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绿色可持续发展背景下,工业界迫切需要发展生物基酚类功能化学品与材料。木质素是自然界中储量最丰富的可再生的植物酚类聚合物,是纯天然的抗氧化剂,毒性低、生物相容性好、易于降解,被认为是石油基酚类抗氧剂潜在的替代品。对木质素基天然抗氧化剂的研究,是最具有发展前景的木质素高值利用及转化平台之一。目前木质素作为抗氧化剂研究存在酚羟基含量低,分子量大,木质素类型固定且未经改性处理的木质素原料抗氧化性能较差,改性工艺复杂等共性问题,制约其在化工领域的大规模应用。针对这些问题本文研发了简便、经济可行的木质素基多酚抗氧化剂制备方法,分别研究了不同工业来源木质素、不同处理方法制备木质素基多酚,研究了木质素结构变化与抗氧化性能关系,对比商业抗氧剂,分析评价了木质素基多酚的技术经济可行性。首先,研究了脱甲基制备木质素基多酚的方法及其木质素基多酚抗氧化性能与酚羟基含量的关系。以山毛榉木粉为原料,碘代环己烷（ICH）为脱甲基试剂,研发了醇解-脱甲基策略从原生木质纤维中制备木质素基多酚（DMOL）。其中DMOL-3的分离收率为8.6 wt.%,Mw为2267 g/mol,Ar-OCH3选择性转化率为95%,酚羟基含量为6.8mmol/g,IC50值（对DPPH·自由基清除活性）为6.4μg/m L,相比醇解原料木质素OL（1.0 mmol/g;24.7μg/m L）酚羟基含量增加了5.8倍;抗氧化活性提高了3.8倍,是商业抗氧化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚BHT（11.5μg/m L）的1.8倍、植物多酚阿魏酸（9.3μg/m L）的1.5倍。对比分析了碱木质素（KL）、酶解木质素（EL）直接脱甲基处理制备的木质素基多酚（DMKL和DMEL）和不同酚羟基含量酚类标准品的结构与抗氧化性能的关系。研究表明,酚羟基是酚类化合物具备抗氧化能力的必要结构之一,酚羟基含量与抗氧化活性呈正相关的关系;反应过程中,ICH的进攻使木质素单元之间的链接键发生断裂,木质素Ar-O-CH3结构中的O-Csp3键发生断裂,形成Ar-OH和CH3I;β-O-4、β-5、β-β连接结构单元中的C-O-C键发生断裂,形成Ar-OH和Ar-CH2-等;且随着ICH处理时间的增加,木质素分子量减小、酚羟基含量增加、抗氧化活性随之增加。然后,基于上述研究中对酚羟基含量与抗氧化活性的正相关性的认识,本章报道了油桐子果壳乙醇解制备具有邻苯二酚结构单元的木质素基多酚的方法。这里采用乙醇/水在油桐子果壳中提取到邻苯二酚骨架的C型木质素（OCL）,分离收率为14.7 wt.%,邻苯二酚结构单元含量高达到57%,Mw为2186 g/mol,酚羟基含量为4.7 mmol/g,IC50值为9.7μg/m L,抗氧化性能比BHT提高了1.2倍,达到阿魏酸的95.8%;比工业木质素OL、KL、EL提高了2.5、3.7、3.1倍。技术经济性分析显示,以油桐子果壳为原料醇解直接制备木质素基多酚抗氧化剂的成本约为130美元/吨,相比于BHT（市场价:5000美元/吨）或阿魏酸（市场价:60000美元/吨）具有竞争力。油桐子果壳不受来源限制,是木质素基抗氧化剂开发的理想木质素之一。最后,对上述油桐子果壳研发了氢解策略制备高酚羟基含量、低分子量木质素基多酚（HOCL）,产物呈浅黄色油状,包含二氢丁香酚、二氢松柏醇、丙基儿茶酚、3,4-二羟基苯丙醇等酚类单体、二聚体和寡聚体等;氢解油分离收率为20.3 wt.%,分子量为583 g/mol,酚羟基含量为8.4 mmol/g,IC50值达到5.3μg/m L,相对于乙醇提取的OCL,分子量降低了2.7倍,酚羟基增加了78.7%;抗氧化活性提高了76.4%,是BHT的2.2倍、阿魏酸的1.8倍,优于前文醇解-脱甲基木质素多酚（DMOL-3）,且分子量更低、产率更高。此外,MTT细胞毒性评价表明,低浓度（＜120μg/m L）氢解油产品作为木质素基天然抗氧化剂(IC50=5.3μg/m L)使用不存在细胞毒性或者毒性很小。根据GC-MS可识别油状产品中的酚类单体化合物,研究C型木质素的氢解可能途径,研究表明,在氢解过程中木质素分子中Cα-O、Cβ-O、C-C连接被催化裂解,其中G型结构β-O-4、β-5和β-β连接中的Cβ-O、C-C裂解还原生成愈创木酚类单体二氢丁香酚和二氢松柏醇;分子中的C型结构的苯并二氧六环连接中的Cα-O和Cβ-O裂解生成邻苯二酚类单体丙基儿茶酚和3,4-二羟基苯丙醇,酚羟基被还原,分子量降低,抗氧化活性随之增加。综上所述,本文研发了三种简单高效的策略制备木质素基多酚,其中从油桐子果壳一步氢解制备的高酚羟基含量、低分子量、高抗氧化活性和低细胞毒性的木质素基多酚,替代商业合成抗氧化剂,有望用于材料、日化、生态农业等领域的产品,潜在极大的经济价值和广泛的应用前景。