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商讨布景　　

　　碱木质素起头于碱法制浆废液，产量大、资本低，是紧迫的芳醇类化合物质源。在制浆流程中，伴跟着木质素分子中化学键的断裂与脱除，木质素大分子发生了不同进程的C-C键缩合或C-O键降解等。因此，制浆废液中的木质素不仅存在着高分子团聚物，同期也存在着低分子降解产品。永久以来，东谈主们的眷注点逼近在对制浆废液中木质素的举座期骗或对木质素大分子组分的改性、降解，而对废液中低分子量组分商讨较少。究其原因，可能是由于制浆废液中产生的碱木质素是一个极为复杂的羼杂物体系，加上枯竭有劲的贯通技术，以致难以对各式降解产品的结构进行贯通。从工业期骗的角度登程，对工业木质素结构进行精确解译以及低分子产品的结构恣意是已毕其高附加值应用的基础，具有主要的商讨意旨与期骗价值。

　　针对上述问题，华南理工大学制浆造纸工程国度重心履行室商讨东谈主员以木质素模子物为欺压点对碱法制浆废液中的低分子产品进行了系统商讨。商讨发现，桉木片频频规碱法制浆惩办后，制浆废液中木质素低分子产品的含量可不雅，约占粗碱木质素总量的三分之一。作家接受二氯甲烷从粗碱木质素中选拔性分辩获得多数的木质素低分子组分，并通过构建模子物响应，结合2D NMR、GC-MS等检测分析技术对该组分进行深远贯通，发现并恣意了20余种木质素单体、二聚体降解产品的化学结构。其中，有15种木质素单体和二聚体降解产品的结构为初次冷落、恣意。该商讨揭秘了制浆黑液中荫庇的木质素小分子矿藏，为碱木质素的高值化期骗提供了新阶梯。

图文解读

　　商讨流程中，作家当先通过对碱法制浆废液中低分子产品的初步分析，阐释了不同结构单元（S/G）组成的木质素在化学惩办中结构衍化的各异性（Scheme 1）：

　　a）S型单元组成的β-O-4联结的化学键解离能（BDE）低于G型单元组成的β-O-4联结的化学键解离能，因而更容易降解；

　　b）S型结构单元的C5位被甲氧基取代，不成发生C5缩合，减少降解产品参与缩合响应的概率。对比分析不同种类（桉木和云杉）碱木质素中低分子组分含量，进一步证实了以S型单元为主的木质素经碱法制浆不错产生多数低分子降解产品。

　　Scheme 1 Schematic illustration for the different yields of the low-Mw aromatics from softwood and hardwood lignins after alkaline pulping process.

　　然后，作家接受GPC对各组分的分子量进行贯通，发现桉木碱木质素低分子组分中含有多数的木质素单体及二聚体结构（Figure 1）。进而，接受2D HSQC NMR对比分析了桉木碱木质素低分子量组分与高分子量组分的结构各异性（Figure 2），发现两种碱木质素组分均含有β-β结构（C）、芳基乙烯基醚（E）和芳基丙三醇（Gly）结构；而立体异构的β-β结构（C′和C′′）、二芳基乙烯（SB1和SB5）、二芳基乙烷（DE）以及醛酮类终局基（VA、SA、AV和AS）为低分子产品中独到的结构。其中，二芳基乙烷结构初次在工业木质素中被发现并阐明。

　　Figure 1 Molecular weight analysis of DCM-soluble/insoluble fractions from Eucalyptus alkali and kraft lignins. (a) The standard curve of polystyrenes for molecular weight calibration of lignin fractions; (b) the molecular weight distribution of DCM soluble/insoluble fractions.

　　Figure 2 2D HSQC NMR spectra of high-Mw (DCM-insoluble) and low-Mw (DCM-soluble) fractions from Eucalyptus alkali lignin.

　　接着，作家对低分子量组分进行乙酰化惩办，借助于合成获得的木质素模子物和圭臬物，接受GC-MS对低分子量组分中的木质素单体和二聚体降解产品进行深远贯通。商讨发现，该组分中除了含有常见的木质素降解产品（如愈创木酚、2,6-二甲氧基苯酚、香草醛、乙酰香草酮、丁香醛和乙酰丁香酮）外，还包含多数新式的单体和二聚体结构，如芳基丙三醇单体（S4）、联芳（D1）、二芳基乙烷（D2和D3）、二芳基甲烷（D4）、二芳基乙烯（D5、D6和D7）、芳基乙烯氧基芳基丙三醇二聚体（D8、D9、D10和D11）以及立体异构的β-β二聚体（D12、D13和D14）。

　　Figure 3 Aromatic monomers identified in the low-Mw fraction from Eucalyptus alkali lignin by GCMS.

　　Figure 4 Lignin dimers identified in low-Mw fraction of the Eucalyptus alkali lignin by GC-MS

　　临了，作家借助于模子物响应，对这类二聚体新结构的在碱法制浆流程中的造成机理进行了初步探索，并冷落了二芳基乙烯结构造成的可能旅途（包涵文，Scheme 2, 3）。

论断

　　该商讨在桉木碱法制浆废液中得胜恣意出了20余种单体和二聚体木质素小分子养殖物，并冷落了新的木质素结构衍化旅途。碱木质素小分子组分化学结构的解译，揭开了碱法制浆废液中木质素小分子降解产品的面纱，为工业碱木质素的高值化期骗拓荒了新想路。

　　该论文以赵承科博士为第一作家，岳凤霞副教师和吕发创教师为通信作家，在线发表在Green Chemistry期刊上，制浆造纸工程国度重心履行室为独一通信单元。作家地点团队为华南理工大学轻工科学与工程学院/制浆造纸工程国度重心履行室“植物质源先进转变”团队，该团队永久从事木质纤维资源基础表面相等高值化期骗等商讨。

　　原文荟萃：https://doi.org/10.1039/D0GC01658F.自拍偷拍 探花