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福建農林大學帥李教授團隊揭示木質素縮合新機制并合成新型雙酚化合物

文章來源：新能源網更新時間：2025-08-15 15:39:52

在綠色化學發展的浪潮中，利用可再生的植物資源替代化石資源，制備高附加值化學品、生物燃料和材料已成為重要趨勢。雙酚類化合物（如最常見的雙酚A），是工業基礎原料，廣泛應用于合成聚碳酸酯和環氧樹脂等材料。木質素是由含甲氧基的對羥基肉桂醇單體偶聯構成的芳香族聚合物，其結構中包含大量β–O–4醚鍵，這為開發各類解聚策略以制備高值芳香化學品提供了分子基礎。然而，木質素在分餾和解聚過程中普遍存在的縮合反應會導致頑固性碳-碳（C-C）鍵的形成，這也是制約木質素高效轉化的關鍵科學難題。針對這一挑戰，研究木質素的縮合機理，并開發能夠有效抑制縮合副反應、同時實現木質素定向解聚的新型工藝路線，對于推動生物質精煉技術的產業化進程具有重要的戰略意義。

該研究揭示了木質素在近中性高溫條件下的縮合反應機制。該一新發現的縮合機制對理解木質素在稀酸預處理、有機溶劑體系和熱水處理（180-220℃）等過程的結構演變規律提供了分子層面的解釋；同時，機制方面研究將有助于開發新的抑制木質素縮合策略，促進木質素轉化利用。此外，本研究展示了通過調控木質素縮合路徑的方法，制備三種雙酚平臺化合物，這類生物基雙酚經后續轉化可制備高附加值產品：1）催化加氫制取環二醇（聚合物單體）；2）深度脫氧生產可持續航空燃料（SAF）；3）作為功能單體合成高性能聚合物材料（如環氧樹脂、聚碳酸酯等）。這類生物基雙酚類化合物以及其衍生產品具有替代傳統石油基雙酚A、二醇的巨大潛力，成為環保塑料、涂料和粘合劑等產品的優質原料。該研究成果為木質素的高值化利用提供了新的科學基礎和技術路徑。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xinn.2025.10099

以上研究工作獲得了國家杰出青年科學基金（32425039），青年科學基金（項目編號：32301543）和國家林草局青年拔尖人才（項目編號20201326005）等經費支持。

The Innovation是由中國科學院青年創新促進會百余會員與Cell Press（細胞出版社）于2020年5月共同創辦的開放獲取英文期刊，覆蓋自然科學全領域。該刊以影響因子25.7和CiteScore 53.4位列全球綜合性學術期刊第三位，僅次于Nature和Science。

帥李，博士、教授、博（碩）士生導師，國家杰出青年科學基金獲得者、“十四五”國家重點研發計劃首席科學家，入選中組部“海外高層次人才計劃”青年項目、福建省高層次Ａ類人才、國家林草局青年拔尖人才等。主持美國國家科學基金、國家自然科學基金、國家重點研發計劃項目等。研究成果以第一作者或通訊作者在Nature、Science、Innovation、Science Advances、 Nature Communications、Trends in Chemistry、Energy & Environment Science、Angewandte Chemie International Edition等期刊上發表。獲得威斯康辛州杰出研究生生獎、國際木材科學院年度博士論文金獎、蔡倫青年科技獎、中國化學會纖維素專委會青年學者獎、團中央“新時代青年先鋒”稱號等。研究方向為生物質資源高值化利用，研究如何將纖維素、木質素等可再生資源催化轉化為燃料、化學品和材料。

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