中文摘要：

半纤维素是植物细胞壁主要组分之一，在生物制药、化学化工、能源、食品等诸多工业领域具有广阔的应用前景，但核磁共振数据库的缺失已严重影响了半纤维素的结构表征，阻碍了其高效分离和转化利用。本项目拟对植物细胞壁半纤维素的核磁共振表征进行深入研究，建立半纤维素全乙酰化新方法，采用1H-NMR、13C-NMR 、HSQC、HMBC、COSY、HSQC-TOCSY等多种NMR分析技术相结合分析全乙酰化前后单糖、低聚糖和多糖，直接解析反映半纤维素内在关联的核磁信号，阐明糖单元间不同连接方式、糖单元上不同取代基团和取代位置以及溶剂不同极性对半纤维素核磁信号化学位移的影响规律，建立植物细胞壁中半纤维素的核磁共振数据库。本项目完成后，将为半纤维素结构鉴定、高效分离及工业应用提供理论依据和科学导向，有利于促进生物质综合利用、提高可再生资源的利用价值、推动工农业可持续健康发展，具有重要的科学意义和重大的现实意义。

结论摘要：

本研究针对木质纤维半纤维素多糖核磁共振表征展开研究，从葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等半纤维素特征单糖做起，经过低聚糖和半纤维素和纤维素多糖对比研究，阐明了半纤维素多糖核磁共振特征、表征路径及其应用。通过不同体系中单糖、低聚糖和多糖乙酰化研究，建立了一种基于转酯化反应的多糖全乙酰化方法，该方法以DMSO为介质、IPA为酰化试剂、DBU为催化剂，可在温和条件下实现多糖全乙酰化，优化了催化条件，阐明了催化剂催化机理；通过多糖同步乙酰化和降解，分离提纯后获得了纯度较高的系列乙酰化低聚糖；通过单糖、低聚糖和多糖递进式核磁共振表征研究，建立了半纤维素核磁共振表征体系及其在1H-NMR、13C-NMR、1H-13C HSQC、1H-13C HMBC、1H-1H COSY、HSQC-TOCSY等谱图中各糖单元结构的特征信号和相互关联，为半纤维素结构表征奠定了基础；通过建立的表征方法体系和特征信号关联，对半纤维素接枝环状单体共聚物等半纤维素衍生物及木质纤维全组分衍生物的表征进行了研究，阐明了衍生物的结构特征和衍生化机理，为生物质高值化利用提供了理论依据和科学导向。通过四年的努力探索，研究成果已发表（含录用）学术论文23篇，其中在国际SCI 期刊发表（含录用）学术论文17篇（全部发表在JCR 三区以上期刊，其中JCR 一区Top Journal 论文5 篇，二区论文3 篇，三区论文9篇），EI 收录5篇，核心期刊论文收录1 篇。申请发明专利5 项，目前已获授权1 项。此外，还被国外学者邀请参与编写英文专著章节2 部。相关研究成果获得了高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）自然科学奖一等奖一项（排名第4）、二等奖1项（排名第1），项目负责人还获中国造纸学会青年科技奖1 项。另外，在项目执行期间，负责人还入选中组部特支计划（万人计划）首批青年拔尖人才（工程材料组）、教育部新世纪优秀人才（NCET-11-0154）、广东省高等学校千百十工程省级培养对象、华南理工大学杰出人才培养计划培养对象（优秀青年学者）。此外，项目负责人在此期间还晋升教授，并受聘学院副院长及国家重点实验室副主任。