木质素在分馏和解聚过程中普遍存在的缩合反应会导致顽固性碳-碳（C–C）键的形成，这也是制约木质素高效转化的关键科学难题。

针对这一挑战，福建农林大学帅李教授团队利用苯酚等小分子酚类作为探针分子，研究了木质素在不同温度和pH值条件下的反应路径，系统揭示了不同条件下木质素的主要缩合路径，并首次发现了木质素在高温下的缩合新机制。

团队进一步提出通过精确调控木质素单元侧链与苯酚的缩合反应路径可制备多种生物基双酚化合物，具有替代传统石油基双酚A的巨大潜力（图1）。

该策略不仅能够有效抑制缩合副反应、同时还实现木质素的定向解聚，对于推动生物质精炼技术的产业化进程具有重要的战略意义。

该研究以“Manipulation of lignin condensation pathways to produce different bisphenols from biomass”为题发表于国际高水平期刊《The innovation》（IF 25.7)，论文被选为封面文章。

福建农林大学为第一单位，博士生黄梨珍和赵承科副教授为本论文第一作者，福建农林大学帅李教授、赵承科副教授和华侨大学徐莹教授为论文共同通讯作者。

木质素是构成植物细胞壁的主要成分之一，在木本植物中，木质素占植物净重15-30%，在自然界中的储量位居第二（仅次于纤维素），但是其隐藏的价值往往被忽略。

传统双酚A（BPA）因内分泌干扰性面临禁用风险，木质素衍生的双酚（如Bisphenol P3）具备绿色、低毒性优势，市场潜力巨大。

木质素是由含甲氧基的对羟基肉桂醇单体偶联构成的芳香族聚合物，其结构中包含大量β–O–4醚键，这为开发各类解聚策略以制备高值芳香化学品提供了分子基础。

全球生物质精炼产业需提升木质素价值以平衡成本，工业常见的高温预处理（如稀酸、有机溶剂法）缺乏有效抑制缩合的策略，导致木质素转化效率不足5%。

目前，强酸催化木质素苄基碳（α-碳），形成苄基碳芳基化结构（二芳基甲烷结构），是公认的木质素缩合路径。

高温（>180℃）‌条件下，在近中性体系和高温条件下，木质素在转化过程中会发生Cγ缩合，生产1,3-二芳基丙烷双酚（Bisphenol P3），基于桉木木质素质量的最高得率为45.9 wt%。

基于Cγ缩合机制，作者设计出制备二芳基丙烷型双酚（Bisphenol P3）的策略：通过引入苯酚抑制木质素片段间缩合，同时促进二芳基丙烷双酚化合物制备。具体作用机制包括两方面：

1）苯酚可以捕获木质素分子片段中自由基，从而抑制自由基缩合反应，并促进对羟基肉桂醇生成；

2）过量苯酚通过与对羟基肉桂醇γ-C缩合形成二芳基丙烯骨架结构，进一步加氢后，可获得Bisphenol P3。

在高温的条件下（>180℃），β–O–4醚键会发生均裂反应，产生的自由基中间体通过"偶联-均裂-偶联"的反复反应过程，导致分子间C–C键的持续累积。

在这个过程中，苯酚既是自由基清除剂，又是竞争性亲核试剂，可阻断Cγ缩合；更重要的是，研究发现部分中间体经自由基转移后形成的对羟基肉桂醇衍生物会进一步发生Cγ缩合反应——即亲核的木质素芳香环通过进攻对羟基肉桂醇末端γ-C形成1,3-二芳基丙烯结构，经过进一步加氢，β–O–4模型物反应制备Bisphenol P3，最高得率可达67.6%（以反应物摩尔量计）。

在通过β–O–4模型物制备出1,3-二芳基丙烯结构（Bisphenol P3）后，作者进一步验证该机理在实际的木质素中的应用。

以实验室提取的缩醛木质素为原料，在250 °C无酸条件下进行酚化反应，随后通过加氢处理成功合成出目标产物并通过2D NMR对其结构进行表征。

桉木和马尾松缩醛木质素转化为Bisphenol P3，基于苯丙烷单元摩尔量计算得率分别为35.2%和14.8%，基于木质素质量计算得率分别为45.9 wt%和18.2 wt%。

本研究揭示了木质素在近中性高温条件下的缩合反应机制。

该机制对理解木质素在稀酸预处理、有机溶剂体系和热水处理（180-250℃）等过程的结构演变规律提供了分子层面的解释；同时，机制方面研究将有助于开发新的抑制木质素缩合策略，促进木质素转化利用。

此外，本研究展示了通过调控木质素缩合路径的方法，制备三种双酚平台化合物（Bisphenol P1-P3），这类生物基双酚经后续转化可制备高附加值产品：

1）催化加氢制取环二醇（聚合物单体）；

2）深度脱氧生产可持续航空燃料（SAF）；

3）作为功能单体合成高性能聚合物材料（如环氧树脂、聚碳酸酯等）。

该研究成果将农业剩余物和木材等木质生物质原料转化为高性能的生物质基双酚化合物，为木质素的高值化利用提供了新的科学基础和技术路径，对于推动生物质精炼技术的产业化进程具有重要的战略意义。

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