PDF《2019 年国家科学技术奖提名项目公示内容 （技术发明奖）》

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2019 年国家科学技术奖提名项目公示内容 (技术发明奖) 项目名称: 生物质糖基功能助剂的创制与工业应用 完成单位:大连理工大学、桂林理工大学 提名者: 中国石油和化学工业联合会

一、提名意见 提名意见: (不超过

600 字) 生物质资源高效转化和高附加值利用符合国家中长期发展规划纲要,是低值生物 质资源高附加值利用、发展生态相容的绿色助剂有效途径,对于减轻石油基功能助剂 对环境的压力、对 三农 的综合协调发展均具有重要贡献.

张淑芬教授长江学者创新团队针对受结构单元上羟基反应能力低、和天然多糖高 分子的规整双螺旋结构以及高比例结晶区限制,其高附加值利用存在温和反应条件取 代效率低、造成取代度低,和较激烈反应高分子易断键等难题,创新开发了高活性、 高效取代基团,进而创制出性能优异的生物基糖基功能助剂;

建立了 溶剂渗透、氢键 置换、结构膨胀、试剂传递 的温和反应制造生物基助剂的理念和关键技术,创制出 满足性能需求的生物质糖基助剂,其中

5 类助剂分别在

5 家生产企业生产和应用,产 生了很好的经济效益和社会效益;

共获中国发明专利

10 项;

创制的

25 个淀粉糖基功 能助剂新结构获美国化学文摘登记号(CAS);

发表被 SCI、EI,CNKI 收录文章百余 篇,他引合计

1400 多次,受到国内外同行高度评价;

为我国生物基化学品和新材料 的发展提供了系统的理论基础和实践成果. 我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关内容 符合国家科技奖的提名要求. 同意提名该项目申请参评2019年度国家科学技术奖技术发明二等奖.

二、项目简介(限1页) 生物质是通过光合作用生成的可再生资源.在以糖基为结构单元的植物生物 质资源中,淀粉最易被改性,且具有粘性、成膜和凝胶化等物理性质;

由其制备 的功能助剂广泛应用于国民经济各个领域,是可再生、可生物降解、符合绿色环 保要求的不可替代的功能助剂类别.用生物质糖基助剂替代石油基助剂,对于减 轻功能助剂对石油资源的依赖度和石油基功能助剂对环境的压力、 对 三农 的综合 协调发展均具有重要意义,符合国家中长期发展规划纲要在农林生物质利用领域, 重点研究开发高效、低成本、大规模农林生物质的转化关键技术,生物质基新材 料和化工产品等生产关键技术的规划要求.但受结构单元上羟基反应活性低,加 之天然多糖高分子本身具有的规整双螺旋结构和高比例结晶区,导致温和反应条 件反应效率低,产物取代度低;

较激烈反应高分子易断键,产品性能不能满足要 求.因此,开发温和条件下、高取代度系列糖基功能助剂是国内外发展生物质助 剂亟待解决的瓶颈问题. 张淑芬教授长江学者创新团队创新开发了高活性、高效取代基团,进而创制 出性能优异的生物基糖基功能助剂;

建立了 溶剂渗透、氢键置换、结构膨胀、试 剂传递 的温和反应制造生物基助剂的理念和关键技术,创制出温和清洁制造、 满足性能需求的生物质糖基助剂,形成如下发明点. (1)针对糖环上羟基醚化反应活性低的难点,致力于创制结构最简单的单取 代基、和一次性引入

2 个取代基团的双取代基、化学反应活性高的醚化试剂,进 而创制出化学稳定的高取代度阳离子淀粉多糖醚和聚醚糖苷酯,是生物可降解的 含负电荷废水处理高效絮凝剂以及可湿性农药粉体乳化增稠助剂.获4项中国发 明专利. (2)针对以苷键连接的多糖环天然高分子结构易氧化降解且反应难以控 制的难点,设计分子渗透、氢键置换、结构膨胀、加强传递、温和反应清洁的氧 化技术,创制出高羰基含量水溶性高分子氧化木薯淀粉多糖,进而创制出水溶性 氧化淀粉糖基席夫碱助剂和交联淀粉糖基吸附剂,是高效并生态相容的含金属离 子废水处理剂.获3项中国发明专利. (3)针对以苷键连接的多糖环天然高分子 结构易受酸或碱催化降解的特性,设计温和、清洁的酯化反应条件,创制出高分 子量、高取代度的苄基磺化淀粉多糖酯生物质高分子助剂,以空间位阻作用提升 水泥静浆流动度和缓凝效果的高效减水剂.获3项中国发明专利. 该项目创制的