7月11日，記者了解到，華南理工大學(xué)、牛津大學(xué)和中國科學(xué)院過程工程所的研究人員聯(lián)合攻關(guān)，在木質(zhì)素選擇性轉(zhuǎn)化研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。

生物質(zhì)的重要組分木質(zhì)素是世界上儲(chǔ)量最為豐富的可再生芳香聚合物，將木質(zhì)素解聚制備高附加值芳香化合物的技術(shù)備受關(guān)注。但由于木質(zhì)素結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致其解聚產(chǎn)物收率和選擇性偏低，因此如何實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素的選擇性轉(zhuǎn)化是高效利用木質(zhì)素及生物質(zhì)的關(guān)鍵。

生物質(zhì)資源具有來源廣泛、產(chǎn)量巨大、可再生及其組成元素與當(dāng)前大宗有機(jī)化學(xué)品接近等特點(diǎn)，將其高效轉(zhuǎn)化為平臺(tái)化合物或化學(xué)品，被認(rèn)為是解決上述問題的一個(gè)重要途徑。

據(jù)了解，生物質(zhì)的重要組分木質(zhì)素，是世界上儲(chǔ)量最為豐富的可再生芳香聚合物，將木質(zhì)素解聚制備高附加值芳香化合物的技術(shù)，備受關(guān)注。但由于木質(zhì)素結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致其解聚產(chǎn)物收率和選擇性偏低，因此如何實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素的選擇性轉(zhuǎn)化是高效利用木質(zhì)素及生物質(zhì)的關(guān)鍵。

為了突破這一技術(shù)瓶頸，不同于常規(guī)解聚木質(zhì)素獲得芳香化合物的途徑，李雪輝課題組提出選擇性斷裂木質(zhì)素的苯環(huán)結(jié)構(gòu)并通過原位酯化等強(qiáng)化模式，來實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素高值化轉(zhuǎn)化的新策略。在溫和條件下（160℃，5 h），馬來酸二乙酯達(dá)到404.8 mg/g的產(chǎn)率以及72.7%的選擇性。

隨后，研究人員進(jìn)一步深入分析發(fā)現(xiàn)，磷鎢酸銅離子液體中五配位的Cu+結(jié)構(gòu)是該過程的催化活性中心。

此外，課題組及其合作者還創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一類新型微乳液反應(yīng)器體系，基于木質(zhì)素分子雙親性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用木質(zhì)素的自表面活性作用模式，通過界面強(qiáng)化效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)素的高效選擇性解聚及自破乳過程，展示出了良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

在此基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步通過對(duì)木質(zhì)素主要連接方式的解析，基于木質(zhì)素主要結(jié)構(gòu)單元和化學(xué)鍵的差異性并結(jié)合DFT計(jì)算等，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了系列木質(zhì)素高效選擇性解聚體系，實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)素特征化學(xué)鍵和結(jié)構(gòu)單元的選擇性斷裂與裁剪。例如，設(shè)計(jì)并構(gòu)建的Fe基功能化離子液體體系，可對(duì)木質(zhì)素分子中的H結(jié)構(gòu)單元實(shí)現(xiàn)高選擇性裁剪，制備具有高附加值且用途廣泛的肉桂酸甲酯（MPC）。

據(jù)悉，該研究獲得了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：21736003）等資助。

此外，研究人員還創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一類新型微乳液反應(yīng)器體系，利用木質(zhì)素的自表面活性作用模式，通過界面強(qiáng)化效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)素的高效選擇性解聚及自破乳過程，該體系展示出良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

在此基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步設(shè)計(jì)并構(gòu)建了系列木質(zhì)素高效選擇性解聚體系，實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)素特征化學(xué)鍵和結(jié)構(gòu)單元的選擇性斷裂與裁剪。