纖維素、木質(zhì)素和半纖維素是世界上儲量最豐富的生物質(zhì)資源，而對纖維素的高值化利用以及設(shè)計和合成新的纖維素衍生物是近年研究的熱點。纖維素羧酸酯由于其易加工性，可調(diào)的材料性質(zhì)獲得了廣泛的關(guān)注，而傳統(tǒng)制備纖維素羧酸酯主要通過羧酸衍生物、酸酐，酰氯和乙烯酯等試劑進行合成，但是以上合成策略都存在各種各樣的缺點，比如容易產(chǎn)生副產(chǎn)物、需要額外的催化劑、使用對環(huán)境有害的酰化試劑等等。因此，如何利用生物基的酰化試劑，使用新的合成策略，制備出具有一定功能性的纖維素羧酸酯正是大家所關(guān)注的焦點。基于新型的可逆離子液體超強有機堿/DMSO/CO2體系，貴州大學(xué)謝海波教授課題組已經(jīng)成功制備出纖維素苯甲酸酯、長烷基鏈脂肪族酯、支化和立體結(jié)構(gòu)酯（Cellulose, 2018, 25, 6935–6945）以及纖維素乙酰丙酸酯（Green Chem., 2020, 22, 707–717）等一系列纖維素衍生物。
活性自由基廣泛存在于我們生活的環(huán)境及有機體中，它是造成細胞衰老，器官老化甚至疾病的主要原因。傳統(tǒng)的天然抗氧化劑主要有維生素類、類胡蘿卜素、單寧等來自于植物的多酚類。二氫香豆素（DHC）是一種六元環(huán)內(nèi)酯，無毒綠色經(jīng)濟，在一定催化劑作用下易開環(huán)發(fā)生交替共聚物。
基于纖維素和DHC的優(yōu)點，貴州大學(xué)謝海波教授課題組利用超強有機堿DBU/DMSO/CO2體系，設(shè)計合成具有一定的溶解性、抗氧化性、紫外吸收性和生物相容性的全生物基的纖維素3-(2-羥苯基)丙酸酯。該纖維素酯的結(jié)構(gòu)可控，具有良好的應(yīng)用前景，且整個制備過程高效、綠色、經(jīng)濟，不需要額外的催化劑。在DBU/DMSO/CO2體系溶解活化纖維后使DHC開環(huán)與纖維素羥基反應(yīng)，生成纖維素3-(2-羥苯基)丙酸酯（CHP）。首先研究了不同反應(yīng)條件比如產(chǎn)物摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間對產(chǎn)物取代度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當DHC與AGU的摩爾比為6/1，反應(yīng)溫度為120℃，反應(yīng)時間為3h時，產(chǎn)物取代度可以高達2.35。并且發(fā)現(xiàn)當取代度大于1.48時，產(chǎn)物可以溶解于各種低沸點醇類以及其他常見的有機溶劑中。這使得該產(chǎn)物具有良好的可加工性。由于CHP結(jié)構(gòu)上3-(2-羥苯基)丙酸酯的存在，使其具有良好的紫外吸收性能及自由基清除能力。CHP在UVB和UVA區(qū)域有較強的吸光度，最大吸收波長在283-297nm，如圖2所示。圖3則說明了CHP對DPPH自由基具有優(yōu)越的清除能力，在40mM，25℃，30min時DPPH自由基清除率即可達到100%。除此之外，我們還研究了對DPPH的清除反應(yīng)動力學(xué)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其符合偽一階動力學(xué)方程，并計算了清除反應(yīng)所需的活化能。
相關(guān)論文以封底論文的形式在Green Chemistry 發(fā)表, 第一作者為郭元龍博士研究生，謝海波教授， 鄭強教授為共同通訊作者。Green Chem. 2021, https://doi.org/10.1039/D0GC03478A。
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