后过渡金属催化木质素氢解路线及机理研究

发布时间：2022-07-15 13:14

　　通过化学法降解木质素生成芳香类化合物是木质素高值化利用过程中最直接和最经济环保的方法。作为植物合成木质素的逆反应,还原法降解木质素因其产物得率较高、选择性较好,成为木质素催化降解生成酚类化合物最有效的方法,也是目前研究最广泛的木质素降解方法。该反应过程主要以后过渡金属作为催化剂,如Ru/C、Pd/C等。对木质素催化氢解机理的研究,不仅有利于对反应过程进行深入理解从而可以调控产物得率及选择性,而且还可以为新催化体系的开发提供理论基础。但是,由于木质素是多种结构单元经多种连接结构以随机方式连接而成,结构异常复杂,为木质降解机理研究带来很大困难。本文以二聚体和多聚体在内的多种木质素模型物及其同位素标记的衍生物为研究对象,通过对降解产物定性和定量分析,研究不同后过渡金属催化木质素氢解机理路线。以木质素模型化合物为研究对象对Ru/C催化木质素氢解机理进行研究发现,“烯醇醚”路径、C_α羰基化合物路径、自由基路径以及C_β-O和C_γ-O连续断键路径均不适用于Ru/C催化木质素氢解过程并提出了木质素β-O-4结构中C_α

【文章页数】：159 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
    1.1 木质素结构及其降解
        1.1.1 木质素的结构
        1.1.2 木质素的降解
    1.2 木质素催化降解机理及路线
        1.2.1 酸催化降解机理及路线
        1.2.2 碱催化降解机理及路线
        1.2.3 还原降解机理及路线
    1.3 本论文的技术路线图
    1.4 本论文研究的目的、意义和内容
2.Ru/C催化β-O-4木质素氢解机理研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及设备
        2.2.2 实验步骤
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 酚型二聚体模型化合物GG的降解
        2.3.2 羟基对木质素降解的影响
        2.3.3 氘代模型化合物的降解
        2.3.4 Ru/C催化氢解木质素生成C3产物机理路线
    2.4 本章小结
3.碱对Ru/C催化木质素氢解产物选择性调控机理研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与材料
        3.2.2 实验步骤
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 β-O-4结构模型化合物的催化降解
        3.3.2 碱调控Ru/C催化氢解EMAL
        3.3.3 碱参与的Ru/C催化氢解木质素机理与路线
    3.4 本章小结
4.利用含氘β-O-4模型物对金属催化木质素氢解机理研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品及设备
        4.2.2 实验步骤
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 氘代多聚体模型化合物的合成
        4.3.2 Ru/C催化氢解氘代多聚体模型物
        4.3.3 Pd/C催化氢解体系
        4.3.4 Pd/Zn/C对木质素模型物的催化降解
    4.4 本章小结
5.结论与建议
    5.1 结论
    5.2 本论文创新点
    5.3 展望
参考文献
附录 A 第二章中原料及降解产物的表征
附录 B 第三章中原料及降解产物的表征
附录 C 第四章中原料及降解产物的表征
个人简介
导师简介
获得成果目录清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]“木质素优先”策略下林木生物质组分催化分离与转化研究进展[J]. 宋国勇.  林业工程学报. 2019(05)
[2]木质素的结构、功能及高值化利用[J]. 邱卫华,陈洪章.  纤维素科学与技术. 2006(01)
[3]木质素生物合成途径及调控的研究进展[J]. 魏建华,宋艳茹.  植物学报. 2001(08)

博士论文
[1]基于模型物的碱木质素核磁解析研究[D]. 赵承科.华南理工大学 2019
[2]生物质木质素结构解析及其预处理解离机制研究[D]. 文甲龙.北京林业大学 2014



本文编号：3662115