简易方法将木质素转化为高价值化合物

美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校科学家开发出一种快速简便的方法，可将造纸工业的副产品木质素转化为更具价值的可再生化学品。相关论文发表于新一期《Small》杂志。

木质素广泛存在于植物中，是木质纤维素的重要组分。全球纸浆与造纸行业每年产生约5000万吨木质素，其中大部分被当作废弃物直接丢弃或焚烧。因此，将木质素高效转化为高附加值产品，对木质纤维素生物精炼产业的经济性与可持续性至关重要。

近年来，研究人员一直在探索用木质素等可再生天然原料替代石油基原料，生产高附加值化学品。传统转化方法往往耗能高、化学品用量大，且依赖金属催化剂或苛刻反应条件来改变木质素结构。同时，现有工艺多聚焦于香草醛及其衍生物等食品行业重要分子的生产，木质素固有的化学多样性促使科学家寻找新途径，以摆脱高温和催化剂的使用，获得更多高价值化合物。

利用微液滴加速化学反应是一种新兴且颇具潜力的方法。这些微小液滴能大幅加速化学反应，无需苛刻反应条件或催化剂，就能高效完成原本缓慢的过程，还能自发产生活性氧，如过氧化氢。

在此基础上，团队利用高频声波扰动液体生成微小水滴，进而分解木质素。他们将这些液滴称为超声乳化水微滴（SEWM）。这一简单工艺只需在小容器中加入油、水、木质素和少量酸，室温下反应20分钟，即可分解木质素，无需额外催化剂或苛刻化学条件。深色粉末状的木质素最终转化为一种名为SEMILL-A的氧化还原活性分子，产物为亮丽的橙色粉末，转化率约为56%。

SEMILL-A具有氧化还原活性和pH敏感性，其结构包含香豆素核心与衍生化硝基酚单元，因而在电化学、分析及合成领域颇具应用潜力。例如，SEMILL-A可用作酸碱指示剂，当环境pH值由酸性变为碱性时，其颜色会从黄色变为红色。