簡易方法將木質素轉化為高價值化合物

美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校科學家開發出一種快速簡便的方法，可將造紙工業的副產品木質素轉化為更具價值的可再生化學品。相關論文發表于新一期《Small》雜志。

木質素廣泛存在于植物中，是木質纖維素的重要組分。全球紙漿與造紙行業每年產生約5000萬噸木質素，其中大部分被當作廢棄物直接丟棄或焚燒。因此，將木質素高效轉化為高附加值產品，對木質纖維素生物精煉產業的經濟性與可持續性至關重要。

近年來，研究人員一直在探索用木質素等可再生天然原料替代石油基原料，生產高附加值化學品。傳統轉化方法往往耗能高、化學品用量大，且依賴金屬催化劑或苛刻反應條件來改變木質素結構。同時，現有工藝多聚焦于香草醛及其衍生物等食品行業重要分子的生產，木質素固有的化學多樣性促使科學家尋找新途徑，以擺脫高溫和催化劑的使用，獲得更多高價值化合物。

利用微液滴加速化學反應是一種新興且頗具潛力的方法。這些微小液滴能大幅加速化學反應，無需苛刻反應條件或催化劑，就能高效完成原本緩慢的過程，還能自發產生活性氧，如過氧化氫。

在此基礎上，團隊利用高頻聲波擾動液體生成微小水滴，進而分解木質素。他們將這些液滴稱為超聲乳化水微滴（SEWM）。這一簡單工藝只需在小容器中加入油、水、木質素和少量酸，室溫下反應20分鐘，即可分解木質素，無需額外催化劑或苛刻化學條件。深色粉末狀的木質素最終轉化為一種名為SEMILL-A的氧化還原活性分子，產物為亮麗的橙色粉末，轉化率約為56%。

SEMILL-A具有氧化還原活性和pH敏感性，其結構包含香豆素核心與衍生化硝基酚單元，因而在電化學、分析及合成領域頗具應用潛力。例如，SEMILL-A可用作酸堿指示劑，當環境pH值由酸性變為堿性時，其顏色會從黃色變為紅色。