戊醇的用途——帮助实现木质纤维素一步分馏

戊醇为无色液体，微溶于水，可与多种有机溶剂混溶。它可用作有机合成，用作涂料溶剂，医药的原料，非铁金属的浮选剂，锅炉用水的止泡剂，可用于制造乙酸戊酯。戊醇与其他溶剂组成的混合物可用作硝基喷漆的助溶剂，还用于从木材中提取松脂。本文将介绍研究人员发现的戊醇的新用途——帮助实现木质纤维素一步分馏。

背景

木质纤维素生物质的生物炼制(LCB)通常包括四个主要步骤：预处理、酶解、发酵和蒸馏。其中预处理是分离植物细胞壁和增强纤维素酶吸附到纤维素上的最关键步骤。稀硫酸(DA)预处理是工业规模中使用最为广泛的。然而，由于预处理过程中残余木质素的凝结，使用这种预处理的酶解效率通常较低。

进展

为克服上述问题，已经提出了包含不可混合的有机相和液相的双相反应系统。在该系统中，有机相和液相分别包含溶解的半纤维素和木质素。将木质素优先的生物质分解与双相预处理相结合，可以在LCB分馏过程中实现木质素解聚/改性，同时还可减少木质素再利用处理步骤。基于此，江苏大学Zahoor团队提出了一种新的DA/戊醇双相溶剂预处理方法，可实现对木质纤维素的高效分离^[1]。

在不同戊醇浓度和温度下，用DA/戊醇双相溶剂体系预处理的杨木可被分为三相：溶有木质素的有机相、溶有戊糖的液相以及保留在固体残余物中的纤维素。在最佳预处理条件下[160℃，60%(w/v)戊醇]，溶解在有机相和液相中的木质素和半纤维素分别可达85%和91%，保留在固体残渣中的纤维素可达91.1%。预处理后的木质纤维素的葡萄糖得率较未预处理前高约6.4倍。经四次循环后，戊醇回收率仍高达84%。DA/戊醇双相溶剂预处理是一种有前途的木质纤维素生物炼制技术。

参考文献

[1] One-step lignocellulose fractionation using acid/pentanol pretreatment for enhanced fermentable sugar and reactive lignin production with efficient pentanol retrievability. doi:10.1016/j.biortech.2022.127503