0-10%或更多的酸，例如0-0. 4%、0. 4-0. 6%、 0· 6-1. 0%、1· 0-2. 0%、2· 0-3. 0%、3· 0-4. 0%、4· 0-5. 0%或更多。优选地，用于提取和水解 的水溶液包括〇. 6-5%、优选1. 2-1. 5%的乙酸。酸性水溶液的pH可以是，例如，在0-6. 5 的范围内。
[0044] 升高的温度和/或压力在木质素提取中是优选的。例如，木质素提取的温度可以 在50-300°C，优选160至200°C，例如，175-185°C的范围内。压力可在l-10mPa，优选l-5mPa 的范围内。可将溶液加热0. 5-24小时，优选1-3小时。
[0045] 在一些实施方案中，将溶剂的pH调节到3.0至4.5 (例如，3. 5-3. 8)。在该pH范 围内，木质素得以质子化并且容易地提取到有机相中。包含溶剂和木质素的有机相与强酸 性阳离子交换剂接触，以去除残余的金属阳离子。为了获得高纯度的固体木质素，溶解度有 限的溶剂与木质素分离，例如，蒸发。优选地，可以通过将含有酸性木质素的溶剂溶液与水 在升高的温度（例如，80°C)下混合而将溶解度有限的溶剂与木质素分离。例如，可通过过 滤或离心而回收沉淀的木质素。固体木质素可以溶解在用于制备木质素溶液的任何合适的 溶剂（如，苯乙醇）中。
[0046] 或者，含有酸性木质素的溶解度有限的溶剂溶液可与另一种溶剂（例如，甲苯）混 合。可蒸发溶解度有限的溶剂，而替换溶剂（例如，甲苯）留在溶液中。可以制备在所期望 的溶剂中的木质素溶液。
[0047] 本发明进一步提供了一种通过由生物质生产高纯度木质素的过程生产的木质素 组合物。该过程包括：（i)从生物质中去除半纤维素糖从而获得含有木质素的剩余物；其中 该含有木质素的剩余物包含木质素和纤维素；（ii)使该含有木质素的剩余物与木质素提 取溶液接触以产生木质素提取物和纤维素剩余物；其中该木质素提取溶液包含溶解度有限 的溶剂、有机酸和水，其中该溶解度有限的溶剂和水形成有机相和水相；以及（iii)从纤维 素剩余物中分离木质素提取物；其中所述木质素提取物包含溶解于该溶解度有限的溶剂中 的木质素。在一些实施方案中，该木质素组合物通过进一步包括一个、两个、三个、四个或 五个附加步骤的过程生产：（iv)使木质素提取物与强酸性阳离子交换剂接触以去除残余 的阳离子，从而获得纯化的木质素提取物；(v)蒸馏或闪蒸该木质素提取物，从而从木质素 提取物中去除大部分的溶解度有限的溶剂，以获得固体木质素；(vi)加热该固体木质素， 从而从该固体木质素中去除痕量的溶解度有限的溶剂或水；(vii)向该固体生物素施加真 空，从而从该固体木质素中去除痕量的溶解度有限的溶剂或水；以及（viii)用有机溶剂溶 解该固体木质素以形成所得的溶液，并从不溶性剩余物中分离所得的溶液。
[0048] 在一些实施方案中，所述木质素组合物的特征在于至少一个、两个、三个、四个、五 个、六个、七个、八个、九个、十个、i^一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、 十八个或十九个选自下组的特征：（i)含量至多2mmol/g的木质素脂族羟基基团；（ii)至 少2. 5mmol/g的木质素酸羟基基团；（iii)少于0. 4mmol/g的木质素羧0H基团；（iv)含 量至多1 %重量/重量的硫；（v)含量至多0. 5 %重量/重量的氮；（vi) 5 %降解温度高于 220°C;(vii)10%降解温度高于260°C 小于1%重量/重量的灰分；（ix)通式为 CaHb0c;其中a为9，b小于12,且c小于3. 5; (X)小于0. 9的缩合度；（xi)至少0. 8的甲氧 基含量；(xii)小于〇. 4的0/C重量比；（xiii)根据DIN53765,第一与第二热循环之间的 玻璃化转变温度升高10到30°C; (xiv)小于1 %重量/重量的糖；（XV)在DMS0中的溶解度 >100g/L; (xvi)在THF中的溶解度>35g/L; (xvii)在0·INNaOH水溶液中的溶解度>8g/L; (xviii)小于1重量％的水；以及（xix)在200°C下小于1重量％的挥发性组分。
[0049] 在一些实施方案中，所述木质素组合物的特征还在于根据DIN53765通过差示扫 描量热法（DSC)确定的玻璃化转变温度在80°C到160°C的范围内；第二加热循环的DSC热 谱图与第一加热循环是显著不同的，其中第一加热循环包含比第二循环更大数目的放热最 大值、吸热最大值或拐点。在一些实施方案中，第一循环中的该更大数目的点可以归因于由 于木质素样品的异质性（例如，多样的官能团、分子结构和分子量）所致的木质素样品在被 加热时发生的反应性。在一些实施方案中，该反应性导致进一步交联，从而导致第二循环的 玻璃化转变温度升高大于5 °C、10 °C、15 °C、20 °C或甚至25 °C。
