近日,高地张超锋教授、金永灿教授与中国科学院大连化学物理研究所王峰研究员合作,在《Chemical Reviews》(影响因子72.087)上以“Catalytic Strategies and Mechanism Analysis Orbiting the Center of Critical Intermediates in Lignin Depolymerization”为题发表木质素催化解聚的综述文章(文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00664)。相关工作得到南京林业大学水杉学者基金、国家自然科学基金等项目的支持。

木质素作为大自然赐予人类的一种具有丰富官能团化芳香结构的宝贵资源,近年来其转化利用引起了学术界和工业界广泛关注。截至目前,木质素降解策略/方法丰富多样,既包含传统的热解、气化、液相重整、溶剂解、氧化、加氢、还原、酸解、碱解、醇解等,也有新开发的氧化还原-中性法、生物催化和不同的组合方法等。因此,系统总结这些已开发的策略和方法,揭示木质素转化机理的内在联系很有必要。
针对纷繁复杂的木质素转化机理体系,综述文章以木质素转化过程中关键中间体(阴离子中间体、阳离子中间体、有机金属中间体、有机分子中间体、芳基阳离子中间体和中性自由基中间体)为切入点,基于这些关键中间体的生成和转化化学的系统介绍,探讨不同中间体中相应C–H/O–H/C–C/C–O化学键转化从而导致C–C/C–O链接键活化/断裂的规律,同时对木质素解聚生成芳香族化学品的策略/方法进行了梳理和分类。相关木质素催化转化中间体化学以及木质素催化转化策略的总结能为后续木质素高附加值利用新转化路径的设计开发提供指导。
综述文章除了系统概述木质素催化解聚的研究进展以及不同转化机理间的内在联系外,还对木质素基础知识与催化解聚转化关键问题的进行简介,同时讨论了木质素转化研究未来发展的机遇与挑战。该综述可供化学、化工、能源、材料及环境等相关领域的教师和学生阅读。