH3 OH
愈疮木基丙烷（G）
C C C
H3CO
OCH3 OH
紫丁香基丙烷（S）
C
C
C
木
质
素
结
构
单
元
（
三
种
类
OH
型 ）
对羟苯基丙烷（H）
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行业学习 图5-4 苯丙烷基上的官能团 8
5.木质素的物理性质
(1)一般物理性质
颜色：原本木质素是一种白色近无色的物质,分离的木素一般是分离的木素为粉状,比重为1.35－1.50。测定时用不 同的液体,得到的数据略有不同：
如用水测定,松木硫酸木质素的相对密度是1.451,苯测定是1.436