《Chemical Society Reviews》：Carbon–carbon bond cleavage for lignin and plastics deconstructionOpen Access
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碳–氧(C–O)键的断裂已为推动木质素增值转化和聚酯塑料回收利用带来重大进展。然而，对于这些原料中更为顽固的组分——即木质素中的碳–碳(C–C)键连结构以及聚合物主链——C–C键的选择性断裂仍是一项关键挑战。选择性断裂这些化学键对于提高生物精炼(biorefi
碳–氧(C–O)键的断裂已为推动木质素增值转化和聚酯塑料回收利用带来重大进展。然而，对于这些原料中更为顽固的组分——即木质素中的碳–碳(C–C)键连结构以及聚合物主链——C–C键的选择性断裂仍是一项关键挑战。选择性断裂这些化学键对于提高生物精炼(biorefining)和塑料解构为高附加值产品(value-added products)的碳效率与经济可行性至关重要。本综述概述了可用于木质素和塑料解构的C–C键断裂方法，并特别关注可及的反应机理。研究人员将化学其他领域中开发的C–C键断裂方法与专门应用于木质素和塑料的策略一并纳入考量，就有前景的C–C键断裂方法、底物类别、工程考虑因素以及C–C键断裂产率报告指南提出了见解。
**1. 引言**
有机化学自创立以来，碳–碳(C–C)键的构建一直是核心目标。然而，在全球可持续化学转型背景下，生物质原料和合成塑料中大量未被充分利用的碳以C–C键形式存在。木质素约占植物生物质干重的10–30 wt%，全球每年产生的生物质废弃物约10
3 Gt；塑料年产量在2021年约为391 MMt，其中聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)合计占约41%的市场份额。目前木质素主要以燃烧供热为主，塑料回收率极低，化学解聚经C–C键断裂为高值化利用提供了可行途径。
**2. 木质素和塑料中的C–C键**
2.1. 木质素：天然木质素含有β–O–4、5–O–4、β–5、β–β、β–1和5–5等键连类型。常规制浆（如Kraft法）因高温缩合反应产生更多C–C键的技术木质素；而木质素优先策略（如还原催化分馏，RCF）可减少缩合，所得木质素油富含β–5（占C–C键35–45%）、5–5（20–23%）、β–β和β–1键。密度泛函理论(DFT)计算表明，5–5键的键解离能(BDE)最高（112–118 kcal mol
?1），其次为β–5（101–108 kcal mol
?1）和β–1（65–69 kcal mol
?1）。
2.2. 塑料：常见C–C键连接的热塑性塑料包括PE、PP、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。计算研究显示，均裂C–C键断裂的BDE趋势为PE > PP > PS（约86–88、84–86、78–80 kcal mol
?1），PVC因氯取代基的诱导效应使BDE升高至约88–90 kcal mol
?1。
**3. C–C键断裂的一般方法**
3.1. 金属催化反应：C–C单键断裂主要通过氧化加成和β-碳消除两种机制实现，前者需要金属螯合辅助（σ-键、π-键、导向基团等），后者在醇、醇盐、胺和酰胺等底物中经金属配位后消除烯烃。C=C双键断裂包括烯烃复分解（经金属卡宾[2+2]环加成生成金属环丁烷中间体）、卡宾/卡拜中间体路径以及氧化断裂。芳香C–C键断裂可通过非氧化路径（金属插入、环
