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  木質素是地球上最豐富的具有芳香環(huán)結構的可再生資源，約占木質生物質質量的15-35%。由于木質素在生物煉制中的重要性，它的高附加值利用引起了廣泛關注。近日，華東理工大學工業(yè)催化研究所王艷芹教授課題組在木質素催化轉化領域取得重要進展，相關研究成果“Breaking the limit of lignin monomer production via cleavage of interunit carbon-carbon linkages”在線發(fā)表于Chem（doi.org/10.1016/j.chempr.2019.03.007）雜志。

  為了實現(xiàn)木質素的高效利用，傳統(tǒng)的工藝是通過解聚方法，將木質素轉化為木質素單體化合物并加以升級利用。然而，在剝離、解聚過程中尙有大量的（25%-30%）木質素二聚體、寡聚體未得到利用。這是因為在目前的解聚方法中，只能斷裂單元之間的C-O鍵，而鍵能較高的C-C鍵很難發(fā)生活化斷裂，并且在解聚過程中單體化合物會發(fā)生再聚合形成新的C-C鍵，導致木質素的利用率受到嚴重限制。王艷芹教授課題組在該領域系統(tǒng)研究基礎上，創(chuàng)新性地使用多功能催化劑Ru/NbOPO4，成功實現(xiàn)了一鍋法活化木質素中C-O鍵和C-C鍵的反應過程，打破了傳統(tǒng)木質素單體化合物的理論收率。在該反應體系中，基于標準的硝基苯氧化法測定的木質素單體含量，產(chǎn)物中單環(huán)烴類化合物的收率高達153%，同時芳烴的選擇性高達68%。借助于原位非彈性中子散射實驗（INS）和理論計算（DFT），揭示了木質素中C-C鍵斷裂的反應機理，為最大化地利用木質素資源制備高附加值化學品提供了一種簡單、低能耗的新途徑。

  近年來，王艷芹教授課題組在生物質催化轉化研究領域取得了一系列重要成果（Ind. Eng. Chem. Res. 2018, 57, 3545; J. Catal. 2018, 365, 420; ACS Catal. 2018, 8, 3280; Appl. Catal. B:Environ. 2018, 5, 488; ACS Catal. 2017, 7, 333; Nat. Commun. 2017, 8:16104; Nat. Commun. 2016, 7:11162; Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9755）。

  該工作由華東理工大學博士生董琳和英國曼徹斯特大學博士后林龍飛在王艷芹教授、郭勇副研究員和英國曼徹斯特大學楊四海博士的共同指導下完成，在非彈性中子散射表征等方面得到了英國STFC盧瑟福- 阿普爾頓實驗室Stewart F. Parker和Svemir Rudi?的諸多幫助，在二維核磁表征等方面得到了中科院大連化學物理研究所路芳教授課題組的大力幫助。

  該研究得到國家自然科學基金（重點、面上和青年）、上海市重大科技專項、中國高校學科人才引進計劃、中央高校基本業(yè)務費、英國曼徹斯特大學等的支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.03.007