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磋磨布景　　

　　碱木质素起首于碱法制浆废液，产量大、资本低，是热切的芳醇类化合物质源。在制浆经过中，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度的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员物，同期也存在着低分子降解居品。长期以来，东谈主们的柔和点贴近在对制浆废液中木质素的举座诈欺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磋磨较少。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，加上衰败有劲的瓦出恭艺，以至难以对多样降解居品的结构进行瓦解。从工业诈欺的角度动身，对工业木质素结构进行精确解译以及低分子居品的结构浮滑是杀青其高附加值应用的基础，具有主要的磋磨预料与诈欺价值。

　　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磋磨东谈主员以木质素模子物为打破点对碱法制浆废液中的低分子居品进行了系统磋磨。磋磨发现，桉木片等闲规碱法制浆料理后，制浆废液中木质素低分子居品的含量可不雅，约占粗碱木质素总量的三分之一。作家秉承二氯甲烷从粗碱木质素中采取性永诀获得大量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等检测分析手艺对该组分进行深化瓦解，发现并浮滑了20余种木质素单体、二聚体降解居品的化学结构。其中，有15种木质素单体和二聚体降解居品的结构为初度建议、浮滑。该磋磨揭秘了制浆黑液中暗藏的木质素小分子矿藏，为碱木质素的高值化诈欺提供了新路线。

图文解读

　　磋磨经过中，作家领先通过对碱法制浆废液中低分子居品的初步分析，阐释了不同结构单元（S/G）组成的木质素在化学料理中结构衍化的相反性（Scheme 1）：

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

　　b）S型结构单元的C5位被甲氧基取代，不可发生C5缩合，减少降解居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大量低分子降解居品。

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

　　然后，作家秉承GPC对各组分的分子量进行瓦解，发现桉木碱木质素低分子组分中含有大量的木质素单体及二聚体结构（Figure 1）。进而，秉承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相反性（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）以及醛酮类结尾基（VA、SA、AV和AS）为低分子居品中独有的结构。其中，二芳基乙烷结构初度在工业木质素中被发现并证据。

　　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料理，借助于合成获得的木质素模子物和法子物，秉承GC-MS对低分子量组分中的木质素单体和二聚体降解居品进行深化瓦解。磋磨发现，该组分中除了含有常见的木质素降解居品（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，还包含大量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经过中的酿成机理进行了初步探索，并建议了二芳基乙烯结构酿成的可能旅途（谅解文，Scheme 2， 3）。

论断

　　该磋磨在桉木碱法制浆废液中告捷浮滑出了20余种单体和二聚体木质素小分子滋生物，并建议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居品的面纱，为工业碱木质素的高值化诈欺招引了新想路。

　　该论文以赵承科博士为第一作家，岳凤霞副诠释和吕发创诠释为通信作家，在线发表在Green Chemistry期刊上，制浆造纸工程国度重心履行室为惟一通信单元。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“植物质源先进滚动”团队，该团队长期从事木质纤维资源基础表面过甚高值化诈欺等磋磨。

　　原文都集：https://doi.org/10.1039/D0GC01658F.欧美BT