[0050] 这种热行为表明木质素聚合物在受热下，以及可能在其他条件下的不稳定性。对 于木质素的工业应用目的，期望不仅要具有本发明的木质素所显示的高纯度，而且要具有 更加良好限定的木质素。这任选地通过就级分的热行为、大小、结构和其他属性将木质素分 级分离为稳定的级分而实现。木质素的稳定级分将允许木质素开发为化学转化过程的原 料，在该过程中破坏该分子以获得有价值的化学品，和/或允许通过使木质素与另外的组 分复合而将木质素用作聚合物。 IV.木质素分级分离
[0051] 令人惊讶地发现，所述木质素可以通过鲁棒的（robust)方法而分级分离以产生 两种不同的木质素级分，这两种级分是热稳定且明显不同的。因此，本发明进一步提供了一 种通过由生物质生产高纯度木质素的过程生产的木质素组合物。该过程包括：（i)从生物 质中去除半纤维素糖从而获得含有木质素的剩余物，其中该含有木质素的剩余物包含木质 素和纤维素；（ii)使该含有木质素的剩余物与木质素提取溶液接触以产生木质素提取物 和纤维素剩余物；其中该木质素提取溶液包含溶解度有限的溶剂、有机酸和水，其中该溶解 度有限的溶剂和水形成有机相和水相；以及（iii)从纤维素剩余物中分离木质素提取物； 其中所述木质素提取物包含溶解于溶解度有限的溶剂中的木质素。在一些实施方案中，该 木质素组合物通过进一步包括一个、两个、三个、四个或五个额外步骤的过程生产：（iv)使 该木质素提取物与强酸性阳离子交换剂接触以去除残余的阳离子，从而获得纯化的木质素 提取物；(v)蒸馏或闪蒸该木质素提取物，从而从该木质素提取物中去除大部分的溶解度 有限的溶剂，以获得固体木质素；(vi)加热该固体木质素，从而从该固体木质素中去除痕 量的溶解度有限的溶剂或水；(vii)向该固体生物素施加真空，从而从该固体木质素中去 除痕量的溶解度有限的溶剂或水；以及（viii)使固体木质素与有机溶剂接触以形成所得 溶液，该所得溶液包含称为溶剂可溶性（SS)的木质素级分和称为溶剂不溶性（SI)的剩余 物固体；并且将所得溶液与不溶性剩余物分离。
[0052] 溶剂分级分离可将木质素样品分离为溶剂可溶性（SS)级分和溶剂不溶性（SI)级 分。在一些实施方案中，所述接触以1:3到1:10的固体与液体之比（wt/wt)，在20至50°C 下在搅拌的容器中进行l-l〇h。
[0053] 在一些实施方案中，所述溶剂为至少一种具有小于200Da的分子量的极性有机溶 剂。在一些实施方案中，该溶剂为至少一种包含1-5个碳原子、0-3个氧原子和0-6个卤素 原子的有机溶剂。在一些实施方案中，该溶剂是有机溶剂的混合物。在一些实施方案中，该 溶剂选择为有机分子，其中木质素在该溶剂中具有有限的溶解度。例如，在一些实施方案 中，选择溶剂使得该溶剂与木质素的5:lw/w混合物导致至少5 %、10 %、15 %、20 %、25 %、 30 %、35 %、40 %、45 %、50 %的木质素溶解在该溶剂中。在一些实施方案中，10 %至40 %的 木质素溶解在该溶剂中。在一些实施方案中，在所述的条件下，木质素在溶剂中的溶解度 为至少 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、85、80、95、97、98、99 克样品/500克溶剂。在一些实施方案中，该溶剂是有机分子，其中在所述的条件下，基本由 木质素组成的样品在溶剂中的溶解度为至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、 45、50、60、70、80、85、80、95、97、98、99克样品/500克溶剂。在一些实施方案中，应用溶剂混 合物。在一些实施方案中，在所述条件下至少30 %、40 %、50 %、60 %wt/wt的木质素固体可 溶于所述溶剂中，但不超过70 %、60 %、50 %、40 %是可溶的。在一些实施方案中，选择溶剂 以在本文所述的溶剂分级分离条件下形成可溶性的木质素级分，该级分为样品中总木质素 的至少 2、4、6、8、10、12、16、20、24、28、32、36、40、44、48、50、52wt/wt%。
[0054] 在一些实施方案中，该溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、甲酸乙酯和二氯甲 烷。在一些实施方案中，该溶剂选自甲醇、乙酸乙酯和二氯甲烷。在一些实施方案中，该溶剂 是甲醇。在一些实施方案中，该溶剂是二氯甲烷。在一些实施方案中，该溶剂是乙酸乙酯。
[0055] 在一些实施方案中，通过过滤收集未溶解的级分，将该级分洗涤并在100-110°C 下或在45_55°C真空下风干。通过在旋转蒸发仪中蒸发溶剂或溶剂混合物或者用于蒸发 溶剂的任何其他方法来干燥溶解的级分。收集剩余的木质素，并将其在l〇〇-ll〇°C下或在 45-55Γ真空下风干。在一些实施方案中，通过将溶剂从反应器中倾析而收集溶剂不溶性级 分。在一些实施方案中，通过将溶剂从溶剂不溶性级分中倾析出而收集溶剂可溶性级分。
