生物质资源化学第一章生物质资源化学概论第一节生物质资源化学的发展1.生物质资源的定义自然资源：一定时间、空间条件下自然界中一切能够为人类所利用并产生的经济价值的、能够提高人类当前和未来福利的自然诸要素总和。生物资源：生物圈中对人类有一定经济价值的动物、植物、微生物及其组成的生物群落生物质：地球上一切生物（动物、植物、微生物）产生的生物量生物质资源：广义上?狭义上2.生物质资源化学的研究内容和重要性生物质资源化学区别于生物学，生物学是研究结构功能以及对其进行改进；生物质资源化学：以生物质为原料进一步加工加以利用。研究的三大内容：（1）能源与燃料（最广泛）常规能源：传统石化能源，非传统石化能源如页岩气新能源：太阳能、风能、地热能、核能、生物质能（航空油）（2）化工产品生物质资源几乎可代替石油生产所有化工原料（目前成本等问题尚未解决）（3）材料（丝绸）重要性生物质资源引起重视和广泛研究源于2个原因：①石油资源的枯竭（/过度开采煤炭资源造成地陷或者其他环境问题）；全球三大问题——资源枯竭、人口膨胀、环境污染，根本问题在于资源枯竭②生物可降解性（石油加工的许多产品难降解）（③结构独特，如甲壳素）目前全世界都在积极进行生物质资源的研究（生物质资源是石化资源的20倍，量大且可再生可降解）3.生物质资源分类按照分子大小分类：天然高分子：分子量>2000，基团确定，分子结构难以确定，一般为混合物天然小分子：分子量<2000，基团确定且分子结构确定结构不同研究方式方法不同按照结构（基团）分类：醇、胺、羧酸、酯、酚、芳香族、脂肪族按照应用角度分为：蛋白质、多糖、药物、油脂4.生物质资源特点①天然可再生（本质上是对太阳能的利用）②生物亲和性、生物分解性③独特的化学结构和功能对其合理利用可达到2点效果：资源不枯竭、减少环境污染5.生物质资源发展（1）最初淀粉造酒，竹子制纸（2）变性淀粉，如纤维素化工（起源？）（3）化学生物物理阶段第二节生物质资源化学的研究方法1.基本途径和原理原理：顺应其结构（符合绿色化学、原子经济学）基本途径：化学处理，化学反应改造（无机有机，醚化、酯化、络合物、螯合物、共聚、缩合、接枝）物理处理，如超声波（断链，大分子改造为小分子），光照，共混，蒸汽爆破生物与酶处理，如发酵，植物组织培养，基因工程；甲醇汽油、乙醇汽油2.结构和性能研究的方法①纯度分析方法：液相色谱：除了永久性气体物质都可适用气相色谱：针对挥发性（热稳定）气体电泳：适用于（带电荷高分子）蛋白质、核糖核酸、糖类②结构分析高分子：具有化学结构（元素组成）、二级结构（分子量和分子量分布，有条件还可测量链结构，色谱（利用分子大小不同分离）、x-衍射、红外）、聚集态结构（链与链之间的结构，热分析、电镜）；核磁？低分子：（只有）化学结构（需要检测）；四大分析方法：红外光谱（IR）、核磁共振（HMR）、紫外可见（UV-VIS）、质谱（MS）③性能测试，如力学、光学、生物降解性能、电学第三节几种重要的生物质资源纤维素甲壳素淀粉胶原蛋白大豆蛋白各种多糖天然药物油脂天然树脂第二章提取分离技术第一节提取1.萃取：利用物质在不同溶剂中的溶解性能不同全分析的萃取顺序：有机溶剂（小分子如生物碱）→极性溶剂（极性基团如黄酮）→水（高分子如多糖、蛋白质）→酸或碱（带酸或碱基团的高分子）方法：浸渍（适用于对温度敏感的组分，影响因素：温度、时间、用量、粉碎程度）、煎煮、回流提取2.蒸馏：利用物质的沸点不同，常用于香料（如玫瑰精油）、一些生物碱直接蒸馏：完全利用沸点，物质按照沸点高低顺序分离水蒸气蒸馏：分离相与水不互溶，利用温度达到水沸点时的分压的差异，凭借水蒸气将分离相带出3.压榨：常用于食用油（如茶油、菜籽油）以及工业上的桐油?以上3种为温和的物理方法4.化学处理（反应）：如纤维素用碱高温蒸煮5.蒸汽爆破：如爆米花，米（含水）处于高温高压状态下骤然降压产生蒸汽6.生物与酶：如纤维素、甲壳素第二节分离纯化1.升华：产品纯度高但使用对象有限，如咖啡因的提取2.重结晶：对象溶于溶剂利用不同温度下溶解度差异结晶分离。...
