综述：木质素氧化分级解聚与可持续价值化的研究进展

这篇综述系统阐述了金属催化氧化技术在木质素（lignin）价值化中的突破性进展，重点探讨了溶剂极性（polarity）、催化剂载体（support materials）及氧化剂（O2/H2O2）对酚类（phenolics）、醛类（aldehydes）等产物的选择性调控机制，为生物基化学品（bio-based chemicals）的绿色生产提供了理论支撑。

　　

木质素结构及价值化挑战

作为植物细胞壁的关键组分，木质素是由三种苯丙烷单元（S/G/H-unit）通过C–O（β-O-4键）和C–C（5–5′键）连接形成的三维网状聚合物。其化学稳定性导致传统解聚方法效率低下，产物复杂且分离困难，严重制约高值化应用。

氧化分级解聚的前沿策略

金属催化氧化体系通过选择性断裂β-O-4键实现高效转化。贵金属（如Au/TiO₂）在温和条件下表现优异，而过渡金属（Cu/Fe）催化剂成本更低但需优化稳定性。溶剂工程中，极性溶剂（γ-戊内酯）可提升木质素溶解度，而氧化剂（O₂ vs H₂O₂）的选择直接影响产物分布——前者倾向生成羧酸，后者更易产酚类单体。

反应机制与创新技术

氧化过程涉及自由基链式反应，金属活性中心通过电子转移促进C–O键断裂。一锅法（one-pot）催化整合分级与解聚步骤，显著提升经济性；溶剂调制技术（如pH响应型离子液体）可实现木质素原位分离与转化。

现存挑战与未来方向

催化剂失活、真实原料（非模型化合物）适应性差是主要瓶颈。开发双功能催化剂（氧化/酸催化）、耦合光电催化技术，以及建立产物快速分析平台（如在线质谱）将成为研究重点。

结论

氧化路径通过精准调控反应参数，将木质素转化为高值芳香化学品，其环境友好性与石油基路线形成鲜明对比。未来需通过多学科交叉推动该技术从实验室迈向工业化，最终实现生物质资源的闭环利用。