[0056] 可以选择木质素样品的溶剂分级分离的方法，使得溶剂可溶性级分中木质素的量 相对于溶剂不溶性级分中木质素的量较低。例如，在本文所述方法的一些实施方案中，溶剂 可溶性级分包含样品总木质素的少于65%、60%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、 15%、10%、5% (w/w)。在一些实施方案中，SS级分包含总木质素的约25%到45%。可以 选择木质素样品的溶剂分级分离的方法，使得溶剂不溶性（SI)级分中木质素的量相对于 溶剂可溶性（SS)级分中木质素的量较低。例如，在本文所述方法的一些实施方案中，溶剂 不溶性级分包含样品总木质素的少于65%、60%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、 15%、10%、5% (w/w)。在一些实施方案中，SI级分包含总木质素的约25%到45%。
[0057] 在本文所述木质素组合物的一些实施方案中，当第一量的木质素在一定量的有机 溶剂的存在下在室温下搅拌2小时，以形成第二量的溶解的木质素和第三量的不溶性木质 素，其中木质素的第二量与第三量之比大于1.0、1. 1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、 2. 0、2. 2、2. 4、2. 6、3、4、5、6、7、8、9、10或20 :l(wt/wt)，并且其中有机溶剂的量与木质素的 第一量之比为5:1 (wt/wt)时，该木质素是基本可溶的。在本文所述木质素组合物的一些实 施方案中，当第一量的木质素在一定量的有机溶剂的存在下在室温下搅拌2小时，以形成 第二量的溶解的木质素和第三量的不溶性木质素，其中木质素的第二量与第三量之比大于 3:1 (wt/wt)，并且其中有机溶剂的量与木质素的第一量之比为5:1 (wt/wt)时，该木质素是 基本可溶的。
[0058] 在本文所述木质素组合物的一些实施方案中，当第一量的木质素在一定量的有机 溶剂的存在下在室温下搅拌2小时，以形成第二量的溶解的木质素和第三量的不溶性木质 素，其中多于95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%或50%的第一量的木质 素溶解于该有机溶剂中，并且其中有机溶剂的量与木质素的第一量之比为5:1 (wt/wt)时， 该木质素是基本可溶的。
[0059] 在本文所述木质素组合物的一些实施方案中，当第一量的木质素在一定量的有机 溶剂的存在下在室温下搅拌2小时，以形成第二量的溶解的木质素和第三量的不溶性木质 素，其中木质素的第三量与第二量之比大于1.0、1. 1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、 2. 0、2. 2、2. 4、2. 6、3、4、5、6、7、8、9、10或20 :l(wt/wt)，并且其中有机溶剂的量与木质素的 第一量之比为5:1 (wt/wt)时，该木质素是基本不可溶的。
[0060] 在本文所述木质素组合物的一些实施方案中，当第一量的木质素在一定量的有机 溶剂的存在下在室温下搅拌2小时，以形成第二量的溶解的木质素和第三量的不溶性木质 素，其中木质素的第三量与第二量之比大于3:1 (wt/wt)，并且其中有机溶剂的量与木质素 的第一量之比为5:1 (wt/wt)时，该木质素是基本不可溶的。
[0061] 在本文所述木质素组合物的一些实施方案中，当第一量的木质素在一定量的有机 溶剂的存在下在室温下搅拌2小时，以形成第二量的溶解的木质素和第三量的不溶性木质 素，其中多于95%、90%、85%、80%、75、70%、65%、60%、55%或50%的第一量的木质素 没有溶解于该有机溶剂中，并且其中有机溶剂的量与木质素的第一量之比为5:1 (wt/wt) 时，该木质素是基本不可溶的。
[0062] 溶剂分级分离可以产生两种或更多种木质素级分，该级分具有与未分级分离的木 质素不同的化学组成。溶剂分级分离的木质素的每个级分的化学组成均可以与未分级分离 的木质素不同，并且与各个其他级分不同。例如，溶剂可溶性和/或溶剂不溶性木质素级分 可以分别具有比未分级分离的木质素的氧原子与碳原子（0/C)比更大的0/C比。溶剂可溶 性和/或溶剂不溶性木质素级分可以分别具有比未分级分离的木质素的氢原子与碳原子 (H/C)比更小的H/C比。在一些实施方案中，分级分离的木质素的0/C比和H/C比在未分 级分离的木质素的 20%、18%、15%、12%、10%、5%&R(within20，18，15，12，10,5%of non-fractionatedlignin)〇
[0063] 溶剂分级分离的木质素的每个级分的化学组成均可以与未分级分离的木质素不 同。例如，分级分离的木质素中0H基团